一种消除步进电机累计误差的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种消除步进电机累计误差的系统，其中，系统包括一步进电机，所述步进电机输出端连接丝杆传动机构，所述丝杆传动机构连接摄像部并带动摄像部往返运动进行对焦，还包括至少一组确定电机位置的光耦开关组，所述摄像部上还设置有触发光耦开关组的挡片，采用本实用新型可解决现有技术的步进电机因失步或回程差导致工作时行程误差不断累积，没有外部反馈难以纠正误差的技术问题。
【专利说明】
一种消除步进电机累计误差的系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及步进电机控制系统领域，尤其涉及的是一种消除步进电机累计误差的系统。
【背景技术】
[0002]现有的CCD照相机大多采用步进电机带动丝杆机构运动以调节像距对被摄物进行对焦，步进电动机与驱动电路组成一个开环系统，当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(步进角)，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
[0003]在实际应用中，由于丝杆传动机构等机械机构会因日积月累的磨损导致存在间隙，产生了电机的回程差;此外，由于某些外界条件可能使机械传动机构的阻尼增大，加大电机负载导致电机失步;再者，电机的高速运行时外界的震动也可能导致失步的情况产生，上述情况会造成电机行程的误差，误差在电机的运转过程中被不断累积，由于步进电机和电机驱动电路是一个开环系统，没有外部传感器的反馈是很难察觉这些情况并加以纠正的。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种消除步进电机累计误差的系统，以解决现有技术的步进电机因失步或回程差导致工作时行程误差不断累积，没有外部反馈难以纠正误差的技术问题。
[0006]本实用新型的技术方案如下:
[0007]—种消除步进电机累计误差的系统，其中，包括一步进电机，所述步进电机输出端连接丝杆传动机构，所述丝杆传动机构连接摄像部并带动摄像部往返运动进行对焦，还包括一组确定电机位置的光耦开关组，所述摄像部上还设置有触发光耦开关组的挡片。
[0008]所述的消除步进电机累计误差的系统，其中，所述确定电机位置的光耦开关组包括若干个光親开关。
[0009]所述的消除步进电机累计误差的系统，其中，所述确定电机位置的光耦开关组包括八个光親开关，所述八个光親开关标记为O号光親开关、I号光親开关、2号光親开关、3号光親开关、4号光親开关、5号光親开关、6号光親开关、7号光親开关。
[0010]所述的消除步进电机累计误差的系统，其中，所述光耦开关在所述摄像部运动方向上等间隔均匀排列。
[0011]所述的消除步进电机累计误差的系统，其中，所述摄像部为CCD照相机。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型通过外加多个光耦开关来，定间隔地返回电机的位置并对超过容忍范围内的计步位置予以纠正，消除计步误差累计，在一定程度上达到闭环控制的效果，以解决现有技术的步进电机因失步或回程差导致工作时行程误差不断累积，没有外部反馈难以纠正误差的技术问题。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
[0014]图2是本实用新型中控制方法的流程图。
[0015]附图标注说明
[0016]I步进电机
[0017]2摄像部
[0018]3 挡片
[0019]4光耦开关组
[0020]5丝杆传动机构
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。
[0022]本实用新型提供一种消除步进电机累计误差的系统，其中，包括一步进电机I，所述步进电机I输出端连接丝杆传动机构5，所述丝杆传动机构5连接摄像部2并带动摄像部2往返运动进行对焦，还包括一组确定电机位置的光耦开关组4，所述摄像部2上还设置有触发光耦开关组4的挡片3。摄像部2运动时挡片3跟随摄像部2往复运动，挡片3运行至某一光耦开关时遮挡光耦开关光线，触发光耦开关，单片机产生中断，通过串口即可输出当前电机的位置，摄像部2的位置用电机的运行步数表示。
