CN210516066U - 一种广告设备智能传动及控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种广告设备智能传动及控制装置，包括一个主控板及安装在同一个设备边框上的多套驱动单元及多套展示单元，其中的每一套驱动单元与一套展示单元一一对应连接；每套驱动单元包括电机控制器、多圈绝对值编码器、步进电机、插拔式连轴器，每个电机控制器及其步进电机固定在一个对应的电机固定座上；每套展示单元包括三棱柱、两个三角套、两个轴承座，所有的电机固定座和轴承座7均安装在设备边框上，主控板也安装在设备边框上。本实用新型的装置，在制作弧形屏时比现有技术更容易安装、能实现比传统结构更加灵活的布置方式，整体后维护方式使维护保养更安全方便。

Description

一种广告设备智能传动及控制装置

技术领域

本实用新型属于广告设备技术领域，涉及一种广告设备智能传动及控制装置。

背景技术

随着我国经济及信息时代的发展，人们生活品质不断提高，对品牌意识也越来越强烈，品牌推广也是每个公司做强做大必须要做的事情，品牌发布也由诸多媒体形式体现的淋漓尽致，其以报刊、杂志、电视、互联网、手机APP及户外的各种新媒介形式构成，全覆盖各种媒体形式每天冲击我们的眼球，其中户外广告大牌主要以平面静态广告画及LED视频广告牌为主，平面广告有直观的广告冲击及极低的运营投入被媒体主及广告主所接受，LED视频广告牌则以发布速度快、信息量大及可以发布电视及视频节目被接受。

LED三面翻显示牌是结合两种媒介形式为一体的一种新的形式，其不但有两个平面广告可以展示，同时在每个可旋转的三角形型材的第三面设置了LED显示单元，可以用来发布视频节目，该种LED三面翻显示屏的最大特点即是形式多样、运营灵活、永不黑屏、低碳节能及光污染小的诸多特点于一身，近年被更多的媒体主、广告主及广大受众所认可。

现有三面翻及LED三面翻显示屏产品其实现原理是，带动若干个三角形棱柱转动的传动系统是由一组或若干组由一台大功率电机、减速箱、链条、传动轴、主凸轮、从凸轮、三棱柱所构成，电机通过减速器及链条驱动一个水平安装于广告牌底部的传动轴间歇式转动，通过接近开关控制每次只旋转一圈，该传动轴上固定了若干个凸轮，当电机带动这些主凸轮旋转时，主凸轮每旋转一圈，将拨动其带三角形的从凸轮旋转120度，该从凸轮带动固定于其上方的三棱柱同步旋转120度，拨动完成后其从凸轮上的三角形一面会与主凸轮的平面贴合，以保障广告画面的平整度；另在实际制作时，每个相邻的主凸轮间可以人为旋转一个固定角度，这样做在转动轴转动时，所有的主凸轮可以延时一定时间转动，以此实现所有三棱柱左右波浪翻转，在两个或更多这样的电机驱动单元联动时，控制器通过采集设置在每一个单元最后的接近开关采集转动时序，控制器以此实现控制更多单元更大面积的可翻转的三面翻广告牌。

