专利名称：云台电机驱动电压的调节系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频监控技术领域，特别是涉及一种云台电机驱动电压的调节系统。
背景技术：
目前，由于安防监控的前端云台在经过长期的运转，结构长期磨损，致使传动负载增加，造成云台设备的电机丢步。瞬态的风载荷，造成云台系统瞬态负载变化，造成云台设备的电机丢步或堵转。电机堵转造成驱动电机的电流急剧增加，导线电流的增加，导线与电机的温度迅速上升，造成导线烧毁或电机损毁。现有的视频监控产品的云台不具有智能调节电机驱动电压，容易造成电机的丢步，堵转或电机损毁，使监控设备运转异常将不能正常工作，从而影响了视频监控产品的使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能对云台系统中电机的相电流，总电流进行实时跟踪并实时调节电机的驱动电压以使电机能获得最佳的驱动电压和驱动电流的云台电机驱动电压的调节系统。为实现本发明的目的所采用的技术方案是一种云台电机驱动电压的调节系统，包括多个与垂直电机相数匹配的垂直电机相电流检测单元，其分别用于检测垂直电机的各相相电流并将垂直电机的各相相电流的电流信息传送至微处理器单元；垂直电机总电流检测单元，用于检测垂直电机总电流，并将垂直电机总电流的电流信息传送至微处理器单元；多个与水平电机相数匹配的水平电机相电流检测单元，其分别用于检测水平电机的各相相电流，并将水平电机的各相相电流的电流信息传送至微处理器单元；水平电机总电流检测单元，用于检测水平电机总电流，并将水平电机总电流的电流信息传送至微处理器单元；垂直电机电压检测单元，用于检测经垂直电机驱动电压调节单元调节后供给垂直电机电压的电压信号，并将垂直电机电压的电压信号的电压信息输出给微处理器单元；水平电机电压检测单元，用于检测经水平电机驱动电压调节单元调节后供给水平电机电压的电压信号，并将水平电机电压的电压信号的电压信息输出给微处理器单元；微处理器单元，用于接收上述电流信息和电压信息并输出相应的控制信号给垂直电机驱动电压调节单元，水平电机驱动电压调节单元，以按程序调节垂直电机和水平电机的驱动电压，当接收的上述各种信息出现异常时，所述的微处理器单元将异常报警信号发送至通讯单元；通信单元，用于接收来自微处理器单元的异常报警信号，并将报警信号转换为响应的RS，RS/RS或网络信号传输给上位机。还包括字符叠加及视频传输单元，用于接收微处理器单元的异常报警信号并叠加视频字符后通过视频线，光端机或internet网络传输给后台。所述微处理器单元由具有在线远程升级的ARM芯片及其周边电路组成。所述各相电流检测单元总电流检测单元均由用以采集电流大小并输出采样电压的采样电阻，用以将采集的电压信号进行放大的运算放大器，电流耦合传感器及其周边电路组成。所述的各电压检测单元均由用以采集电压大小并输出采样电压的采样电阻，用以将采集的电压信号进行放大的运算放大器，用以提高带负载能力的跟随器及其周边电路组成。还包括用以进行模数转换的并行或串行A/D采样芯片。所述垂直电机驱动电压调节单元，水平电机驱动电压调节单元由具有模拟接口或数字接口的电压转换器、DC/DC模块及其周边电路组成。所述通信单元是基于RS232，RS485，RS422，CAN总线或Internet网络接口的转换芯片及其周边电路组成。所述字符叠加及视频传输单元是由字符叠加电路，视频放大电路，视频缓冲电路，视频光端机等及其周边电路组成。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明提供的调节系统能智能调节电机驱动电压，能对云台电机在正常运转过程中出现的不同负载情况，智能的调节电机驱动电压，以达到高电压，低电流驱动，降低电机的温升，减小导线的负荷，提高了电机的使用寿命。同时，也可以在负载瞬态变化时，及时调节电机驱动电压，以抵消瞬态的负载变化给云台系统带来的冲击，保护电机，避免大电流冲击导致电机损毁。本发明设计合理，其通过实时获取驱动电机的相电流和电机总电流，获取驱动电机的驱动电压，智能地调节电机的驱动电压，达到理想的驱动电流，有效地保护了驱动电机，瞬态调节驱动电机的电压，适应瞬态的负载变化，提高了云台的可靠性。
