一种云台高精度自动定位方法技术

本发明专利技术公开了一种云台高精度自动定位方法，包括机械传动机构和驱动程序。所述机械传动机构包含步进电机，所述步进电机连接蜗杆a，所述蜗杆a机械配合涡轮a，所述涡轮a机械连接同一根轴上的蜗杆b，所述涡轮b配合连接涡轮b，所述涡轮b连接云台俯仰轴，组成一个云台俯仰传动机构。所述驱动程序为步进电机驱动程序，所述驱动程序使用直线升降频方法控制步进电机，提高定位精度。提高定位精度。提高定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种云台高精度自动定位方法


[0001]本专利技术涉及森林防火领域，具体为一种云台高精度自动定位方法。

技术介绍

[0002]森林防火一种是林业部门十分重视的一个环节，目前林业防火措施已经开始慢慢由纯人力巡护往自动检测防护开始转变。在森林中选点建设高塔或者利用已有的通讯铁塔，架设云台对森林进行自动巡逻，自动发现火情并进行上报。但是目前森林防火云台进行火情上报后，往往还需要人工进行地点及火情确认，影响了上级机构对扑灭林火的决策速度，大大降低了灭火效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种云台高精度自动定位方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种云台高精度自动定位方法，包括机械传动机构和驱动程序。所述机械传动机构包含步进电机，所述步进电机连接蜗杆a，所述蜗杆a机械配合涡轮a，所述涡轮a机械连接同一根轴上的蜗杆b，所述蜗杆b在机械配合涡轮b，所述涡轮b连接云台俯仰旋转轴，所述涡轮b还固定有感应片，所述感应片分别配置上极限位传感器，起点传感器和下极限位传感器，这样就组成了一个云台俯仰传动机构。所述涡轮b所述蜗杆一般头数选择1，在要求的巡逻节拍范围内，所述涡轮齿数劲量选大，是为了获得最大的传动比，提高所述传动机构的旋转精度，方便获得云台高精度的姿态精度，以便测算出火情地点。所述驱动程序为步进电机驱动程序，所述步进电机驱动程序包含加减速控制原理和定位方案，所述加减速控制原理选用直线升降频方法，以恒定的加速度升降，规律简练，软件实现比较简单；所述定位方案将整个定位过程划分为两个阶段：粗定位阶段和精定位阶段，所述粗定位阶段采用较大的脉冲当量，所述精定位阶段换用较小的脉冲当量。
[0005]优选的，所述机械传动机构由两对相互配合的蜗轮和蜗杆组成，通过两次90
°
交错角将步进电机的运动传递到旋转轴，极大的减少了机构的大小。而此时，如果蜗杆头数选用为1，这样蜗杆旋转360
°
，涡轮只会前进一格 ，通过配置两个涡轮的齿数，这样所述机械传动机构的减速比为两个涡轮的齿数乘积，会获得极大的减速比，进一步的提高该机构的传动精度。
[0006]优选的，所述机械传动机构中，蜗杆的导程角选用小于啮合齿轮件的当量摩擦角，这样该蜗轮蜗杆机构就具有自锁性，可实现反向自锁，即只能蜗杆带动涡轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，这样就具有安全保护作用。
[0007]优选的，所述机械传动机构中步进电机选用闭环一体化步进电机，步进电机步距角1.8
°
，精度5%的话，就是每一步的实际到达的位置和理论上应该到达的位置之间的角度误差范围在步距角的5%之内，也就是每一步所在位置和理论位置的角度偏差在0.09
°
之内，
但是实际上会根据负载或阻碍导致电机失步，而选用闭环一体化步进电机能很好的解决这个问题。加上蜗轮蜗杆的减速比，该定位精度会再提高几百倍。所述闭环一体化步进电机同时可将电机有效转矩提升30%以上，有效降低电机发热量，缩短电机加减速响应时间，能够稳定到达位置而避免振荡。
