[发明专利]步进电机循环间歇运动控制系统及控制方法

说明书

本申请提供了一种步进电机循环间歇运动控制系统及控制方法，控制系统包括控制器、步进电机和吐球转轮；吐球转轮包括三个以上沿圆周对称分布的隔断杆件；步进电机的外壳支撑部件上设置一接近开关，在各隔断杆件上的相同位置均设置一铁片；吐球转轮在旋转过程中，铁片靠近接近开关而产生接近开关信号；控制器用于根据接近开关信号控制步进电机循环间歇运动，步进电机与吐球转轮连接，其用于驱动吐球转轮旋转；步进电机通过驱动吐球转轮旋转，将落入相邻隔断杆件之间的转轮凹槽中的乒乓球运送出去，以实现吐球。本申请采用低成本的接近开关和铁片配合控制器进行丢步检测，成本低；本申请的控制逻辑简单、实用。

技术领域

本申请属于乒乓球发球控制技术领域，具体涉及一种步进电机循环间歇运动控制系统及控制方法。

背景技术

乒乓球发球机器人具有一个循环间歇运动的吐球转轮，需要间歇地通过吐球转轮在特定的时间运行特定的角度将乒乓球传送到吐球转轮下方的底板导槽中。该吐球转轮通过步进电机进行开环驱动。乒乓球在落入吐球转轮的隔断杆件之间的转轮凹槽和底板导槽的过程中负载剧烈变化，开环控制的步进电机难免会出现丢步现象。由于步进电机的这种丢步是无法预测的，因此也就无法将此次和后续的乒乓球准确、按时地运送至底板导槽中，从而导致发球失效，影响乒乓球发球机器人的正常工作。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种步进电机循环间歇运动控制系统及控制方法。

根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种步进电机循环间歇运动控制系统，其包括控制器、步进电机和吐球转轮；

所述吐球转轮包括三个以上沿圆周对称分布的隔断杆件；所述步进电机的外壳支撑部件上设置一接近开关，在各所述隔断杆件上的相同位置均设置一铁片；所述吐球转轮在旋转过程中，所述铁片靠近所述接近开关而产生接近开关信号；

所述控制器用于根据接近开关信号控制步进电机循环间歇运动，所述步进电机与吐球转轮连接，其用于驱动所述吐球转轮旋转；

所述步进电机通过驱动所述吐球转轮旋转，将落入相邻所述隔断杆件之间的转轮凹槽中的乒乓球运送出去，以实现吐球。

上述步进电机循环间歇运动控制系统中，所述控制器中设置有定时器、检测时间窗口、接近开关信号检测模块、检测控制模块和寻零复位模块；

所述定时器各周期的时长根据发球频率确定，其用于对各任务调度和分发的时间节点进行定时；

检测时间窗口的波形根据发球频率来确定；

所述接近开关信号检测模块用于检测接近开关信号；

所述检测控制模块用于控制对步进电机的丢步情况的检测。

进一步地，所述检测控制模块随着步进电机的运转进行开启，随着接近开关信号的上升沿或检测时间窗口的关闭而关闭，其具体过程为：

当步进电机开始运转时，检测控制模块开启；检测控制模块开启之后，当定时器的时间到达检测时间窗口的开始时间，接近开关信号检测模块开始检测接近开关信号，如果接近开关信号检测模块检测到接近开关信号的上升沿，则检测控制模块关闭；

如果定时器的时间到达检测时间窗口的关闭时间，接近开关信号检测模块仍未检测到接近开关信号，则检测控制模块关闭。

进一步地，所述步进电机的丢步情况包括大丢步和小丢步；

在所述步进电机的一个运转周期中，如果定时器的时间在检测时间窗口的前半段时间内，接近开关信号检测模块检测到接近开关信号的上升沿，则判定步进电机为正常运转；

如果定时器的时间在检测时间窗口的后半段时间内，接近开关信号检测模块检测到接近开关信号的上升沿，则判定步进电机为小丢步；