CN212572291U - 适用于闭环控制的带参考点的传动结构及运动机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种适用于闭环控制的带参考点的传动结构及运动机器人，包括：电机、运动件、第一光电开关、第二光电开关、第一触发件和第二触发件；所述第一触发件包括多个触发结构，均匀分布在同一圆周上，所述第二触发件包括一个或多个触发结构；所述第一触发件安装在电机的转动轴上，随所述电机的转动轴同步旋转，所述第一光电开关的发射端和接收端位于所述第一触发件的一侧或两侧；所述运动件与所述电机的转动轴驱动连接，所述第二触发件连接在所述运动件上，所述第二光电开关的发射端和接收端位于所述第二触发件运动路径的一侧或两侧。本实用新型带参考点的闭环控制系统可实现速度的精准控制，以及输出轴位置的精准控制，简单方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及闭环控制技术领域，具体地，涉及一种适用于闭环控制的带参考点的传动结构及运动机器人。
背景技术
现有技术中，机器人、飞行器、无人驾驶汽车等设备中通常会采用光电式传感器测量障碍物的距离、方向等。
然而通常的测量仪器无法对速度进行准确的控制，也无法对运动件进行位置的准确控制。
专利文献CN206609891U(申请号：201720117462.0)公开了一种光电测速传感器，包括：码盘与光电开关，其中，码盘包括多个同轴转圈，转圈包括物理格档和位于物理格档之间的格档空隙，每个转圈至少设置一个光电开关。由于转圈有多个，每个转圈上有一个光点开关，因此，在转轴转一圈的过程中，可以通过多个转圈做多次计算，通过计算次数增加来提高计算精度。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于闭环控制的带参考点的传动结构及运动机器人。
根据本实用新型提供的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，包括：电机、运动件、第一光电开关、第二光电开关、第一触发件和第二触发件；
所述第一触发件包括多个触发结构，均匀分布在同一圆周上，所述第二触发件包括一个或多个触发结构；
所述第一触发件安装在电机的转动轴上，随所述电机的转动轴同步旋转，所述第一光电开关的发射端和接收端位于所述第一触发件的一侧或两侧；
所述运动件与所述电机的转动轴驱动连接，所述第二触发件连接在所述运动件上，所述第二光电开关的发射端和接收端位于所述第二触发件运动路径的一侧或两侧。
优选的，所述第一触发件或所述第二触发件包括码盘，所述触发结构包括触发孔或触发杆。
优选的，所述电机包括通过PWM方式进行速度控制的直流电机。
优选的，所述第一光电开关或所述第二光电开关包括反射式光电开关或槽型光电开关。
优选的，所述运动件与所述电机的转动轴通过牙箱驱动连接。
优选的，还包括单片机，所述单片机分别与所述第一光电开关、所述第二光电开关和所述电机电连接。
优选的，所述触发孔的形状包括圆形或方形。
优选的，所述码盘呈圆环形，在所述码盘与所述运动件或所述转动轴粘接。
优选的，所述码盘与所述运动件或所述转动轴一体成型。
根据本实用新型提供的一种运动机器人，包括上述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
1、本实用新型带参考点的闭环控制系统可实现速度的精准控制；
2、本实用新型通过对转动位置进行调整，实现对位置的精准控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型传感器结构示意图；
图2为本实用新型传感器结构示意图；
图中，1-码盘；2-触发杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
实施例1：
根据本实用新型提供的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，包括：电机、运动件、第一光电开关、第二光电开关、第一触发件和第二触发件；
所述第一触发件包括多个触发结构，均匀分布在同一圆周上，所述第二触发件包括一个或多个触发结构；
所述第一触发件安装在电机的转动轴上，随所述电机的转动轴同步旋转，所述第一光电开关的发射端和接收端位于所述第一触发件的一侧或两侧；
所述运动件与所述电机的转动轴驱动连接，所述第二触发件连接在所述运动件上，所述第二光电开关的发射端和接收端位于所述第二触发件运动路径的一侧或两侧。
优选的，所述第一触发件或所述第二触发件包括码盘1，所述触发结构包括触发孔或触发杆2。
优选的，所述电机包括通过PWM方式进行速度控制的直流电机。
优选的，所述第一光电开关或所述第二光电开关包括反射式光电开关或槽型光电开关。
优选的，所述运动件与所述电机的转动轴通过牙箱驱动连接。
优选的，还包括单片机，所述单片机分别与所述第一光电开关、所述第二光电开关和所述电机电连接。
优选的，所述触发孔的形状包括圆形或方形。
优选的，所述码盘1呈圆环形，在所述码盘1与所述运动件或所述转动轴粘接。
优选的，所述码盘1与所述运动件或所述转动轴一体成型。
根据本实用新型提供的一种运动机器人，包括上述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构。
实施例2：
根据本实用新型提供的带参考点的闭环控制系统，包括：
带参考点的闭环控制系统，包括：电机、码盘1、触发杆2、反射式光电开关和槽型光电开关；
所述码盘1安装在电机的转动轴上，电机转动时码盘1跟随一起转动；
所述码盘1嵌入安装在电路板上的槽型光电开关中；
所述反射式光电开关安装在电路板牙箱输出轴处；
所述触发杆2安装在牙箱输出轴处。
优选的，所述电机为直流电机，通过PWM方式进行速度控制。
优选的，光电开关随着码盘1的转动输出不同的频率的方波信号到单片机；
单片机根据方波信号的频率计算当前电机转速。
优选的，将当前电机转速反馈给控制算法来调整PWM波占空比实现电机速度调节，通过反馈调节系统将当前电机转速与设定的电机转速调节一致。
根据本实用新型提供的带参考点的闭环控制方法，包括：
