CN209118386U - 步进电机驱动的抽奖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及抽奖装置，具体为一种步进电机驱动的抽奖装置。解决现有自动抽奖装置结构复杂、成本高及抽奖精度调整不方便的问题。步进电机驱动的抽奖装置，包括电机、奖项盘、电机驱动的指针器、U形光电传感器及控制电路；所述电机为步进电机；控制电路包括控制器，控制器的输入端连接有按键开关，U形光电传感器的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端经步进电机驱动器与步进电机相连。本实用新型采用了步进电机，并辅以常规的控制软件，实现了自动抽奖，由此节省了编码器，不但简化了产品结构，而且降低了成本。

Description

步进电机驱动的抽奖装置

技术领域

本实用新型涉及抽奖装置，具体为一种步进电机驱动的抽奖装置。

背景技术

专利号为CN201720928711 .4的中国专利公开了一种自动抽奖装置，该自动抽奖装置包括底座、支架、奖项盘、指针器、电机、U形光电传感器、编码器及位于底座内的控制电路。由于该自动抽奖装置的工作必须依赖于编码器，而编码器的存在不但使产品结构复杂，而且增加了产品的成本；且要提高抽奖精度的话，只能通过更换编码器方式来实现。

发明内容

本实用新型解决现有自动抽奖装置结构复杂、成本高及抽奖精度调整不方便的问题，提供一种步进电机驱动的抽奖装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：步进电机驱动的抽奖装置，包括电机、奖项盘、电机驱动的指针器、U形光电传感器及控制电路；所述电机为步进电机；控制电路包括控制器，控制器的输入端连接有按键开关，U形光电传感器的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端经步进电机驱动器与步进电机相连。

工作时，按下按键开关，控制器收到按键开关按下信号，在相应软件支持下，控制器发出连续的步进脉冲信号，步进脉冲信号经步进电机驱动器使步进电机工作，进而带动指针器绕奖项盘高速转动，控制器对发出的步进脉冲信号进行计数，指针器每转一圈U形光电传感器向控制器发送一次信号，控制器接收到U形光电传感器发送的信号，对步进脉冲信号进行计数清零并重新开始计数；松开按键开关，控制器接收到按键开关松开信号后，控制器停止发出步进脉冲信号，步进电机停转；由于步进电机旋转一圈所需的步进脉冲总数是固定的，每个步进脉冲对应的步进电机的步进角是确定的；奖项盘上每个奖项区所占用的步进脉冲数固定，控制器根据最后非整圈步进脉冲信号的数量，并结合奖项盘上每个奖项区所占用的步进脉冲数量，就计算出指针器所指的奖项区。

本实用新型采用了步进电机，并辅以常规的控制软件，实现了自动抽奖，由此节省了编码器，不但简化了产品结构，而且降低了成本，并方便地实现精度调节；其构思巧妙，结构合理。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型的控制电路原理框图；

图3为本实用新型的一种具体外部结构的示意图。

图中：1－电机，2－奖项盘，3－U形光电传感器，4－按键开关，5－支架，6－转轴，7－指针，8－触发针，9－底座，10－霍尔传感器，11－磁体。

具体实施方式

步进电机驱动的抽奖装置，包括电机1、奖项盘2、电机驱动的指针器、U形光电传感器3及控制电路；所述电机1为步进电机；控制电路包括控制器，控制器的输入端连接有按键开关4，U形光电传感器3的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端经步进电机驱动器与步进电机相连。显然，步进电机的转速应高于人体的动态视敏度（动态视力），以防人为控制抽奖结果。

具体实施时，该步进电机驱动的抽奖装置还包括支架5，奖项盘2固定于支架5前部，奖项盘2的中心开有孔，指针器包括后端开有轴孔的转轴6，转轴6前部设有与转轴垂直的指针7，步进电机固定于支架上，指针器的转轴6穿过奖项盘中心的孔并通过其上的轴孔套固于步进电机的轴伸上或步进电机的轴伸穿过奖项盘中心的孔并插固于指针器的轴孔内，同时使指针7位于奖项盘2的前面；U形光电传感器3固定于支架5上，步进电机的轴伸上或指针器的转轴6上设有与U形光电传感器3配合的且与步进电机的轴伸或指针器的转轴6垂直的触发针8；指针7与触发针8在步进电机轴伸圆周上的相位相同（以保证奖项盘的起始位置和U形光电传感器触发位置一致；如果不一致，在计算时应消除两者间相位差的影响，这对本领域技术人员来讲是显然的且容易实现）；该步进电机驱动的抽奖装置还包括底座9，所述的控制电路置于底座9内，按键开关4置于底座9面板上；支架5支撑于底座9上。控制电路的控制器的输出端连接有扬声器和/或显示屏，用以抽奖结构的声或影像输出；扬声器和/或显示屏置于底座9上；控制电路的控制器还连接有其内存储有与奖项对应的语音、视频数据的存储器。

