一种电机调速系统及信号发射器的制作方法

本实用新型实施例涉及电机调速技术，尤其涉及一种电机调速系统及信号发射器。

背景技术：

目前，随着虚拟现实设备的不断发展，越来越多的用户使用虚拟现实设备，对虚拟现实设备的精度要求也越来越高。

虚拟现实设备为通过室内定位系统进行动作捕捉，室内定位系统可以包括UWB(Ultra Wideband，无载波通信技术)定位系统、激光定位系统、可见光定位系统或者超声波定位系统等，其中激光定位系统是较常用的一种室内定位系统。激光定位系统是采用旋转激光面进行空间扫描，以确定待定位点的具体位置，旋转激光面通常是通过电机旋转轴发射激光随着电机转动形成。为了提高激光定位系统的定位精度，需使得电机保持恒定转速旋转，目前的电机转速控制系统成本高，制造工艺复杂。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种电机调速系统及信号发射器，以实现快速便捷地控制电机恒定速度旋转。

第一方面，本实用新型实施例提供了电机调速系统，该系统包括：电机旋转周期确定模块、比较器和控制器：

所述电机旋转周期确定模块，用于测量电机旋转一周的时间，所述电机旋转周期确定模块包括触发器、感应器与信号处理器；

所述触发器设置于电机转子上，用于发送触发信号；

所述感应器用于感应所述触发信号，生成脉冲信号；

所述信号处理器，用于接收所述感应器发送的脉冲信号，并通过接收的脉冲信号之间的时间间隔确定电机旋转周期；

所述比较器，与所述信号处理器电相连，用于接收所述信号处理器发送的电机旋转周期，将所述电机旋转周期与预设时间比较，生成比较信号；

所述控制器，一端与比较器电相连，另一端与电机相连，用于根据比较信号，生成电机速度调节信号，对电机转速进行调节。

进一步的，所述感应器设置在与所述电机转子对应的预设距离位置，当所述触发器旋转至所述感应器的对应位置时，所述感应器感应所述触发信号，生成脉冲信号。

进一步的，所述信号处理器包括放大器，所述放大器与所述感应器电相连。

进一步的，所述触发器为反光元件，所述感应器包括光发射器和光接收器，所述光发射器用于发射光信号，所述反光元件用于接收所述光信号并进行发射，生成反射信号，所述光接收器用于接收所述反光元件反射的光信号，并生成脉冲信号。

进一步的，所述反光元件为具有粘性的锡箔纸。

进一步的，所述触发器为激光发射器，用于发送激光信号，所述感应器为感光元件，用于当激光发射器旋转至所述感光元件的对应位置时，接收激光信号，并生成脉冲信号。

进一步的，所述控制器当电机旋转周期小于预设时间时，生成降低转速信号，降低电机的输入电压；当电机旋转周期大于预设时间时，生成提高转速信号，提高电机的输入电压。

进一步的，所述控制器是PID控制器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种信号发射器，用于发送旋转光信号，其特征在于，包括直流电机和权利要求1-4任一所述的电机调速系统；

所述电机调速系统与所述直流电机电相连，用于控制电机旋转速度。

本实用新型实施例通过由触发器、感应器与信号处理器构成的电机旋转周期确定模块检测电机的旋转周期，与预设时间进行比较，控制器根据比较信号确定电机的速度调节信号，并对电机进行控制，即通过电机旋转一周时间映射电机旋转速度，测量方式简单，易实现，测量结构生产成本低，工艺简单，降低了电机调速系统的生产物料成本和工艺成本，实现了快速便捷地控制电机恒定速度旋转。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种电机调速系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的信号发射器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种电机调速系统的结构示意图，该系统可配置在电机控制装置中，例如该系统可集成于虚拟现实设备中，该电机调速系统包括：电机旋转周期确定模块110、比较器120和控制器130：

电机旋转周期确定模块110，用于测量电机旋转一周的时间，电机旋转周期确定模块包括触发器111、感应器112与信号处理器113；

触发器111设置于电机转子上，用于发送触发信号；

感应器112用于感应触发信号，生成脉冲信号；

信号处理器113，用于接收感应器发送的脉冲信号，并通过接收的脉冲信号之间的时间间隔确定电机旋转周期；

比较器120，与信号处理器113电相连，用于接收信号处理器发送的电机旋转周期，将电机旋转周期与预设时间比较，生成比较信号；

控制器130，一端与比较器120电相连，另一端与电机相连，用于接收比较信号，生成电机速度调节信号，对电机转速进行调节。

其中，电机在不同系统中有不同的工作状态，示例性的，电机可以是保持恒定转速的状态，或者是电机根据预设条件改变转速等，本实施例提供了一种电机调速系统，用于控制电机在预设转速状态下运转。