现有三面翻及LED三面翻显示屏产品主要存在以下诸多问题：1)一组展示单元中的每个三棱柱单元由于由一个旋转传动轴联动，且电机扭矩极大，在部件磨损产生间隙、画面粘连及受到风等外力时，棱柱不能按正常时序旋转，此时棱柱间极易发生碰撞，由于电机没有保护机制，极大的力矩会施加到碰撞位置的所有部件，极易造成传动部件如传动轴、传动杆、三角板等的永久性损坏，虽然控制器中设置了电机旋转超时机制，但也无法防止设备发生永久损伤，控制器因为超时会停止工作，只有人为维修好故障点后设备才能重新开始正常工作。2)现有设备三棱柱角度调校靠紧固螺丝和弹簧及其它人为的机械调整。由于传动机构部件过多，在设备运行一定时间后由于碰撞、磨损、老化等因素需要重新调整。调整次数过多或使用时间过长后将无法再调整，导致故障频发。3)多组展示单元间依靠每组单元间的接近开关进行时序的反馈，控制器通过采集设置在每一个单元最后的接近开关采集转动时序，控制器以此实现控制更多单元更大面积的可翻转的三面翻广告牌。由于接近开关采集精度及电机没有精确的控制及刹车装置，加上部件间隙及磨损，多条棱柱累计间隙等因素，最终导致控制时序在单元间的棱柱极易发生碰撞，需要定期人为调整接近开关的采集位置；在制作弧形广告牌时，因传动轴增加了多个万向联轴器，导致使用一段时间后间隙会越来越大，需要产生更多间隙。另外由于一台电机带动的传动轴又多个小线段构成，导致棱柱间角度不规则也是导致故障频发的主要原因。4)在设备出现故障时，无法及时发现及维修。为了保证客户广告效果，需要定期安排人员巡查，以便及时发现故障问题。设备维修时及参数调整时，都需要人工现场修复或设定。若维修其中某一个展示单元，需要将该展示单元所在的整个驱动组甚至整个设备停止运转或转到指定的位置，造成设备整体停止运行。同时维修难度大，由于设备多为前维护，传动部件维修时需要将部分展示单元拆卸或借助于吊车或外墙滑板等设施才能维修，人员安全隐患比较大。同时极易造成零部件掉落砸伤行人或车辆及其它下方设施建筑等。对于一些时好时坏的软故障，维修人员更是需要多次的耐心维修才能发现及处理。5)由于机械原理的原因，出厂时翻动时序已经固定，无法实现动态切换画面的翻动效果，三棱柱转动时序的不合理也导致棱柱碰撞故障频发。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种广告设备智能传动及控制装置，解决了现有技术中存在机械传动部件容易磨损、故障多、维修不方便，系统运行不可靠，不能实现逐个广告棱柱转动时序控制、远程监控、维修托管及远程控制等诸多问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种广告设备智能传动及控制系统，包括一个主控板及安装在同一个设备边框上的多套驱动单元及多套展示单元，其中的每一套驱动单元与一套展示单元一一对应连接，

每套驱动单元包括电机控制器、多圈绝对值编码器、步进电机、插拔式连轴器，每个电机控制器及其步进电机固定在同一个对应的电机固定座上；

每套展示单元包括三棱柱、两个三角套、两个轴承座，所有的电机固定座和轴承座均安装在设备边框上，主控板也安装在设备边框上。

本实用新型的广告设备智能传动及控制系统，其特征还在于：

所述的每个展示单元包括一个三棱柱，三棱柱的上端通过一个三角套套装在一个轴承座中，三棱柱的下端通过另一个三角套套装在另一个轴承座中，即三棱柱通过上下两个轴承座固定在设备边框上。

所述的设备边框上固定有多个电机固定座，每个电机固定座上固定安装有一个步进电机，每一个三角套向上通过一个插拔式连轴器与一个步进电机传动轴下端传动连接，每个步进电机传动轴上端头安装有多圈绝对值编码器，多圈绝对值编码器和步进电机均与电机控制器信号连接。

所述的主控板的内部结构是，包括时钟单元、WIFI网络模块、供电单元一、单片机一、光电输入输出接口和多路I/O控制输入/输出单元，单片机一分别与时钟单元、WIFI网络模块、光电输入输出接口和多路I/O控制输入/输出单元连接，供电单元一与主控板中的各个电气部件电源接入端对应连接。

所述的电机控制器的内部结构是，包括光电输入接口、单片机二、光电输出接口、电机驱动芯片及供电单元二组成，其中的光电输入接口、单片机二、光电输出接口依次连接，单片机二分别与电机驱动芯片和多圈绝对值编码器信号连接，电机驱动芯片与步进电机控制连接，供电单元二与所有相关电部件供电连接。

