一种电机撞壁检测装置及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电子技术，更具体地，涉及一种电机撞壁检测装置及电子设备。


背景技术：

2.目前大部分涉及云台转动类的产品均需要对转动的方向距离进行零点坐标标定，高成本的标定是通过光耦反馈实现，低成本的标定是通过电机在全行程的撞壁动作后实现标定动作。类似球机类的产品，在低成本的标定方案中，电机长时间处于撞壁状态下，对电机自身造成很大的损伤，降低使用寿命的同时也容易发生故障。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供了一种电机撞壁检测装置及电子设备，实现撞壁检测。
4.本实用新型实施例提供了一种电机撞壁检测装置，包括：检测子电路和压差子电路，所述检测子电路包括第一端、第二端和第三端，所述检测子电路的第一端连接第一驱动端，所述检测子电路的第二端连接待检测电机的第一端，所述压差子电路连接在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间，其中：
5.所述检测子电路设置为，在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间的压差大于第一预设电压时，通过所述第三端输出第一电平；在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间的压差小于等于第一预设电压时，通过所述第三端输出第二电平；
6.所述压差子电路设置为，在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间提供与所述待检测电机的电流正相关的压差，且所述待检测电机未撞壁时的电流对应的所述压差小于等于所述第一预设电压，所述待检测电机撞壁时的电流对应的所述压差大于所述第一预设电压。
7.在一示例性实施例中，所述检测子电路还设置为，在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间的压差大于第一预设电压时，导通所述检测子电路的第一端和第二端；在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间的压差小于等于第一预设电压时，关断所述检测子电路的第一端和第二端。
8.在一示例性实施例中，所述电机撞壁检测装置还包括控制器，所述控制器的输入端连接所述检测子电路的第三端；所述控制器设置为，在所述检测子电路的第三端检测到所述第一电平时，判断发生撞壁，控制所述待检测电机执行预设次数的撞壁后结束标定过程。
9.在一示例性实施例中，所述检测子电路包括开关管、第一限流子电路、第二限流子电路和第三限流子电路，其中：
10.所述第一限流子电路连接在所述检测子电路的第一端和所述开关管的第一极之间，所述第二限流子电路连接在所述开关管的控制极和所述检测子电路的第一端之间，所述第三限流子电路连接在所述检测子电路的第二端和第三端之间，所述开关管的第二极为所述检测子电路的第二端。
11.在一示例性实施例中，所述第一限流子电路包括第二电阻；所述第二限流子电路包括第三电阻，所述第三限流子电路包括第四电阻。
12.在一示例性实施例中，所述开关管为npn型三极管，所述第一极为集电极，所述第二极为发射极。
13.在一示例性实施例中，所述压差子电路包括第一电阻。
14.在一示例性实施例中，所述电机撞壁检测装置还包括选通开关，所述选通开关包括控制端、输入端、第一输出端和第二输出端，所述选通开关的第二输出端连接所述待检测电机的第二端；其中：
15.所述选通开关设置为，在所述控制端的第一控制信号的控制下，连接所述输入端和第一输出端；以及，在所述控制端的第二控制信号的控制下，连接所述输入端和第二输出端；
16.所述检测子电路的第二端连接待检测电机的第一端包括：所述检测子电路的第二端连接所述选通开关的输入端，所述第一输出端连接所述待检测电机的第一端。
17.在一示例性实施例中，所述电机撞壁检测装置还包括控制器，所述控制器的输出端连接所述选通开关的控制端，其中：
18.所述控制器设置为，在所述待检测电机的撞壁过程中，输出第一控制信号至所述控制端；以及，在所述待检测电机的非撞壁过程中，输出第二控制信号至所述控制端。
19.本公开实施例提供一种电子设备，包括上述任一实施例所述的电机撞壁检测装置，还包括，电机，所述电机的第一端连接所述压差子电路，第二端连接第二驱动端。