工作时，按下底座9面板上的按键开关4，控制器收到按键开关4按下信号，在相应软件支持下，控制器发出连续的步进脉冲信号，步进脉冲信号经步进电机驱动器使步进电机工作，进而带动指针器绕奖项盘2高速转动，控制器对发出的步进脉冲信号进行计数，触发针8每触发一次U形光电传感器3，U形光电传感器3向控制器发送信号，控制器接收到U形光电传感器3发送的信号，对步进脉冲信号进行计数清零并重新开始计数；松开按键开关4，控制器接收到按键开关4松开信号后，控制器停止发出步进脉冲信号，步进电机停转；由于步进电机旋转一圈所需的步进脉冲总数是固定的，每个步进脉冲对应的步进电机的步进角是确定的；奖项盘上每个奖项区的角度及所占用的步进脉冲数固定，控制器根据最后非整圈步进脉冲信号的数量，并结合奖项盘上每个奖项区所占用的步进脉冲数量，就计算出指针器所指的奖项区，例如，步进电机旋转一圈所需的脉冲总数是3600，则步进电机的步进角=360°/3600=0.1°，代表一个步进脉冲步进电机旋转0.1°，若奖项盘2分为三个互为相邻的扇形奖项区，从零位，即触发针8触发U形光电传感器3的位置开始第一个奖项区的步进脉冲数为0到1199，第二个奖项区的步进脉冲数为1200到2399，第三个奖项区的步进脉冲数为2400到3599，结合步进电机停转后控制器所计的最后非整圈步进脉冲信号的数量，就判断出指针7所处的奖项区；然后控制器读取存储器中与中奖奖项对应的语音、视频数据，并分别送给扬声器和显示屏，如，扬声器播放“一等奖电视机”，显示屏显示有关该电视机的视频内容。从上述详细的工作过程中可以看出，整个控制过程是一个常规的控制，因此，控制器所需的控制软件是本领域技术人员容易实现的。

进一步地，由于步进电机是由步进电机驱动器来控制，控制器通过软件即可设置步进电机驱动器的细分参数，用来调整步进电机的精度，例如：步进电机的步进（距）角为3.6°，步进电机驱动器可以对步进电机的步进（距）角进行细分，若设置为16细分，相当于将3.6°分成16份，最终步进电机在这样的步进驱动器的控制下步进角为0.225°，这样，需要什么样的精度，只需要通过控制器设置步进电机驱动器的细分（步进电机驱动器的支持细分范围内）就可以完成精度的调整，实际使用中，可以根据奖盘大小来调整实际精度，使其抽奖结果更精准。

作为另一种可变形的技术方案：U形光电传感器3被霍尔传感器10替换，触发针8被固定于指针7背面的磁体11替换。这样，指针7绕奖项盘2高速转动，控制器对发出的步进脉冲信号进行计数，磁体11每触发一次霍尔传感器10，霍尔传感器10向控制器发送信号，控制器接收到霍尔传感器10发送的信号，对步进脉冲信号进行计数清零并重新开始计数。该变形技术方案实际上就是将U形光电传感器3和触发针8的组合，替换为霍尔传感器10和磁体11的组合，两种组合的作用都是发出清零脉冲。

Claims (8)

1.一种步进电机驱动的抽奖装置，包括电机(1)、奖项盘(2)、电机驱动的指针器、U形光电传感器(3)及控制电路；其特征在于，所述电机(1)为步进电机；控制电路包括控制器，控制器的输入端连接有按键开关(4)，U形光电传感器(3)的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端经步进电机驱动器与步进电机相连。

2.根据权利要求1所述的步进电机驱动的抽奖装置，其特征在于，还包括支架(5)，奖项盘(2)固定于支架(5)前部，奖项盘(2)的中心开有孔，指针器包括后端开有轴孔的转轴(6)，转轴(6)前部设有与转轴垂直的指针(7)，步进电机固定于支架上，指针器的转轴(6)穿过奖项盘中心的孔并通过其上的轴孔套固于步进电机的轴伸上或步进电机的轴伸穿过奖项盘中心的孔并插固于指针器的轴孔内，同时使指针(7)位于奖项盘(2)的前面。

3.根据权利要求2所述的步进电机驱动的抽奖装置，其特征在于，U形光电传感器(3)固定于支架(5)上，步进电机的轴伸上或指针器的转轴(6)上设有与U形光电传感器(3)配合的且与步进电机的轴伸或指针器的转轴(6)垂直的触发针(8)。

4.根据权利要求3所述的步进电机驱动的抽奖装置，其特征在于，指针(7)与触发针(8)在步进电机轴伸圆周上的相位相同。

5.根据权利要求2或3或4所述的步进电机驱动的抽奖装置，其特征在于，还包括底座(9)，所述的控制电路置于底座(9)内，按键开关(4)置于底座(9)面板上；支架(5)支撑于底座(9)上。

6.根据权利要求5所述的步进电机驱动的抽奖装置，其特征在于，控制电路的控制器的输出端连接有扬声器和/或显示屏；扬声器和/或显示屏置于底座(9)上。

7.根据权利要求6所述的步进电机驱动的抽奖装置，其特征在于，控制电路的控制器还连接有其内存储有与奖项对应的语音、视频数据的存储器。

8.根据权利要求3所述的步进电机驱动的抽奖装置，其特征在于，U形光电传感器(3)被霍尔传感器（10）替换，触发针(8)被固定于指针（7）背面的磁体（11）替换。