[发明专利]一种基于双电机驱动的电动舵机及其控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种基于双电机驱动的电动舵机，其特征在于：包括舵机壳体、两个驱动电机、双滚珠丝杠机构、曲柄滑块机构和舵机输出轴；所述双滚珠丝杠机构包括与两驱动电机的转轴一一对应传动连接的两根丝杠以及与两根丝杠一一对应配合的两个丝杠螺母；所述曲柄滑块机构包括同时固定于两丝杠螺母并作为滑块使用的螺母座、连接于舵机输出轴的摇臂和铰接于摇臂与螺母座之间的连杆。

2.根据权利要求1所述的基于双电机驱动的电动舵机，其特征在于：两所述驱动电机均为直流无刷伺服电机；两所述丝杠对称设置并通过圆锥滚子轴承支承于舵机壳体；所述连杆为两根且分设在螺母座上下两侧，所述摇臂的顶端为叉形结构并通过两分叉分别与两连杆铰接。

3.一种用于控制权利要求1所述的电动舵机的控制系统，其特征在于：包括计算模块、检测传感器、误差补偿模块和电机控制器；

所述计算模块用于根据舵机输出轴期望位置与实际位置计算舵机中的驱动电机所需的驱动量；

所述检测传感器包括用于检测舵机中丝杠螺母座的直线位移的直线位移传感器、用于分别检测舵机中两丝杠旋转角度的角度传感器Ⅰ和角度传感器Ⅱ；

所述电机控制器包括分别用于控制舵机中两驱动电机的电机控制器Ⅰ和电机控制器Ⅱ；其中，电机控制器Ⅰ的输出端作为电机控制器Ⅱ的输入端；

所述误差补偿模块包括误差补偿模块Ⅰ和误差补偿模块Ⅱ；所述误差补偿模块Ⅰ用于将直线位移传感器采集的螺母座实际位置与其理论位置对比后进行偏差补偿并将补偿信息发送至电机控制器Ⅰ；所述误差补偿模块Ⅱ用于将角度传感器Ⅰ和角度传感器Ⅱ采集的两丝杠之间的角度对比进行偏差补偿并将补偿信息发送至电机控制器Ⅱ。

4.一种采用权利要求3所述的控制系统的舵机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1.所述计算模块根据舵机输出轴期望位置与其实际位置，通过舵机传动链所确定的数学模型计算出驱动电机所需的驱动量，并将该驱动量发送至电机控制器Ⅰ；

s2.电机控制器Ⅰ根据计算模块发出的驱动量信息控制电动舵机中的驱动电机Ⅰ转动；电机控制器Ⅰ输出的信号同时发送至电机控制器Ⅱ，以通过电机控制器Ⅱ控制电动舵机中的驱动电机Ⅱ转动；

s3.所述直线位移传感器实时检测螺母座的实际位置，并将螺母座的实际位置信息发送至误差补偿模块Ⅰ；所述误差补偿模块Ⅰ将计算出的补偿信息发送至电机控制器Ⅰ，以修正其发出的驱动信息；

s4.所述角度传感器Ⅰ和角度传感器Ⅱ分别实时检测电机Ⅰ和电机Ⅱ的转角，并将该转角信息发送至误差补偿模块Ⅱ；所述误差补偿模块Ⅱ将计算出的补偿信息发送至电机控制器Ⅱ，以修正其发出的驱动信息。