本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)和糾錯(cuò)的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在視頻監(jiān)控用攝像機(jī)領(lǐng)域，如球機(jī)、槍機(jī)、云臺(tái)機(jī)等需要鏡頭旋轉(zhuǎn)的地方，尤其是球型攝像機(jī)，需要在豎直面上作100度左右的上下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在水平面作360度的水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在使用過(guò)程中，由于系統(tǒng)突然斷電或外部信號(hào)的干擾，以及頻繁的重復(fù)定位，外部的機(jī)械擾動(dòng)，如大風(fēng)、雷電地面震動(dòng)的波及，會(huì)引起步進(jìn)馬達(dá)丟步，從而積累定位誤差。

目前，消除定位誤差的方法是依靠系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)鐘，每天到零時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行一次自檢，從而消除定位誤差，這樣在使用過(guò)程中，在其他時(shí)間段，由于電氣信號(hào)、機(jī)械震動(dòng)、天氣等因素的干擾，總會(huì)產(chǎn)生定位誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)和糾錯(cuò)的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)在步進(jìn)電機(jī)的上端面上安裝無(wú)摩擦角度傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)鏡頭需要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的攝像機(jī)的閉環(huán)控制，從而獲取即時(shí)位置的電流或電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)及馬達(dá)上的同步帶輪的速比來(lái)解算鏡頭所在的位置，起到精確定位的效果，自動(dòng)更正錯(cuò)誤，不受干擾信號(hào)和機(jī)械振動(dòng)、氣流沖擊的影響。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)和糾錯(cuò)的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，包括步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)下端面設(shè)有同步帶輪，步進(jìn)電機(jī)上端面設(shè)有電機(jī)軸心與無(wú)摩擦角度傳感器，無(wú)摩擦角度傳感器可檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度。

進(jìn)一步而言，所述無(wú)摩擦角度傳感器采用電感角度傳感器，電感角度傳感器包括設(shè)于步進(jìn)電機(jī)上端面的下托板與位于下托板上方位置且固宇于電機(jī)軸心上的上蓋板，上蓋板與下托板無(wú)摩擦設(shè)置，上蓋板上設(shè)有上蓋板軸心，下托板上設(shè)有轉(zhuǎn)軸通孔，上蓋板軸心穿過(guò)轉(zhuǎn)軸通孔與電機(jī)軸心固定連接，上蓋板上設(shè)有月環(huán)形狀的感應(yīng)導(dǎo)體，下托板上設(shè)有多個(gè)線圈，感應(yīng)導(dǎo)體與線圈對(duì)應(yīng)設(shè)置。

進(jìn)一步而言，所述線圈的個(gè)數(shù)為四個(gè)，與所述月環(huán)形狀的感應(yīng)導(dǎo)體配合，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)來(lái)精確分差電感量。

進(jìn)一步而言，所述上蓋板與下托板均采用圓形結(jié)構(gòu)設(shè)置，上蓋板軸心設(shè)于上蓋板的中心位置上，轉(zhuǎn)軸通孔設(shè)于下托板的中心位置上。

進(jìn)一步而言，所述無(wú)摩擦角度傳感器采用電容角度傳感器，電容角度傳感器包括固定設(shè)于電機(jī)軸心上的運(yùn)動(dòng)極板與固定設(shè)于步進(jìn)電機(jī)上端面的固定極板，運(yùn)動(dòng)極板通過(guò)運(yùn)動(dòng)極板軸心與電機(jī)軸心對(duì)應(yīng)連接，固定極板通過(guò)固定極板固定軸固定于步進(jìn)電機(jī)上端面，運(yùn)動(dòng)極板包括平行設(shè)于電機(jī)軸心上的n塊金屬片，固定極板包括平行設(shè)于固定極板固定軸上的n+1塊金屬片，運(yùn)動(dòng)極板與固定極板無(wú)摩擦設(shè)置，且運(yùn)動(dòng)極板的n塊金屬片可隨著電機(jī)軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)接觸地嵌入到固定極板的n+1塊金屬片之間的空間。

進(jìn)一步而言，所述運(yùn)動(dòng)極板包括兩塊金屬片，固定極板包括三塊金屬片。

進(jìn)一步而言，所述固定極板與運(yùn)動(dòng)極板均采用扇形結(jié)構(gòu)設(shè)置。

一種鏡頭可旋轉(zhuǎn)的攝像機(jī)，在攝像機(jī)的鏡頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，采用上述一種通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)和糾錯(cuò)的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。

