摇杆控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及机械控制装置领域，具体涉及一种摇杆控制系统，包括一个摇杆及一个三维控制平台，所述摇杆包括三个分别用于采集X轴、Y轴和Z轴位移变化信息的位移传感器；该系统还包括一个控制单元。本实用新型的摇杆控制系统，通过采集摇杆在X轴、Y轴、Z轴方向的位移状态的模拟电压信号转换为数字信号，发送给单片机，由单片机控制及改变三维控制平台在三维空间内的精确运动，使三维控制平台运动精确、响应及时、运行平稳；同时具有操作简单、灵敏度高的优点。
【专利说明】摇杆控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械控制装置领域，具体涉及一种摇杆控制系统。
【背景技术】
[0002]半导体激光器在焊接工件的过程中需要对准工件，采用三维控制平台对半导体激光器进行对准，目前，三维控制平台主要采用运动控制板卡对其运动进行控制，操作繁琐、灵敏度低；因此，出现了通过操作摇杆的偏转或旋转来控制三维平台运动的方式，进而控制半导体激光器对准工件进行焊接，三维控制平台运行的平稳定及响应程度会受到摇杆控制系统的影响，如迅速控制三维控制平台的转向，再如控制的及时性或控制的精确度。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种摇杆控制系统，操作简单、灵敏度高；同时，三维控制平台运动精确、响应及时、运行平稳。
[0004]本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现:
[0005]一种摇杆控制系统，包括一个摇杆及一个三维控制平台，所述摇杆包括三个分别用于采集X轴、Y轴和Z轴位移变化信息的位移传感器；该系统还包括一个控制单元，包括第一接口电路、模数转换电路、单片机和第二接口电路，所述三个位移传感器分别与所述第一接口电路连接，所述模数转换电路分别与所述第一接口电路和所述单片机连接，所述单片机通过第二接口电路与所述三维控制平台连接。
[0006]优选地，所述位移传感器为电位器式机械位移传感器。
[0007]优选地，所述控制单元还包括一用于将所述摇杆的X轴、Y轴和Z轴位移变化信息进行功率放大及调整的功率转换电路，分别与所述第一接口电路和所述模数转换电路连接。
[0008]优选地，所述功率转换电路为比较运算放大电路。
[0009]优选地，所述控制单元还包括一用于对模数转换电路输出的数字信号进行数字处理的滤波电路，所述滤波电路分别与所述模数转换电路和所述单片机连接。
[0010]优选地，所述三维控制平台设有X方向、Y方向、Z方向的用于防止机械碰撞的限位传感器。
[0011]优选地，所述控制单元还包括一为模数转换电路提供基准电压的稳压电路。
[0012]优选地，所述三维控制平台上设有一激光焊接夹具，所述三维控制平台控制所述激光焊接夹具的位移。
[0013]优选地，所述控制单元还设有一用于将所述摇杆的转向状态信号发送给所述单片机的转向信号处理电路。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型的摇杆控制系统，通过采集摇杆在X轴、Y轴、Z轴方向的位移状态的模拟电压信号转换为数字信号，发送给单片机，由单片机控制及改变三维控制平台在三维空间内的精确运动，使三维控制平台运动精确、响应及时、运行平稳；同时具有操作简单、灵敏度高的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例1的摇杆控制系统的结构框图；
[0016]图2是本实用新型实施例1的摇杆控制系统的控制单元的结构框图；
[0017]图3是本实用新型实施例1的摇杆控制系统的第一接口电路的电路图；
[0018]图4是本实用新型实施例1的摇杆控制系统的模数转换电路的电路图；
[0019]图5是本实用新型实施例1的摇杆控制系统的单片机的电路图；
[0020]图6是本实用新型实施例1的摇杆控制系统的第二接口电路的电路图；
[0021]图7是本实用新型实施例2的摇杆控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]本实用新型实施例提供了一种摇杆控制系统，包括一个摇杆及一个三维控制平台，所述摇杆包括三个分别用于采集X轴、Y轴和Z轴位移变化信息的位移传感器；该系统还包括一个控制单元，包括第一接口电路、模数转换电路、单片机和第二接口电路，所述三个位移传感器分别与所述第一接口电路连接，所述模数转换电路分别与所述第一接口电路和所述单片机连接，所述单片机通过第二接口电路与所述三维控制平台连接。
[0024]具体地，本实用新型的摇杆控制系统，通过采集摇杆在X轴、Y轴、Z轴方向的位移状态的模拟电压信号转换为数字信号，发送给单片机，由单片机控制及改变三维控制平台在三维空间内的精确运动，使三维控制平台运动精确、响应及时、运行平稳；同时具有操作简单、灵敏度高的优点。
[0025]实施例1
[0026]本实用新型实施例1提供了一种摇杆控制系统，如图1所示，该系统包括:摇杆1、三维控制平台2和控制单元3，其中，摇杆I包括三个分别用于采集X轴、Y轴、Z轴位移变化信息的位移传感器，分别为第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，在本实施例中，位移传感器优选为电位器式机械位移传感器。摇杆I可以通过前、后、左、右及旋转等移动来控制三维控制平台2的运动；控制单元3采集摇杆I的位移变化信息，按照设定的编码规则对该信息进行处理，产生控制信号发送给三维控制平台2，以控制其运动。在本实施例中，摇杆I的X轴、Y轴、Z轴位移变化信息用来作为三维控制平台2的驱动信号。
[0027]请参阅图2所示，为本实施例的摇杆控制系统的控制单元的硬件框架图，该控制单元3包括第一接口电路31、功率转换电路35、模数转换电路32、滤波电路36、单片机33、第二接口电路34及转向信号处理电路37。
