緊湊型航空伺服驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，包括盒體、控制板和驅(qū)動板；所述控制板包含SSI編碼器信號接口電路、RS422信號接口電路、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路；所述盒體由主體、側(cè)蓋板、絕緣襯墊和下蓋板構(gòu)成；所述主體為由頂板、左側(cè)板、右側(cè)板和后面板構(gòu)成的箱體結(jié)構(gòu)；在主體的左、右側(cè)板的中部各設(shè)有一條中部凸塊，在中部凸塊上分別開有插槽；控制板卡在兩條插槽中；在靠近底部的主體的左、右側(cè)板上各設(shè)有一條底部凸塊；主體的底部設(shè)有下蓋板；驅(qū)動板及絕緣襯墊插在底部凸塊與下蓋板之間。有益的技術(shù)效果：本產(chǎn)品針對飛行器工作環(huán)境進行專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有良好的耐溫度范圍寬和電磁屏蔽能力。
【專利說明】緊湊型航空伺服驅(qū)動器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于航空伺服控制領(lǐng)域，涉及一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器。

【背景技術(shù)】
[0002]配合飛行器使用的設(shè)備需要具備抗振性能強、溫度范圍寬、安裝空間小的性能；尤其是小型飛行器領(lǐng)域，要求配套使用的伺服控制器的體積小、抗震動、熱耗低，還要求伺服驅(qū)動器可以實現(xiàn)被控對象位置閉環(huán)。然而，現(xiàn)有的商業(yè)伺服驅(qū)動器不能同時滿足上述應(yīng)用。具體表現(xiàn)在如下方面:
[0003]市場上常見的商業(yè)伺服系統(tǒng)其控制器(如PLC)和驅(qū)動器(如伺服驅(qū)動器)是相互分立的，需要分別安裝，占用的空間大，耗用安裝輔料多；此外，由于商業(yè)伺服驅(qū)動器不是針對密閉、窄小空間設(shè)計的，一般是采用自然風(fēng)冷的方式或是添加輔助散熱設(shè)備的方式進行降溫，需要足夠大的對流空間才能散熱和正常工作，因此無法在小型飛行器中長期穩(wěn)定地工作。
[0004]此外，在飛行器起落時，要承受劇烈的沖擊力，因此，要求用于飛行器中的設(shè)備還需要良好抗震動沖擊的能力。但商業(yè)伺服驅(qū)動器由于使用環(huán)境的制約，不具備抗飛行器起落時沖擊的能力。
[0005]最后，現(xiàn)有的商業(yè)伺服驅(qū)動器一般只配備增量編碼接口和RS232接口，通訊接口少，無法對被控對象進行位置閉環(huán)。
[0006]傳統(tǒng)的解決方法是對航空伺服驅(qū)動器采用定制的方式，根據(jù)具體應(yīng)用要求全新設(shè)計伺服驅(qū)動器。但這樣做既造成重復(fù)設(shè)計，也引入技術(shù)狀態(tài)不確定，可靠性差的問題。每次設(shè)計都需要做大量的環(huán)境試驗進行驗證、篩選。鑒于以上缺點，亟需要研究一種適用于航空設(shè)備的、具有廣泛通用性的航空伺服驅(qū)動器。
實用新型內(nèi)容
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題不足，本實用新型的目的是提供一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器。其具體結(jié)構(gòu)如下:
[0008]一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，包括盒體、控制板100和驅(qū)動板200 ;通過16芯的排線將控制板100和驅(qū)動板200連接在一起，驅(qū)動板200為控制板100提供電源，控制板100為驅(qū)動版200提供控制信號；
[0009]所述控制板100內(nèi)含DSP芯片110、增量編碼信號接口電路120、RS232信號接口電路130、CAN信號接口電路140和I/O開關(guān)量信號接口電路150 ;其中，增量編碼信號接口電路120、RS232信號接口電路130、CAN信號接口電路140和I/O開關(guān)量信號接口電路150分別與DSP芯片110相連接；
[0010]所述驅(qū)動板200內(nèi)含電源接口電路210、電機接口電路220和一個功率橋，所述功率橋為由6個MOSFET管230構(gòu)成的H橋；
[0011]所述盒體由主體401、側(cè)蓋板402、絕緣襯墊403和下蓋板404構(gòu)成；
