一種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)包括一步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)輸出端連接絲桿傳動機(jī)構(gòu)，所述絲桿傳動機(jī)構(gòu)連接攝像部并帶動攝像部往返運(yùn)動進(jìn)行對焦，還包括至少一組確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組，所述攝像部上還設(shè)置有觸發(fā)光耦開關(guān)組的擋片，采用本實用新型可解決現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)因失步或回程差導(dǎo)致工作時行程誤差不斷累積，沒有外部反饋難以糾正誤差的技術(shù)問題。
【專利說明】
一種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的CCD照相機(jī)大多采用步進(jìn)電機(jī)帶動絲桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動以調(diào)節(jié)像距對被攝物進(jìn)行對焦，步進(jìn)電動機(jī)與驅(qū)動電路組成一個開環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(步進(jìn)角)，可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
[0003]在實際應(yīng)用中，由于絲桿傳動機(jī)構(gòu)等機(jī)械機(jī)構(gòu)會因日積月累的磨損導(dǎo)致存在間隙，產(chǎn)生了電機(jī)的回程差;此外，由于某些外界條件可能使機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的阻尼增大，加大電機(jī)負(fù)載導(dǎo)致電機(jī)失步;再者，電機(jī)的高速運(yùn)行時外界的震動也可能導(dǎo)致失步的情況產(chǎn)生，上述情況會造成電機(jī)行程的誤差，誤差在電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中被不斷累積，由于步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動電路是一個開環(huán)系統(tǒng)，沒有外部傳感器的反饋是很難察覺這些情況并加以糾正的。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)因失步或回程差導(dǎo)致工作時行程誤差不斷累積，沒有外部反饋難以糾正誤差的技術(shù)問題。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]—種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其中，包括一步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)輸出端連接絲桿傳動機(jī)構(gòu)，所述絲桿傳動機(jī)構(gòu)連接攝像部并帶動攝像部往返運(yùn)動進(jìn)行對焦，還包括一組確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組，所述攝像部上還設(shè)置有觸發(fā)光耦開關(guān)組的擋片。
[0008]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其中，所述確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組包括若干個光親開關(guān)。
[0009]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其中，所述確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組包括八個光親開關(guān)，所述八個光親開關(guān)標(biāo)記為O號光親開關(guān)、I號光親開關(guān)、2號光親開關(guān)、3號光親開關(guān)、4號光親開關(guān)、5號光親開關(guān)、6號光親開關(guān)、7號光親開關(guān)。
[0010]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其中，所述光耦開關(guān)在所述攝像部運(yùn)動方向上等間隔均勻排列。
[0011]所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其中，所述攝像部為CCD照相機(jī)。
[0012]本實用新型的有益效果:本實用新型通過外加多個光耦開關(guān)來，定間隔地返回電機(jī)的位置并對超過容忍范圍內(nèi)的計步位置予以糾正，消除計步誤差累計，在一定程度上達(dá)到閉環(huán)控制的效果，以解決現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)因失步或回程差導(dǎo)致工作時行程誤差不斷累積，沒有外部反饋難以糾正誤差的技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實用新型中控制方法的流程圖。
[0015]附圖標(biāo)注說明
[0016]I步進(jìn)電機(jī)
[0017]2攝像部
[0018]3 擋片
[0019]4光耦開關(guān)組
[0020]5絲桿傳動機(jī)構(gòu)
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]本實用新型提供一種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其中，包括一步進(jìn)電機(jī)I，所述步進(jìn)電機(jī)I輸出端連接絲桿傳動機(jī)構(gòu)5，所述絲桿傳動機(jī)構(gòu)5連接攝像部2并帶動攝像部2往返運(yùn)動進(jìn)行對焦，還包括一組確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組4，所述攝像部2上還設(shè)置有觸發(fā)光耦開關(guān)組4的擋片3。攝像部2運(yùn)動時擋片3跟隨攝像部2往復(fù)運(yùn)動，擋片3運(yùn)行至某一光耦開關(guān)時遮擋光耦開關(guān)光線，觸發(fā)光耦開關(guān)，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，通過串口即可輸出當(dāng)前電機(jī)的位置，攝像部2的位置用電機(jī)的運(yùn)行步數(shù)表示。
