專利名稱：云臺電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種云臺電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，由于安防監(jiān)控的前端云臺在經(jīng)過長期的運轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)長期磨損，致使傳動負載增加，造成云臺設(shè)備的電機丟步。瞬態(tài)的風載荷，造成云臺系統(tǒng)瞬態(tài)負載變化，造成云臺設(shè)備的電機丟步或堵轉(zhuǎn)。電機堵轉(zhuǎn)造成驅(qū)動電機的電流急劇增加，導(dǎo)線電流的增加，導(dǎo)線與電機的溫度迅速上升，造成導(dǎo)線燒毀或電機損毀?，F(xiàn)有的視頻監(jiān)控產(chǎn)品的云臺不具有智能調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，容易造成電機的丟步，堵轉(zhuǎn)或電機損毀，使監(jiān)控設(shè)備運轉(zhuǎn)異常將不能正常工作，從而影響了視頻監(jiān)控產(chǎn)品的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種能對云臺系統(tǒng)中電機的相電流，總電流進行實時跟蹤并實時調(diào)節(jié)電機的驅(qū)動電壓以使電機能獲得最佳的驅(qū)動電壓和驅(qū)動電流的云臺電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是一種云臺電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括多個與垂直電機相數(shù)匹配的垂直電機相電流檢測單元，其分別用于檢測垂直電機的各相相電流并將垂直電機的各相相電流的電流信息傳送至微處理器單元；垂直電機總電流檢測單元，用于檢測垂直電機總電流，并將垂直電機總電流的電流信息傳送至微處理器單元；多個與水平電機相數(shù)匹配的水平電機相電流檢測單元，其分別用于檢測水平電機的各相相電流，并將水平電機的各相相電流的電流信息傳送至微處理器單元；水平電機總電流檢測單元，用于檢測水平電機總電流，并將水平電機總電流的電流信息傳送至微處理器單元；垂直電機電壓檢測單元，用于檢測經(jīng)垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后供給垂直電機電壓的電壓信號，并將垂直電機電壓的電壓信號的電壓信息輸出給微處理器單元；水平電機電壓檢測單元，用于檢測經(jīng)水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后供給水平電機電壓的電壓信號，并將水平電機電壓的電壓信號的電壓信息輸出給微處理器單元；微處理器單元，用于接收上述電流信息和電壓信息并輸出相應(yīng)的控制信號給垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元，水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元，以按程序調(diào)節(jié)垂直電機和水平電機的驅(qū)動電壓，當接收的上述各種信息出現(xiàn)異常時，所述的微處理器單元將異常報警信號發(fā)送至通訊單元；通信單元，用于接收來自微處理器單元的異常報警信號，并將報警信號轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的RS，RS/RS或網(wǎng)絡(luò)信號傳輸給上位機。還包括字符疊加及視頻傳輸單元，用于接收微處理器單元的異常報警信號并疊加視頻字符后通過視頻線，光端機或internet網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺。所述微處理器單元由具有在線遠程升級的ARM芯片及其周邊電路組成。所述各相電流檢測單元總電流檢測單元均由用以采集電流大小并輸出采樣電壓的采樣電阻，用以將采集的電壓信號進行放大的運算放大器，電流耦合傳感器及其周邊電路組成。所述的各電壓檢測單元均由用以采集電壓大小并輸出采樣電壓的采樣電阻，用以將采集的電壓信號進行放大的運算放大器，用以提高帶負載能力的跟隨器及其周邊電路組成。還包括用以進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的并行或串行A/D采樣芯片。所述垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元，水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元由具有模擬接口或數(shù)字接口的電壓轉(zhuǎn)換器、DC/DC模塊及其周邊電路組成。所述通信單元是基于RS232，RS485，RS422，CAN總線或Internet網(wǎng)絡(luò)接口的轉(zhuǎn)換芯片及其周邊電路組成。