本发明专利技术涉及一种基于刚挠印制板的舵机用立体化电子系统，包括自上而下层叠布局的四层印制板；顶层印制板承载和安装舵机的遥测控制单元，中层印制板承载和安装舵机的低功率单元，次中层印制板承载和安装舵机的功率驱动单元，底层印制板承载和安装供电单元；顶层印制板与中层印制板之间通过第一层间挠性印制板连接；顶层印制板与次中层印制板之间通过第二层间挠性印制板连接；次中层印制板与底层印制板之间通过第三层间挠性印制板连接。本发明专利技术的立体化电子系统采用刚挠印制板结构代替了内部电缆连接，通过挠性印制板折弯后的立体化布局，使得结构更加紧凑，空间占比小，工艺性更加优化。优化。优化。
【技术实现步骤摘要】
一种基于刚挠印制板的舵机用立体化电子系统
[0001]本专利技术涉及舵机
，尤其是一种基于刚挠印制板的舵机用立体化电子系统。
技术介绍
[0002]随着飞行器及武器系统的快速发展，对于轻量化、小型化、快速原型化的设计需求激增，电动舵机相比气动、液动舵机有着无可替代的优势。但是电动舵机电气线缆多，电磁性能要求高，可靠性环节多。对于导弹武器系统，敏感器和执行器的结构越紧凑，体积越小，能够提供的有效杀伤比重就越大。
[0003]作为导弹执行器的舵机，在传统的设计当中，其机械结构和电气电路设备之间要通过线缆连接后形成数据和能量传输的通道，需要在电路模块间进行电缆设计和PCB焊接走线。在进行电缆设计和PCB焊接走线时，需要进行走线长度计算、走线成型，明线焊接、焊点检查、硅胶固化等操作。上述设计和操作不但增加了舵机的设计难度，增大了武器装备的重量，以及焊点点胶固化和螺钉紧固方式等带来的空间占比增大；而且舵机内部电缆种类繁多，空间狭小操作困难，操作不易，对于操作者的工艺手法是一个比较大的考验。此外，内部电缆分支复杂，接插头容易误操作并且电缆的生产、运输、安装、防护都是关键质量的控制节点，给舵机的可靠性控制带来了风险。
技术实现思路
[0004]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于刚挠印制板的舵机用立体化电子系统；解决舵机电子系统的因内部电缆连接而引起问题。
[0005]本专利技术公开了一种基于刚挠印制板的舵机用立体化电子系统，包括自上而下层叠布局的四层印制板；顶层印制板承载和安装舵机的遥测控制单元，中层印制板承载和安装舵机的低功率单元，次中层印制板承载和安装舵机的功率驱动单元，底层印制板承载和安装供电单元；
[0006]顶层印制板与中层印制板之间通过第一层间挠性印制板连接，用于遥测控制单元与低功率单元之间的控制与传感器信号传递；顶层印制板与次中层印制板之间通过第二层间挠性印制板连接，用于遥测控制单元与功率驱动单元之间的控制信号传递；次中层印制板与底层印制板之间通过第三层间挠性印制板连接，用于供电单元对功率驱动单元的供电分配。
[0007]进一步地，所述顶层印制板为一体化刚性印制板，通过第一接插端口与第一层间挠性印制板的一端连接；通过第二接插端口与第二层间挠性印制板的一端连接；所述遥测控制单元采用DSP+FPGA架构，从第一接插端口获取舵机传感器信号结合外部遥测控制信号产生舵机控制信号，通过第二接插端口将舵机控制信号输出到次中层印制板承载的功率驱动单元。
[0008]进一步地，所述中层印制板为刚挠一体化印制板，印制板的刚性区采用分体式布
局，分为形状相同，间隔90
°
围成一周的第一中层刚性区、第二中层刚性区、第三中层刚性区和第四中层刚性区；相邻的中层刚性区之间由四块中层挠性印制板连接；
[0009]每个中层刚性区上承载和安装一个低功率模块，用于处理传感信息和电动机械锁控制信息；
[0010]连接在相邻中层刚性区之间中层挠性印制板，用于形成信息传递区域，在四个中层刚性区之间传递传感信息和电动机械锁控制信息。
[0011]进一步地，所述第一层间挠性印制板的另一端与四个中层刚性区的之一呈刚挠一体化的结构；通过第一层间挠性印制板以及所述中层挠性印制板，使每个中层刚性区上的低功率模块处理的传感信息传输到顶层印制板的遥测控制单元；将遥测控制单元产生的电动机械锁控制逻辑输出到每个低功率模块。
[0012]进一步地，每个中层刚性区还通过与其采用刚挠一体化结构的挠性印制板ZC与角度、温度以及电流传感器连接；还通过与其采用刚挠一体化结构的挠性印制板ZS与电动机械锁连接。
[0013]进一步地，所述次中层印制板包括四个形状结构相同的次中层单元；
[0014]每个次中层单元包括刚性板、第一次中层间挠性板、第二次中层间挠性板、转接板；所述刚性板、第一次中层间挠性板和第二次中层间挠性板采用刚挠一体化机构，刚性板与转接板采用90度弯针对插的方式互联；
[0015]所述刚性板，用于承载和安装功率驱动模块；
[0016]所述第一次中层间挠性板和第二次中层间挠性板，用于通过插接端口使相邻的次中层单元之间的对连；形成控制信息传递区域；
[0017]所述转接板，用于将供电单元输出的驱动电源转接刚性板给功率驱动模块供电，将功率驱动模块输出的电机驱动信号转接到电机，将电机霍尔信号转接到功率驱动模块。
