[发明专利]一种无人机双余度前轮转弯伺服系统

权利要求书

1.一种无人机双余度前轮转弯伺服系统，其特征在于，包括伺服控制器和转弯伺服机构，所述伺服控制器包含故障监测模块和主、备份两个完全相同的控制通道，主、备份控制通道均包含控制电路和驱动电路，所述控制电路为转弯伺服系统的控制核心，与飞控计算机通讯，接收下发的控制指令，接收并上传转弯伺服机构发送的转弯伺服机构输出轴的实际偏转角度，并将转弯伺服机构输出轴的偏转角度与控制指令进行比较，通过闭环运算，输出PWM信号至驱动电路；所述驱动电路根据PWM信号调整输出至转弯伺服机构的电压，最终改变转弯伺服机构输出轴的转速；

所述转弯伺服机构包含传动机构和主、备份两个完全相同的执行通道，主、备份执行通道均包含无刷电机和角度传感器，所述无刷电机为转弯伺服机构的动力元件，所述角度传感器为转弯伺服机构输出轴的角度检测元件，用于将采集到的转弯伺服机构输出轴的偏转角度传输至伺服控制器的控制电路；主执行通道无刷电机和备份执行通道无刷电机均与传动机构连接，将无刷电机的转动运动传递至弯伺服机构输出轴。

2.根据权利要求1所述的无人机双余度前轮转弯伺服系统，其特征在于，所述伺服控制器中各控制通道的控制电路包括RVDT解码电路、AD芯片、通讯接口电路以及主控芯片，所述RVDT解码电路与该通道中角度传感器连接，接收角度传感器采集到的转弯伺服机构输出轴的偏转角度模拟信号并传输至AD芯片，所述AD芯片将模拟信号转化为数字信号并传输至主控芯片，所述主控芯片通过所述通讯接口电路与飞控计算机通讯，接收控制指令，将偏转角度与控制指令进行比较，通过闭环运算，输出PWM信号至驱动电路。

3.根据权利要求1所述的无人机双余度前轮转弯伺服系统，其特征在于，所述伺服控制器中各控制通道的驱动电路包括功率开关和电机驱动模块，所述功率开关受故障监测模块调控实现开启和关闭，并在开启时接收PWM信号并发送至所述电机驱动模块；所述电机驱动模块根据PWM信号调整输出至转弯伺服机构的电压，最终改变转弯伺服机构输出轴的转速。

4.根据权利要求1所述的无人机双余度前轮转弯伺服系统，其特征在于，所述伺服控制器中故障监测模块主要通过CPLD芯片完成故障监测功能，包括完成主控芯片监测、RVDT工作状态监测、开环监测、停转监测和霍尔监测，所述主控芯片将内部监测的结果通过IO口输出至CPLD芯片，CPLD芯片通过逻辑运算产生故障信号，并将该故障信号输出至主、备份控制通道驱动电路的功率开关，实施主、备份通道的切换。

5.根据权利要求1所述的无人机双余度前轮转弯伺服系统，其特征在于，所述伺服控制器还包括供电单元，所述供电单元用于将外部电源电压转换为转弯伺服系统中各元件所需电压。

6.根据权利要求1所述的无人机双余度前轮转弯伺服系统，其特征在于，所述转弯伺服机构(1)安装在无人机起落架(2)上，转弯伺服机构的输出轴与摇臂固连，摇臂与连杆(4)的一端转动连接，连杆(4)的另一端与前轮转轴(3)转动连接，通过连杆(4)将转弯伺服机构输出的转动转化为前轮转轴(3)的转动，进而带动前轮偏转。

7.根据权利要求6所述的无人机双余度前轮转弯伺服系统，其特征在于，所述转弯伺服机构输出轴(13)的轴心至连杆(4)的距离与前轮转轴(3)的轴心至连杆(4)的距离相等，且转弯伺服机构输出轴(13)的轴心与连杆(4)连接点的连线与前轮转轴(3)的轴心至连杆(4)连接点的连线平行。