[0012]主體401為由頂板、左側(cè)板、右側(cè)板和后面板構(gòu)成的箱體結(jié)構(gòu)；
[0013]在主體401的左側(cè)板內(nèi)側(cè)的中部、以及主體401的右側(cè)板內(nèi)側(cè)的中部各設(shè)有一條中部凸塊405，所述的兩條中部凸塊405相互對稱且均與主體401的頂板相平行；在兩條中部凸塊405相對應(yīng)的側(cè)面上分別開有一道插槽407 ;所述控制板100卡在兩條插槽407之中；
[0014]在靠近底部的主體401的左側(cè)板內(nèi)側(cè)面、以及靠近底部的主體401的右側(cè)板內(nèi)側(cè)的各設(shè)有一條底部凸塊406 ;所述的兩條底部凸塊406相互對稱且均與主體401的頂板相平行；驅(qū)動板200的頂面分別與兩條底部凸塊406的底面相連接；在驅(qū)動板200底部設(shè)有一塊絕緣襯墊403 ;在絕緣襯墊403的底部設(shè)有一塊下蓋板404 ；
[0015]通過螺絲將下蓋板404與主體401的底部固定連接；即將驅(qū)動板200固定在底部凸塊406與下蓋板404之間；
[0016]通過螺絲將側(cè)蓋板402與主體401的前端面固定連接，即由主體401、側(cè)蓋板402和下蓋板404共同構(gòu)成中空且密閉的矩形塊體，進而將控制板100及驅(qū)動板200的邊緣以線接觸的方式分別固定在盒體的中部和底部；
[0017]在控制板100上還設(shè)有SSI編碼器信號接口電路160、RS422信號接口電路170、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路181和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路182 ；SSI編碼器信號接口電路160、RS422信號接口電路170、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路181和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路182分別與DSP芯片110相連接；
[0018]增量編碼信號接口電路120和SSI編碼器信號接口電路160共用一個編碼器連接器310 ；RS232信號接口電路130和RS422信號接口電路170共用第一通訊連接器320 ；CAN信號接口電路140和I/O開關(guān)量信號接口電路150共用第二通訊連接器330 ;第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路181和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路182分別與第一變壓器連接器340和第二變壓器連接器350相連接；
[0019]編碼器連接器310、第一通訊連接器320、第二通訊連接器330、第一變壓器連接器340和第二變壓器連接器350均設(shè)置在靠近側(cè)蓋板402 —側(cè)的控制板100上。
[0020]有益的技術(shù)效果
[0021]本實用新型針對飛行器工作環(huán)境進行專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其控制板100和驅(qū)動板200整體封裝在同一個殼體內(nèi)，減少了之間的走線，占用空間小，安裝簡單，抗振動和沖擊性能強，內(nèi)部電路采用低功耗、低發(fā)熱量的元器件，無需額外的散熱裝置即可實現(xiàn)自散熱，具有良好的耐溫度范圍寬和電磁屏蔽能力。
[0022]本實用新型還配有旋轉(zhuǎn)變壓器電路180、SSI絕對值編碼信號轉(zhuǎn)換電路130和RS422信號轉(zhuǎn)換電路140以及相應(yīng)的通訊接口，使得本實用新型克服了現(xiàn)有商業(yè)伺服驅(qū)動器信號接口少的弊端，進而使得本實用新型具備閉環(huán)工作的硬件基礎(chǔ)。
[0023]本實用新型避免了傳統(tǒng)的航空伺服驅(qū)動器所采用定制的方式，既避免重復(fù)設(shè)計，以及設(shè)備工作狀態(tài)不確定，可靠性差的問題。又避免了硬件設(shè)計都需要做大量的環(huán)境試驗進行驗證、篩選的缺點。此外，還節(jié)約了大量的研發(fā)成本，提高了設(shè)備的使用效率和兼容性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的組裝立體示意圖。
[0025]圖2為本實用新型的電路框圖。
[0026]圖3為圖1去掉側(cè)蓋板402后的主視圖。
