CN213783459U - 一种机械矩阵控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械矩阵控制系统，其特征在于，包括PC端、网关组、多组运动控制单元、电机组和展示单元，所述网关组包括多个级联的网关，所述每组运动控制单元包括多个级联的运动控制单元，所述电机组包括多个电机，所述PC端连接所述网关组，每一网关连接并控制一组运动控制单元，每一运动控制单元连接并控制所述电机，所述电机连接所述展示单元。本实用新型提供的有益效果在于采用链型拓扑结构、分布式控制、2级分发和逐级存储，保证设备在大带载情况下的工作稳定，同时保证数千轴电机按照同一时钟基准同时动作，达到众多电机同步控制的目的。

Description

一种机械矩阵控制系统

技术领域

本实用新型属于机械控制技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种机械矩阵控制系统。

背景技术

户外LED广告显示屏、广告牌以追求高显示密度，超大的显示面积来吸引眼球。广告播放形式多为传统平面播放，形式较为单一，同质化严重，缺乏视觉创新，观众易审美疲劳，视频内容的传递能力不佳，严重的同质化问题还导致广告大屏的单位面积产出无法提高。而衍生出来的矩阵伸缩式显示屏在展览场馆、室内外广告屏、机场车站及其它公众场合等众多媒体发布展示场所愈加流行，采用时空结合控制技术，有效扩展视角空间，多画面同步显示，彻底消除观赏死区，同时动态显示屏能产生出更多复杂的伸缩移动效果，更能吸引人们的眼球和注意力。

但目前市面上针对矩阵伸缩式的各种工业控制系统，普通的RS485、Modbus、Can总线等常用工业现场总线只能控制几百轴电机同时工作，难以满足数千轴电机的同步控制需求，德国倍福EtherCAT总线虽可满足需求，但是其价格高昂，客户较难接受。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械矩阵控制系统，以解决现有技术中存在的无法保证数千轴电机同步控制的技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种机械矩阵控制系统，其特征在于，包括PC端、网关组、多组运动控制单元、电机组和展示单元，所述网关组包括多个级联的网关，所述每组运动控制单元包括多个级联的运动控制单元，所述电机组包括多个电机，所述PC端连接所述网关组，每一网关连接并控制一组运动控制单元，每一运动控制单元连接并控制所述电机，所述电机连接所述展示单元。

优选地，所述网关组包括第一网关，所述第一网关一端通过级联网线与PC端相连接，另一端通过级联网线和其他网关相连接，其他网关之间通过级联网线相连接。

优选地，所述第一网关包括同步时钟模块，所述同步时钟模块设有同步时钟信号，所述同步时钟模块包括同步回路，所述同步回路并联所有运动控制单元。

优选地，所述每组运动控制单元之间通过级联网线相连接。

优选地，所述网关包括存储器，所述存储器用于存储网关对应的运动数据，所述运动控制单元包括存储器，所述存储器用于存储运动控制单元对应的运动数据。

优选地，还包括传动机构，所述传动机构与电机相连接，每一电机控制一传动机构，所述展示单元通过传动机构与电机相连接。

优选地，所述展示单元包括显示屏，所述显示屏与传动机构相连接，每一传动机构控制一显示屏，所述显示屏为LED显示屏。

优选地，所述展示单元包括灯珠和/或灯柱。

优选地，所述电机为步进电机。

本实用新型提供的有益效果在于：

1、采用链型拓扑结构、分布式控制，便于布线及维护。

2、采用2级分发，逐级存储，将大流量数据提前分布存储于各个终端节点，保证设备在大带载情况下的工作稳定，不会因为传输带宽瓶颈占用PC及网络资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例采用的一种机械矩阵控制系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1所示，在本实施例中，一种机械矩阵控制系统，包括PC端、网关组、多组运动控制单元、电机组和展示单元，网关组包括多个级联的网关，每组运动控制单元包括多个级联的运动控制单元，电机组包括多个电机，PC端连接网关组，每一网关连接并控制一组运动控制单元，网关可扩展最大数量为100行，每组运动控制单元可扩展最大数量为100列，每一运动控制单元连接并控制电机，电机连接所述展示单元。