所述字符疊加及視頻傳輸單元是由字符疊加電路，視頻放大電路，視頻緩沖電路，視頻光端機等及其周邊電路組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的調(diào)節(jié)系統(tǒng)能智能調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，能對云臺電機在正常運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的不同負載情況，智能的調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，以達到高電壓，低電流驅(qū)動，降低電機的溫升，減小導(dǎo)線的負荷，提高了電機的使用壽命。同時，也可以在負載瞬態(tài)變化時，及時調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，以抵消瞬態(tài)的負載變化給云臺系統(tǒng)帶來的沖擊，保護電機，避免大電流沖擊導(dǎo)致電機損毀。本發(fā)明設(shè)計合理，其通過實時獲取驅(qū)動電機的相電流和電機總電流，獲取驅(qū)動電機的驅(qū)動電壓，智能地調(diào)節(jié)電機的驅(qū)動電壓，達到理想的驅(qū)動電流，有效地保護了驅(qū)動電機，瞬態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的電壓，適應(yīng)瞬態(tài)的負載變化，提高了云臺的可靠性。


圖1所示為本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。云臺的垂直電機和水平電機均為步進電機，步進電機一般采用兩相或者三相，當然也有更多相，本實施例僅以兩相為例進行示范性說明，對于多相同樣適用。本實施例中以ST的ARM芯片STM32F103VET6作為微處理器單元芯片，使用微處理器單元18內(nèi)部的A/D模塊作為垂直電機A相電流檢測單元11，垂直電機B相電流檢測單元12，垂直電機總電流檢測單元13，水平電機A相電流檢測單元14，水平電機B相電流檢測單元15，水平電機總電流檢測單元16，垂直電機電壓檢測單元17，水平電機電壓檢測單元19的信號檢測。本實施例的通信單元21為RS422串行通信。本實施例的字符疊加及視頻傳輸單元22為MB90092字符疊加芯片和MAX4090視頻緩沖芯片。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種云臺電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)方法的結(jié)構(gòu)示意圖。為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。本實施例的實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括垂直電機A相電流檢測單兀11，用于將垂直電機A相電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將此電壓信號輸出給微處理器單兀18 ;垂直電機B相電流檢測單兀12,用于將垂直電機B相電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將此電壓信號輸出給微處理器單元18 ;垂直電機總電流檢測單元13，用于將垂直電機總電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將此電壓信號輸出給微處理器單兀18 ;水平電機A相電流檢測單元14，用于將水平電機A相電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將此電壓信號輸出給微處理器單元18 ;水平電機B相電流檢測單元15，用于將水平電機B相電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將此電壓信號輸出給微處理器單元18 ;水平電機總電流檢測單元16，用于將水平電機總電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信，并將此電壓信號輸出給微處理器單元18 ;垂直電機電壓檢測單元17，用于將垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元20調(diào)節(jié)后的垂直驅(qū)動電壓經(jīng)電壓采樣，轉(zhuǎn)換成微處理器單元18可接受的電壓信號，并將此電壓信號輸出給微處理器單元18 ;水平電機電壓檢測單元19，用于將水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元23調(diào)節(jié)后的水平驅(qū)動電壓經(jīng)電壓采樣，轉(zhuǎn)換成微處理器單元18可接受的電壓信號，并將此電壓信號輸出給微處理器單元18 ;微處理器單元18，用于接收來自垂直電機A相電流檢測單元11，垂直電機B相電流檢測單元12，水平電機A相電流檢測單元14，水平電機B相電流檢測單元15，分析垂直、水平電機A，B相電流是否正常，如果異常，如電機A, B相電流應(yīng)該是正、余弦曲線，A相最大，B相最小。如出現(xiàn)A，B相同大，或A、B相同小，則判為異常，則通過通信單元21將報警信號傳遞給上位機，亦或通過字符疊加及視頻傳輸單元22將報警信號，報警信息疊加在視頻上，傳輸給后臺。