本实用新型的有益效果是，包括以下方面：1)三棱柱角度实时监控功能，由于多圈绝对值编码器能够实时精准反应电机的角度位置，三棱柱与电机由插拔式轴连接器连接，因此三棱柱与电机的角度始终是同步关系。所以多圈绝对值编码器所反应的角度位置实际就是三棱柱的角度位置。三棱柱角度实时监控功能实现方法，由于多圈绝对值编码器是一种能够实时精准检测角度传感器，当本传动系统每个单元的减速器输出轴一端通过插拔式连接器与三棱柱连接，减速器输出轴另一端与多圈绝对值编码器时，因三棱柱与减速器输出轴同步转动，因此多圈绝对值编码器就能够直接获取三棱柱转动的准确的实时角度信息。另外还可以将多圈绝对值编码器安装于减速步进电机的电机轴一端检测电机旋转的圈数及角度，再根据减速器减速比推算出三棱柱的当前角度信息，这种方法会因为减速器的背隙精度不同导致测量三棱柱角度信息时会有一定程度的测量误差。2)自动保护及跟踪机制，因每一个展示单元上都配置一台独立的减速步进电机及一个多圈绝对值编码器，当画面粘连及受到风等外力时，超过步进电机扭力时，步进电机进入失步状态，可以使得设备得以保护，避免了现有同类设备因电机力矩过大而造成传动零部件永久性损毁的现象。当外力减小到一定程度时系统会进入自动校正状态，由于控制器通过多圈绝对值编码器能实时读取或计算三棱柱的角度位置，因此无论三棱柱是在旋转还是静止时，只要角度发生偏移时，系统都会及时纠正其角度状态，因为步进电机寿命长，加上其自动保护及跟踪机制的介入，使得设备运作更加长久稳定。3)物联网应用，该系统在连接互联网以后，可以通过电脑和移动设备APP查看设备实时运行状况，并可设置各种运行参数，可以随时切换平面广告或是LED显示屏工作，及LED显示屏视频内容的切换。发送运行日志，系统可在每天生成当天运行日志，以邮件方式发送到指定邮箱。邮件内容包括三个面每个平面展示次数，LED三面翻显示屏还记录LED显示屏播放时刻及时长，每个视频节目播放的次数，设备异常及故障发生时间等多种信息，能对排除软故障提供了准确的指导信息，该功能能极大的减少人员的工作强度及运营费用。4)故障自动上报，三棱柱因有异物卡堵等外力无法消除或零部件损坏导致设备系统在预定时间内无法自动修复时。系统会自动将故障信息发送到指定的邮箱，并将附件上注明具体故障点，发生故障的时间等信息。设备维护人员可在第一时间知晓故障并及时处理。维修完成后也会发送邮件到相应的邮箱，方便管理人员了解设备的状态。5)因系统中每个电机控制器都有自己的通讯地址，主控板就可以通过发送控制指令，对某一台电机控制器单独控制及查询，也可以通过广播命令进行整体控制，这样每个电机控制器驱动各自的减速步进电机带动所属三棱柱按照广告预设时间及角度位置旋转，电机控制器按地址顺序逐个控制即可实现所有三棱柱按波浪翻转、也可以通过广播方式向所有电机控制器发送转动指令以实现所有三棱柱整体同步翻转的效果，通过不同指令可以实现多种旋转花样及各种控制时序，通过一定的时序控制关系，可以有效避免三棱柱碰撞事故的发生，使设备工作更加可靠。6)维护安全方便，该系统硬件全部采用后维护方式。基础结构会要求设置后维护平台，合理的维护平台能保证人员安全，也减轻了工作强度同时也节约了因动用大型机械设备等的维修成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体安装结构示意图；

