[发明专利]一种电磁控制运动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力装置，特别涉及一种电磁控制运动装置。

背景技术

现有的用于单摆运动的自动驱动装置例如机械发条或电机传动，采用多级齿轮及减速箱传动，结构复杂，安装制造困难，成本高，可靠性差，为了能够使其普遍推广应用，需要一种结构简单、准确度高的驱动装置。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种电磁控制运动装置，结构简单、准确度高，解决了现有驱动中结构复杂、成本高、可靠性差等问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种电磁控制运动装置，用于控制受控对象，其包括：第一线圈、第一驱动电路、单片机、液晶显示模块、按键模块、角度传感器，其中：所述第一线圈的绕线两端分别与第一驱动电路的输出口相连，所述第一驱动电路的输入口及所述液晶显示模块与所述单片机的输出口相连，所述按键模块及所述角度传感器与所述单片机的输入口相连。

通过所述按键模块预设所述受控对象的角度值；所述角度传感器将所述受控对象的角度偏移量转化为电压，送到所述单片机的输入口；所述单片机对所述角度传感器采集到的电压进行分析，从而控制所述第一线圈产生不同的磁场来给所述受控对象不同的作用力，使得所述受控对象摆到预设的角度值；所述液晶显示模块实时显示所述预设的角度值和实时角度值。

所述单片机是通过输出脉宽调制波PWM，经过所述第一驱动电路后加载到第一线圈的两端，实现对电流I的控制，从而控制所述第一线圈产生磁场来控制所述受控对象发生角度偏移。

较佳地，所述第一线圈的绕线的线径为0.41mm。

较佳地，所述第一线圈的内径为一圆柱体，绕线的匝数上面少，下面多，形成一上小下大的梯形线圈。这样主要是为了保证当受控对象偏离中心面较远时，线圈下面的绕线对线圈产生的磁场力已经很小，故增加其绕线匝数，以保证当受控对象顶端的磁铁在受控对象摆到较远位置时，仍有较为均匀的作用力。

较佳地，所述第一驱动电路采用L298芯片。

较佳地，所述单片机为STC12C5A60S2。

较佳地，所述液晶显示模块为LCD12864。

较佳地，所述按键模块包括第一按键、第二按键及第三按键，其中：第一按键为增加角度键，每按一次角度加一度；第二按键为减小角度键，每按一次角度减一度；第三按键为启动/停止键，按一次单片机输出控制信号，控制第一线圈工作，再按一次单片机输出停止信号，控制第一线圈停止工作。

较佳地，所述角度传感器为ADXL345。

较佳地，电磁控制运动装置还包括第二线圈、第三线圈及第二驱动电路；其中：所述第二线圈的绕线两端分别与第一驱动电路的输出口相连，所述第三线圈的绕线两端分别与第二驱动电路的输出口相连。

较佳地，所述第二线圈及所述第三线圈跟第一线圈一样，绕线的线径为0.41mm；所述第二线圈及所述第三线圈的内径为圆柱体，绕线的匝数上面少，下面多，形成上小下大的梯形线圈。

较佳地，所述按键模块还包括第四按键，所述第四按键为工作模式选择键，按一次为第一工作模式，再按一次为第二工作模式；所述第一工作模式为受控对象在指定角度内维持稳定的摆动，所述第二工作模式为受控对象固定在某一角度。

其中，处于所述第一工作模式时，再由第一按键/第二按键来设置角度，设置好之后由第三按键来启动/停止工作，第三按键按一次单片机输出控制信号，控制第一线圈工作，再按一次单片机输出停止信号，控制第一线圈停止工作；处于所述第二工作模式时，再由第一按键/第二按键来设置角度，设置好之后由第三按键来启动/停止工作，第三按键按一次单片机输出控制信号，控制第一线圈和第二线圈或第一线圈和第三线圈工作，再按一次单片机输出停止信号，控制第一线圈和第二线圈或第一线圈和第三线圈停止工作。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明提供的电磁控制运动装置，为非接触式动力装置，结构简单，制作安装容易，成本低，工作可靠；该装置通过选择合适的线圈线径，上小下大的梯形绕线结构，进一步保证了磁场分布的均匀性，从而提高了装置的准确性；该装置控制数据可以通过按键模块进行设置，易于操作。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的电磁控制装置结构框图；

图2为本发明的线圈设置方式示意图；

图3为本发明的单片机最小系统电路图；

图4为本发明的角度传感器的电路原理图；