[0023]在本实施例中，所述确定电机位置的光耦开关组4包括若干个光耦开关，优选地，光耦开关组4包括八个光耦开关，所述八个光耦开关标记为O号光耦开关、I号光耦开关、2号光親开关、3号光親开关、4号光親开关、5号光親开关、6号光親开关、7号光親开关。当然，本实用新型并不对光耦开关的数量做具体的限定，光耦开关数量越多，挡片可越快接触到光耦开关，纠正电机当前计步位置的频率越高，对电机计步纠正效果越优。
[0024]优选地，所述光耦开关在所述摄像部2运动方向上等间隔均匀排列。
[0025]在本实施例中，所述摄像部为C⑶照相机。
[0026]本实用新型利用光耦开关消除步进电机累计误差的控制方法流程如下:
[0027]步骤a:步进电机I复位:步进电机I上电，步进电机I带动摄像部2向O号光親开关行进，挡片触到O号光耦开关后反向运行一定距离后停止，该位置标定为复位原点。
[0028]步骤b:对各光耦开关进行位置标定:步进电机I运行带动摄像部2按顺序触发O号光耦开关至7号光耦开关，每触发一个光耦开关单片机产生中断通过串口输出当前步进电机相对于复位原点的位置，步进电机I往返多次得出多组位置数据，求其平均值得到每个光耦开关相对复位原点的绝对位置。
[0029]步骤c:纠正步进电机I计步位置:将每个光耦开关的绝对位置和光耦开关的编号对应起来并保存于单片机中，摄像部2进行对焦往返运行时，挡片3每触发一个光耦开光，单片机比较当前计步位置和所触发光耦开关对应的绝对位置的差值，如果在设定范围内，不对计步位置做修改;如超出设定范围，用所触发光耦开关对应的绝对位置替换当前计步位置。光耦开关对应的绝对位置为步进电机I理论的计步位置，但在电机实际工作过程中，由于丝杆传动机构5的机械间隙或一些外界条件导致机械机构的阻尼增大，电机负载过大导致失步的情况发生，因此步进电机I到达光耦开关时的实际计步位置和所触发光耦开关对应的绝对位置会有所偏差，并且这一偏差会被不断累积，最终甚至会影响对焦的准确性。因此设置多个光耦开关将光耦开关的绝对位置和步进电机的实际计步位置做对比，偏差大于容忍范围则进行纠正，避免了因回程差及电机失步造成的计步误差累计。
[0030]步骤d:新的复位过程:步进电机上电后带动摄像部就近寻找一光耦开关以确定当前步进电机的位置，位置确定后步进电机停止，复位成功。由于本实用新型提供一种设置多个光耦开关的方案，摄像部2无需寻找特定的传感器，只需就近触发一个光耦开关即可打印出当前电机的位置，相对传统复位方式(步骤a)速度更快，耗时大为缩短。
[0031]进一步地，在步骤a中，步进电机带动摄像部向O号光耦开关行进的过程中，I号光耦开关至7号光耦开关对应的中断被屏蔽，挡片触到O号光耦开关后反向运行至工作行程的中点后停止，此位置标定为复位原点，此后标定的O号光耦开关至7号光耦开关的位置均是相对复位原点的位置。
[0032]本实用新型通过外加多个光耦开关来定间隔地返回电机的位置并对超过容忍范围内的计步位置予以纠正，消除计步误差累计，在一定程度上达到闭环控制的效果，以解决现有技术的步进电机因失步或回程差导致工作时行程误差不断累积，没有外部反馈难以纠正误差的技术问题。
[0033]应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种消除步进电机累计误差的系统，其特征在于，包括一步进电机，所述步进电机输出端连接丝杆传动机构，所述丝杆传动机构连接摄像部并带动摄像部往返运动进行对焦，还包括一组确定电机位置的光耦开关组，所述摄像部上还设置有触发光耦开关组的挡片。2.根据权利要求1所述的消除步进电机累计误差的系统，其特征在于，所述确定电机位置的光耦开关组包括若干个光耦开关。3.根据权利要求2所述的消除步进电机累计误差的系统，其特征在于，所述确定电机位置的光耦开关组包括八个光耦开关，所述八个光耦开关标记为O号光耦开关、I号光耦开关、2号光親开关、3号光親开关、4号光親开关、5号光親开关、6号光親开关、7号光親开关。4.根据权利要求2所述的消除步进电机累计误差的系统，其特征在于，所述光耦开关在所述摄像部运动方向上等间隔均匀排列。5.根据权利要求1所述的消除步进电机累计误差的系统，其特征在于，所述摄像部为CCD照相机。
【文档编号】H02P8/38GK205453452SQ201620222318
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】韩防, 谭文安, 安昕, 张浠
【申请人】佛山市南海区欧谱曼迪科技有限责任公司