图2是本实用新型的控制部分安装结构示意图；

图3是本实用新型的转动部分安装结构示意图；

图4是本实用新型的控制系统拓扑图；

图5是本实用新型的主控板10中的单片机一14电路原理图；

图6是本实用新型的主控板10中的WIFI网络模块12电路原理图；

图7是本实用新型的主控板10中的多路I/O控制输出单元电路原理图；

图8是本实用新型的主控板10中的多路I/O控制输入单元电路原理图；

图9是本实用新型的主控板10中的光电输入输出接口15电路原理图；

图10是本实用新型的主控板10中的供电单元一13电路原理图；

图11是本实用新型的主控板10中的时钟单元11电路原理图；

图12是本实用新型的电机控制器中的供电单元二25电路原理图；

图13是本实用新型的电机控制器中的单片机二22电路原理图；

图14是本实用新型的电机控制器中的电机驱动芯片24电路原理图；

图15是本实用新型的电机控制器中的光电输入接口21及光电输出接口23电路原理图。

图中，1.电机控制器，2.多圈绝对值编码器，3.步进电机，4.插拔式连轴器，5.电机固定座，6.设备边框，7.轴承座，8.三角套，9.三棱柱；10.主控板；

11.时钟单元；12.WIFI网络模块；13.供电单元一；14.单片机一；15.光电输入输出接口；16.多路I/O控制输入/输出单元；

21.光电输入接口；22.单片机二；23.光电输出接口；24.电机驱动芯片；25.供电单元二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型装置基于物联网技术，用于三面翻和三面翻LED显示屏的智能传动及控制。

参照图1，本实用新型装置的整体结构是，包括一个主控板10及安装在同一个设备边框6上的多套驱动单元及多套展示单元，其中的每一套驱动单元与一套展示单元一一对应连接，实现传动及控制，一个设备边框6及其上安装的所有驱动单元及所有展示单元，共同构成一个完整的广告设备。

每套驱动单元包括电机控制器1、多圈绝对值编码器2(在图4中简写为“绝对值编码器”)、步进电机3、插拔式连轴器4，每个电机控制器1及其步进电机3固定在一个对应的电机固定座5上；

每套展示单元包括三棱柱9、两个三角套8、两个轴承座7，所有的电机固定座5和轴承座7均安装在设备边框6上，主控板10也安装在设备边框6上。

参照图2、图3，每个展示单元包括一个三棱柱9，三棱柱9的上端通过一个三角套8套装在一个轴承座7中，三棱柱9的下端通过另一个三角套8套装在另一个轴承座7中，即三棱柱9通过上下两个轴承座7固定在设备边框6上，每个三棱柱9及其两个三角套8和两个轴承座7组成一个展示单元；每个三棱柱9上粘贴有断续的广告页面，所有的展示单元依次组装在设备边框6上，共同组成完整的广告平台，分别实现三个广告页面的翻转展示；

在设备边框6上固定有多个电机固定座5，每个电机固定座5上固定安装有一个减速步进电机3，每一个三角套8向上通过一个插拔式连轴器4与一个减速步进电机3传动输出轴下端传动连接，每个减速步进电机3传动输出轴上端头安装有多圈绝对值编码器2，多圈绝对值编码器2也可以安装于减速步进电机3电机轴测量电机轴角度，此时电机控制器1则需根据减速步进电机3减速比去推算出三棱柱9的角度信息。多圈绝对值编码器2和减速步进电机3均与电机控制器1信号连接；

多圈绝对值编码器2向电机控制器1传送三棱柱9或减速步进电机3电机轴的实时位置信号，当多圈绝对值编码器2传送减速步进电机3电机轴角度位置信号时，电机控制器1则需根据减速步进电机3的减速比去推算出三棱柱9的角度信息。电机控制器1控制减速步进电机3的转动及停止，减速步进电机3通过插拔式连轴器4驱动三角套8再带动所对应的三棱柱9转动，每个驱动单元的减速步进电机3通过一个插拔式连轴器4带动三面翻或LED三面翻的一个展示单元转动，所有的电机控制器1控制各自所属的三棱柱9按照预定编程时间及时序配合转动，共同动作实现广告设备整体的三面画面展示。

