一种电动升降桌的初始高度识别方法与流程

本发明属于升降装置技术领域，涉及一种电动升降桌的初始高度识别方法。

背景技术：

电动升降桌是一种通过升降立柱进行升降的桌子，升降立柱通过控制系统进行升降控制，而在电动升降桌进行升降操作时，必须使控制系统识别升降桌当前的高度，以确保升降立柱在其行程范围内运行。

现有技术的电动升降桌识别初始高度的方案采用的是将升降桌运行到最低点或者最高点，将该位置标定为升降立柱的初始点，从而完成升降桌初始高度的识别，该方式的缺点是升降桌必须运行到一个能将电机停止转动的位置，该位置往往在最低点或者最高点，极容易压到桌子下方的柜子或上方的窗台等物体，存在安全隐患。另外，如果是采用机械的方式停止电机转动，需要在最低点或最高点使电机堵转，而在直流电机高速转动时，突然堵转将会对电机寿命造成影响，并且堵转电流偏大也会对电机本身造成较大不良影响；如果是采用电子的方式停止电机转动，需要在最低点或最高点设置限位开关，从而切断电机回路，该方案除了对限位开关寿命有要求外，限位开关切断电机回路时瞬间产生的电磁干扰也会对电动升降桌上的其它电器元件件产生不良影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种电动升降桌的初始高度识别方法，解决现有的电动升降桌进行初始高度识别时存在安全隐患并且会导致电机或电器元件损耗的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种电动升降桌的初始高度识别方法，该电动升降桌上设有超声波测距器以及与超声波测距器相连的控制系统，所述的初始高度识别方法包括以下步骤：

步骤一，控制系统进入复位状态后，向超声波测距器发送请求指令；

步骤二，超声波测距器接收到请求指令后，向地面发射超声波，生成高度值，并将高度值反馈给控制系统；

步骤三，控制系统如果在设定时间内接收到超声波测距器的高度值反馈，则向超声波测距器发送检测指令；

步骤四，超声波测距器接收到检测指令后，生成多个高度测试值，并对高度测试值进行数值筛选，得到高度检测值；

步骤五，超声波测距器检测当前环境温度，并根据当前环境温度，对高度检测值进行温度补偿，得到初始高度值，并将初始高度值发送至控制系统；

步骤六，控制系统接收到初始高度值后，对电动升降桌的初始高度进行设置。

进一步的，所述步骤四中的数值筛选方法包括以下步骤：

步骤S1：超声波测距器进行m次测试，每次测试向地面发射n次超声波，生成n个测试值；

步骤S2：超声波测距器在每次测试时，将n个测试值从小到大或者从大到小的顺序进行排列，滤除最大值和最小值，并将剩余的测试值求平均值，得到平均值X₁、X₂…X_m；

步骤S3：超声波测距器将平均值X₁、X₂…X_m进行比较，取中间值作为高度检测值。

进一步的，所述步骤四中的数值筛选方法包括以下步骤：

步骤S1：超声波测距器进行m次测试，生成m个测试值；

步骤S2：超声波测距器将m个测试值求平均值，得到高度检测值。

进一步的，在步骤二之后，还包括：

步骤七，控制系统如果在设定时间内没有接收到超声波测距器的高度值反馈，则控制电动升降桌运行至最低点或最高点；

步骤八，通过设置在电动升降桌上的传感器或者限位开关获取电动升降桌的位置信息，并将位置信息发送至控制系统；

步骤九，控制系统接收到位置信息后，对电动升降桌的初始高度进行设置。

本发明的有益效果为：

1、本发明的升降桌在任意高度都可以通过超声波测距器检测升降桌的高度，因此，操作人员在操作升降桌时，升降桌中的升降立柱不再需要运行至最低点或最高端来完成初始高度的识别，使得升降桌的运行过程更加安全，另外，升降立柱的电机不再需要发生堵转，也不需要在升降立柱的最低点或最高端设置限位开关，因此，升降桌进行初始高度识别的过程不会造成电机或电器元件的损耗；

2、由于超声波测距器和控制系统处理信号的速度很快，步骤一至步骤六所进行的初始高度识别过程用时很短，能够在1秒内完成，节省了初始高度识别的时间，也有利于提高用户体验；