[0028]摇杆I的第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器与控制单元3通过第一接口电路31相连接，图3所示为本实施例中第一接口电路31的一个较佳实施方式，在摇杆I控制三维平台2在三维空间内运动的过程中，该摇杆I在X轴、Y轴、Z轴上的位移变化信息由以上三个位移传感器转换为变化的模拟电压信号，该三个模拟电压信号可能比较弱，同时由于三个位移传感器的参数差异会导致输出模拟电压数值不一致。功率转换电路35连接第一接口电路31，接收摇杆I在三个轴上产生的所述三个模拟电压信号并对所接收的模拟电压信号进行功率放大及调整。该功率放大器优选为比较运算放大器。
[0029]模数转换电路32分别连接上述功率转换店里35和滤波电路36。模数转换电路32将上述经过功率放大及调整的模拟信号转换为数字信号发送给滤波电路36进行滤波处理，滤波电路36将滤波处理后的数字信号发送给单片机33。图4所示为本实施例的模数转换电路的一个较佳的实施方式，模数转换电路32还包括一个为其提供基准电压的稳压电路。
[0030]转向信号处理电路37连接摇杆I和单片机33，采集摇杆I的X轴、Y轴、Z轴方向上的三个转向信号，用来表示摇杆I的转向，进一步增加摇杆控制的灵敏度、精确性和运行平稳性，例如:转向信号处理电路37可以设置三个转向标志分别表示X轴、Y轴、Z轴上的转向是否发生，发生了用“I”表示，未发生用“O”表示。该转向信号处理电路37将采集到的转向信号发送给单片机33。
[0031]单片机33将接收的三个轴上的位移变化的数字信号和转向信号按照设定的编码规则进行编码对上述信号进行处理，将位移变化的数字信号和转向信号转化为控制信号提供给三维控制平台2。图5所示为本实施例的单片机33的一个较佳的实施方式。
[0032]控制单元3的单片机33通过第二接口电路34与三维控制平台2连接，图6所示为本实施例的第二接口电路34的电路图，第二接口电路包括6个接口，分别传送X轴、Y轴、Z轴的位移信号和转向信号共六个信号。
[0033]三维控制平台2上设有一激光焊接夹具，所述三维控制平台控制所述激光焊接夹具的位移。
[0034]本实施例的摇杆控制系统，通过采集摇杆在X轴、Y轴、Z轴方向的位移状态的模拟电压信号转换为数字信号，发送给单片机，由单片机控制及改变三维控制平台在三维空间内的精确运动，使三维控制平台运动精确、响应及时、运行平稳；同时，本实施例的摇杆控制信号还通过转向信号处理电路将X轴、Y轴、Z轴上的转向信号发送给单片机，进一步增加了三维控制平台运行的灵敏度、精确度及运行平稳性；本实施例的摇杆控制系统还具有操作简单、灵敏度高的优点。
[0035]实施例2
[0036]本实用新型实施例2提供了一种摇杆控制方法，用实施例1的摇杆控制系统进行摇杆控制，如图7所示，该方法包括:
[0037]步骤S201，配置三维控制平台与单片机之间的信号传送的编码规则；
[0038]步骤S202，采集摇杆的位移变化的模拟电压信号及摇杆的转向信号；
[0039]步骤S203，对上述模拟电压信号进行功率放大及调整；
[0040]步骤S204，将放大调整后的模拟电压信号转换为数字信号，并进行滤波处理；
[0041]步骤S205，将转向信号及滤波处理的数字信号发送给单片机，单片机按照设定的编码规则生成控制信号；
[0042]步骤S206，将控制信号发送给摇杆所控制的三维控制平台。
[0043]以上所述本实用新型的【具体实施方式】，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种摇杆控制系统，包括一个摇杆及一个三维控制平台，其特征在于，所述摇杆包括三个分别用于采集X轴、Y轴和Z轴位移变化信息的位移传感器；该系统还包括一个控制单元，包括第一接口电路、模数转换电路、单片机和第二接口电路，所述三个位移传感器分别与所述第一接口电路连接，所述模数转换电路分别与所述第一接口电路和所述单片机连接，所述单片机通过第二接口电路与所述三维控制平台连接。
2.根据权利要求1所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述位移传感器为电位器式机械位移传感器。
3.根据权利要求1所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括一用于将所述摇杆的X轴、Y轴和Z轴位移变化信息进行功率放大及调整的功率转换电路，分别与所述第一接口电路和所述模数转换电路连接。
4.根据权利要求3所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述功率转换电路为比较运算放大电路。
5.根据权利要求1所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括一用于对模数转换电路输出的数字信号进行数字处理的滤波电路，所述滤波电路分别与所述模数转换电路和所述单片机连接。
6.根据权利要求1所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述三维控制平台设有X方向、Y方向、Z方向的用于防止机械碰撞的限位传感器。
7.根据权利要求1所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括一为模数转换电路提供基准电压的稳压电路。
8.根据权利要求1所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述三维控制平台上设有一激光焊接夹具，所述三维控制平台控制所述激光焊接夹具的位移。
9.根据权利要求1所述的摇杆控制系统，其特征在于，所述控制单元还设有一用于将所述摇杆的转向状态信号发送给所述单片机的转向信号处理电路。
【文档编号】B23K26/08GK203422666SQ201320566780
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】杨林, 李曦, 黄海胜 申请人:武汉洛芙科技有限公司