图1所示为本发明的调节系统结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。云台的垂直电机和水平电机均为步进电机，步进电机一般采用两相或者三相，当然也有更多相，本实施例仅以两相为例进行示范性说明，对于多相同样适用。本实施例中以ST的ARM芯片STM32F103VET6作为微处理器单元芯片，使用微处理器单元18内部的A/D模块作为垂直电机A相电流检测单元11，垂直电机B相电流检测单元12，垂直电机总电流检测单元13，水平电机A相电流检测单元14，水平电机B相电流检测单元15，水平电机总电流检测单元16，垂直电机电压检测单元17，水平电机电压检测单元19的信号检测。本实施例的通信单元21为RS422串行通信。本实施例的字符叠加及视频传输单元22为MB90092字符叠加芯片和MAX4090视频缓冲芯片。图1示出了本发明实施例提供的一种云台电机驱动电压的调节方法的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。本实施例的实现智能调节电机驱动电压的调节系统包括垂直电机A相电流检测单兀11，用于将垂直电机A相电流信号转换为电压信号，并将此电压信号输出给微处理器单兀18 ;垂直电机B相电流检测单兀12,用于将垂直电机B相电流信号转换为电压信号，并将此电压信号输出给微处理器单元18 ;垂直电机总电流检测单元13，用于将垂直电机总电流信号转换为电压信号，并将此电压信号输出给微处理器单兀18 ;水平电机A相电流检测单元14，用于将水平电机A相电流信号转换为电压信号，并将此电压信号输出给微处理器单元18 ;水平电机B相电流检测单元15，用于将水平电机B相电流信号转换为电压信号，并将此电压信号输出给微处理器单元18 ;水平电机总电流检测单元16，用于将水平电机总电流信号转换为电压信，并将此电压信号输出给微处理器单元18 ;垂直电机电压检测单元17，用于将垂直电机驱动电压调节单元20调节后的垂直驱动电压经电压采样，转换成微处理器单元18可接受的电压信号，并将此电压信号输出给微处理器单元18 ;水平电机电压检测单元19，用于将水平电机驱动电压调节单元23调节后的水平驱动电压经电压采样，转换成微处理器单元18可接受的电压信号，并将此电压信号输出给微处理器单元18 ;微处理器单元18，用于接收来自垂直电机A相电流检测单元11，垂直电机B相电流检测单元12，水平电机A相电流检测单元14，水平电机B相电流检测单元15，分析垂直、水平电机A，B相电流是否正常，如果异常，如电机A, B相电流应该是正、余弦曲线，A相最大，B相最小。如出现A，B相同大，或A、B相同小，则判为异常，则通过通信单元21将报警信号传递给上位机，亦或通过字符叠加及视频传输单元22将报警信号，报警信息叠加在视频上，传输给后台。如果电流正常，且电流值在增加，超过设定的范围时，则微处理器单元18输出控制信号给垂直电机驱动电压调节单元20或水平电机驱动电压调节单元23，提高电机的驱动电压，降低电机驱动电流，减小电机的温升，降低导线的电流负载。如在正常情况下，电机额定电流4A，电机驱动电压范围24疒60V。正常负载下，电机驱动电压36V，电机驱动电流2A。负载增加后，36V驱动电压下，驱动电流超过2A，此时提高驱动电压，使电机的驱动电流降到2A。同时垂直电机电压检测单元17或水平电机电压检测单元19将驱动电机电压信号反馈给微处理器单元18，进行电机驱动电压的闭环控制。同时，用于接收来自垂直电机总电流检测单元13，水平电机总电流检测单元信号，对电机的总电流进行实时监控，如果总电流不断上升，超出电流设定值时，微处理器单元18控制垂直电机驱动电压调节 单元20和水平电机驱动电压调节单元23，关闭两个电机的电压输出，切断电机的供电线路，保护电机因为超过其额定电流而造成电机损毁，并通过通信单元21将报警信号传递给上位机，亦或通过字符叠加及视频传输单元22将报警信号，报警信息叠加在视频上，传输给后台。通信单元21，用于接收来自微处理器单元18的报警信号，并将此信号转换为串行数据或网络数据，传递给上位机；亦或接收来自上位机的各项设定参数，并将此参数输出给微处理器单元18。字符叠加及视频传输单元22，用于将微处理器单元18输出来的报警信息，报警数据经字符叠加，将报警信息，报警数据显示在视频上，并输出给后台。其中，需要指出的是，所述各相电流检测单元、总电流检测单元均由用以采集电流大小并输出采样电压的采样电阻，用以将采集的电压信号进行放大的运算放大器，电流耦合传感器及其周边电路组成。所述的各电压检测单元均由用以采集电压大小并输出采样电压的采样电阻，用以将采集的电压信号进行放大的运算放大器，用以提高带负载能力的跟随器及其周边电路组成。其中，如不采用微处理器单元18内部的A/D，还包括用以进行数模转换的并行或串行A/D采样芯片。所述垂直电机驱动电压调节单元，水平电机驱动电压调节单元由具有模拟接口或数字接口的电压转换器、DC/DC模块及其周边电路组成。所述通信单元21是基于RS232，RS485, RS422, CAN总线或Internet网络接口的转换芯片及其周边电路组成。所述字符叠加及视频传输单元是由视频放大电路，视频缓冲电路，视频光端机等及其周边电路组成。