CN214704358U - 调焦镜头旋转装置控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及工业检测技术领域，具体涉及一种调焦镜头旋转装置控制系统，包括MCU中央处理单元以及分别与MCU中央处理单元电连接的降压模块、USB连接模块和通信模块。MCU中央处理单元，用于控制各个模块工作及整个系统的逻辑控制。降压模块给调焦镜头旋转装置控制系统提供稳定的工作电压。USB连接模块给上位机设置软件提供通信连接通道。通信模块给其他工业控制器提供通信连接通道。本实用新型通过编码器输入的角度自动计算不同种类的调焦圈的极限角度位置，同时利用伺服电机的扭矩检测系统作为设置输入，使得设置的扭矩参数在设备允许的范围值，减少冲击从而提高产品良率。通过脉冲输出提供旋转电机伺服电机的运动信号，可以很好的控制其旋转精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业控制技术领域，具体为一种调焦镜头旋转装置控制系统。
背景技术
在生产应用中，传统的辅助工装——调焦镜头旋转装置，采用的是简单的电机正反转运动加上位置限位开关来实现的。这种方式虽然简单，可也有很大的局限性及很多的弊端。
首先，不同种类的调焦圈上工装的时候位置限位的调节非常麻烦，精度也不高。在这种情况下，常常需要多次调节。费时费力，效率不高。
其次，调焦圈是一种精密部件，内部部件不能受太大的冲击。由于传统的辅助工装不能检测调焦圈的旋转扭矩，常常出现内部结构被大扭矩冲击变型的情况。
最后，由于受工装治具便携性、适用性的影响，尺寸不宜太大。而PCB电路板由于设计灵活，可以很好的适应它以达到控制其尺寸的目的，用其他方式难以实现这一点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种调焦镜头旋转装置控制系统，通过采用电路控制模块来实现调焦镜头旋转装置的控制，既可以提高调焦镜头旋转装置调节的效率，检测调焦圈的旋转扭矩提高调节精度，同时具有便携的特点、适用性更广。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种调焦镜头旋转装置控制系统，包括MCU中央处理单元(11)以及分别与所述MCU中央处理单元(11)电连接的降压模块(12)、USB连接模块 (13)和通信模块(17)；
所述MCU中央处理单元(11)，用于控制各个模块工作及整个系统的逻辑控制；
所述降压模块(12),给调焦镜头旋转装置控制系统提供稳定的工作电压；
所述USB连接模块(13)，给上位机设置软件提供通信连接通道；
所述通信模块(17)，给其他工业控制器提供通信连接通道。
进一步地，所述MCU中央处理单元(11)采用STC8A8K64S4A12单片机芯片；所述降压模块 (12)采用LM2576芯片；所述USB连接模块(13)采用PL2303SA芯片；所述通信模块(17)采用 MAX485CSA芯片。
进一步地，所述的调焦镜头旋转装置控制系统，还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的输入接口(14)；分别与所述输入接口(14)电连接的通用输入模块(141)、高速输入模块(142)；分别与所述高速输入模块(142)电连接的编码器输入(1421)、扭矩检测(1422)；
所述通用输入模块(141)，用于连接检测调焦镜头旋转装置设备状态的传感器；
所述编码器输入(1421)，用于测量调焦镜头旋转装置调焦圈旋转角度并输入给所述高速输入模块(142)；
所述扭矩检测(1422)，用于检测调焦镜头旋转装置调焦圈旋转时所受的扭矩大小并与设定扭矩大小进行比较，并将比较结果输入给所述高速输入模块(142)。
进一步地，所述输入接口(14)，采用MCU端口并行输入接口；所述通用输入模块(141) 采用TCMT4100芯片；所述高速输入模块(142)采用HCPL0630芯片。
进一步地，所述的调焦镜头旋转装置控制系统，还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的输出接口(16)；分别与所述输出接口(16)电连接的通用输出模块(161)、高速输出模块 (162)；与所述高速输出模块(162)电连接的脉冲输出(1621)；