一種監(jiān)控系統(tǒng)，采用了上述的一種鏡頭可旋轉(zhuǎn)的攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，通過(guò)在步進(jìn)電機(jī)的上端面上安裝無(wú)摩擦角度傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)鏡頭需要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的攝像機(jī)的閉環(huán)控制，從而獲取即時(shí)位置的電流或電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)及馬達(dá)上的同步帶輪的速比來(lái)解算鏡頭所在的位置，起到精確定位的效果，自動(dòng)更正錯(cuò)誤，不受干擾信號(hào)和機(jī)械振動(dòng)、氣流沖擊的影響。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的立體拆分示意圖;

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4是圖3所示結(jié)構(gòu)的俯視圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1.步進(jìn)電機(jī);2.同步帶輪;3.無(wú)摩擦角度傳感器;4.電機(jī)軸心;5.感應(yīng)導(dǎo)體;6.線圈;7.上蓋板;8.下托板;9.轉(zhuǎn)軸通孔;10.上蓋板軸心;20.固定極板;21.運(yùn)動(dòng)極板;22.固定極板固定軸;23.運(yùn)動(dòng)極板軸心。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施例一：

如圖1至圖2所示，本發(fā)明所述一種通過(guò)角度傳感器來(lái)檢測(cè)和糾錯(cuò)的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，包括步進(jìn)電機(jī)1，步進(jìn)電機(jī)1下端面設(shè)有同步帶輪2，步進(jìn)電機(jī)1上端面設(shè)有電機(jī)軸心4與無(wú)摩擦角度傳感器3，無(wú)摩擦角度傳感器3可檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)角度，無(wú)摩擦角度傳感器3采用電感角度傳感器，電感角度傳感器包括設(shè)于步進(jìn)電機(jī)1上端面的下托板8與位于下托板8上方位置且固宇于電機(jī)軸心4上的上蓋板7，上蓋板7與下托板8無(wú)摩擦設(shè)置，上蓋板7上設(shè)有上蓋板軸心10，下托板8上設(shè)有轉(zhuǎn)軸通孔9，上蓋板軸心10穿過(guò)轉(zhuǎn)軸通孔9與電機(jī)軸心4固定連接，上蓋板7上設(shè)有月環(huán)形狀的感應(yīng)導(dǎo)體5，下托板8上設(shè)有多個(gè)線圈6，感應(yīng)導(dǎo)體5與線圈6對(duì)應(yīng)設(shè)置。

本實(shí)施例一采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，其工作原理：檢測(cè)時(shí)，通過(guò)在線圈6與感應(yīng)導(dǎo)體5之間通過(guò)1khz的交流信號(hào)，當(dāng)同步帶輪2帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電機(jī)軸心4帶動(dòng)上蓋板軸心10轉(zhuǎn)動(dòng)，上蓋板軸心10帶動(dòng)上蓋板7轉(zhuǎn)動(dòng)，能檢測(cè)到月環(huán)形狀的感應(yīng)導(dǎo)體5因角度變化而產(chǎn)生的信號(hào)電壓變化，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)1停止不運(yùn)行時(shí)，因在線圈6與感應(yīng)導(dǎo)體5之間通有1khz的交流信號(hào)，所以能檢測(cè)到一個(gè)相應(yīng)固定值的電壓信號(hào)，然后根據(jù)信號(hào)變化的周期數(shù)推算出同步帶輪2的傳動(dòng)比來(lái)解算鏡頭的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡頭的精確定位，自動(dòng)更正錯(cuò)誤，不受干擾信號(hào)和機(jī)械振動(dòng)、氣流沖擊的影響。