上述各单元的电路均与现有技术中类似，本领域的技术人员在本发明的构思启示之下通过现有技术电路的填充即可实现本发明至目的，在此不再赘述。综上所述，本发明通过实时检测各电机的相电流，总电流，实时调整驱动各电机的电压，以抵消瞬态负载变化给云台系统带来的冲击。在各电机正常驱动电压范围内，动态调整，以达到负载，且驱动电压，驱动电流的闭环控制，实现了控制精准度，提高了云台对负载的适应能力。发明提供的智能调节电机驱动电压，能对云台的电机运行情况，负载瞬态变化进行实时监控，通过实时调节电机驱动电压，动态调节了电机驱动的电流，提高了云台适应负载能力，在电机额定驱动电流和额定驱动电压进行动态调节。同时，实时监测电机的总电流，对超出电机额定电流的情况进行保护，避免电机及其驱动电路的损坏，并可通过通信芯片和视频字符以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种云台电机驱动电压的调节系统，其特征在于，包括 多个与垂直电机相数匹配的垂直电机相电流检测单元，其分别用于检测垂直电机的各相相电流并将垂直电机的各相相电流的电流信息传送至微处理器单元； 垂直电机总电流检测单元,用于检测垂直电机总电流,并将垂直电机总电流的电流信息传送至微处理器单元； 多个与水平电机相数匹配的水平电机相电流检测单元，其分别用于检测水平电机的各相相电流，并将水平电机的各相相电流的电流信息传送至微处理器单元； 水平电机总电流检测单元，用于检测水平电机总电流，并将水平电机总电流的电流信息传送至微处理器单元； 垂直电机电压检测单元，用于检测经垂直电机驱动电压调节单元调节后供给垂直电机电压的电压信号，并将垂直电机电压的电压信号的电压信息输出给微处理器单兀； 水平电机电压检测单元，用于检测经水平电机驱动电压调节单元调节后供给水平电机电压的电压信号，并将水平电机电压的电压信号的电压信息输出给微处理器单兀； 微处理器单元，用于接收上述电流信息和电压信息并输出相应的控制信号给垂直电机驱动电压调节单元，水平电机驱动电压调节单元，以按程序调节垂直电机和水平电机的驱动电压，当接收的上述各种信息出现异常时，所述的微处理器单元将异常报警信号发送至通讯单元； 通信单元，用于接收来自微处理器单元的异常报警信号，并将报警信号转换为响应的RS, RS/RS或网络信号传输给上位机。
2.如权利要求1所述的调节系统，其特征在于，还包括字符叠加及视频传输单元，用于接收微处理器单元的异常报警信号并叠加视频字符后通过视频线，光端机或internet网络传输给后台。
3.根据权利要求1或2所述的调节系统，其特征在于，所述微处理器单元由具有在线远程升级的ARM芯片及其周边电路组成。
4.根据权利要求1或2所述的调节系统，其特征在于，所述各相电流检测单元总电流检测单元均由用以采集电流大小并输出采样电压的采样电阻，用以将采集的电压信号进行放大的运算放大器，电流耦合传感器及其周边电路组成。
5.根据权利要求1或2所述的调节系统，其特征在于，所述的各电压检测单元均由用以采集电压大小并输出采样电压的采样电阻，用以将采集的电压信号进行放大的运算放大器，用以提高带负载能力的跟随器及其周边电路组成。
6.根据权利要求5所述的调节系统，其特征在于，还包括用以进行模数转换的并行或串行A/D采样芯片。
7.根据权利要求1或2所述的调节系统，其特征在于，所述垂直电机驱动电压调节单元，水平电机驱动电压调节单元由具有模拟接口或数字接口的电压转换器、DC/DC模块及其周边电路组成。
8.根据权利要求1或2所述的调节系统，其特征在于，所述通信单元是基于RS232，RS485，RS422，CAN总线或Internet网络接口的转换芯片及其周边电路组成。
9.根据权利要求2所述的调节系统，其特征在于，所述字符叠加及视频传输单元是由字符叠加电路，视频放大电路，视频缓冲电路，视频光端机等及其周边电路组成。
全文摘要
本发明公开了一种云台电机驱动电压的调节系统，包括多个与垂直电机相数匹配的垂直电机相电流检测单元；垂直电机总电流检测单元；多个与水平电机相数匹配的水平电机相电流检测单元；水平电机总电流检测单元；垂直电机电压检测单元；水平电机电压检测单元；微处理器单元；通信单元。本发明提供的调节系统能智能调节电机驱动电压，能对云台电机在正常运转过程中出现的不同负载情况，智能的调节电机驱动电压，以达到高电压，低电流驱动，降低电机的温升，减小导线的负荷，提高了电机的使用寿命。同时，也可以在负载瞬态变化时，及时调节电机驱动电压，以抵消瞬态的负载变化给云台系统带来的冲击，保护电机，避免大电流冲击导致电机损毁。
文档编号H04N7/18GK103051264SQ20121056181
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者武付军, 刘建宏 申请人:天津市亚安科技股份有限公司