所述通用输出模块(161)，用于驱动调焦镜头旋转装置的执行部件；
所述脉冲输出(1621)，用于给调焦镜头旋转装置的伺服电机提供运动信号。
进一步地，所述输出接口(16)，采用MCU并行输出接口；所述通用输出模块(161)，采用 PCB焊接式小型中功率继电器；所述脉冲输出(1621)，采用IRF540N场效应管。
进一步地，所述的调焦镜头旋转装置控制系统，还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的显示/按键接口(15)；分别与显示/按键接口(15)电连接的液晶显示模块(151)、按键模块(152)；
所述液晶显示模块(151)，用于设置或查询参数、显示调焦镜头旋转装置的各种执行状态及故障报警代码；
所述按键模块(152)，用于设置或查询参数、手动操作调焦镜头旋转装置的执行部件及定义调焦镜头旋转装置的执行模式。
进一步地，所述显示/按键接口(15)，采用FPC扁平排线插座及FPC扁平软排线；所述液晶显示模块(151)，采用LCD0802B液晶屏幕；所述按键模块(152)，采用贴片式微动轻触开关。
较现有技术而言，本实用新型的优点是：
1.通过编码器输入的角度自动计算不同种类的调焦圈的极限角度位置，设置方便，应用灵活。
2.利用伺服电机的扭矩检测系统作为设置输入，可以自由设置不同种类调焦圈的旋转扭矩，使得设置的扭矩参数在设备允许的范围值，减少冲击从而提高产品良率。
3.本控制系统通过脉冲输出提供旋转电机伺服电机的运动信号，可以很好的控制其旋转精度。
4.采用PCB电路板设计，提高空间使用率从而减小设备的尺寸、重量。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的MCU中央处理单元(11)电路示意图。
图3为本实用新型的降压模块(12)电路示意图。
图4为本实用新型的USB连接模块(13)电路示意图。
图5为本实用新型的通用输入模块14及与其连接模块电路示意图。
图6为本实用新型的显示/按键接口(15)及与其连接模块电路示意图
图7为本实用新型的通用输出模块16及与其连接模块电路示意图。
图8为本实用新型的通信模块(17)电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：
本实施例中，如图1所示是本申请一种调焦镜头旋转装置控制系统的结构示意图，包括 MCU中央处理单元(11)及与所述MCU中央处理单元电连接的降压模块(12)、USB连接模块(13)、通信模块(17)。其中，所述MCU中央处理单元(11)，用于控制各个模块工作及整个系统的逻辑控制，其电路引脚连接参考图2所示；
所述降压模块(12),用于给调焦镜头旋转装置控制系统提供稳定的工作电压，其电路连接参考图3所示，其中+24V为外部输入电源正极，+5V为公共电源正极，GND为公共地；
所述USB连接模块(13)，给上位机设置软件提供通信连接通道，使得本系统与上位机进行连接，其电路连接参考图4所示，其中TXD、RXD与图2的TXD、RXD连接；
所述通信模块(17)，给其他工业控制器提供通信连接通道，使得本系统可与其他工业控制器进行连接，其电路连接参考图8所示，其中TXD-2、RXD-2与图2的TXD-2、RXD-2连接。
本实施例中，所述MCU中央处理单元(11)采用STC8A8K64S4A12单片机芯片；所述降压模块(12)采用LM2576芯片；所述USB连接模块(13)采用PL2303SA芯片；所述通信模块(17)采用MAX485CSA芯片。
在一优选的实施例中，本申请所述的调焦镜头旋转装置控制系统还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的输入接口(14)；分别与所述输入接口(14)电连接的通用输入模块(141)、高速输入模块(142)；分别与所述高速输入模块(142)电连接的编码器输入(1421)、扭矩检测(1422)。本实施例中，所述输入接口(14)，采用MCU端口并行输入接口；所述通用输入模块(141)采用TCMT4100芯片；所述高速输入模块(142)采用HCPL0630芯片。