[0027]圖中的序號為:控制板100、DSP芯片110、增量編碼信號接口電路120、1?232信號接口電路130、CAN信號接口電路140、I/O開關(guān)量信號接口電路150、SSI編碼器信號接口電路160、RS422信號接口電路170、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路181、第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路182、驅(qū)動板200、電源接口電路210、電機接口電路220、MOSFET管230、編碼器連接器310、第一通訊連接器320、第二通訊連接器330、第一變壓器連接器340、第二變壓器連接器350、電源連接器360、電機連接器370、主體401、側(cè)蓋板402、絕緣襯墊403、下蓋板404、中部凸塊405、底部凸塊406、插槽407。

【具體實施方式】
[0028]現(xiàn)結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的結(jié)構(gòu)特點。
[0029]參見圖1，一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，包括盒體、控制板100和驅(qū)動板200 ;通過16芯的排線將控制板100和驅(qū)動板200連接在一起，驅(qū)動板200為控制板100提供電源，控制板100為驅(qū)動版200提供控制信號；
[0030]所述控制板100內(nèi)含DSP芯片110、增量編碼信號接口電路120、RS232信號接口電路130、CAN信號接口電路140和I/O開關(guān)量信號接口電路150 ;其中，增量編碼信號接口電路120、RS232信號接口電路130、CAN信號接口電路140和I/O開關(guān)量信號接口電路150分別與DSP芯片110相連接；
[0031]所述驅(qū)動板200內(nèi)含電源接口電路210、電機接口電路220和一個功率橋，所述功率橋為由6個MOSFET管230構(gòu)成的H橋；
[0032]所述盒體由主體401、側(cè)蓋板402、絕緣襯墊403和下蓋板404構(gòu)成；
[0033]主體401為由頂板、左側(cè)板、右側(cè)板和后面板構(gòu)成的箱體結(jié)構(gòu)。
[0034]參見圖3，在主體401的左側(cè)板內(nèi)側(cè)的中部、以及主體401的右側(cè)板內(nèi)側(cè)的中部各設(shè)有一條中部凸塊405，所述的兩條中部凸塊405相互對稱且均與主體401的頂板相平行；在兩條中部凸塊405相對應(yīng)的側(cè)面上分別開有一道插槽407 ;所述控制板100卡在兩條插槽407之中；所述插槽407的寬度W為2.5mm,插槽深度D為10mm。
[0035]在靠近底部的主體401的左側(cè)板內(nèi)側(cè)面、以及靠近底部的主體401的右側(cè)板內(nèi)側(cè)的各設(shè)有一條底部凸塊406 ;所述的兩條底部凸塊406相互對稱且均與主體401的頂板相平行；驅(qū)動板200的頂面分別與兩條底部凸塊406的底面相連接；在驅(qū)動板200底部設(shè)有一塊絕緣襯墊403 ;在絕緣襯墊403的底部設(shè)有一塊下蓋板404 ；
[0036]通過螺絲將下蓋板404與主體401的底部固定連接；即將驅(qū)動板200固定在底部凸塊406與下蓋板404之間；
[0037]通過螺絲將側(cè)蓋板402與主體401的前端面固定連接，即由主體401、側(cè)蓋板402和下蓋板404共同構(gòu)成中空且密閉的矩形塊體，進而將控制板100及驅(qū)動板200的邊緣以線接觸的方式分別固定在盒體的中部和底部；抗沖擊、抗震動的能力顯著高于僅僅通過螺絲進行內(nèi)部連接的普通商用伺服驅(qū)動器，且密閉的結(jié)構(gòu)適合在惡劣環(huán)境中使用，并能有效隔絕相鄰電子設(shè)備之間電磁干擾。
[0038]在控制板100上還設(shè)有SSI編碼器信號接口電路160、RS422信號接口電路170、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路181和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路182 ；SSI編碼器信號接口電路160、RS422信號接口電路170、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路181和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路182分別與DSP芯片110相連接；
