[发明专利]一种通过角度传感器来检测和纠错的步进电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种通过角度传感器来检测和纠错的步进电机系统。

背景技术

在视频监控用摄像机领域，如球机、枪机、云台机等需要镜头旋转的地方，尤其是球型摄像机，需要在竖直面上作100度左右的上下旋转运动，在水平面作360度的水平旋转运动。在使用过程中，由于系统突然断电或外部信号的干扰，以及频繁的重复定位，外部的机械扰动，如大风、雷电地面震动的波及，会引起步进马达丢步，从而积累定位误差。

目前，消除定位误差的方法是依靠系统内部的时钟，每天到零时，自动进行一次自检，从而消除定位误差，这样在使用过程中，在其他时间段，由于电气信号、机械震动、天气等因素的干扰，总会产生定位误差。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种通过角度传感器来检测和纠错的步进电机系统，通过在步进电机的上端面上安装无摩擦角度传感器，实现对监控系统镜头需要做旋转运动的摄像机的闭环控制，从而获取即时位置的电流或电压信号，通过信号及马达上的同步带轮的速比来解算镜头所在的位置，起到精确定位的效果，自动更正错误，不受干扰信号和机械振动、气流冲击的影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种通过角度传感器来检测和纠错的步进电机系统，包括步进电机，步进电机下端面设有同步带轮，步进电机上端面设有电机轴心与无摩擦角度传感器，无摩擦角度传感器可检测步进电机的旋转角度。

进一步而言，所述无摩擦角度传感器采用电感角度传感器，电感角度传感器包括设于步进电机上端面的下托板与位于下托板上方位置且固宇于电机轴心上的上盖板，上盖板与下托板无摩擦设置，上盖板上设有上盖板轴心，下托板上设有转轴通孔，上盖板轴心穿过转轴通孔与电机轴心固定连接，上盖板上设有月环形状的感应导体，下托板上设有多个线圈，感应导体与线圈对应设置。

进一步而言，所述线圈的个数为四个，与所述月环形状的感应导体配合，通过步进电机旋转来精确分差电感量。

进一步而言，所述上盖板与下托板均采用圆形结构设置，上盖板轴心设于上盖板的中心位置上，转轴通孔设于下托板的中心位置上。

进一步而言，所述无摩擦角度传感器采用电容角度传感器，电容角度传感器包括固定设于电机轴心上的运动极板与固定设于步进电机上端面的固定极板，运动极板通过运动极板轴心与电机轴心对应连接，固定极板通过固定极板固定轴固定于步进电机上端面，运动极板包括平行设于电机轴心上的N块金属片，固定极板包括平行设于固定极板固定轴上的N+1块金属片，运动极板与固定极板无摩擦设置，且运动极板的N块金属片可随着电机轴心的转动，无接触地嵌入到固定极板的N+1块金属片之间的空间。

进一步而言，所述运动极板包括两块金属片，固定极板包括三块金属片。

进一步而言，所述固定极板与运动极板均采用扇形结构设置。

一种镜头可旋转的摄像机，在摄像机的镜头旋转驱动系统中，采用上述一种通过角度传感器来检测和纠错的步进电机系统。

一种监控系统，采用了上述的一种镜头可旋转的摄像机进行监控。

本发明有益效果：

本发明采用这样的结构设置，通过在步进电机的上端面上安装无摩擦角度传感器，实现对监控系统镜头需要做旋转运动的摄像机的闭环控制，从而获取即时位置的电流或电压信号，通过信号及马达上的同步带轮的速比来解算镜头所在的位置，起到精确定位的效果，自动更正错误，不受干扰信号和机械振动、气流冲击的影响。

附图说明

图1是本发明实施例一的步进电机系统的结构示意图;

图2是图1所示结构的立体拆分示意图;

图3是本发明实施例二的步进电机系统的结构示意图;

图4是图3所示结构的俯视图。

附图标号说明：

1.步进电机;2.同步带轮;3.无摩擦角度传感器;4.电机轴心;5.感应导体;6.线圈;7.上盖板;8.下托板;9.转轴通孔;10.上盖板轴心;20.固定极板;21.运动极板;22.固定极板固定轴;23.运动极板轴心。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

实施例一：