多圈绝对值编码器2选用市场销售的常规产品，用于准确检测所属展示单元的旋转角度位置信息，每个展示单元均为整个系统控制下的独立单元。

参照图4，本实用新型装置的控制方式是，包括一个主控板10和N个驱动单元中的电机控制器1，N个驱动单元中的电机控制器1之间依次通过光电隔离方式进行级联连接，主控板10中的单片机一14通过指令进行统一或单独控制各个电机控制器1，构成完整的三面翻和三面翻LED显示屏智能传动控制部分。

参照图4，主控板10的内部结构是，包括时钟单元11、WIFI网络模块12、供电单元一13、单片机一14、光电输入输出接口15和多路I/O控制输入/输出单元16，单片机一14分别与时钟单元11、WIFI网络模块12、光电输入输出接口15和多路I/O控制输入/输出单元16连接，供电单元一13与主控板10中的各个电气部件电源接入端对应连接；其中，时钟单元11的功能为系统提供年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能；WIFI网络模块12采用无线传输方式，负责完成物联网TCP/IP等多协议的物理层及协议层的接入与建立数据传输通道；供电单元一13负责为各个电气部件提供所需的工作电压；光电输入输出接口15与各个电机控制器1的光电输入接口21互连；在多路I/O控制输入/输出单元16中，多路I/O控制输出单元是控制对各驱动单元电源的接通及断开，多路I/O控制输入单元用于查询各驱动单元电源的实际电压状态，用户可以通过远程手机APP或PC控制端软件远程实现远程对系统单元集中的供电管理工作；单片机一14负责处理各相关电气部件的初始化工作及各协议的处理转发，单片机一14作为主控板10的核心部件，在初始化时，通过串行接口对WIFI网络模块12进行配置，使其能正确连接到云端服务器，建立云端与主控板10的正常通信连接，此后，通过云端控制软件，包括手机APP及PC客户端软件，用户可以远程设置及回读主控板10的所有参数及实时状态，当远程设置好各类工作参数及工作日程表后，单片机一14通过读取预存的日程表及实时时钟，经光电输入输出接口15向各个电机控制器发送各种控制指令及采集回传指令，包括各个减速步进电机的启动、停止、转速、精确角度控制时序及减速步进电机状态的查询，同时单片机一14通过日程表还可以通过多路I/O控制输入/输出单元16实现对设备电源的通断操作和查询供电情况；主控板10通过WIFI网络模块12连接至云端服务器后，可以在设置各类报警阈值后，来实时或定时将设备工作状态上传至终端服务器或推送给用户管理人员及服务人员，同时用户可以随时远程查询实时工作状态及查询工作日志。

参照图5，是主控板10中的单片机一14的电路结构，采用现有的STM32F103C8芯片为主组成，其中，信号CLOCK_SCLK\CLOCK_IO\CLOCK_RST与时钟单元11连接，以实现时钟相关的初始化及实时时钟的设置及读取；信号WF_TXD\WF_RXD与WIFI网络模块12连接实现初始化及数据读写；信号RS232_RXD与RS232_TXD通过TTL方式与光电输入输出接口15连接，实现与电机控制器的数据收发；信号IN0/IN1/IN2/IN3负责读取多路I/O控制输入/输出单元16的输入信号状态；信号CTRL0-CTRL5负责输出控制多路I/O控制输入/输出单元16的继电器的通断，以控制外部电源通断；其它信号MCU_RST与WF_RST负责实现单片机一10及WIFI网络模块12的复位等功能。