如果電流正常，且電流值在增加，超過設(shè)定的范圍時，則微處理器單元18輸出控制信號給垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元20或水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元23，提高電機的驅(qū)動電壓，降低電機驅(qū)動電流，減小電機的溫升，降低導(dǎo)線的電流負載。如在正常情況下，電機額定電流4A，電機驅(qū)動電壓范圍24疒60V。正常負載下，電機驅(qū)動電壓36V，電機驅(qū)動電流2A。負載增加后，36V驅(qū)動電壓下，驅(qū)動電流超過2A，此時提高驅(qū)動電壓，使電機的驅(qū)動電流降到2A。同時垂直電機電壓檢測單元17或水平電機電壓檢測單元19將驅(qū)動電機電壓信號反饋給微處理器單元18，進行電機驅(qū)動電壓的閉環(huán)控制。同時，用于接收來自垂直電機總電流檢測單元13，水平電機總電流檢測單元信號，對電機的總電流進行實時監(jiān)控，如果總電流不斷上升，超出電流設(shè)定值時，微處理器單元18控制垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié) 單元20和水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元23，關(guān)閉兩個電機的電壓輸出，切斷電機的供電線路，保護電機因為超過其額定電流而造成電機損毀，并通過通信單元21將報警信號傳遞給上位機，亦或通過字符疊加及視頻傳輸單元22將報警信號，報警信息疊加在視頻上，傳輸給后臺。通信單元21，用于接收來自微處理器單元18的報警信號，并將此信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，傳遞給上位機；亦或接收來自上位機的各項設(shè)定參數(shù)，并將此參數(shù)輸出給微處理器單元18。字符疊加及視頻傳輸單元22，用于將微處理器單元18輸出來的報警信息，報警數(shù)據(jù)經(jīng)字符疊加，將報警信息，報警數(shù)據(jù)顯示在視頻上，并輸出給后臺。其中，需要指出的是，所述各相電流檢測單元、總電流檢測單元均由用以采集電流大小并輸出采樣電壓的采樣電阻，用以將采集的電壓信號進行放大的運算放大器，電流耦合傳感器及其周邊電路組成。所述的各電壓檢測單元均由用以采集電壓大小并輸出采樣電壓的采樣電阻，用以將采集的電壓信號進行放大的運算放大器，用以提高帶負載能力的跟隨器及其周邊電路組成。其中，如不采用微處理器單元18內(nèi)部的A/D，還包括用以進行數(shù)模轉(zhuǎn)換的并行或串行A/D采樣芯片。所述垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元，水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元由具有模擬接口或數(shù)字接口的電壓轉(zhuǎn)換器、DC/DC模塊及其周邊電路組成。所述通信單元21是基于RS232，RS485, RS422, CAN總線或Internet網(wǎng)絡(luò)接口的轉(zhuǎn)換芯片及其周邊電路組成。所述字符疊加及視頻傳輸單元是由視頻放大電路，視頻緩沖電路，視頻光端機等及其周邊電路組成。上述各單元的電路均與現(xiàn)有技術(shù)中類似，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的構(gòu)思啟示之下通過現(xiàn)有技術(shù)電路的填充即可實現(xiàn)本發(fā)明至目的，在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明通過實時檢測各電機的相電流，總電流，實時調(diào)整驅(qū)動各電機的電壓，以抵消瞬態(tài)負載變化給云臺系統(tǒng)帶來的沖擊。在各電機正常驅(qū)動電壓范圍內(nèi)，動態(tài)調(diào)整，以達到負載，且驅(qū)動電壓，驅(qū)動電流的閉環(huán)控制，實現(xiàn)了控制精準度，提高了云臺對負載的適應(yīng)能力。發(fā)明提供的智能調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，能對云臺的電機運行情況，負載瞬態(tài)變化進行實時監(jiān)控，通過實時調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，動態(tài)調(diào)節(jié)了電機驅(qū)動的電流，提高了云臺適應(yīng)負載能力，在電機額定驅(qū)動電流和額定驅(qū)動電壓進行動態(tài)調(diào)節(jié)。同時，實時監(jiān)測電機的總電流，對超出電機額定電流的情況進行保護，避免電機及其驅(qū)動電路的損壞，并可通過通信芯片和視頻字符以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種云臺電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括 多個與垂直電機相數(shù)匹配的垂直電機相電流檢測單元，其分別用于檢測垂直電機的各相相電流并將垂直電機的各相相電流的電流信息傳送至微處理器單元； 垂直電機總電流檢測單元,用于檢測垂直電機總電流,并將垂直電機總電流的電流信息傳送至微處理器單元； 多個與水平電機相數(shù)匹配的水平電機相電流檢測單元，其分別用于檢測水平電機的各相相電流，并將水平電機的各相相電流的電流信息傳送至微處理器單元； 