一种舵机驱动装置的制作方法

技术特征：
1.一种舵机驱动装置其特征在于，它包括ethercat 总线接口电路（101a）、（101b）、can总线接口电路（102a）、（102b）、串口接口电路（103a）、（103b）、主控制器（104）、无线装置（105a）、（105b），伺服电机驱动器1（106）、伺服电机驱动器2（107）、微控制器（108）、基座惯性测量单元（109）、框架惯性测量单元（110）、伺服电机（201a）、（201b）、联轴器（202a）、（202b）、转接板（203a）、（203b）、基座（204a）、（204b）、交叉滚子轴承（205a）、（205b）、（205c）、圆锥滚子轴承盖（206a）、（206b）、（206c）、圆锥滚子轴承（207a）、（207b）、（207c）、输入轴（208a）、（208b）、锥齿轮（209a）、（209b）、（209c）、滚针轴承（210a）、（210b）、（210c）、保持架（211）、框架（212）、输出轴（213）、内球笼连接件（214）、内球笼三叉轴（215a）、（215b）、内球笼钟形壳（216）、舵叶转轴（217）；所述主控制器（104）与ethercat 总线接口电路（101a）、can总线接口电路（102a）、串口接口电路（103a）、无线装置（105a）、伺服电机驱动器1（106）、伺服电机驱动器（107）连接；所述伺服电机驱动器1（106）与伺服电机（201a）连接，所述伺服电机驱动器2（107）与伺服电机（201b）连接；所述基座惯性测量单元（109）、框架惯性测量单元（110）输出端与微控制器（108）输入端连接，所述微控制器（108）与ethercat 总线接口电路（101b）、can总线接口电路（102b）、串口接口电路（103b）、无线装置（105b）与微控制器（108）连接；所述伺服电机（201a）通过螺栓与转接板（203a）连接，所述转接板（203a）通过螺栓与基座（204a）连接，所述基座（204a）通过螺栓与交叉棍子轴承（205a）内圈连接，所述交叉棍子轴承（205a）外圈通过螺栓与框架（212）连接；所述伺服电机（201a）输出轴通过联轴器（202a）与输入轴（208a）连接；所述输入轴（208a）轴颈分别与圆锥滚子轴承（207a）内圈、锥齿轮（209a）、滚针轴承（210a）内圈连接，所述圆锥滚子轴承（207a）外圈与框架（212）连接；圆锥滚子轴承（207a）通过输入轴（208a）和圆锥滚子轴承盖（206a）实现轴向定位，所述圆锥滚子轴承盖（206a）通过螺钉与框架（212）连接，所述滚针轴承（210a）外圈与保持架（211）连接；所述伺服电机（201b）通过螺栓与转接板（203b）连接，所述转接板（203b）通过螺栓与基座（204b）连接，所述基座（204b）通过螺栓与交叉棍子轴承（205b）内圈连接，所述交叉棍子轴承（205b）外圈通过螺栓与框架（212）连接；所述伺服电机（201b）输出轴通过联轴器（202b）与输入轴（208b）连接；所述输入轴（208b）轴颈分别与圆锥滚子轴承（207b）内圈、锥齿轮（209b）、滚针轴承（210b）内圈连接，所述圆锥滚子轴承（207b）外圈与框架（212）连接；圆锥滚子轴承（207b）通过输入轴（208b）和圆锥滚子轴承盖（206b）实现轴向定位，所述圆锥滚子轴承盖（206b）通过螺钉与框架（212）连接，所述滚针轴承（210b）外圈与保持架（211）连接；所述输出轴（213）轴颈分别与圆锥滚子轴承（207c）内圈、锥齿轮（209c）、滚针轴承（210c）内圈连接，圆锥滚子轴承（207c）外圈与框架（212）连接，圆锥滚子轴承（207c）通过输出轴（213）和圆锥滚子轴承盖（206c）实现轴向定位，所述圆锥滚子轴承盖（206c）通过螺钉与框架（212）连接，所述框架（212）通过螺栓与交叉滚子轴承（205c）外圈连接，所述交叉滚子轴承（205c）内圈通过螺钉与内球笼连接件（214）连接，所述滚针轴承（210c）外圈与保持架（211）连接；所述内球笼连接件（214）与内球笼三叉轴（215a）一端通过花键连接，所述内球笼三叉
轴（215a）另一端与内球笼钟形壳（216）连接，所述内球笼钟形壳（216）另一端与内球笼三叉轴（215b）一端连接，所述内球笼三叉轴（215b）另一端通过花键与舵叶转轴（217）连接；所述基座惯性测量单元（109）通过螺栓与基座（204a）连接，所述框架惯性测量单元（110）通过螺栓与框架（212）连接；所述主控制器（104）为plc，所述微控制器（108）可为pc机、浮点型dsp、单片机、arm、fpga；所述基座惯性测量单元（109）、框架惯性测量单元（110）能够检测笛卡尔坐标系下的三轴角速度、三轴加速度信息；所述内球笼三叉轴（215a）、（215b）与内球笼钟形壳（216）组成万向节，且可相互移动。2.根据权利要求1所述的一种舵机驱动装置，其特征在于通过三个锥齿轮实现驱动扭矩的合成和传递。3.根据权利要求1所述的一种舵机驱动装置，其特征在于两伺服电机可同时动作，亦可独立动作。4.根据权利要求1所述的一种舵机驱动装置，其特征在于利用惯性测量单元测量框架的相对基座的角度、角速度和角加速度，并能够计算内力值。5.根据权利要求1所述的一种舵机驱动装置，其特征在于舵机利用内球笼结构进行内力自适应调节，并通过主控制器控制电机转角消除内力。

技术总结
本发明提供了一种舵机驱动装置，属于船舶领域。主要解决现有船舶电动舵机整体尺寸较大、运动过程存在结构内力、电机易过载。本发明采用锥齿轮结构进行扭矩传递，运用内球笼进行结构内力平衡，且可依据工况进行单、双电机驱动自由组合，能量利用率高。该发明具有结构设计合理，体积小、成本低的优点，提高了电动舵机的静动态性能。的静动态性能。的静动态性能。


技术研发人员：孙桂涛 张可欣
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2020.06.29
技术公布日：2022/1/13