本发明专利技术提供的一种角位置无线随动控制装置以及方法，其特征在于，包括：安装在被随动物体上或者监控室的上位机模块；以及，安装于应用现场，具有伺服电机的下位机模块；通过无线传输数据，达到实现无线随动控制的效果。本发明专利技术的角位置无线随动装置及其方法能够实现远距离无线随动控制和指令控制两种控制方式，并且可以远程无线视频观察伺服电机的运转情况。且无线传输距离远，数据传输稳定可靠，伺服电机对陀螺仪的跟随性能（实时性）好，运动响应快，运动控制精度高，误差小，抗干扰能力强。保障了在多个工作领域下的稳定性和实用性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密机械运动控制领域，特别涉及一种角位置无线随动控制装置及其实现方法。
技术介绍
角位置随动是指发送机旋转时，接收机随之同步旋转，两者的旋转角度与位置一致。通过自整角机的自整步作用使接收机与发送机同步旋转，实现角度的随动控制。当今运动控制领域中，角位置在很多领域得到了广泛的应用，在军事领域中，火炮的主从随动系统实现了目标的集中打击。无人侦察、战斗平台等方面，为了减少伤亡，往往也需要等控制系统中有重要的应用。在工业领域中，往往很多精密操作以及工作环境，人类无法亲自动手操作，这时角位置随动系统就起到了至关重要的作用，目前，在角位置随动控制中，发送机和接收机多采用自整角机来实现，两台自整角机之间通过电缆连接来传递控制信号。当发送端和接收端距离较远，且在现场布线困难的特殊场合下，角位置随动控制的应用为往往会具有非常大的困扰，不能满足当今远程化、高机动性的要求。当发送端和接收端距离较远，且在现场布线困难的特殊场合下，如何实现发送端和接收端之间控制信号传递，并准确、可靠地实现两端的角位置同步运动是一个急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的克服上述角位置随动系统的不足，提供一种角位置无线随动装置及其方法，从而实现无线随动控制，指令控制和视频监控。本专利技术提供的一种，其特征在于，包括安装在被随动物体上或者监控室的上位机模块；以及，安装于应用现场，具有伺服电机的下位机模块；其中，上位机模块具有数据采集部，采集被跟随物体的转动角速度，并将产生相对应的角速度信号；上位机控制部，将角速度信号进行处理，转换成相对应的控制信号；上位机通信部，将控制信号送至下位机模块；下位机模块具有下位机通信部，接收控制信号；控制驱动部，对伺服电机进行零位置校准，在完成零位置校准之后，根据控制信号驱动伺服电机，完成角位置同步运动。进一步，本专利技术的角位置无线随动控制装置，还可以具有这样的特征其中，上位机模块还具有显示部，下位机还具有视频采集部；视频采集部，通过摄像头，采集伺服电机的运动状况，并转换成相应的视频信号;下位机通信部还将视频信号送出至上位机通信部；显示部，根据上位机通信部接收到的视频信息，显示运动状况。进一步，本专利技术的角位置无线随动控制装置，还可以具有这样的特征其中，上位机控制部还具有指令输入部，供用户输入控制指令，并将控制指令转换成相应的指令信号，传输给下位机模块，控制伺服电机运动。进一步，本专利技术的角位置无线随动控制装置，还可以具有这样的特征其中，控制驱动部通过激光对射模块对伺服电机进行零位置校准，激光对射模块先检测伺服电机是否停留在零点位置，即激光对射模块的安装位置；若不在，则驱动伺服电机至零点位置，并发出复位命令。进一步，本专利技术的角位置无线随动控制装置，还可以具有这样的特征本专利技术的角位置无线随动控制装置的角位置控制方法，包括如下步骤( I)数据采集部实时获取被测物体的转动角速度；(2)上位机控制部对转动角速度进行软件滤波、数据打包、数据分析后形成控制信号;(3)上位机通信部将控制信号传输至下位机模块；(4)下位机控制部先将伺服电机进行零位置校准，然后根据控制信号，驱动伺服电机进行角位置同步运动。(5)视频采集部将伺服电机的运动状况发送至显示部，供用户实时观察伺服电机的运动状况。进一步，本专利技术的角位置无线随动控制装置，还可以具有这样的特征其中，用户可跳过步骤(I)、步骤(2)，直接在控制部直接输入指令，在控制部将指令转换成指令控制信号后继续步骤(3广步骤(5)，完成指令控制伺服电机进行角位置同步运动。专利技术作用与效果本专利技术的，可实现无线随动控制，指令控制和视频监控，使得角位置随动系统使用灵活、应用范围广泛。且本专利技术传输稳定，保障了本专利技术在多个工作领域下的稳定性和实用性。附图说明图1是本专利技术的角位置无线随动控制装置的结构原理图；图2是本专利技术的角位置无线随动控制方法的流程图；图3是本专利技术的上位机ARM主程序流程图；图4是本专利技术的下位机ARM主程序流程图；图5是本专利技术的监控程序运行界面；图6是本专利技术的跟随角度和误差对比图；图7是本专利技术的角速度采集图(降低误差前)；图8是本专利技术的角速度采集图(降低误差后)。具体实施方式本实施例以MEMS陀螺仪，ARM控制器，伺服电机，伺服电机驱动器对本专利技术的进行详细说明。但本实施例并不限定本专利技术的范围。