[0039]增量編碼信號接口電路120和SSI編碼器信號接口電路160共用一個編碼器連接器310 ；RS232信號接口電路130和RS422信號接口電路170共用第一通訊連接器320 ；CAN信號接口電路140和I/O開關(guān)量信號接口電路150共用第二通訊連接器330 ;第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路181和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路182分別與第一變壓器連接器340和第二變壓器連接器350相連接；
[0040]編碼器連接器310、第一通訊連接器320、第二通訊連接器330、第一變壓器連接器340和第二變壓器連接器350均設(shè)置在靠近側(cè)蓋板402 —側(cè)的控制板100上。本實用新型的控制板100和驅(qū)動板200裝配在同一個盒體內(nèi)，本實用新型具有豐富的接口，為閉環(huán)控制建立了硬件基礎(chǔ)。
[0041]進一步說，電源接口電路210和電機接口電路220分別與電源連接器360和電機連接器370相連接；所述，電源連接器360和電機連接器370均設(shè)置在靠近側(cè)蓋板402 —側(cè)的驅(qū)動板200上。在側(cè)蓋板402上開有連接器通孔，便于上述連接器與外部的設(shè)備連接。
[0042]所述驅(qū)動板200為鋁基板，基于鋁基板的驅(qū)動板200具有良好的散熱能力。驅(qū)動器200上6個MOSFET管230所產(chǎn)生的熱量通過鋁基板傳遞到主體401和下蓋板404上。再由主體401和下蓋板404將熱量發(fā)散掉，即本實用新型的驅(qū)動器200通過盒體直接散熱，實現(xiàn)了緊湊型設(shè)計；
[0043]進一步說，MOSFET管230均為采用D2PaK封裝的、且導(dǎo)通電阻小于4ι?Ω的MOSFET管。低阻值MOSFET管進一步降低了驅(qū)動器200工作時的熱耗，鋁基板的驅(qū)動板200進一步增強了散熱能力。
[0044]進一步說,主體401、側(cè)蓋板402和下蓋板404的材質(zhì)均為鋁；且主體401由鋁塊銑成的一體式結(jié)構(gòu)件，在節(jié)省重量的情況下，提高殼體的強度，且起到良好的散熱效果。絕緣襯墊403的材質(zhì)為SR-800B。
[0045]進一步說，DSP芯片110采用TI公司的、型號為TMS320F2812的低功耗芯片。
[0046]參見圖1，進一步說，編碼器連接器310、第一通訊連接器320、第二通訊連接器330、第一變壓器連接器340和第二變壓器連接器350的均為型號是J30J的航空微型矩形連接器。
[0047]進一步說，控制板100和驅(qū)動板200的厚度均為2.5mm,控制板100和驅(qū)動板200
的表面均覆蓋有一層三防漆層。
【權(quán)利要求】
1.一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，包括盒體、控制板(100)和驅(qū)動板(200);通過16芯的排線將控制板(100)和驅(qū)動板(200)連接在一起，其中驅(qū)動板(200)為控制板(100)提供電源，控制板(100)為驅(qū)動版(200)提供控制信號；所述控制板(100)內(nèi)含DSP芯片(I 10)、增量編碼信號接口電路(120 )、RS232信號接口電路(130 )、CAN信號接口電路(140 )和I/O開關(guān)量信號接口電路(150);其中，增量編碼信號接口電路(120)、RS232信號接口電路(130)、CAN信號接口電路(140)和I/O開關(guān)量信號接口電路(150)分別與DSP芯片(I 10)相連接；所述驅(qū)動板(200 )內(nèi)含電源接口電路(210 )、電機接口電路(220 )和一個功率橋，所述功率橋為由6個MOSFET管(230 )構(gòu)成的H橋； 其特征在于:所述盒體由主體(401)、側(cè)蓋板(402)、絕緣襯墊(403)和下蓋板(404)構(gòu)成； 主體(401)為由頂板、左側(cè)板、右側(cè)板和后面板構(gòu)成的箱體結(jié)構(gòu)； 在主體(401)的左側(cè)板內(nèi)側(cè)的中部、以及主體(401)的右側(cè)板內(nèi)側(cè)的中部各設(shè)有一條中部凸塊(405)，所述的兩條中部凸塊(405)相互對稱且均與主體(401)的頂板相平行；在兩條中部凸塊(405)相對應(yīng)的側(cè)面上分別開有一道插槽(407);所述控制板(100)卡在兩條插槽(407)之中； 