3、超声波测距器除了对高度值多次采样计算外，针对超声波在空气中传播时的特点，还引入了温度补偿功能，使高度检测更加精确；

4、超声波测距模块仅在接收到控制系统的请求指令后进行后续的高度值检测工作，在完成升降桌的初始高度识别后便不再发射超声波，因此，初始高度识别过程的能耗非常低。

本发明的具体技术效果将在具体实施方式中予以进一步说明。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步描述：

图1是本发明中电动升降桌的俯视图；

图2是本发明实施例一提供的初始高度识别方法的流程示意图一；

图3是本发明实施例一提供的初始高度识别方法中步骤四的流程示意图二；

图4是本发明实施例二提供的初始高度识别方法中步骤四的流程示意图三；

图5是本发明实施例三提供的初始高度识别方法的流程示意图四；

图6是本发明初始高度识别方法的简要示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种电动升降桌，包括桌板1、驱动桌板1升降的升降立柱2以及对升降立柱2进行升降控制的控制系统，该电动升降桌上设有超声波测距器3，超声波测距器3和控制系统中均设有单片机，超声波测距器3与控制系统相连，指的是，超声波测距器3中的单片机与控制系统中的单片机通过通讯协议进行通讯。在本实施例中，超声波测距器3安装于桌板1的下底面，超声波测距器3的测试口朝向底面，超声波测距器3通过从测试口向地面发出超声波并接收反射波，从而获取升降桌的当前高度值。

如图2所示，针对该电动升降桌，本发明提供了一种电动升降桌的初始高度识别方法，包括以下步骤：

步骤一，控制系统进入复位状态后，向超声波测距器发送请求指令；

步骤二，超声波测距器接收到请求指令后，向地面发射超声波，生成高度值，并将高度值反馈给控制系统；

步骤三，控制系统如果在设定时间内接收到超声波测距器的高度值反馈，则向超声波测距器发送检测指令；

步骤四，超声波测距器接收到检测指令后，生成多个高度测试值，并对高度测试值进行数值筛选，得到高度检测值；

步骤五，超声波测距器检测当前环境温度，并根据当前环境温度，对高度检测值进行温度补偿，得到初始高度值，并将初始高度值发送至控制系统；

步骤六，控制系统接收到初始高度值后，对电动升降桌的初始高度进行设置。

在步骤一中，控制系统进入复位状态，指的是电动升降桌在前一次升降操作结束后，控制系统便会进行复位操作，等待下一次升降操作。

在步骤二中，超声波测距器接收到请求指令后，便开始启动工作，生成一个高度值反馈给控制系统，通过步骤三中，控制系统是否在设定时间内接收到反馈的高度值，来判断超声波测距器连接是否正常。如果在设定时间内接收到超声波测距器的高度值反馈，则表示超声波测距器连接正常，控制系统就可以发送检测指令给超声波测距器，从而执行步骤四及后续的步骤，通过超声波检测器完成初始高度的识别。

电动升降桌在完成一次初始高度识别后，超声波测距器仅在接收到控制系统的下一次请求指令后，才会再次启动，因此，超声波测距器在完成升降桌的一次初始高度识别后便不再发射超声波，也就说超声波测距器进入了低功耗的待机模式，这样就可以使初始高度识别过程的能耗变的非常低。

在步骤四中，高度检测值是由多个高度测试值通过超声波测距器中的单片机进行数值筛选后生成的，如图3所示，在本实施例中，步骤四中的数值筛选方法包括以下步骤：

步骤S1：超声波测距器进行m次测试，每次测试向地面发射n次超声波，生成n个测试值；

步骤S2：超声波测距器在每次测试时，将n个测试值从小到大或者从大到小的顺序进行排列，滤除最大值和最小值，并将剩余的测试值求平均值，得到平均值X₁、X₂…X_m；

步骤S3：超声波测距器将平均值X₁、X₂…X_m进行比较，取中间值作为高度检测值。

在步骤S2中测试值先通过滤除最大值和最小值后，再取平均值，缩小了超声波测距器的检测误差。

在步骤S3中对步骤S2得到的一组平均值取中间值，则进一步缩小了超声波测距器的检测误差。其中步骤S3中取中间值指的取步骤S2得到的平均值的中位数，也就是说，当平均值的个数为奇数个时，将平均值由大到小或者由小到大排序后取正中间的一个数值作为中间值，而平均值的个数为偶数个时，将平均值由大到小或者由小到大排序后取正中间的两个数值的平均值作为中间值。