图1是本专利技术的角位置无线随动控制装置的结构原理图；图2是本专利技术的角位置无线随动控制方法的流程图；图3是本专利技术的上位机ARM主程序流程图；图4是本专利技术的下位机ARM主程序流程图；图5是本专利技术的监控程序运行界面；图6是本专利技术的跟随角度和误差对比图；图7是本专利技术的角速度采集图(降低误差前)；图8是本专利技术的角速度采集图(降低误差后)。本专利技术提供的一种，其特征在于，包括安装在被随动物体上或者监控室的上位机模块11;以及，安装于应用现场，具有伺服电机的下位机模块12 ；其中，上位机模块11具有数据采集部111，通过MEMS陀螺仪采集被跟随物体的转动角速度，并将产生相对应的角速度信号；上位机控制部112，使用上位机ARM控制器将角速度信号进行处理，转换成相对应的控制信号；上位机通信部113，具有2. 4GHZ无线数据模块1131和1. 2GHZ无线视频模块1132，通过无线数据模块1231将控制信号送至下位机模块12 ；下位机模块具12具有下位机通信部121，由2. 4GHZ无线数据模块1211和1. 2GHZ无线视频模块1212，通过无线数据模块1211接收控制信号；控制驱动部122，通过激光对射模块1222对伺服电机1224进行零位置校准，激光对射模块先检测伺服电机是否停留在零点位置，即激光对射模块的安装位置；若不在，则驱动伺服电机至零点位置，并发出复位命令。在完成零位置校准之后，下位机ARM控制器1221根据控制信号通过直流伺服电机驱动器1223驱动伺服电机1224，完成角位置同步运动。上位机模块还具有显示部114，下位机还具有视频采集部123 ；视频采集部123，通过摄像头1232，采集伺服电机1224的运动状况，并转换成相应的视频信号；下位机通信部的无线视频模块1212将视频信号送出至上位机通信部的无线视频模块1132 ;显示部114，根据上位机通信部接收到的视频信息，通过PC机显示伺服电机运动状况。上位机控制部的ARM控制器还具有指令输入部，供用户输入控制指令，并将控制指令转换成相应的指令信号，传输给下位机模块，控制伺服电机运动。如图2所示，本专利技术的角位置无线随动控制装置的角位置控制方法，包括如下步骤(I)系统上电；(2) MEMS陀螺仪实时获取被测物体的转动角速度；(3)上位机ARM控制器对转动角速度进行软件滤波、数据打包、数据分析后形成控制信号；(4)上位机通信部的无线数据模块将控制信号传输至下位机模块；(5)下位机通信部的无线数据模块接收控制信号；(6)下位机控制部的ARM控制器判断伺服电机是否在零位置，若不在，则通过激光对射模块对伺服电机进行零位置校准；(7)校准完后，ARM控制器根据控制信号，驱动伺服电机进行角位置同步运动。( 8 )视频采集部通过摄像头将伺服电机的运动状况通过下位机通信部的无线视频模块发送至上位机通信部的无线视频模块，再至显示部，供用户实时观察伺服电机的运动状况本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种角位置无线随动控制装置及其方法，其特征在于，包括：安装在被随动物体上或者监控室的上位机模块；以及，安装于应用现场，具有伺服电机的下位机模块；其中，所述上位机模块具有：数据采集部，采集所述被跟随物体的转动角速度，并将产生相对应的角速度信号；上位机控制部，将所述角速度信号进行处理，转换成相对应的控制信号；上位机通信部，将所述控制信号送至所述下位机模块；所述下位机模块具有：下位机通信部，接收所述控制信号；控制驱动部，对所述伺服电机进行零位置校准，在完成所述零位置校准之后，根据所述控制信号驱动所述伺服电机，完成角位置同步运动。
【技术特征摘要】
1.一种角位置无线随动控制装置及其方法，其特征在于，包括安装在被随动物体上或者监控室的上位机模块；以及，安装于应用现场，具有伺服电机的下位机模块；其中，所述上位机模块具有数据采集部，采集所述被跟随物体的转动角速度，并将产生相对应的角速度信号； 上位机控制部，将所述角速度信号进行处理，转换成相对应的控制信号；上位机通信部，将所述控制信号送至所述下位机模块；所述下位机模块具有下位机通信部，接收所述控制信号；控制驱动部，对所述伺服电机进行零位置校准，在完成所述零位置校准之后，根据所述控制信号驱动所述伺服电机，完成角位置同步运动。2.根据权利要求1所述的角位置无线随动控制装置，其特征还在于其中，所述上位机模块还具有显示部，下位机还具有视频采集部；所述视频采集部，通过摄像头，采集所述伺服电机的运动状况，并转换成相应的视频信号;所述下位机通信部还将所述视频信号送出至上位机通信部；所述显示部，根据所述上位机通信部接收到的所述视频信息，显示所述运动状况。3.根据权利要求1所述的角位置无线随动控制装置，其特征还在于其中，上位机控制部还具有指令输入部，供用户输入控制指令，并将所述控制指令转换成相应的指令信号，传输给所述下位机模块，控制所述伺服电机运动。...
【专利技术属性】
技术研发人员：任强，孙玉国，周升良，房海先，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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