其中，所述通用输入模块(141)，用于连接检测调焦镜头旋转装置设备状态的传感器，接收传感器的输出数据，其连接电路参考图5所示，其中的I0.0’-I0.7’用于连接外部传感器；
所述编码器输入(1421)，用于测量调焦镜头旋转装置调焦圈旋转角度，其连接电路参考图5所示，其中的OA+、OA-、OB+、OB-用于连接编码器A、B相差分输入，可以是伺服控制器的编码器输出接口，通过编码器输入的角度自动计算不同种类的调焦圈的极限角度位置，设置在本控制系统中，不仅更加精准，同时还可简化人工操作提高设置效率。
所述扭矩检测(1422)，用于检测调焦镜头旋转装置调焦圈旋转时所受的扭矩大小并与设定扭矩大小进行比较，并将比较结果信号输入给所述高速输入模块(142)。其连接电路参考图 5所示，其中的I1.0连接扭矩比较信号，可以是伺服控制器的过扭矩输出信号，允许的最大扭矩直接设置在伺服控制器中。
在另一优选的实施例中，本申请所述的调焦镜头旋转装置控制系统还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的输出接口(16)；分别与所述输出接口(16)电连接的通用输出模块 (161)、高速输出模块(162)；与所述高速输出模块(162)电连接的脉冲输出(1621)。优选地，所述输出接口(16)，采用MCU并行输出接口；所述通用输出模块(161)，采用PCB焊接式小型中功率继电器；所述脉冲输出(1621)，采用IRF540N场效应管。
其中，所述通用输出模块(161)，用于驱动调焦镜头旋转装置的执行部件，其连接电路参考图7所示，其中的Q0.0-Q0.3连接外部执行部件；所述脉冲输出(1621)，用于给调焦镜头旋转装置的伺服电机提供运动信号，其接口电路参考图7所示，其中的Q1.0连接伺服控制器脉冲输入端，Q1.1连接伺服控制器运动方向输入端。
在另一优选的实施例中，本申请所述的调焦镜头旋转装置控制系统还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的显示/按键接口(15)；分别与显示/按键接口(15)电连接的液晶显示模块(151)、按键模块(152)。优选地，所述显示/按键接口(15)，采用FPC扁平排线插座，用 FPC扁平软排线把所述显示/按键接口(15)与所述液晶显示模块(151)及所述按键模块(152)连接起来；所述液晶显示模块(151)，采用LCD0802B液晶屏幕；所述按键模块(152)，采用贴片式微动轻触开关。
其中，所述液晶显示模块(151)，用于设置或查询参数、显示调焦镜头旋转装置的各种执行状态及故障报警代码，其连接电路参考图6所示，其中DB_0-DB_7、ADDR0、ADDR1、ENLCD1 与图2的DB_0-DB_7、ADDR0、ADDR1、ENLCD1连接；所述按键模块(152)，用于设置或查询参数、手动操作调焦镜头旋转装置的执行部件及定义调焦镜头旋转装置的执行模式，其连接电路参考图6所示，其中W20、W21、D20、D21、D22、D23与图2的W20、W21、D20、D21、D22、D23连接。
本实施例的工作原理：
调焦镜头旋转装置控制系统初始化的时候，手动旋转调焦圈到正或反向极限位置，把检测到的正反向极限位置所对应的角度设置在本控制系统中。同时，通过USB连接模块连接的上位机设置软件在控制系统中设置好旋转速度、时间或次数，在伺服控制器中设置允许的最大扭矩。
调焦镜头旋转装置控制系统运行后，根据设置好的旋转速度、时间或次数、允许的最大扭矩控制整台设备的运行。在运行过程中，编码器输入(1421)测量调焦镜头旋转装置调焦圈旋转角度并输入给所述高速输入模块(142)，同时扭矩检测(1422)，用于检测调焦镜头旋转装置调焦圈旋转时所受的扭矩大小并与设定扭矩大小进行比较，并将比较结果输入给所述高速输入模块(142)。若设置的时间或次数到达则控制系统控制调焦镜头旋转装置停止运行，若监测到调焦圈所受的扭矩超过设定值，则本控制系统通过脉冲输出(1621)输出脉冲信号控制调焦镜头旋转装置的伺服电机反向行走，再次到达扭矩极限值时再次反向行走，以此类推。通过利用多次研磨后间隙会变大的原理，以实现调焦圈可以平顺地走过卡顿点的目的。