参照图6，是主控板10中的WIFI网络模块12的电路结构，主要采用USR-C216芯片为主组成，其中，ANT1是WIFI通讯天线，WF_RST为模块上电复位信号，WF_RXD与WF_TXD与单片机一10连接用于接收及相应各种指令，单片机一10初始化本单元后，主控板10即可与网络建立连接通道，实现TCP/IP等协议的数据通讯，使得用户可以通过远程客户端软件与本系统进行数据交换。

参照图7，是主控板10中的多路I/O控制输入/输出单元16的电路结构，其中的多路I/O控制输出单元部分采用多个并列的单元。来自单片机一10的信号CTRL0-CTRL5经三极管Q1-Q6放大后推动继电器RELAY1-RELAY6通道，KON1-KON6为交流电输出端口，其为各个电机控制器1提供电力。

参照图8，是主控板10中的多路I/O控制输入/输出单元16的电路结构，其中的多路I/O控制输入单元主要采用TLP281-4芯片为主组成。该多路I/O控制输入单元的信号IN0/IN1/IN2/IN3连接至电机控制器1的电源输出处，电压经TLP281-4为4通道光耦，实现电光光电转换以起到电器隔离作用，防止外部电压串入单片机一10导致系统不稳定或烧毁单片机一10；输入的4路状态信号经光耦后输出的E-IN0/E-IN1/E-IN2/E-IN3信号与单片机一10连接，单片机一10即可读取其通电状态，供用户查询及管理。

参照图9，是主控板10中的光电输入输出接口15的电路结构，以J1信号连接插座和TLP117芯片为主组成，OP1光耦负责接收来自电机控制器1的MRXD_IN+返回信号的隔离，进行电光光电转换，输出RS232_RXD给单片机一10，单片机一10的RS232_TXD信号直接输出，J1为与电机控制器1的连接插头。

参照图10，是主控板10中的供电单元的电路结构，主要采用REG117-3.3芯片为主组成，负责为系统提供所需电压，交流电经U9输出V5电压，后经U2再输出V3.3电压。

参照图11，是主控板10中的时钟单元11的电路结构，其中的U6采用DS1302时钟芯片，通过CLOCK_SCLK\CLOCK_IO\CLOCK_RST三个信号与单片机一10连接，单片机一10即可实现时钟相关的初始化及实时时钟的设置及读取，以为系统提供时间相关管理，如定时控制、生成工作日志时间等，BT1为时钟芯片的后备电源，防止停电时时钟停止发生系统异常。

参照图4，每个电机控制器1的内部结构是，包括光电输入接口21、单片机二22、光电输出接口23、电机驱动芯片24及供电单元二25组成，其中的光电输入接口21、单片机二22、光电输出接口23依次连接，单片机二22分别与电机驱动芯片24和多圈绝对值编码器2信号连接，电机驱动芯片24与减速步进电机3控制连接，供电单元二25与所有相关电部件供电连接；单片机二22通过采集多圈绝对值编码器2的PWM输出信号(图4中的“多圈绝对值编码器”简写为“绝对值编码器”)，确定或计算三棱柱9当前实时圈数及角度位置，并根据主控板10的指令向电机驱动芯片24发出驱动信号，电机驱动芯片24再控制减速步进电机3按信号时序驱动、并控制减速步进电机3的启动、停止、旋转方向、角度偏移量和速度，光电输入接口21及光电输出接口23主要起到对多个电机控制器级联时的电气隔离，确保整个系统的稳定运行及数据信号的收发。

参照图12，是电机控制器1中的供电单元二25的电路结构，以U1芯片REG117-3.3为主组成，负责为电机控制器1提供所需电压，+24v直流电经U1后可以输出V5电压供单片机使用。