20.本实用新型实施例提供一种电机撞壁检测装置及电子设备，所述电机撞壁检测装置，包括：检测子电路和压差子电路，所述检测子电路包括第一端、第二端和第三端，所述检测子电路的第一端连接第一驱动端，所述检测子电路的第二端连接待检测电机的第一端，所述压差子电路连接在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间，其中：所述检测子电路设置为，在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间的压差大于第一预设电压时，通过第三端输出第一电平；在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间的压差小于等于第一预设电压时，通过所述第三端输出第二电平；所述压差子电路设置为，在所述第一驱动端和所述待检测电机的第一端之间提供与所述待检测电机的电流正相关的压差，且所述待检测电机未撞壁时的电流对应的所述压差小于等于所述第一预设电压，所述待检测电机撞壁时的电流对应的所述压差大于所述第一预设电压。本实施例提供的方案，在电机撞壁和未撞壁时输出不同的电平信号，实现撞壁检测。
21.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
22.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
23.图1为一示例性实施例提供的电机撞壁检测装置示意图；
24.图2为另一示例性实施例提供的电机撞壁检测装置示意图；
25.图3为又一示例性实施例提供的电机撞壁检测装置示意图；
26.图4为再一示例性实施例提供的电机撞壁检测装置示意图；
27.图5为一示例性实施例提供的另一种电机撞壁检测装置示意图；
28.图6为一示例性实施例提供的电机撞壁检测装置示意图。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
30.对于电机的零点位置标定过程，低成本的标定是通过电机在全行程的撞壁动作后实现标定动作。例如：电机全行程为100m，为了确认电机的零点位置处于结构的最边缘，需要电机向最边缘位置行驶(100+x)m。在这个电机运动的过程中，会发生电机长时间的撞壁现象，比如，电机处于50m的位置，再行驶50m即撞壁，而标定过程中共行驶(100+x)m，导致出现长时间的撞壁现象，因此，有必要进行撞壁检测，以便及时结束标定过程，避免长时间撞壁。另外，在电机标定完成后，如果电机的运行出现误差，电机也可能会长时间处于撞壁的状态，导致电机损坏。
31.本实施例提供的方案，利用撞壁时控制电机的电流增大，实现撞壁检测。
32.图1为本公开实施例提供的一种电机撞壁检测装置示意图。如图1所示，本公开实施例提供的电机撞壁检测装置包括：检测子电路和压差子电路，所述检测子电路包括第一端a1、第二端a2和第三端gpio1，所述检测子电路的第一端a1连接第一驱动端zoom1_p，所述检测子电路的第二端a2连接待检测电机m1的第一端d1，所述压差子电路连接在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间，其中：
33.所述检测子电路设置为，在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间的压差大于第一预设电压时，通过第三端gpio1输出第一电平；在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间的压差小于等于第一预设电压时，关断所述检测子电路的第一端a1和第二端a2，通过所述第三端gpio1输出第二电平；
34.所述压差子电路设置为，在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间提供与所述待检测电机m1的电流正相关的压差，且所述待检测电机m1未撞壁时的电流对应的所述压差小于等于所述第一预设电压，所述待检测电机m1撞壁时的电流对应的所述压差大于所述第一预设电压。
35.本实施例提供的方案，通过在待检测电机撞壁时第三端gpio1输出第一电平，未撞壁时第三端gpio1输出第二电平，实现撞壁检测。
36.待检测电机m1连接在所述第一驱动端zoom1_p和第二驱动端zoom1_n之间，待检测电机m1的电流可以是从第一驱动端zoom1_p至第二驱动端zoom1_n方向，或者，可以是从第二驱动端zoom1_n至第一驱动端zoom1_p方向。
37.在一示例性实施例中，所述检测子电路设置为，在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间的压差大于第一预设电压时，导通所述检测子电路的第一端a1和第二端a2，在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间的压差小
于等于第一预设电压时，关断所述检测子电路的第一端a1和第二端a2。本实施例中，检测子电路为一开关子电路。但本公开实施例不限于此，检测子电路可以是电压比较器。
38.在一示例性实施例中，如图2所示，所述电机撞壁检测装置还包括控制器，所述控制器的输入端连接所述检测子电路的第三端gpio1；所述控制器设置为，在所述检测子电路的第三端gpio1检测到所述第一电平时，判断发生撞壁，控制所述待检测电机执行预设次数的撞壁后结束标定过程。比如，检测到撞壁后，再向最边缘方向行驶2个步长(仅为示例，根据标定需要可以是其他值)完成标定。本实施例提供的方案，可以在检测到撞壁后进行标定，及时结束标定过程，避免长时间撞壁损坏电机。
