电机控制结构的制作方法

1.本发明涉及汽车部件控制相关技术领域，特别是涉及一种适用于步进电机的电机控制结构。


背景技术：

2.步进电机能够将电脉冲信号转换成相应的角位移或者线位移，通常每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步。
3.目前，步进电机的控制大多需要依靠复杂的驱动电路和驱动算法设计，通常，步进电机的各条电机线会与相应的驱动器连接，驱动器根据实际需要输出不同的电压至各电机线上，从而控制步进电机完成不同的运动。
4.但是此种控制方式导致步进电机的控制结构成本较高且使用前的学习难度较高，不适合应用于汽车部件控制等使用者不具有相关专业知识的场景。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有的步进电机控制结构成本较高且操作难度较高的问题，提供一种成本较低且操作难度较低的电机控制结构。
6.一种电机控制结构，用于控制步进电机，所述步进电机具有多条电机线，包括导电块以及转轴；多条所述电机线之间相对固定，所述电机线或所述导电块中的一者固设于所述转轴，且各所述电机线能够随所述转轴转动与所述导电块电连接或脱离。
7.上述电机控制结构，通过多条电机线之间相对固定，且电机线或导电块中的一者固设于转轴，使得在转轴转动过程中，电机线能够相对于导电块转动，从而与导电块电连接或脱离，实现电机线所带电压随转轴的转动而改变，通过物理方式控制步进电机运动，达到降低了电机控制结构的成本，降低学习难度的效果。
8.在其中一个实施例中，包括以所述转轴为中心周向设置的多个所述导电块，部分所述导电块带有高电压，其余部分所述导电块带有低电压。
9.可以理解的是，通过使部分导电块带有高电压，其余部分导电块带有低电压，能够满足部分步进电机的电机线所带电压随运动时序在高、低电压之间变换的需求，从而增加本技术的电机控制结构的泛用性。
10.在其中一个实施例中，部分或所有所述导电块以所述转轴为中心周向间隔设置，相邻的所述导电块之间形成间隔部。
11.可以理解的是，而通过在将导电块间隔设置，能够满足部分步进电机的电机线所带电压随运动时序在高、低以及无电压之间变换的需求，进一步增加本技术的电机控制结构的泛用性。
12.在其中一个实施例中，所述步进电机包括四条所述电机线，四条所述电机线呈十字形，且每一所述电机线均沿所述转轴的径向方向设置；所述电机控制结构包括两个所述导电块，其中一个所述导电块带有高电压，另一个所述导电块带有低电压，以所述电机线为
中心，每一所述导电块对应的圆心角为135度，两个所述导电块之间形成两个所述间隔部，每一所述间隔部对应的圆心角为45度。
13.在其中一个实施例中，包括一个绕所述转轴设置的所述导电块，所述导电块对应的圆心角小于360度。
14.可以理解的是，通过设置一个对应圆心角小于度的导电块，能够满足部分步进电机的电机线所带电压随运动时序在有、无电压之间变换的需求，从而进一步增加本技术电机控制结构的泛用性。
15.在其中一个实施例中，所述步进电机包括四条所述电机线以及一条高压线，所述高压线与所述转轴电连接，四条所述电机线呈十字形，且每一所述电机线均沿所述转轴的径向方向设置；所述转轴带有高电压，所述导电块带有低电压，以所述转轴为中心，所述导电块对应的圆心角为135度。
16.在其中一个实施例中，所述电机线包括转动段以及电刷段，所述转动段一端固定于所述转轴，且能够与随转动与所述导电块电连接或脱离，所述电刷段一端与所述转轴相抵且电连接，另一端连接于所述步进电机。
17.可以理解的是，通过将电机线分为转动段以及电刷段，能够有效避免电机线在转轴的带动下转动，导致相互缠绕的情况发生。
18.在其中一个实施例中，沿着所述转轴的轴线方向，所述转轴包括多个层叠设置的导电部，每一所述电机线与一个所述导电部连接，其中，所述转动段固设于所述导电部的外周壁，所述电刷段与所述导电部的外周壁相抵，且所述电刷段与对应的所述转动段沿转轴的轴线方向交错。
19.可以理解的是，通过将电刷段与对应的转动段沿转轴的轴线方向交错，能够避免转动段在转动过程中与电刷段相互缠绕的情况发生。
20.在其中一个实施例中，沿着所述转轴的径向方向，所述转轴包括多个同心设置的导电部，每一所述电机线与一个所述导电部连接，其中，各所述转动段均固设于所述转轴的一侧端面，所述电刷段均与对应所述转轴的另一侧端面相抵。