参照图13，是电机控制器1中的单片机二22的电路结构，以U2芯片N76E003为主组成，TTL_TXD及TTL_RXD为单片机二22的串行数据指令收发信号，负责接收和发送来自电机控制器的各种查询及控制指令，其与光电输入/输出接口连接，M_DIR、M_OE、M_CLK、M_VREF0、M_MD1与电机驱动芯片24连接，负责减速步进电机3的方向、使能、脉冲、驱动电流参考电压及电机细分控制，PWM_A/PWM_B/PWM_C为多圈绝对值编码器2的数据采集输入端，负责采集三棱柱9或减速步进电机3电机轴的实时角度信息，通过对比目标角度与实际采集或计算角度实现自动校正控制减速步进电机3的工作，也可以将角度信息回传给电机控制器1进行运行日志管理。

参照图14，是电机控制器1中的电机驱动芯片24的电路结构，以U3芯片STK682-010-E为主组成，其中的M_DIR、M_OE、M_CLK、M_VREF0、M_MD1信号按单片机二22的控制状态，控制步进电机3的精确运行，最终步进电机3可以带动三棱柱9运行及自动校正。

参照图15，在电机控制器1中，光电输入接口21及光电输出接口23的结构一致，分别从输入端和输出端实现逐级级联的连接。信号MTXD_IN+为电机控制器1传来的控制指令，经OP1(采用TLP117进行光电隔离)进行光电转换分两路，一路经U9A(采用74hc04内部6非门)非门反向后TTL_RXD接入单片机二22，另一路经U9B后TTL_TXD_OUT送至P5接口供下级电机控制器使用，OP2的输入端MR_IN+由后级传来，输出后经U9C反向后RXD_LOOP_IN与本级单片机二22的TTL_TXD数据发送端接入由D3\D2构成的“线与”电路，相与的结果MR_OUT+返回到P4供前级使用，通过多级连接实现主控板10对多个电机控制器1的广播通讯或按电机控制器地址进行通讯控制及查询。

本实用新型基于物联网技术，实现三面翻和三面翻LED显示屏智能传动及控制，该系统通过光电输入输出接口15的电路逐级级联连接，即可以依次将主控板10中的单片机一14发送端发送的指令信号通过光电输入输出接口15电路向后级电机控制器1进行逐个传递及转发，也可以通过光电输入输出接口15电路，将后级的各电机控制器1的运行状态及参数进行逐级回传给主控板10，以此实现了主控板10与各级联电机控制器1的广播通讯或按地址独立通讯的双向单工通讯功能。具体是在每个电机控制器1都可以将上级传来的指令信号通过光电隔离的方式接收下来，给本级电机控制器1的单片机二22，同时再通过电光隔离方式向下级电机控制器1进行转发，通过这种连接形式，主控板10的单片机一14发出的指令通过各级电机控制器1进行电光光电的逐级向后传输，使所有电机控制器1都能接收来自主控板10的控制指令；另外，各级电机控制器1的单片机二22响应主控板10的指令时，响应数据返回通道方向是在每个电机控制器1上设置有一个两输入端的由二极管组成的线与功能的与门电路，该“与门”有两个输入端及一个输出端，其中一个输入端接本级单片机二22的发送端，另一个输入端接后级返回回来的信号，两个信号相“与”的结果(与门输出端)再通过光电输入输出接口15电路回传给前一级，因只有相邻主控板10的电机控制器1的单片机二22会输出低电平的相应串行指令，其它各电机控制器均输出高电平，因此经过多级电机控制器级联组成的更多输入端口的“与门”最终输出结果传给主控板10的单片机一14接收端，通过光电隔离方式构成的这种电路形式完成双向单工通讯功能，比传统的RS485通讯总线工作更可靠，更容易排查故障。