如圖2所示，本發(fā)明優(yōu)選的，所述線圈6的個(gè)數(shù)為四個(gè)，四個(gè)線圈6構(gòu)成的區(qū)域位置更有利于與月環(huán)形狀的感應(yīng)導(dǎo)體5對(duì)應(yīng)設(shè)置，與所述月環(huán)形狀的感應(yīng)導(dǎo)體5配合，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)來(lái)精確分差電感量。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述上蓋板7與下托板8均采用圓形結(jié)構(gòu)設(shè)置，上蓋板軸心10設(shè)于上蓋板7的中心位置上，轉(zhuǎn)軸通孔9設(shè)于下托板8的中心位置上。本發(fā)明并不限于上蓋板7與下托板8采用圓形結(jié)構(gòu)設(shè)置，只要通實(shí)現(xiàn)當(dāng)上蓋板7相對(duì)于下托板8運(yùn)動(dòng)時(shí)，能通過(guò)線圈6與感應(yīng)導(dǎo)體5之間的電壓信號(hào)值的變化準(zhǔn)確反饋出鏡頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，這樣的線圈6與感應(yīng)導(dǎo)體5所構(gòu)成的技術(shù)方案就屬于本實(shí)施例一的保護(hù)范圍。

實(shí)施例二：

如圖3至圖4所示，所述無(wú)摩擦角度傳感器3采用電容角度傳感器，電容角度傳感器包括固定設(shè)于電機(jī)軸心4上的運(yùn)動(dòng)極板21與固定設(shè)于步進(jìn)電機(jī)1上端面的固定極板20，運(yùn)動(dòng)極板21通過(guò)運(yùn)動(dòng)極板軸心23與電機(jī)軸心4對(duì)應(yīng)連接，固定極板20通過(guò)固定極板固定軸22固定于步進(jìn)電機(jī)1上端面，運(yùn)動(dòng)極板21包括平行設(shè)于電機(jī)軸心4上的n塊金屬片，固定極板20包括平行設(shè)于固定極板固定軸22上的n+1塊金屬片，運(yùn)動(dòng)極板21與固定極板20無(wú)摩擦設(shè)置，且運(yùn)動(dòng)極板21的n塊金屬片可隨著電機(jī)軸心4的轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)接觸地嵌入到固定極板20的n+1塊金屬片之間的空間。

本實(shí)施例二采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，其工作原理：在步進(jìn)電機(jī)1的上端面設(shè)有固定極板20，作為可變電容的一個(gè)極板，運(yùn)動(dòng)極板21則固定設(shè)于電機(jī)軸心4上，作為可變電容的另一個(gè)極板，檢測(cè)時(shí)，通過(guò)在運(yùn)動(dòng)極板21與固定極板20之間通有1khz的交流信號(hào)，并串有5mh的電感，當(dāng)同步帶輪2帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電機(jī)軸心4帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)極板21轉(zhuǎn)動(dòng)，能檢測(cè)到固定極板20的電壓信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)1停止不運(yùn)行時(shí)，因在運(yùn)動(dòng)極板21與固定極板20之間通有1khz的交流信號(hào)，所以能檢測(cè)到一個(gè)相應(yīng)固定佱的電壓信號(hào)，然后根據(jù)信號(hào)變化的周期數(shù)推算出同步帶輪2的傳動(dòng)比來(lái)解算鏡頭的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡頭的精確定位，自動(dòng)更正錯(cuò)誤，不受干擾信號(hào)和機(jī)械振動(dòng)、氣流沖擊的影響。

優(yōu)選的，本實(shí)施例二所述運(yùn)動(dòng)極板21包括兩塊金屬片，固定極板20包括三塊金屬片作為本實(shí)施例二的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明可以采用運(yùn)動(dòng)極板21為n塊金屬片，以及固定極板20為n+1塊金屬片的實(shí)施方式，其中n為正整數(shù)。

優(yōu)選的，本實(shí)施例二所述固定極板20與運(yùn)動(dòng)極板21均采用扇形結(jié)構(gòu)設(shè)置。本發(fā)明并不限于采用扇形結(jié)構(gòu)設(shè)置，只要能實(shí)現(xiàn)當(dāng)運(yùn)動(dòng)極板21相對(duì)于固定極板20運(yùn)動(dòng)時(shí)，能通過(guò)兩個(gè)極板之間的電壓信號(hào)值的變化準(zhǔn)確反饋出鏡頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，這樣的固定極板和運(yùn)動(dòng)極板所構(gòu)成的技術(shù)方案的就屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

無(wú)摩擦角度傳感器3除實(shí)施例一所述的電感角度傳感器與實(shí)施例二所述的電容角度傳感器，還可以采用光柵角度傳感器或磁柵角度傳感器。均能解算出鏡頭所在的位置。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。