[0008]优选的，所述驱动程序为步进电机驱动程序，步进电机必须采用加减速的方法，不然在短时间接受过多的脉冲会导致步进电机堵转。在步进电机起步时，要给逐渐升高的脉冲频率，减速时的脉冲频率需要逐渐减速。而加减速控制原理选用直线升降频方法，以恒定的加速度进行升降，平稳性好。虽然加上时间长，单程序实现比较简单，时候云台这种嵌入式控制方式。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术通过两套蜗轮蜗杆的传动结构，减少了机械结构的大小，压缩设备大小，节约了安装空间；2.选用蜗杆的导程角选用小于啮合齿轮件的当量摩擦角的设计，使机构具有反向自锁性，对设备起到安全保护作用；3.选用闭环一体化步进电机，有效降低电机发热量，缩短设备响应时间，提高设备运行精度；4.选用直线升级频方法来控制步进电机，使设备运行平稳，减少设备控制难度。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本专利技术俯视角涡轮机械传动结构示意图；图2为本专利技术直线升频法示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-步进电机，2-蜗杆a，3-涡轮a，4-蜗杆b，5-涡轮b，6-俯仰旋转轴，7-感应片，8-上极限位传感器，9-起点位传感器，10-下极限位传感器。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]请参阅图1-2，本专利技术提供一种技术方案：一种云台高精度自动定位方法，包括机械传动机构和驱动程序。所述机械传动机构包含步进电机1，所述步进电机连接蜗杆a2，所述蜗杆a2机械配合涡轮a3，所述涡轮a3机械连接同一根轴上的蜗杆b4，所述蜗杆b4在机械配合涡轮b5，所述涡轮b5连接云台俯仰旋转轴6，所述涡轮b5还固定有感应片7，所述感应片7分别配置上极限位传感器8、起点传感器9和
下极限位传感器10，这样就组成了一个云台俯仰传动机构。所述蜗杆一般头数选择1，在要求的巡逻节拍范围内，所述涡轮齿数劲量选大，是为了获得最大的传动比，提高所述传动机构的旋转精度，方便获得云台高精度的姿态精度，以便测算出火情地点。所述驱动程序为步进电机驱动程序，所述步进电机驱动程序包含加减速控制原理和定位方案，所述加减速控制原理选用直线升降频方法，以恒定的加速度升降，规律简练，软件实现比较简单；所述定位方案将整个定位过程划分为两个阶段：粗定位阶段和精定位阶段，所述粗定位阶段采用较大的脉冲当量，所述精定位阶段换用较小的脉冲当量。
[0014]优选的，所述蜗杆a2和蜗杆b4选用材料40Cr，做热处理后使其硬度达到HRC50～55，再使用蜗杆磨床磨削至粗糙度Ra0.8μm，这样处理后的蜗杆硬度和光滑度满足使用条件，降低摩擦噪声，减少磨损，提高设备使用寿命。
[0015]优选的，所述涡轮a3和涡轮a5选用青铜为原材料，原因有：1青铜有润滑作用，有利于减少摩擦；2青铜质地比较软，涡轮在被动轮，蜗杆是主动轮一般都与电机相连，万一设备发生故障不能转到，电机可以通过蜗杆把质地软的涡轮损坏，来包含电机不被烧坏，有利于减少损失。
[0016]优选的，所述涡轮机械传动机构运转时，步进电机1先正时针旋转，使感应片返回到气动传感器9位置，使云台俯仰轴找到起点位置，每次开机启动都会有这个动作，设置上极限位传感器和下极限位传感器是为了防止电机旋转过头，损坏设备。
[0017]优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种云台高精度自动定位方法，包括机械传动机构和驱动程序；所述机械传动机构包含步进电机1，所述步进电机连接蜗杆a2，所述蜗杆a2机械配合涡轮a3，所述涡轮a3机械连接同一根轴上的蜗杆b4，所述蜗杆b4在机械配合涡轮b5，所述涡轮b5连接云台俯仰旋转轴6，所述涡轮b5还固定有感应片7，所述感应片7分别配置上极限位传感器8、起点传感器9和下极限位传感器10，这样就组成了一个云台俯仰传动机构；所述蜗杆一般头数选择1，在要求的巡逻节拍范围内，所述涡轮齿数劲量选大，是为了获得最大的传动比，提高所述传动机构的旋转精度，方便获得云台高精度的姿态精度，以便测算出火情地点；所述驱动程序为步进电机驱动程序，所述步进电机驱动程序包含加减速控制原理和定位方案，所述加减速控制原理选用直线升...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春香，张传学，张零辉，向维，
申请(专利权)人：安徽龙运智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：