21.可以理解的是，通过将电刷段与对应的转动段分别设置于转轴沿自身轴线方向的两个端面，同样能够避免转动段在转动过程中与电刷段相互缠绕的情况发生。
22.在其中一个实施例中，所述导电块呈扇环形，且以所述转轴的轴线为中心，各所述导电块位于同一圆周。
23.可以理解的是，如此设置便于控制导电线与导电块之间的通断关系。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为沿运动时序驱动一种步进电机时各电机线所带电压的示意图；
26.图2为沿运动时序驱动另一种步进电机时各电机线所带电压的示意图；
27.图3为本发明其中一个实施例的电机驱动结构的俯视方向示意图；
28.图4为本发明另一个实施例的电机驱动结构的俯视方向示意图；
29.图5为本发明另一个实施例的电机驱动结构的俯视方向示意图；
30.图6为本发明其中一个实施例的转轴与电机线的立体结构示意图；
31.图7为本发明另一个实施例的转轴与电机线的立体结构示意图；
32.附图标记：10、转轴；11、导电部；20、导电块；21、间隔部；30、电机线；31、转动段；32、电刷段。
具体实施方式
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
34.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.除非另有定义，本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.请参考图1和图2所示，不同的步进电机预设有不同的运动触发逻辑，即步进电机的各电机线30处于不同电压下时，能够控制该步进电机实现相应的运动；目前大多通过将各电机线30连接至驱动器以形成驱动电路，并通过相应的驱动算法来控制步进电机实现所需要的运动；但是，此种控制方式下步进电机控制结的构成本较高且使用前的学习难度较高。
39.针对上述问题，请结合图3和图4所示，本技术提供一种电机控制结构，用于控制步进电机，步进电机具有多条电机线30，包括导电块20以及转轴10；多条电机线30之间相对固定，电机线30或导电块20中的一者固设于转轴10，且各电机线30能够随转轴10转动与导电块20电连接或脱离。
40.导电块20带有能够触发步进电机运动的高电压或低电压，当电机线30与导电块20电连接时，该电机线30带有相应导电块20所带有高电压或低电压；当电机线30与导电块20脱离时，该电机线30不带电压。
41.由于多条电机线30之间相对固定，且电机线30或导电块20中的一者固设于转轴10，因此在转轴10转动过程中，电机线30能够相对于导电块20转动，从而与导电块20电连接或脱离，从而使得电机线30所带电压随转轴10的转动而改变。
42.可以理解的是，根据步进电机触发不同运动时各电机线30所带的电压，通过对导电块20的个数、导电块20对应转轴10的弧度、导电块20之间的间隔角度及/或电机线30之间的间隔角度等参数进行设计，能够使得转轴10在转动过程中，各电机线30所带电压为控制步进电机进行不同运动时所需的电压，从而能够通过物理方式(即通过转轴10的转动)完成对步进电机的控制。
43.相较于将电机线30连接至驱动器以形成驱动电路，并通过相应的驱动算法来控制步进电机的控制方式，本技术的电机控制结构省去了复杂的驱动电路以及驱动算法设计过程，降低了电机控制结构的成本；同时仅需要转动转轴10即可完成对步进电机的控制，学习成本更低，便于使用者上手。
44.由于使用者可以手动完成对步进电机的控制，且控制过程直观简便，适合应用于汽车部件的调节，例如汽车后视镜调节等；当然，本技术的电机控制结构也可适合应用于其他一些使用者不具备步进电机相关专业知识的场景。
45.可以理解的是，图3所示的实施例中，电机线30固设于转轴10，转轴10转动能够带动电机线30相对于导电块20转动；图4所示的实施例中，导电块20固设于转轴10，转轴10转动能够带动导电块20相对于电机线30转动。