尽管本实用新型采用具体实施例及其替代方式对本实用新型进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本实用新型的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本实用新型不受任何意义上的限制。
Claims (8)
1.一种调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：包括MCU中央处理单元(11)以及分别与所述MCU中央处理单元(11)电连接的降压模块(12)、USB连接模块(13)和通信模块(17)；
所述MCU中央处理单元(11)，用于控制各个模块工作及整个系统的逻辑控制；
所述降压模块(12),给调焦镜头旋转装置控制系统提供稳定的工作电压；
所述USB连接模块(13)，给上位机设置软件提供通信连接通道；
所述通信模块(17)，给其他工业控制器提供通信连接通道。
2.根据权利要求1所述的调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：所述MCU中央处理单元(11)采用STC8A8K64S4A12单片机芯片；所述降压模块(12)采用LM2576芯片；所述USB连接模块(13)采用PL2303SA芯片；所述通信模块(17)采用MAX485CSA芯片。
3.根据权利要求1所述的调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的输入接口(14)；分别与所述输入接口(14)电连接的通用输入模块(141)、高速输入模块(142)；分别与所述高速输入模块(142)电连接的编码器输入(1421)、扭矩检测(1422)；
所述通用输入模块(141)，用于连接检测调焦镜头旋转装置设备状态的传感器；
所述编码器输入(1421)，用于测量调焦镜头旋转装置调焦圈旋转角度并输入给所述高速输入模块(142)；
所述扭矩检测(1422)，用于检测调焦镜头旋转装置调焦圈旋转时所受的扭矩大小并与设定扭矩大小进行比较，并将比较结果输入给所述高速输入模块(142)。
4.根据权利要求3所述的调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：所述输入接口(14)，采用MCU端口并行输入接口；所述通用输入模块(141)采用TCMT4100芯片；所述高速输入模块(142)采用HCPL0630芯片。
5.根据权利要求1所述的调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的输出接口(16)；分别与所述输出接口(16)电连接的通用输出模块(161)、高速输出模块(162)；与所述高速输出模块(162)电连接的脉冲输出(1621)；
所述通用输出模块(161)，用于驱动调焦镜头旋转装置的执行部件；
所述脉冲输出(1621)，用于给调焦镜头旋转装置的伺服电机提供运动信号。
6.根据权利要求5所述的调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：所述输出接口(16)，采用MCU并行输出接口；所述通用输出模块(161)，采用PCB焊接式小型中功率继电器；所述脉冲输出(1621)，采用IRF540N场效应管。
7.根据权利要求1所述的调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：还包括与所述MCU中央处理单元(11)电连接的显示/按键接口(15)；分别与显示/按键接口(15)电连接的液晶显示模块(151)、按键模块(152)；
所述液晶显示模块(151)，用于设置或查询参数、显示调焦镜头旋转装置的各种执行状态及故障报警代码；
所述按键模块(152)，用于设置或查询参数、手动操作调焦镜头旋转装置的执行部件及定义调焦镜头旋转装置的执行模式。
8.根据权利要求7所述的调焦镜头旋转装置控制系统，其特征在于：所述显示/按键接口(15)，采用FPC扁平排线插座及FPC扁平软排线；所述液晶显示模块(151)，采用LCD0802B液晶屏幕；所述按键模块(152)，采用贴片式微动轻触开关。
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