[0018]进一步地，所述第二层间挠性印制板的另一端与四个次中层单元的之一呈刚挠一体化的结构；通过第二层间挠性印制板以及各次中层单元的所述第一次中层间挠性板和第二次中层间挠性板；使遥测控制单元输出的电机控制指令输出到每个次中层单元的承载的功率驱动模块。
[0019]进一步地，所述第三层间挠性印制板包括四块，每一块第三层间挠性印制板的一端与一个次中层单元的转接板呈刚挠一体化的结构，另一端通过插接端口与所述底层印制板连接，用于给每个功率驱动模块提供高、低压供电电压。
[0020]进一步地，所述底层印制板为一体化刚性印制板，承载和安装一个外部供电接口和与四个次中层单元相对应的四块供电电路；用于将外部28V供电电路分发给四块供电电路；每块供电电路对外部28V进行两路EMI滤波后形成控制器28V供电电源和驱动器28V供电电源，其中，驱动器28V供电电源在经过储能模块储能后输出高压供电电源。
[0021]进一步地，所述第三层间挠性印制板将控制器28V供电电源、驱动器28V供电电源和高压供电电源，连接到对应的次中层印制板中的次中层单元；通过与次中层印制板连接的第二层间挠性印制板将控制器28V供电电源转接到所述顶层印制板给遥测控制单元供电；所述遥测控制单元的二次电源模块进行电压转换后，通过第一层间挠性印制板输出到中层印制板给电动机械锁驱动电路的MOS管提供驱动电压。
[0022]本专利技术的有益效果如下：
[0023]本专利技术采用刚挠印制板的平面化设计代替了内部电缆连接，通过挠性印制板折弯后的立体化布局，使得结构更加紧凑，空间占比小，工艺性更加优化；
[0024]刚挠印制板的三维立体化设计，节约了装配时间，省略了电装焊接和现场检验的过程，产品质量的设计保证比重变大，工艺的保证性弱化；节约了人员成本，保证了质量，降低了误操作概率。
[0025]利于大批量生产，效率高成品率高，并且保证了快速设计、快速装配，为装备的现代化提供有力支撑。
附图说明
[0026]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0027]图1为本专利技术实施例中的舵机用立体化电子系统结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例中的顶层印制板结构示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例中的中层印制板结构示意图；
[0030]图4为本专利技术实施例中的中层印制板的安装结构示意图；
[0031]图5为本专利技术实施例中的次中层印制板结构示意图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于刚挠印制板的舵机用立体化电子系统，其特征在于，包括自上而下层叠布局的四层印制板；顶层印制板承载和安装舵机的遥测控制单元，中层印制板承载和安装舵机的低功率单元，次中层印制板承载和安装舵机的功率驱动单元，底层印制板承载和安装供电单元；顶层印制板与中层印制板之间通过第一层间挠性印制板连接，用于遥测控制单元与低功率单元之间的控制与传感器信号传递；顶层印制板与次中层印制板之间通过第二层间挠性印制板连接，用于遥测控制单元与功率驱动单元之间的控制信号传递；次中层印制板与底层印制板之间通过第三层间挠性印制板连接，用于供电单元对功率驱动单元的供电分配。2.根据权利要求1所述的舵机用立体化电子系统，其特征在于，所述顶层印制板为一体化刚性印制板，通过第一接插端口与第一层间挠性印制板的一端连接；通过第二接插端口与第二层间挠性印制板的一端连接；所述遥测控制单元采用DSP+FPGA架构，从第一接插端口获取舵机传感器信号结合外部遥测控制信号产生舵机控制信号，通过第二接插端口将舵机控制信号输出到次中层印制板承载的功率驱动单元。3.根据权利要求2所述的舵机用立体化电子系统，其特征在于，所述中层印制板为刚挠一体化印制板，印制板的刚性区采用分体式布局，分为形状相同，间隔90
°
围成一周的第一中层刚性区、第二中层刚性区、第三中层刚性区和第四中层刚性区；相邻的中层刚性区之间由四块中层挠性印制板连接；每个中层刚性区上承载和安装一个低功率模块，用于处理传感信息和电动机械锁控制信息；连接在相邻中层刚性区之间中层挠性印制板，用于形成信息传递区域，在四个中层刚性区之间传递传感信息和电动机械锁控制信息。4.根据权利要求3所述的舵机用立体化电子系统，其特征在于，所述第一层间挠性印制板的另一端与四个中层刚性区的之一呈刚挠一体化的结构；通过第一层间挠性印制板以及所述中层挠性印制板，使每个中层刚性区上的低功率模块处理的传感信息传输到顶层印制板的遥测控制单元；将遥测控制单元产生的电动机械锁控制逻辑输出到每个低功率模块。5.根据权利要求4所述的舵机用立体化电子系统，其特征在于，每个中层刚性区还通过与其采用刚挠一体化结构的挠性印制板ZC与角度、温度以及电流传感器连接；还通过与其采用刚挠一体化结构的挠性印制板ZS与电动机械锁连接。...
【专利技术属性】
技术研发人员：马一通，马俊，刘冠达，魏厚震，张学磊，刘超，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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