46.在一些实施例中，电机控制结构还包括传动组件，传动组件可以为传动皮带、蜗轮蜗杆等传动机构，从而能够通过传动组件，将操作者的转动输入传递至转轴10处；传动组件也可以为大小齿轮等传动机构，从而能够达到调节传动比，增加泛用性的效果；此外，传动组件也可以为齿轮齿条等传动机构，能够将直线运动转换为转动，从而能够通过直线运动控制步进电机的运动；当然传动组件也可以为其他常用的传动机构，本技术在此不做限定。
47.请结合图3和图4所示，在一些实施例中，电机控制结构包括以转轴10为中心周向设置的多个导电块20，部分导电块20带有高电压，其余部分导电块20带有低电压；这里的高电压与低电压，指按照步进电机运动时序驱动步进电机运动时，各电机线30上所需带有的电压。
48.将多个导电块20以转轴10为中心周向设置，指当电机线30相对于导电块20以转轴10为中心转动至其中一个导电块20所对应的圆心角范围内时，电机线30与该导电块20电连接；反之，当电机线30转动至离开该导电块20所对应的圆心角范围内时，电机线30与该导电块20脱离。
49.由于部分步进电机在不同运动时序下，其电机线30上所带电压会在高电压与低电压之间切换，通过不同电机线30带有高电压或低电压以区分出各个运动时序，以实现可控的驱动步进电机运动。本技术中，通过使部分导电块20带有高电压，其余部分导电块20带有低电压，能够满足此部分步进电机的电机线30所带电压随运动时序在高、低电压之间变换的需求，从而增加本技术的电机控制结构的泛用性。
50.请结合图3和图4所示，在一些实施例中，部分或所有导电块20以转轴10为中心周向间隔设置，相邻的导电块20之间形成间隔部21。
51.可以理解的是，当电机线30相对于导电块20以转轴10为中心转动至间隔部21所对应的圆心角范围内时，即电机线30与导电块20脱离，此时该电机线30不带电压。
52.由于部分步进电机在不同运动时序下，其电机线30上所带电压会在高电压、低电压以及无电压之间切换，从而通过不同电机线30带有高、低或无电压以区分出各个运动时序，从而实现可控的驱动步进电机运动；而通过在将导电块20间隔设置，能够满足此类步进电机的控制需求，进一步增加本技术的电机控制结构的泛用性。
53.请结合图1、图3以及图4所示，在一些实施例中，步进电机包括四条电机线30，四条电机线30呈十字形，且每一电机线30均沿转轴10的径向方向设置；电机控制结构包括两个导电块20，其中一个导电块20带有高电压，另一个导电块20带有低电压，以电机线30为中心，每一导电块20对应的圆心角为135度，两个导电块20之间形成两个间隔部21，每一间隔部21对应的圆心角为45度。
54.可以理解的是，以转轴10为中心的圆周可分为八个区域，每一区域以转轴10为中心对应的圆周角为45
°
，其中两个导电块20均对应三个区域，两个间隔部21均对应一个区域，因此其中一根电机线30相对于导电块20以转轴10为中心转动的过程中，会循环经过上述八个区域，而该电机线30所带电压，会以高-高-高-无-低-低-低-无的顺序循环。
55.此外，由于四条电机线30呈十字形，相邻两条电机线30之间的夹角为90
°
，因此相邻两个电机线30之间间隔两个区域，例如：当其中一个电机线30所带电压按照高-高-高-无-低-低-低-无的顺序循环时，沿其顺时针方向相邻的电机线30，其所带电压会按照高-无-低-低-低-无-高-高的顺序循环。
56.对比图1能够发现，四条电机线30的电压循环顺序，与图1中步进电机按运动时序被驱动时各电机线30所带的电压循环顺序相同；因此，通过上述结构设计，能够通过转轴10转动带动电机线30相对于导电块20转动，以实现对图1所对应的步进电机的控制。
57.请参考图5所示，在一些实施例中，电机控制结构包括一个绕转轴10设置的导电块20，导电块20对应的圆心角小于360度。
58.由于导电块20对应的圆心角小于360度，因此导电块20围绕转轴10存在间隙；其中当电机线30转动至导电块20所对应的圆心角范围时，电机线30与导电块20电连接，电机线30带电压；当电机线30转动至间隙位置时，电机线30与导电块20脱离，电机线30不带电压。
59.因此，对于部分电机线30所带电压需要随运动时序在有、无电压之间变换的步进电机，通过设置一个对应圆心角小于360度的导电块20能够满足此类步进电机的控制需求，从而进一步增加本技术电机控制结构的泛用性。