步骤1：当触发杆2随牙箱输出轴转动到反射式光电开关的上方时，反射式光电开关输出导通的信号；反之，反射式光电开关输出关断的信号；
当反射式光电开关输出导通的信号时，设定触发杆2所在位置为零位参考点；
步骤2：根据码盘1和零位参考点，确定输出轴转动一圈码盘1触发光电开关信号的次数，以零位参考点为起始点，计算转动轴转动到以码盘1间隔为最小单位的任意位置的反射式光电开关对应的输出轴的圈数。
优选的，所述槽型光电开关与反射式光电开关存在圈数上的比例关系，槽型光电开关记录转动轴转动的圈数。
优选的，所述电机为直流电机，通过PWM方式进行速度控制。
优选的，光电开关随着码盘1的转动输出不同的频率的方波信号到单片机；
单片机根据方波信号的频率计算当前电机转速。
优选的，将当前电机转速反馈给控制算法来调整PWM波占空比实现电机速度调节，通过反馈调节系统将当前电机转速与设定的电机转速调节一致。
控制系统上电后，给电机指令，电机转动，带动其上的码盘1同步转动，槽型光电开关开始记录圈数，电机牙箱输出轴带动牙箱输出端传感器触发杆2同步转动，反射式光电开关开始记录牙箱输出轴的圈数，其转动一圈(或半圈，90°，不局限某一角度)，反射式光电开关记录一个数。
码盘1是36个槽位即每转10°，槽型光电开关记录一个数，码盘1转一圈，槽型光电开关记录36个数。
位置精度：槽型光电开关与反射式光电开关存在圈数上的比例关系，因为槽型光电开关一直记录圈数，这样就可以得出反射式光电开关对应的输出轴的圈数，就实现了位置精度。
速度精度：单片机通过光电开关输出的信号频率计算出当前的电机速度。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，包括：电机、运动件、第一光电开关、第二光电开关、第一触发件和第二触发件；
所述第一触发件包括多个触发结构，均匀分布在同一圆周上，所述第二触发件包括一个或多个触发结构；
所述第一触发件安装在电机的转动轴上，随所述电机的转动轴同步旋转，所述第一光电开关的发射端和接收端位于所述第一触发件的一侧或两侧；
所述运动件与所述电机的转动轴驱动连接，所述第二触发件连接在所述运动件上，所述第二光电开关的发射端和接收端位于所述第二触发件运动路径的一侧或两侧。
2.根据权利要求1所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，所述第一触发件或所述第二触发件包括码盘，所述触发结构包括触发孔或触发杆。
3.根据权利要求1所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，所述电机包括通过PWM方式进行速度控制的直流电机。
4.根据权利要求1所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，所述第一光电开关或所述第二光电开关包括反射式光电开关或槽型光电开关。
5.根据权利要求1所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，所述运动件与所述电机的转动轴通过牙箱驱动连接。
6.根据权利要求1所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，还包括单片机，所述单片机分别与所述第一光电开关、所述第二光电开关和所述电机电连接。
7.根据权利要求2所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，所述触发孔的形状包括圆形或方形。
8.根据权利要求2所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，所述码盘呈圆环形，在所述码盘与所述运动件或所述转动轴粘接。
9.根据权利要求2所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构，其特征在于，所述码盘与所述运动件或所述转动轴一体成型。
10.一种运动机器人，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的适用于闭环控制的带参考点的传动结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021417651.8U CN212572291U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 适用于闭环控制的带参考点的传动结构及运动机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021417651.8U CN212572291U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 适用于闭环控制的带参考点的传动结构及运动机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212572291U true CN212572291U (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=74630301
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021417651.8U Active CN212572291U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 适用于闭环控制的带参考点的传动结构及运动机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212572291U (zh) |
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2020
- 2020-07-17 CN CN202021417651.8U patent/CN212572291U/zh active Active
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