在靠近底部的主體(401)的左側(cè)板內(nèi)側(cè)面、以及靠近底部的主體(401)的右側(cè)板內(nèi)側(cè)的各設(shè)有一條底部凸塊(406);所述的兩條底部凸塊(406)相互對稱且均與主體(401)的頂板相平行；驅(qū)動板(200)的頂面分別與兩條底部凸塊(406)的底面相連接；在驅(qū)動板(200)底部設(shè)有一塊絕緣襯墊(403);在絕緣襯墊(403)的底部設(shè)有一塊下蓋板(404)； 通過螺絲將下蓋板(404 )與主體(401)的底部固定連接；即將驅(qū)動板(200 )固定在底部凸塊(406)與下蓋板(404)之間； 通過螺絲將側(cè)蓋板(402)與主體(401)的前端面固定連接，即由主體(401)、側(cè)蓋板(402)和下蓋板(404)共同構(gòu)成中空且密閉的矩形塊體，進而將控制板(100)及驅(qū)動板(200)的邊緣以線接觸的方式分別固定在盒體的中部和底部。
2.如權(quán)利要求1所述一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，其特征在于:在控制板(100)上還設(shè)有SSI編碼器信號接口電路(160)、RS422信號接口電路(170)、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路(181)和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路(182) ；SSI編碼器信號接口電路(160)、RS422信號接口電路(170)、第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路(181)和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路(182)分別與DSP芯片(110)相連接； 增量編碼信號接口電路(120)和SSI編碼器信號接口電路(160)共用編碼器連接器(310);RS232信號接口電路(130)和RS422信號接口電路(170)共用第一通訊連接器(320);CAN信號接口電路(140 )和I/O開關(guān)量信號接口電路(150 )共用與第二通訊連接器(330 );第一旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路(181)和第二旋轉(zhuǎn)變壓器接口電路(182)分別與第一變壓器連接器(340)、第二變壓器連接器(350)相連接； 編碼器連接器(310)、第一通訊連接器(320)、第二通訊連接器(330)、第一變壓器連接器(340 )和第二變壓器連接器(350 )均設(shè)置在靠近側(cè)蓋板(402 ) —側(cè)的控制板(100 )上。
3.如權(quán)利要求1所述一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，其特征在于=MOSFET管(230)均為采用D2PaK封裝的、且導(dǎo)通電阻小于4m Ω的MOSFET管。
4.如權(quán)利要求1所述一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，其特征在于:主體(401)、側(cè)蓋板(402)和下蓋板(404)的材質(zhì)均為鋁；且主體(401)由鋁塊銑成的一體式結(jié)構(gòu)件；絕緣襯墊(403)的材質(zhì)為SR-800B。
5.如權(quán)利要求1所述一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，其特征在于:DSP芯片(110)采用TI公司型號為TMS320F2812的低功耗芯片。
6.如權(quán)利要求1所述一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，其特征在于:編碼器連接器(310)、第一通訊連接器(320)、第二通訊連接器(330)、第一變壓器連接器(340)和第二變壓器連接器(350)的均為型號是J30J的航空微型矩形連接器。
7.如權(quán)利要求1所述一種緊湊型航空伺服驅(qū)動器，其特征在于:控制板(100)和驅(qū)動板(200)的表面均覆蓋有一層三防漆層。
【文檔編號】H05K5/02GK204157194SQ201420530768
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】郭緒猛, 常九建, 葉超, 梅亮 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所