[发明专利]一种自稳定云台及其无线组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及云台技术领域，尤其是一种自稳定云台及其组网方法。

背景技术

现有技术中的云台在旋转节点上多采用滑环进行旋转连接，由于云台布线复杂，相应的滑环部分结构复杂，生产成本较高，在长期运行后旋转节点处容易发生松动，导致电连接失效，而且云台多使用无刷电机或两相混合式步进电机进行驱动，使得生产成本更加高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种成本低控制精度高且运行可靠的自稳定云台及其无线组网方法。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

本发明的自稳定云台包括基座、铰接在基座上的旋转座和铰接在旋转座上的俯仰架，所述俯仰架上铰接有固定架，所述旋转座的两端均设驱动机构，其中，位于旋转座下端的驱动机构的驱动轴通过滑环结构与基座连接，位于旋转座上端的驱动机构的驱动轴通过滑环结构与俯仰架的一端连接，所述固定架的一端设有驱动机构，所述固定架上的驱动机构的驱动轴通过滑环结构与所述俯仰架的另外一端固定连接，所述固定架的底部设有主控制器，所述主控制器通过三个所述滑环结构接入电源然后供电给所述固定架上的驱动机构，并且发送控制信号给所述固定架上的驱动机构，所述旋转座上设有辅助控制器，所述辅助控制器通过旋转座下端的滑环结构接入电源然后供电给所述旋转座两端的驱动机构，所述辅助控制器从所述主控制器上下载控制信号，所述辅助控制器根据控制信号分别控制所述旋转座两端的驱动机构。

本发明所述主控制器包括主控模块、电源稳压电路Ⅰ和无线收发模块Ⅰ，所述电源稳压电路Ⅰ通过三个所述滑环结构与基座上的电源电连接以输入电源，所述电源稳压电路Ⅰ分别与主控模块、无线收发模块Ⅰ和固定架上的驱动机构电连接以提供电源，所述主控模块与所述无线收发模块Ⅰ相连，所述主控模块发出的控制信号通过所述无线收发模块Ⅰ发送给所述固定架上的驱动机构。

本发明所述辅助控制器包括微处理器、电源稳压电路Ⅱ和无线收发模块Ⅱ，所述电源稳压电路Ⅱ通过旋转座下端的滑环结构与基座上的电源电连接以输入电源，所述电源稳压电路Ⅱ分别与微处理器、无线收发模块Ⅱ和旋转座两端的驱动机构电连接以提供电源，所述微处理器与所述无线收发模块Ⅱ相连，所述微处理器通过无线收发模块Ⅱ接收所述主控模块的信号并将该信号处理后发送给所述旋转座两端的驱动机构。

本发明所述固定架上还安装有陀螺仪模块，所述陀螺仪模块的检测信号通过所述无线收发模块Ⅰ传递给所述主控模块。

本发明所述驱动机构包括永磁步进电机、电机驱动器和齿轮减速机构，所述电机驱动器根据接收到的PWM控制信号驱动所述永磁步进电机运动，所述永磁步进电机的输出端安装所述齿轮减速机构，所述永磁步进电机通过齿轮减速机构驱动所述驱动轴。

本发明所述滑环结构包括固定在所述驱动机构上的针座，所述针座上设有内插针和外插针，所述针座上可转动地安装有内环针套和外环针套，所述内环针套和外环针套朝向针座的面上均设有环形槽，所述内插针位于内环针套的环形槽内并与内环针套保持电连接，所述外插针位于外环针套的环形槽内并与外环针套保持电连接。

本发明所述滑环结构还包括轴套，所述内环针套和外环针套固定在轴套内，所述驱动轴伸出所述内环针套并与所述轴套固定连接，所述驱动轴的端部还固定有法兰盘，所述轴套的外周面与所述旋转座或固定架的端部固定连接。

本发明所述轴套和法兰盘均设有固定驱动轴的轴孔，所述驱动轴的端部贯穿所述轴套的轴孔并插接到所述法兰盘的轴孔内，所述法兰盘通过螺栓固定到所述轴套上，所述针座上设有出线孔，所述轴座上设有进线孔。

本发明还提供一种自稳定云台无线组网方法，用于上述的自稳定云台，包括以下步骤：

a.建立物理可通信层：系统上电后主控制器发送包含有工作频段的握手消息给辅助控制器、电机驱动器和陀螺仪模块，若握手成功，则辅助控制器、固定架的电机驱动器和陀螺仪模块根据该握手消息确认工作频段，并向主控制器发送握手响应消息，否则主控制器连接失败计数1并重新发送握手信息，当主控制器连接失败计数大于3时，主控制器按照内置程序跳转工作频段，并按照上述方法重新发送握手信息直至辅助控制器、电机驱动器和陀螺仪模块都握手成功，从而确定主控制器、辅助控制器、电机驱动器和陀螺仪模块的工作频段；