网关组包括第一网关，第一网关包括同步时钟模块，同步时钟模块设有同步时钟信号，同步时钟模块包括同步回路，同步回路并联所有运动控制单元，第一网关一端通过级联网线与PC端相连接，另一端通过级联网线和其他网关相连接，其他网关之间通过级联网线相连接，呈链型纵向级联，纵向级联末端的网关与PC端相连接，每组运动控制单元之间通过级联网线相连接，呈链型横向级联，横向级联尾端的运动控制单元与其控制的网关相连接。其中，PC端、网关和运动控制单元三种结点呈矩阵式排布，采用链型拓扑结构、分布式控制，便于布线及维护。

每一网关包括存储器，存储器用于存储网关对应的运动数据，每一运动控制单元包括存储器，存储器用于存储运动控制单元对应的运动数据。存储器为flash存储器，flash存储器是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器，由于其断电时仍能保存数据，在本实施例中flash存储器用于存储对应的运动数据。

一种机械矩阵控制系统还包括传动机构，传动机构与电机相连接，每一电机控制一传动机构，展示单元通过传动机构与电机相连接。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，展示单元包括显示屏，显示屏与传动机构相连接，每一传动机构控制一显示屏，显示屏为LED显示屏，作为本实用新型提供的一种具体实施方式，展示单元包括灯珠和/或灯柱，每一传动机构控制一个灯柱或每一传动机构控制一个灯柱。展示单元可以是显示屏、灯柱和灯柱三者单独或者组合的形式，电机为步进电机。

PC端将运动数据传输至每一网关，每个网关根据链型连接所在位置，接收并存储对应行的所有运动数据，并存储于内部flash存储器。每个网关分别向其所控制的运动控制单元分发保存的所有运动数据，运动控制单元根据链型连接所在位置，接收并存储对应的运动数据，并存储于内部flash存储器。

当需要播放某条视频内容时，PC端传输信号给网关，由网关转发至所有运动控制单元，检索内部存储器，并调取对应的运动控制数据。当所有运动控制单元准备就绪时，由第一网关中的同步时钟模块产生同步时钟信号，同步回路并联所有运动控制单元，所有运动控制单元按照时钟调取各自存储器内对应的数据内容。同时PC端开始播放视频内容，由此达到视频播放画面与各个传动机构的同步播放，各个传动机构的运动即可按照输出的预制内容，配合视频画面产生对应的立体3D效果动态效果。

本实用新型采用2级分发，逐级存储，将大流量数据提前分布存储于各个终端节点，保证设备在大带载情况下的工作稳定，不会因为传输带宽瓶颈占用PC及网络资源，同时保证数千轴电机按照同一时钟基准同时动作，达到众多电机同步控制的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (9)

1.一种机械矩阵控制系统，其特征在于，包括PC端、网关组、多组运动控制单元、电机组和展示单元，所述网关组包括多个级联的网关，所述每组运动控制单元包括多个级联的运动控制单元，所述电机组包括多个电机，所述PC端连接所述网关组，每一网关连接并控制一组运动控制单元，每一运动控制单元连接并控制所述电机，所述电机连接所述展示单元。

2.如权利要求1所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，所述网关组包括第一网关，所述第一网关一端通过级联网线与PC端相连接，另一端通过级联网线和其他网关相连接，其他网关之间通过级联网线相连接。

3.如权利要求2所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，所述第一网关包括同步时钟模块，所述同步时钟模块设有同步时钟信号，所述同步时钟模块包括同步回路，所述同步回路并联所有运动控制单元。

4.如权利要求1所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，所述每组运动控制单元之间通过级联网线相连接。

5.如权利要求1所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，所述网关包括存储器，所述存储器用于存储网关对应的运动数据，所述运动控制单元包括存储器，所述存储器用于存储运动控制单元对应的运动数据。

6.如权利要求1所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，还包括传动机构，所述传动机构与所述电机相连接，每一电机控制一传动机构，所述展示单元通过传动机构与电机相连接。

7.如权利要求6所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，所述展示单元包括显示屏，所述显示屏与传动机构相连接，每一传动机构控制一显示屏，所述显示屏为LED显示屏。

8.如权利要求1所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，所述展示单元包括灯珠和/或灯柱。

9.如权利要求1所述的一种机械矩阵控制系统，其特征在于，所述电机为步进电机。

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