39.在一示例性实施例中，如图3所示，所述检测子电路可以包括开关管q1、第一限流子电路、第二限流子电路和第三限流子电路，其中：
40.所述第一限流子电路连接在所述检测子电路的第一端a1和所述开关管q1的第一极之间，所述第二限流子电路连接在所述开关管q1的控制极和所述检测子电路的第一端a1之间，所述第三限流子电路连接在所述检测子电路的第二端a2和第三端gpio1之间，所述开关管q1的第二极为所述检测子电路的第二端a2。
41.所述第一限流子电路、第二限流子电路和第三限流子电路用于对开关管q1进行限流保护，避免电流过大，造成开关管q1损坏。
42.在一示例性实施例中，如图4所示，所述第一限流子电路可以包括第二电阻r2，所述第二限流子电路可以包括第三电阻r3，所述第三限流子电路可以包括第四电阻r4。本实施例所述的第一限流子电路、第二限流子电路、第三限流子电路的结构仅为示例，本公开实施例对此不作限定，可以实现限流功能即可。
43.在一示例性实施例中，如图4所示，所述开关管q1可以为npn型三极管，所述第一极可以是集电极c，所述第二极可以为发射极e。但本公开实施例不限于此，开关管q1可以是场效应管。所述开关管q1可以是pnp型开关管。
44.在一示例性实施例中，如图4所示，所述压差子电路可以包括第一电阻r1，所述第一电阻r1连接在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间。本实施例提供的压差子电路的结构仅为示例，本公开实施例不限于此，比如，所述压差子电路可以包括多个串联或并联的电阻。
45.图4所示的电机撞壁检测装置中，当待检测电机m1开始工作时，从第一驱动端zoom1_p至第二驱动端zoom1_n方向的电流流过待检测电机m1。电流通过第一电阻r1使得第一电阻r1两端出现电压差，当待检测电机m1正常工作时，电流较小，开关管q1的基极b和发射极e之间的电压vbe＜0.7v，开关管q1不导通，检测子电路通过第三端gpio1输出第二电平。
46.当待检测电机m1发生撞壁时，由于从第一驱动端zoom1_p向第二驱动端zoom1_n方向的电流突然增加，第一电阻r1两端的电压差增加，导致开关管q1的基极b和发射极e之间的电压vbe＞0.7v，开关管q1导通，检测子电路通过第三端gpio1输出第一电平，该第一电平信号传输出到控制器的管脚，控制器通过管脚电平变化获知电机发生撞壁现象。由于不同电机的驱动电流值不同，在撞壁发生时，gpio1的信号电压值可能不足以达到控制器的电平阈值，在一示例性实施例中，可以选择adc管脚(adc管脚可以检测多种电平信号)连接检测子电路的第三端gpio1来检测电平的变化。本实施例提供的方案，通过撞壁完成零点标定，
在检测到撞壁后就可以完成标定过程，不会出现长时间撞壁现象，可以避免电机长期处于大电流下导致电机损坏，从而提高电机寿命。
47.在另一示例性实施例中，流经待检测电机m1的电流方向为从第一驱动端zoom1_p至第二驱动端zoom1_n时，所述检测子电路和所述压差子电路可以连接在待检测电机m1的第二端d2和第二驱动端zoom1_n之间，此时压差子电路连接在待检测电机m1的第二端d2和第二驱动端zoom1_n之间，检测子电路的第一端a1连接待检测电机m1的第二端d2，检测子电路的第二端a2连接第二驱动端zoom1_n，检测子电路在电机撞壁和未撞壁时通过第三端gpio1输出不同的电平信号，实现撞壁检测。
48.图5为另一示例性实施例提供的电机撞壁检测装置的示意图。如图5所示，本实施例中，检测子电路的第一端a1连接到第一驱动端zoom1_p，检测子电路的第二端a2连接到待检测电机m1的第二端d2。压差子电路连接在第一驱动端zoom1_p和待检测电机m1的第一端d1之间，其中：
49.所述检测子电路设置为，在所述第一驱动端zoom1_p和第二驱动端zoom1_n之间的压差大于第二预设电压时，导通所述检测子电路的第一端a1和第二端a2，通过第三端gpio1输出第三电平；在所述第一驱动端zoom1_p和第二驱动端zoom1_n之间的压差小于等于第二预设电压时，关断所述检测子电路的第一端a1和第二端a2，通过所述第三端gpio1输出第四电平；
50.所述压差子电路设置为，在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间提供与所述待检测电机m1的电流正相关的压差，且所述待检测电机m1未撞壁时的所述压差子电路的压差与所述待检测电机m1的压差之和小于等于所述第二预设电压，所述待检测电机m1撞壁时所述压差子电路的压差与所述待检测电机m1的压差之和大于所述第二预设电压。
51.本实施例提供的方案，检测子电路在电机撞壁时导通，电流可以分流到检测子电路，使得待检测电机m1的电流大大减小，从而使得电机撞壁出现大电流的时间减小，防止电机出现损坏。