每个电机控制器1上的单片机二22通过采集固定在与三棱柱9或减速步进电机3电机轴的多圈绝对值编码器2的PWM信号数据，来确定或计算该三棱柱9的当前角度位置信息；系统中每个电机控制器1都有自己的通讯地址，主控板10通过发送控制指令，可以对某一台电机控制器1单独控制及查询，也可以通过广播命令进行整体控制，这样每个电机控制器1驱动各自的减速步进电机3带动所属三棱柱9按照广告预设时间及角度位置旋转，电机控制器按地址顺序逐个控制即可实现所有三棱柱9按波浪翻转、也可以通过广播方式向所有电机控制器发送转动指令以实现所有三棱柱9整体同步翻转的效果，通过不同指令可以实现多种旋转花样及各种控制时序。另在受到外力使某个展示单元出现角度偏移不平整时，该故障所对应电机控制器上的单片机二22能够通过采集所属多圈绝对值编码器2的PWM输出信号的实时角度与接收到电机控制器的目标旋转角度相比对，当发生角度偏移时，该电机控制器1的单片机二22控制其所驱动的减速步进电机3进行正传或反转，即可实时对三棱柱9的实时角度纠正，使之旋转至最后一次主控板10指定的准确位置。由于每个独立单元采用单个减速步进电机3进行驱动，控制精度高，使得减速步进电机3的寿命延长，在制作弧形屏时比现有技术更容易安装、实现更加灵活的布置方式，整体后维护方式使维护保养更安全方便。

Claims (5)

1.一种广告设备智能传动及控制装置，其特征在于：包括一个主控板(10)及安装在同一个设备边框(6)上的多套驱动单元及多套展示单元，其中的每一套驱动单元与一套展示单元一一对应连接，

每套驱动单元包括电机控制器(1)、多圈绝对值编码器(2)、步进电机(3)、插拔式连轴器(4)，每个电机控制器(1)及其步进电机(3)固定在同一个对应的电机固定座(5)上；

每套展示单元包括三棱柱(9)、两个三角套(8)、两个轴承座(7)，所有的电机固定座(5)和轴承座(7)均安装在设备边框(6)上，主控板(10)也安装在设备边框(6)上。

2.根据权利要求1所述的广告设备智能传动及控制装置，其特征在于：所述的每个展示单元包括一个三棱柱(9)，三棱柱(9)的上端通过一个三角套(8)套装在一个轴承座(7)中，三棱柱(9)的下端通过另一个三角套(8)套装在另一个轴承座(7)中，即三棱柱(9)通过上下两个轴承座(7)固定在设备边框(6)上。

3.根据权利要求1所述的广告设备智能传动及控制装置，其特征在于：所述的设备边框(6)上固定有多个电机固定座(5)，每个电机固定座(5)上固定安装有一个步进电机(3)，每一个三角套(8)向上通过一个插拔式连轴器(4)与一个步进电机(3)传动轴下端传动连接，每个步进电机(3)传动轴上端头安装有多圈绝对值编码器(2)，多圈绝对值编码器(2)和步进电机(3)均与电机控制器(1)信号连接。

4.根据权利要求1所述的广告设备智能传动及控制装置，其特征在于：所述的主控板(10)的内部结构是，包括时钟单元(11)、WIFI网络模块(12)、供电单元一(13)、单片机一(14)、光电输入输出接口(15)和多路I/O控制输入/输出单元(16)，单片机一(14)分别与时钟单元(11)、WIFI网络模块(12)、光电输入输出接口(15)和多路I/O控制输入/输出单元(16)连接，供电单元一(13)与主控板(10)中的各个电气部件电源接入端对应连接。

5.根据权利要求1所述的广告设备智能传动及控制装置，其特征在于：所述的电机控制器(1)的内部结构是，包括光电输入接口(21)、单片机二(22)、光电输出接口(23)、电机驱动芯片(24)及供电单元二(25)组成，其中的光电输入接口(21)、单片机二(22)、光电输出接口(23)依次连接，单片机二(22)分别与电机驱动芯片(24)和多圈绝对值编码器(2)信号连接，电机驱动芯片(24)与步进电机(3)控制连接，供电单元二(25)与所有相关电部件供电连接。

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