电机旋转周期确定模块110测量电机旋转一周的时间，通过电机旋转一周的时间可确定电机的当前转速，示例性的，若电机旋转一周的时间为10ms，则可确定电机的当前转速为100转/秒。本实施例中，电机旋转周期确定模块110包括触发器111、感应器112与信号处理器113，其中，触发器111可以设置在电机转子上，示例性的，电机线圈为定子，电机外壳为转子，触发器111设置在电机外壳上，随电机外壳旋转。感应器112位置与触发器111位置相对应，优选的，感应器112设置在与转子对应的预设距离位置，且固定不动，当触发器111旋转至感应器112的对应位置时，感应器112感应触发信号。示例性的，感应器112可以是设置在与电机外壳距离1-5mm的位置，具体的距离可以根据感应器112的灵敏度来调整。其中，感应器112与触发器111的位置相对应，具体的，在电机旋转一周的过程中，触发器111可经过感应器112对应的位置。当触发器111可以是实时地发送触发信号，也可以是旋转至与感应器112相对应位置时发送触发信号，同时感应器112接收该触发信号，并生成脉冲信号。具体的，电机转子每旋转一周，感应器112生成一个脉冲信号。

优选的，触发器111为反光元件，感应器112包括光发射器和光接收器，光发射器用于发射光信号，反光元件用于接收光信号并进行发射，生成反射信号，光接收器用于接收反光元件反射的光信号，并生成脉冲信号。

其中，反光元件指的是可以将光线进行反射的元件，本实施例中，触发器111可以是反光性能强的元件，优选的，反光元件为具有粘性的锡箔纸，粘贴在电机转子的侧壁上，成本低，生产过程简单，无复杂工艺。感应器112包括光发射器和光接收器，光发射器实时发射光信号，示例性的，光信号可以是红外光信号或者激光信号，当反光元件随电机转子旋转至光发射器对应的位置时，接收光信号并进行反射，同时光接收器接收该反射信号，并生成脉冲信号，将该脉冲信号发送至信号处理器113进行信号处理。

本实施例中，通过光发射器、反光元件、光接收器以及信号处理器构成的电机旋转周期确定模块成本低，简单易实现，降低了电机调速系统的生产物料成本和工艺成本。

优选的，触发器111为激光发射器，用于发送激光信号，感应器112为感光元件，用于当激光发射器旋转至感光元件的对应位置时，接收激光信号，并生成脉冲信号。

本实施例中，触发器111还可以是激光发射器，可实时发射激光信号，激光发射器可通过焊接形式等设置在电机转子上，随电机转子旋转。感应器112可以是感光元件，示例性的，感光元件可以是光敏传感器。当激光发射器随电机转子旋转至感光元件对应的位置时，感光元件接收激光信号，同时生成脉冲信号，将该脉冲信号发送至信号处理器113进行信号处理。

本实施例中，激光发射器是常见元件，成本低，结构小，可通过焊接方式等实现安装在电机转子上，生产工艺成熟简单，降低了电机调速系统的生产物料成本和工艺成本。

信号处理器113与感应器112连接，接收感应器112发送的脉冲信号，优选的，信号处理器113包括放大器，放大器与感应器112连接，用于放大脉冲信号强度，提高脉冲信号精度。相应的，信号处理器实时接收感应器112发送的脉冲信号，同时记录脉冲信号的接收时间，根据相邻脉冲信号之间的时间间隔确定电机旋转周期。示例性的，第一脉冲信号接收时刻为T1，第二脉冲信号接收时刻为T2，则将T2时刻与T1时刻的差值确定为电机的当前旋转周期T0。

比较器120与信号处理器113相连，接收信号处理器113发送的电机旋转周期，将电机旋转周期与比较器120中的预设时间进行比较，根据比较结果生成比较信号，即通过将电机旋转一周的时间与预设时间进行比较，确定电机转速与预设转速的快慢，其中预设转速可根据预设时间确定，如预设转速为100转/秒，则预设时间为10ms。示例性的，若电机旋转周期T0大于预设时间T3时，确定电机当前转速小于预设转速；若电机旋转周期T0小于预设时间T3时，确定电机当前转速大于预设转速；若电机旋转周期T0等于预设时间T3时，确定电机当前转速等于预设转速。

控制器130分别与比较器120和电机相连，接收比较器120发送的比较信号，生成电机速度调节信号，对电机转速进行调节。示例性的，为了保证电机以恒定的转速进行旋转，根据比较信号中电机当前转速与预设转速的关系确定速度调节信号，具体的，当电机当前转速小于预设转速时，生成提高转速信号，提高电机的输入电压；若电机当前转速大于预设转速，生成降低转速信号，降低电机的输入电压；若电机当前转速等于预设转速时，不产生速度调节信号，保持电机的输入电压值不变，使电机以原速旋转。优选的，控制器130可以是PID(Proportion-Integral-Derivative，比例-积分-微分)控制器，输入给电机的电压利用PID的控制算法确定。

本实施例的技术方案，通过由触发器、感应器与信号处理器构成的电机旋转周期确定模块检测电机的旋转周期，与预设时间进行比较，控制器根据比较信号确定电机的速度调节输入电压，对电机的转速进行控制，测量方式简单，易实现，测量结构生产成本低，工艺简单，降低了电机调速系统的生产物料成本和工艺成本，实现了快速便捷地控制电机恒定速度旋转。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的信号发射器的结构示意图，该信号发射器200用于发送旋转光信号，包括直流电机210和本实用新型实施例提供的电机调速系统100，电机调速系统100与所述直流电机210电相连，用于控制电机旋转速度。

本实施例中，通过电机调速系统控制直流电机以恒定速度旋转，提高了信号发射器所发射的旋转光信号的旋转精度，同时电机调速系统生产成本低，工艺简单，降低了信号发射器的总生产成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。