小型無人機電動腳架設計難點

說起無人機都會想起大疆,大疆有一款大載重6軸無人機提供怪哉專業相機拍攝服務,其中採用了舵機控制的腳架方案,穩定性高(高不意味着一定可靠,主要決定於私服舵機)。

相比較於舵機方案,還有其他更加廉價、美觀的方案,如我的設計中採用的絲槓電機方案,電機絲槓連接小滑塊,小滑塊再連接腳架。但是這樣的設計存在一個問題:通常我們給電機的電壓是通過BUCK電路出來的5V或者12V,那麼在運動和卡死時作用與絲槓與滑塊上的力是相同的,而高中物理就說過物體克服靜摩擦力動起來的力要大於摩擦力,換句話說就是比如你用10N的力壓緊腳架,那你就需要大於10N的反向力將腳架鬆開,放在電路上就是施加更大的電壓。而這個電機是正反供電達到上升/下降效果,故不能在電機端改變電壓值(因爲電壓方向在在變得),故採用在BUCK電路反饋電壓端串一個電路,變相的改變反饋電阻大小從而達到改變BUCK電路輸出電壓大小。當然這個電阻是否接入通常由單片機控制,因爲單片機在整個腳架控制過程中都會起到監控和控制作用。以下爲部分電路圖:


其中 VOLT_CONT 接到單片機控制腳,在腳架起來的幾秒內提高輸出電壓,快到底時減小輸出電壓,從而達到了‘’分段用力‘’的效果。

當然控制器中還有其他一些些問題,如電機電流監控、控制信號處理、控制輸出最大時限(防止電機一直供電燒壞電機,這個需要根據實際腳架測試)等等。

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