[0023]在本實施例中，所述確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組4包括若干個光耦開關(guān)，優(yōu)選地，光耦開關(guān)組4包括八個光耦開關(guān)，所述八個光耦開關(guān)標(biāo)記為O號光耦開關(guān)、I號光耦開關(guān)、2號光親開關(guān)、3號光親開關(guān)、4號光親開關(guān)、5號光親開關(guān)、6號光親開關(guān)、7號光親開關(guān)。當(dāng)然，本實用新型并不對光耦開關(guān)的數(shù)量做具體的限定，光耦開關(guān)數(shù)量越多，擋片可越快接觸到光耦開關(guān)，糾正電機(jī)當(dāng)前計步位置的頻率越高，對電機(jī)計步糾正效果越優(yōu)。
[0024]優(yōu)選地，所述光耦開關(guān)在所述攝像部2運(yùn)動方向上等間隔均勻排列。
[0025]在本實施例中，所述攝像部為C⑶照相機(jī)。
[0026]本實用新型利用光耦開關(guān)消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的控制方法流程如下:
[0027]步驟a:步進(jìn)電機(jī)I復(fù)位:步進(jìn)電機(jī)I上電，步進(jìn)電機(jī)I帶動攝像部2向O號光親開關(guān)行進(jìn)，擋片觸到O號光耦開關(guān)后反向運(yùn)行一定距離后停止，該位置標(biāo)定為復(fù)位原點。
[0028]步驟b:對各光耦開關(guān)進(jìn)行位置標(biāo)定:步進(jìn)電機(jī)I運(yùn)行帶動攝像部2按順序觸發(fā)O號光耦開關(guān)至7號光耦開關(guān)，每觸發(fā)一個光耦開關(guān)單片機(jī)產(chǎn)生中斷通過串口輸出當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)相對于復(fù)位原點的位置，步進(jìn)電機(jī)I往返多次得出多組位置數(shù)據(jù)，求其平均值得到每個光耦開關(guān)相對復(fù)位原點的絕對位置。
[0029]步驟c:糾正步進(jìn)電機(jī)I計步位置:將每個光耦開關(guān)的絕對位置和光耦開關(guān)的編號對應(yīng)起來并保存于單片機(jī)中，攝像部2進(jìn)行對焦往返運(yùn)行時，擋片3每觸發(fā)一個光耦開光，單片機(jī)比較當(dāng)前計步位置和所觸發(fā)光耦開關(guān)對應(yīng)的絕對位置的差值，如果在設(shè)定范圍內(nèi)，不對計步位置做修改;如超出設(shè)定范圍，用所觸發(fā)光耦開關(guān)對應(yīng)的絕對位置替換當(dāng)前計步位置。光耦開關(guān)對應(yīng)的絕對位置為步進(jìn)電機(jī)I理論的計步位置，但在電機(jī)實際工作過程中，由于絲桿傳動機(jī)構(gòu)5的機(jī)械間隙或一些外界條件導(dǎo)致機(jī)械機(jī)構(gòu)的阻尼增大，電機(jī)負(fù)載過大導(dǎo)致失步的情況發(fā)生，因此步進(jìn)電機(jī)I到達(dá)光耦開關(guān)時的實際計步位置和所觸發(fā)光耦開關(guān)對應(yīng)的絕對位置會有所偏差，并且這一偏差會被不斷累積，最終甚至?xí)绊憣沟臏?zhǔn)確性。因此設(shè)置多個光耦開關(guān)將光耦開關(guān)的絕對位置和步進(jìn)電機(jī)的實際計步位置做對比，偏差大于容忍范圍則進(jìn)行糾正，避免了因回程差及電機(jī)失步造成的計步誤差累計。
[0030]步驟d:新的復(fù)位過程:步進(jìn)電機(jī)上電后帶動攝像部就近尋找一光耦開關(guān)以確定當(dāng)前步進(jìn)電機(jī)的位置，位置確定后步進(jìn)電機(jī)停止，復(fù)位成功。由于本實用新型提供一種設(shè)置多個光耦開關(guān)的方案，攝像部2無需尋找特定的傳感器，只需就近觸發(fā)一個光耦開關(guān)即可打印出當(dāng)前電機(jī)的位置，相對傳統(tǒng)復(fù)位方式(步驟a)速度更快，耗時大為縮短。
[0031]進(jìn)一步地，在步驟a中，步進(jìn)電機(jī)帶動攝像部向O號光耦開關(guān)行進(jìn)的過程中，I號光耦開關(guān)至7號光耦開關(guān)對應(yīng)的中斷被屏蔽，擋片觸到O號光耦開關(guān)后反向運(yùn)行至工作行程的中點后停止，此位置標(biāo)定為復(fù)位原點，此后標(biāo)定的O號光耦開關(guān)至7號光耦開關(guān)的位置均是相對復(fù)位原點的位置。
[0032]本實用新型通過外加多個光耦開關(guān)來定間隔地返回電機(jī)的位置并對超過容忍范圍內(nèi)的計步位置予以糾正，消除計步誤差累計，在一定程度上達(dá)到閉環(huán)控制的效果，以解決現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)因失步或回程差導(dǎo)致工作時行程誤差不斷累積，沒有外部反饋難以糾正誤差的技術(shù)問題。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其特征在于，包括一步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)輸出端連接絲桿傳動機(jī)構(gòu)，所述絲桿傳動機(jī)構(gòu)連接攝像部并帶動攝像部往返運(yùn)動進(jìn)行對焦，還包括一組確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組，所述攝像部上還設(shè)置有觸發(fā)光耦開關(guān)組的擋片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組包括若干個光耦開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述確定電機(jī)位置的光耦開關(guān)組包括八個光耦開關(guān)，所述八個光耦開關(guān)標(biāo)記為O號光耦開關(guān)、I號光耦開關(guān)、2號光親開關(guān)、3號光親開關(guān)、4號光親開關(guān)、5號光親開關(guān)、6號光親開關(guān)、7號光親開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述光耦開關(guān)在所述攝像部運(yùn)動方向上等間隔均勻排列。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除步進(jìn)電機(jī)累計誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像部為CCD照相機(jī)。
【文檔編號】H02P8/38GK205453452SQ201620222318
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】韓防, 譚文安, 安昕, 張浠
【申請人】佛山市南海區(qū)歐譜曼迪科技有限責(zé)任公司