60.请结合图2和图5所示，在一些实施例中，步进电机包括四条电机线30以及一条高压线(图未示)，高压线与转轴10电连接，四条电机线30呈十字形，且每一转动段31均沿转轴10的径向方向设置；转轴10带有高电压，导电块20带有低电压，以转轴10为中心，导电块20对应的圆心角为135度。
61.可以理解的是，高压线与转轴10电连接，转轴10带高电压，因此高压线在转轴10转动过程中，始终带有高电压。
62.其次，以转轴10为中心的圆周可分为八个区域，每一区域以转轴10为中心对应的
圆周角为45
°
，其中导电块20对应三个区域，导电块20的间隔对应五个区域，因此其中一根电机线30相对于导电块20以转轴10为中心转动的过程中，会循环经过上述八个区域，而该电机线30所带电压，会以低-低-低-无-无-无-无-无的顺序循环。
63.此外，由于四条电机线30呈十字形，相邻两条电机线30之间的夹角为90
°
，因此相邻两个电机线30之间间隔两个区域，例如：当其中一个电机线30所带电压按照低-低-低-无-无-无-无-无的顺序循环时，沿其顺时针方向相邻的电机线30，其所带电压会按照低-无-无-无-无-无-低-低的顺序循环。
64.对比图2能够发现，高压线以及四条电机线30的电压循环顺序，与图1中步进电机按运动时序被驱动时高压线以及各电机线30所带的电压循环顺序相同；因此，通过上述结构设计，能够通过转轴10转动带动电机线30相对于导电块20转动，以实现对图1所对应的步进电机的控制。
65.请结合图6和图7所示，在一些实施例中，电机线30包括转动段31以及电刷段32，转动段31一端固定于转轴10，且能够与随转动与导电块20电连接或脱离，电刷段32一端与转轴10相抵且电连接，另一端连接于步进电机。
66.通过将电机线30分为转动段31以及电刷段32，能够有效避免电机线30在转轴10的带动下转动，导致相互缠绕的情况发生。
67.具体的，电刷段32与步进电机连接，在转轴10转动过程中，电刷段32始终与转轴10相抵，且不会随转轴10一同转动；转动段31固定于转轴10，能够随转轴10的转动与导电块20电连接或脱离，当转动段31与导电块20电连接时，导电块20的电压能够通过转动段31传递至转轴10，并通过与转轴10相抵的电刷段32传递至步进电机。
68.这里，通过转动段31以及转轴10起到了中继的效果，将导电块20的电压先传递至转轴10，再通过电刷段32将转轴10上的电压传递至步进电机，由于各电刷段32不会发生转动，因此能够有效避免电机线30缠绕的情况发生。
69.请参考图6所示，在一些实施例中，沿着转轴10的轴线方向，转轴10包括多个层叠设置的导电部11，每一电机线30与一个导电部11连接，其中，转动段31固设于导电部11的外周壁，电刷段32与导电部11的外周壁相抵，且电刷段32与对应的转动段31沿转轴10的轴线方向交错。
70.通过将电刷段32与对应的转动段31沿转轴10的轴线方向交错，能够避免转动段31在转动过程中与电刷段32相互缠绕的情况发生。
71.在一些实施例，各个导电部11之间相互绝缘，以避免电机线30之间相互短路。
72.请参考图7所示，在一些实施例中，沿着转轴10的径向方向，转轴10包括多个同心设置的导电部11，每一电机线30与一个导电部11连接，其中，各转动段31均固设于转轴10的一侧端面，电刷段32均与转轴10的另一侧端面相抵。
73.通过将电刷段32与对应的转动段31分别设置于转轴10沿自身轴线方向的两个端面，同样能够避免转动段31在转动过程中与电刷段32相互缠绕的情况发生。
74.请参考图3所示，在一些实施例中，导电块20呈扇环形，且以转轴10的轴线为中心，各导电块20位于同一圆周；以保证在转轴10转动并带动电机线30或导电块20相对于另一者转动的过程中，当电机线30进入导电块20所对应的圆心角范围内时，电机线30势必与导电块20电连接，反之，当电机线30离开导电块20所对应的圆心角范围内是，电机线30势必与该
导电块20脱离；以便于控制电机线30与导电块20之间的通断关系。
75.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
76.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。