水平電機總電流檢測單元，用于檢測水平電機總電流，并將水平電機總電流的電流信息傳送至微處理器單元； 垂直電機電壓檢測單元，用于檢測經(jīng)垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后供給垂直電機電壓的電壓信號，并將垂直電機電壓的電壓信號的電壓信息輸出給微處理器單兀； 水平電機電壓檢測單元，用于檢測經(jīng)水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后供給水平電機電壓的電壓信號，并將水平電機電壓的電壓信號的電壓信息輸出給微處理器單兀； 微處理器單元，用于接收上述電流信息和電壓信息并輸出相應(yīng)的控制信號給垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元，水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元，以按程序調(diào)節(jié)垂直電機和水平電機的驅(qū)動電壓，當接收的上述各種信息出現(xiàn)異常時，所述的微處理器單元將異常報警信號發(fā)送至通訊單元； 通信單元，用于接收來自微處理器單元的異常報警信號，并將報警信號轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的RS, RS/RS或網(wǎng)絡(luò)信號傳輸給上位機。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，還包括字符疊加及視頻傳輸單元，用于接收微處理器單元的異常報警信號并疊加視頻字符后通過視頻線，光端機或internet網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器單元由具有在線遠程升級的ARM芯片及其周邊電路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述各相電流檢測單元總電流檢測單元均由用以采集電流大小并輸出采樣電壓的采樣電阻，用以將采集的電壓信號進行放大的運算放大器，電流耦合傳感器及其周邊電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述的各電壓檢測單元均由用以采集電壓大小并輸出采樣電壓的采樣電阻，用以將采集的電壓信號進行放大的運算放大器，用以提高帶負載能力的跟隨器及其周邊電路組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，還包括用以進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的并行或串行A/D采樣芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述垂直電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元，水平電機驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)單元由具有模擬接口或數(shù)字接口的電壓轉(zhuǎn)換器、DC/DC模塊及其周邊電路組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述通信單元是基于RS232，RS485，RS422，CAN總線或Internet網(wǎng)絡(luò)接口的轉(zhuǎn)換芯片及其周邊電路組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述字符疊加及視頻傳輸單元是由字符疊加電路，視頻放大電路，視頻緩沖電路，視頻光端機等及其周邊電路組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種云臺電機驅(qū)動電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括多個與垂直電機相數(shù)匹配的垂直電機相電流檢測單元；垂直電機總電流檢測單元；多個與水平電機相數(shù)匹配的水平電機相電流檢測單元；水平電機總電流檢測單元；垂直電機電壓檢測單元；水平電機電壓檢測單元；微處理器單元；通信單元。本發(fā)明提供的調(diào)節(jié)系統(tǒng)能智能調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，能對云臺電機在正常運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的不同負載情況，智能的調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，以達到高電壓，低電流驅(qū)動，降低電機的溫升，減小導(dǎo)線的負荷，提高了電機的使用壽命。同時，也可以在負載瞬態(tài)變化時，及時調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電壓，以抵消瞬態(tài)的負載變化給云臺系統(tǒng)帶來的沖擊，保護電機，避免大電流沖擊導(dǎo)致電機損毀。
文檔編號H04N7/18GK103051264SQ20121056181
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者武付軍, 劉建宏 申請人:天津市亞安科技股份有限公司