本技術(shù)涉及位移控制相關(guān)，特別涉及一種多圈角位移控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、精確控制角位移是位置控制中比較難的，特別在空間有限的情況下，多圈角位移控制更是困難，它在智能機器人和數(shù)控機床等精密儀器領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。步進電機的角位移控制一般是在其后端安裝編碼器，通過編碼器測量和記錄步進電機上轉(zhuǎn)軸的角位移并反饋給單片機，通單片機控制步進電機轉(zhuǎn)動情況，但是步進電機最終驅(qū)動其它部件或機構(gòu)實現(xiàn)的角位移與編碼器記錄的具有一定的偏差，并不能實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，如何研究能夠設(shè)計出一種能夠?qū)ζ钸M行矯正、精準(zhǔn)控制的多圈角位移控制系統(tǒng)，具有十分重要的現(xiàn)實意義和實用價值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本實用新型的目的在于提供一種多圈角位移控制系統(tǒng)以解決上述技術(shù)問題。

2、本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

3、根據(jù)本實用新型的一個方面，設(shè)計出一種多圈角位移控制系統(tǒng)，包括：單片機、步進電機、傳動機構(gòu)、絕對式編碼器以及角位移顯示機構(gòu)，所述單片機與所述步進電機電性連接，所述絕對式編碼器安裝于所述步進電機后端，以測量和記錄步進電機上轉(zhuǎn)軸的角位移，絕對式編碼器與所述單片機電性連接，所述步進電機的輸出端與所述傳動機構(gòu)傳動連接，所述角位移顯示機構(gòu)包括刻度盤和設(shè)于刻度盤前側(cè)的指針，所述傳動機構(gòu)與所述指針驅(qū)動連接，以驅(qū)動指針轉(zhuǎn)動。

4、為了更好的解決上述技術(shù)缺陷，本實用新型還具有更佳的技術(shù)方案：

5、在一些實施方式中，所述傳動機構(gòu)包括第一齒輪、第二齒輪和連接軸，所述第一齒輪安裝在所述步進電機的轉(zhuǎn)軸上，所述第二齒輪安裝在所述連接軸上，并與第一齒輪嚙合，所述連接軸穿過所述刻度盤上通孔與所述指針連接。

6、在一些實施方式中，所述傳動機構(gòu)還包括第三齒輪、第四齒輪以及傳動軸，所述傳動軸一端與所述第三齒輪連接，另一端與所述第四齒輪連接，所述第三齒輪與所述第一齒輪嚙合，所述第四齒輪與所述第二齒輪嚙合。

7、在一些實施方式中，所述單片機電性連接有串口通信模塊，所述串口通信模塊與控制計算機電性連接。

8、本實用新型的技術(shù)效果為：

9、單片機是這個控制系統(tǒng)的核心，與控制計算機電性連接，接收控制計算機發(fā)來的角位移指令，單片機并且將角位移信息反饋給給儀表控制計算機。在這個系統(tǒng)中，單片機發(fā)送控制信息給步進電機，步進電機通過傳動機構(gòu)驅(qū)動角位移顯示機構(gòu)上的指針轉(zhuǎn)動，絕對編碼器測量和記錄步進電機上轉(zhuǎn)軸的角位移信息并傳送給單片機，對于數(shù)碼進行處理、識別，判斷出步進電機轉(zhuǎn)軸的角位移當(dāng)前的狀態(tài)和位置，通過將刻度盤上指針指示的角位移信息，輸入到單片機，然后，單片機將輸入的角位移信息與接收的絕對式編碼器的角位移信息進行比較,判斷是否有偏差，如果有偏差,需要經(jīng)過計算,根據(jù)計算的結(jié)果來控制步進電機運行對角位移進行校正,實現(xiàn)角位移的精確控制。另外，單片機還對絕對編碼器返回的零位進行識別，使該角位移控制系統(tǒng)在掉電和運行出現(xiàn)紊亂時，能夠在重新啟動的條件下重新找到起始位置即零位。

技術(shù)特征：

1.一種多圈角位移控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：單片機、步進電機、傳動機構(gòu)、絕對式編碼器以及角位移顯示機構(gòu)，所述單片機與所述步進電機電性連接，所述絕對式編碼器安裝于所述步進電機后端，以測量和記錄步進電機上轉(zhuǎn)軸的角位移，絕對式編碼器與所述單片機電性連接，所述步進電機的輸出端與所述傳動機構(gòu)傳動連接，所述角位移顯示機構(gòu)包括刻度盤和設(shè)于刻度盤前側(cè)的指針，所述傳動機構(gòu)與所述指針驅(qū)動連接，以驅(qū)動指針轉(zhuǎn)動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多圈角位移控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動機構(gòu)包括第一齒輪、第二齒輪和連接軸，所述第一齒輪安裝在所述步進電機的轉(zhuǎn)軸上，所述第二齒輪安裝在所述連接軸上，并與第一齒輪嚙合，所述連接軸穿過所述刻度盤上通孔與所述指針連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多圈角位移控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動機構(gòu)還包括第三齒輪、第四齒輪以及傳動軸，所述傳動軸一端與所述第三齒輪連接，另一端與所述第四齒輪連接，所述第三齒輪與所述第一齒輪嚙合，所述第四齒輪與所述第二齒輪嚙合。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種多圈角位移控制系統(tǒng)，包括：單片機、步進電機、傳動機構(gòu)、絕對式編碼器以及角位移顯示機構(gòu)，單片機與步進電機電性連接，絕對式編碼器安裝于步進電機后端，以測量和記錄步進電機上轉(zhuǎn)軸的角位移，絕對式編碼器與所述單片機電性連接，步進電機的輸出端與傳動機構(gòu)傳動連接，角位移顯示機構(gòu)包括刻度盤和設(shè)于刻度盤前側(cè)的指針，傳動機構(gòu)與指針驅(qū)動連接，以驅(qū)動指針轉(zhuǎn)動；通過將刻度盤上指針指示的角位移信息，輸入到單片機，然后，單片機將輸入的角位移信息與接收的絕對式編碼器的角位移信息進行比較,判斷是否有偏差，如果有偏差,需要經(jīng)過計算,根據(jù)計算的結(jié)果來控制步進電機運行對角位移進行校正,實現(xiàn)角位移的精確控制。

技術(shù)研發(fā)人員：杜延春,劉毅,許鵬,王泉,楊雷,劉漢陽,李世君,劉媛,夏華,葉超,王弘達(dá)
受保護的技術(shù)使用者：山東省計量科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：20240220
技術(shù)公布日：2024/9/17