52.图5所示实施例的检测子电路与图4所示实施例类似，可以包括开关管、第一限流子电路、第二限流子电路、第三限流子电路，第一限流子电路可以包括第二电阻r2，第二限流子电路可以包括第三电阻r3，第三限流子电路可以包括第四电阻r4，连接关系参考图4所示实施例，不再赘述。压差子电路可以包括第一电阻r1。
53.如图5所示，以开关管为npn三极管为例进行说明。待检测电机m1的电流从第一驱动端zoom1_p流向第二驱动端zoom1_n，当待检测电机m1开始工作并发生撞壁时，由于电流突然增加，即第一驱动端zoom1_p与第二驱动端zoom1_n之间的电压增加，导致开关管q1的基极和发射极之间的电压vbe＞0.7v，开关管q1导通。此时检测子电路通过第三端gpio输出第三电平信号传输出到控制器的管脚，控制器通过管脚电平变化获知待检测电机m1发生撞壁现象。由于开关管q1导通，驱动电流会大部分从开关管q1经过而不是从待检测电机m1通过，使得电机撞壁出现大电流的时间减小，防止电机出现损坏。本实施例提供的方案，可以对标定完成后出现的撞壁现象进行检测并进行电机保护，避免损坏电机。
54.图6为本公开实施例提供的一种电机撞壁检测装置示意图。本实施例中，综合上述两种方案，可以实现撞壁检测和电机保护。如图6所示，本公开实施例提供一种电机撞壁检
测装置，包括：检测子电路、压差子电路、选通开关s1，选通开关s1包括控制端gpio2，输入端1、第一输出端2和第二输出端3，所述检测子电路包括第一端a1、第二端a2和第三端gpio1，所述检测子电路的第一端a1连接第一驱动端zoom1_p，所述检测子电路的第二端a2连接所述选通开关s1的输入端1，所述选通开关s1的第一输出端2连接所述待检测电机m1的第一端d1，所述选通开关s1的第二输出端3连接所述待检测电机m1的第二端d2，所述压差子电路连接在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间，其中：
55.所述检测子电路设置为，在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间的压差大于第一预设电压时，导通所述检测子电路的第一端a1和第二端a2，通过第三端gpio1输出第一电平；在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端之间的压差小于等于第一预设电压时，关断所述检测子电路的第一端a1和第二端a2，通过所述第三端gpio1输出第二电平；
56.所述压差子电路设置为，在所述第一驱动端zoom1_p和所述待检测电机m1的第一端d1之间提供与所述待检测电机m1的电流正相关的压差，且所述待检测电机m1未撞壁时的电流对应的所述压差小于等于所述第一预设电压，所述待检测电机m1撞壁时的电流对应的所述压差大于所述第一预设电压；
57.所述选通开关s1设置为，在所述控制端gpio2的第一控制信号的控制下，连接所述输入端1和第一输出端2；以及，在所述控制端gpio2的第二控制信号的控制下，连接所述输入端1和第二输出端3。
58.本实施例提供的方案，在输入端1和第二输出端3连接时，加载在检测子电路上的电压为第一驱动端zoom1_p与zoom1_n之间的电压，大于加载在压差子电路上的电压，而所述待检测电机m1撞壁时压差子电路的压差大于所述第一预设电压，则第一驱动端zoom1_p与zoom1_n之间的电压大于第一预设电压，因此，发生撞壁时检测子电路会导通。
59.本实施例提供的方案，在输入端1和第一输出端2连接时，与图1所示实施例类似，可以进行撞壁检测，在输入端1和第二输出端3连接时，与图5所示实施例类似，可以在发生撞壁时进行分流，减少流经待检测电机的电流，减少电机处于大电流的时间，防止电机损坏。
60.在一示例性实施例中，所述电机撞壁检测装置还可以包括控制器，所述控制器的输入端连接所述检测子电路的第三端gpio1，所述控制器的输出端连接所述选通开关s1的控制端gpio2，其中：
61.所述控制器设置为，在所述待检测电机的撞壁过程中，输出第一控制信号至所述控制端gpio2；以及，在所述待检测电机的非撞壁过程中(即电机正常运行阶段)，输出第二控制信号至所述控制端gpio2。
62.本实施例提供的方案，在撞壁过程(比如初始零点位置标定的过程)中，通过控制器输出的第一控制信号使得选通开关s1的输入端1与第一输出端2连接，实现撞壁检测和标定。在非撞壁过程(比如标定完成后电机运行的过程)中，通过控制器输出的第二控制信号使得选通开关s1的输入端1与第二输出端3连接，在出现撞壁时对电流进行分流，避免电机损坏。
63.在一示例性实施例中，所述控制器比如可以使用微处理器(mcu)实现，但本公开实施例不限于此，可以是其他设备，比如中央处理器(cpu)等。
64.本公开实施例提供一种电子设备，包括上述任一实施例所述的电机撞壁检测装置，还包括，电机，所述电机的第一端连接所述压差子电路，第二端连接第二驱动端。本实施例提供的电子设备比如可以为设置有云台的网络摄像机，所述电机带动所述云台转动，改变云台位置。
65.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。