由此可见，超声波测距器通过步骤S1生成多个测试值，再通过步骤S2和步骤S3进行两次求均值，使得超声波测距器具有很低的检测误差，从而提高了电动升降桌的初始高度识别精度。

由于超声波在空气中的传播速度受到温度的影响，在不同的环境温度下，超声波测距器检测的高度值将产生较大误差，为了解决这个问题，在步骤五中，针对超声波在空气中传播时的特点，还引入了温度补偿功能，使高度检测更加精确。超声波温度补偿的具体的补偿计算设定是本领域技术人员熟知，因此，在本实施例中，不做展开赘述。

操作人员在操作升降桌时，电动升降桌通过执行步骤一至步骤六，便能使升降桌中的升降立柱不再需要运行至最低点或最高端来完成初始高度的识别，升降桌就可以避免压到桌板1底下的物品或者顶到桌板1上方的物品，使得升降桌的运行过程更加安全，另外，升降桌进行初始高度过程中，升降立柱的电机不再需要发生堵转，也不需要在升降立柱的最低点或最高端设置限位开关，因此，升降桌进行初始高度识别的过程不会造成电机或电器元件的损耗。

另外，由于超声波测距器和控制系统处理信号的速度很快，电器元件传输信号的速度也非常快，因此，步骤一至步骤六所进行的初始高度识别过程用时很短，能够在1秒内完成，节省了初始高度识别的时间，也有利于提高用户体验。

实施例二：

如图4所示，本实施例提供了另一种步骤四中的数值筛选方法，其包括以下步骤：

步骤S1：超声波测距器进行m次测试，生成m个测试值；

步骤S2：超声波测距器将m个测试值求平均值，得到高度检测值。

本实施例中提供的数值筛选方法相对实施例一中提供的数值筛选方法，数值筛选的处理过程更加简单，超声波测距器中的单片机计算所花费的时间更短，因此，能够更加快速的完成高度测试值的数值筛选得到高度检测值，进一步缩短电动升降桌初始高度识别的时间。

实施例三：

如图5所示，本实施例提供了另一种电动升降桌的初始高度识别方法，包括以下步骤：

步骤一，控制系统进入复位状态后，向超声波测距器发送请求指令；

步骤二，超声波测距器接收到请求指令后，向地面发射超声波，生成高度值，并将高度值反馈给控制系统；

步骤七，控制系统如果在设定时间内没有接收到超声波测距器的高度值反馈，则控制电动升降桌运行至最低点或最高点；

步骤八，通过设置在电动升降桌上的传感器或者限位开关获取电动升降桌的位置信息，并将位置信息发送至控制系统；

步骤九，控制系统接收到位置信息后，对电动升降桌的初始高度进行设置。

在步骤七中，控制系统如果在设定时间内没有接收到超声波测距器的高度值反馈，则表示超声波测距器连接不正常，在这种情况下，为了使电动升降桌仍能进行初始高度的检测，采用如背景技术中所提到的在电动升降桌上设置传感器或者限位开关，进行现有技术所采用的常规方式完成电动升降桌的初始高度识别，由于在电动升降桌实际使用过程中，超声波测距器连接不正常的情况较少发生，因此，采用这样的常规手段进行电动升降桌的初始高度识别不会导致电动升降桌中的电机或电器元件产生很大损耗且损耗几乎可以忽略不计，但具有这样的备选方案，可以在超声波测距器连接不正常时，仍能保证电动升降桌进行初始高度识别，继而进行升降操作，而不至于使电动升降桌停机。

为了便于理解本发明初始高度识别方法的实施过程，特提供了如图6所示的整个识别过程的简要流程图，图6中的电动升降桌进入初始化识别指的就是电动升降桌进入复位状态，而图6中判断超声波测距器连接是否正常时，如果控制系统在设定时间内接收到超声波测距器的高度值反馈，则判断结果为是，接下去便执行实施例一中的步骤三至步骤六，如果控制系统在设定时间内没有接收到超声波测距器的高度值反馈，则判断结果为否，选择常规方式识别初始高度，也就是执行实施例三种的步骤七至步骤九。

以上就本发明较佳的实施例做了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均属于本发明所附权利要求所定义的范围。