专利名称：步进电机的失步检测机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种步进电机的失步检测机构，属于步进电机技术领域。
背景技术：
众所周知，当步进电机收到一个脉冲，就使转子转动一个步距角，并依靠电磁力锁定转轴在一定的位置上。因此，步进电机要通过驱动脉冲的个数，控制转动的角度，在定位精度不高的场合下，步进电机系统都采用开环控制。但由于步进电机固有的低频共振、高频扭矩小等引起的失步及机械结构等因素的影响，都会导致步进电机的实际转动角度偏离设定值，导致开环控制的步进电机的精度和性能得不到保证。在高定位精度的场合下，已有的技术是在步进电机的减速机构后的负载出轴端设置一高精度的光电码盘，步进电机带动码盘转动时，通过精密的光学器件检测到步进电机出轴的转动角度，反馈到控制步进电机与驱动信号进行比较，以检测步进电机是否失步。这种结构需采用高精度的光电码盘，不仅价格昂贵，而且结构复杂，调试难度大。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构合理，低成本、有较高定位精度和位置分辨率的步进电机的失步检测机构。本实用新型为达到上述目的的技术方案是一种步进电机的失步检测机构，其特征在于包括遮光盘、光电开关和控制器，所述的遮光盘安装在延伸出步进电机机壳的转子出轴上，遮光盘的周边具有等分的盘齿和盘槽，具有检测槽的光电开关安装在步进电机的机壳或支座上，遮光盘设置在光电开关的检测槽内，控制器的输入端与光电开关的输出端连接，控制器通过驱动器与步进电机的输入端连接。本实用新型将遮光盘安装在步进电机外部的转子出轴，因此当驱动信号作用到步进电机，步进电机的转子出轴带动遮光盘一起同步转动，同时还通过减速传动机构带动负载出轴转动，此时光电开关检测遮光盘的转动而得到一组脉冲信号，并把转子出轴的转动情况反馈给控制器，控制器对脉冲信号进行处理、计算和比较，以此检测步进电机是否失步，并对步进电机进行有效的校正和补偿，调试方便、准确。本实用新型将遮光盘是直接安置于转子出轴上，没有经过减速机构的减速，因此其定位精度和位置分辨率得到较大的提高，结构合理，低成本、从而实现步进电机的闭环控制。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。
图1是本实用新型步进电机的失步检测机构的结构示意图。图2是本实用新型遮光盘的结构示意图。其中1-负载出轴，2-步进电机，3-转子出轴，4-遮光盘，41-盘齿，42-盘槽，5-光电开关，51-检测槽，6-支座，7-驱动信号，8-控制器。
具体实施方式
见图1、2所示，本实用新型的步进电机的失步检测机构，包括遮光盘4、光电开关5 和控制器8。步进电机2的转子出轴3通过减速机构与负载出轴1连接，步进电机2工作时，同时驱动转子出轴3和负载出轴1转动，由于通过减速机构，使负载出轴1与转子出轴3 的减速比可为1 m，即转子出轴3的转速是负载出轴1的转速的m倍。见图1、2所示，本实用新型遮光盘4安装在延伸出步进电机2机壳的转子出轴3上，且遮光盘4的周边具有等分的盘齿41和盘槽42，该遮光盘4的盘齿41数等于步进电机2的极数，既保证遮光盘4 上的盘齿41能勻速转动，得到的反馈信号脉冲宽度相同，而且也确保不会降低失步检测的精度，具有检测槽51的光电开关5安装在步进电机2的机壳或支座6上，遮光盘4设置在光电开关5的检测槽51内，控制器8的输入端与光电开关5的输出端连接，控制器8通过驱动器7与步进电机2的输入端连接，通过控制器8的对比、计算后而通过驱动器7控制步进电机2，本实用新型的控制器8可采用常规的单片机如MSP430系列单片机，而驱动器可采用A3901全桥式电动机驱动器。见图1、2所示，本实用新型工作时，驱动器7控制步进电机2的转子出轴3动作， 遮光盘4随转子出轴3转动过程中，对遮光盘4进行检测，当遮光盘4的盘齿41通过光电开关5时，光电开关5输出高电平；而当遮光盘4的盘槽42通过光电开关5时，光电开关5 输出反输出低电平，光电开关5将得到的反馈脉冲信号输入至控制器8，控制器8对反馈脉冲信号进行处理，首先计算出转子出轴3的角位移及速度，并通过减速比m再计算出负载出轴1的角位移及速度，进行对比得到控制信号，通过控制器8输出控制信号至驱动器7而驱动步进电机2，对步进电机2进行有效的校正和补偿，从而实现步进电机2的闭环控制。
权利要求1.一种步进电机的失步检测机构，其特征在于包括遮光盘G)、光电开关(5)和控制器(8)，所述的遮光盘(4)安装在延伸出步进电机(2)机壳的转子出轴(3)上，遮光盘⑷ 的周边具有等分的盘齿Gl)和盘槽(42)，具有检测槽(51)的光电开关( 安装在步进电机⑵的机壳或支座(6)上，遮光盘⑷设置在光电开关(5)的检测槽(51)内，控制器⑶ 的输入端与光电开关(5)的输出端连接，控制器⑶通过驱动器(7)与步进电机(2)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的步进电机的失步检测机构，其特征在于所述遮光盘(4)的盘齿Gl)数等于步进电机O)的极数。
专利摘要本实用新型涉及一种步进电机的失步检测机构，包括遮光盘、槽型光电开关和控制器，所述的遮光盘安装在延伸出步进电机机壳的转子出轴上，遮光盘的周边具有等分的盘齿和盘槽，具有检测槽的光电开关安装在步进电机的机壳上，遮光盘设置在光电开关的检测槽内，控制器的输入端与光电开关的输出端，控制器通过驱动器与步进电机的输入端连接。本实用新型通过检测置于步进电机转子出轴上的遮光盘，反馈步进电机实际转动情况，具有结构合理，低成本、有较高定位精度和位置分辨率的特点。
文档编号H02P8/14GK202014220SQ201120129899
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者陆文远 申请人:江苏华阳电器有限公司