一种变速巡航自动旋转餐桌及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动旋转餐桌，特别是一种变速巡航自动旋转餐桌及其控制方法。
【背景技术】
[0002]现有旋转餐桌一般采用遥控或在桌面下安装开关控制，其巡航速度只有一个，SP要么按规定的速度运行，要么停止，当然有的还带有正反转功能。现有的自动旋转餐桌可参考说明书附图图1，其中1-旋转桌面板，2-固定桌面板，3-餐桌支架。
[0003]作为自动旋转餐桌，其为人们聚会就餐提供了一定的便利，但在使用时总会感觉一种速度并不能满足使用要求，如服务员在上菜或需要把已被吃光的盘子端掉时，可能就需要更快的旋转速度来满足工作需要。另外客人在使用时有时需要在不同的速度之间切换运行，若仅使用遥控或在桌面下安装开关可能只方便附近的人操作，而稍远一点的客人便不能操作。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题为:通过速度反馈控制实现自动旋转餐桌的变速巡航，使得餐桌周围的每个人都能有同等的机会驱动旋转餐桌，且旋转餐桌能够根据驱动力改变现有速度。
[0005]本发明采取的技术方案具体为:一种变速巡航自动旋转餐桌，包括旋转桌面板以及驱动旋转桌面板旋转的驱动电机；其特征是，还包括控制器，驱动电机的输出轴与旋转桌面板之间还设置有扭力传感器、电磁离合器、驱动轴和旋转编码器；
旋转编码器安装在旋转桌面板上；驱动轴一端连接旋转编码器，另一端与驱动电机的输出轴通过电磁离合器连接；扭力传感器同轴连接驱动电机的输出轴；
电磁离合器及驱动电机的控制输入端分别连接控制器；
扭力传感器的输出端连接控制器，以传输触点状态信号，控制器根据触点状态信号控制电磁离合器的分离或闭合；
旋转编码器的输出端连接控制器，以传输旋转桌面板的旋转速度信息，控制器根据旋转速度信息控制驱动电机的转速变化。
[0006]本发明中控制器可采用现有微控制器芯片，如单片机、PLC等，电磁离合器、扭力传感器、旋转编码器皆为现有产品。在应用时，当无外力驱动时，控制器可控制旋转桌面版在驱动电机的驱动下以一个定速旋转；而每当遇到食客外力驱动时，扭力传感器即采集到扭力信号。扭力传感器即现有的扭力开关，其具有一个极限扭力(矩)，设有常开触点与常闭触点，其输出端可输出两个触点的状态信号；当此扭力大于扭力传感器的极限扭矩，则常开触点闭合与常闭触点断开，则扭力传感器的此时控制器可控制离合器触点分离，断开驱动电机对驱动轴的驱动力，使得旋转桌面板能够在食客外力的作用下旋转，即按照食客所期望的速度旋转。与此同时，旋转编码器采集并反馈旋转桌面板的转速信息，控制器根据此转速信息调整驱动电机的转速及方向。直至扭力消失或减小到低于极限扭力(矩)，则常开触点与常闭触点复位，即可由控制器控制电磁离合器触点恢复，使得旋转桌面板在调整后的驱动电机驱动速度下旋转；若外力控制旋转桌面板不转，则旋转编码器反馈的速度为O，控制器也将控制驱动电机不再旋转；只需外力再次驱动旋转桌面板按照想要的速度转动即可重新启动。本发明的旋转餐桌可以以食客所能驱使的任意旋转速度巡航，以满足食客需要。
[0007]进一步的，本发明还包括电机驱动模块，电机驱动模块包括AD转换单元和变频器，控制器依次经AD转换模块和变频器，连接驱动电机控制输入端。AD转换器接收控制器输出的数字信号的速度信息，转换为模拟信号输出给变频器，则驱动电机的转速将变化为新的速度。本发明驱动电机可采用交流异步减速电机。
[0008]本发明还包括电源模块，控制器采用PLC控制器，电源模块由交流电源和直流电源组成，交流电源为PLC控制器和变频器供电，直流电源为旋转编码器，扭力传感器，电磁离合器线圈供电。具体的，本发明电源模块可由交流220v电源、交流380V电源和直流24v电源组成，交流220v电源为PLC控制器供电，交流380V电源为变频器供电，直流24V电源可由交流220V电源经AC-DC开关电源获得，进而为旋转编码器，扭力传感器，电磁离合器线圈供电。
[0009]由于电磁离合器线圈工作电流较大，如果由PLC的控制输出端直接为电磁离合器线圈供电，则很容易烧坏PLC控制器端口，由此，本发明还包括中间继电器，中间继电器的线圈连接在PLC控制器的信号输出端与直流电源之间；电磁离合器线圈串接中间继电器的辅助常开触点后并接直流电源；直流电源的负极连接PLC控制器的电源公共端。
[0010]更进一步的，本发明还包括常开的启动按钮以及常闭的停止按钮，启动按钮和停止按钮分别连接在PLC控制器的信号输入端口与直流电源之间。
[0011]基于上述变速巡航自动旋转餐桌的控制方法包括以下步骤:
1.定义旋转桌面板的初始转速，控制器控制驱动电机以初始转速驱动旋转桌面板旋转；同时控制器获取扭力传感器输出的触点状态信号；
2.当旋转桌面板所受外部扭转力导致扭力传感器所受扭矩大于其极限扭矩时，扭力传感器内常开触点闭合，常闭触点断开，则控制器控制电磁离合器触点分离，使得驱动电机的输出轴与驱动轴断开连接，旋转桌面板可随外部扭转力转动；
3.控制器通过旋转编码器获取旋转桌面板的反馈转速，然后控制驱动电机以反馈转速运行；
4.当外部扭转力消失，使得扭力传感器触点复位时，控制器控制电磁离合器触点闭合，使得驱动电机的输出轴与驱动轴重新连接，旋转桌面板在驱动电机的驱动下以反馈转速运行。
[0012]进一步的，上述方法还包括步骤:
5.定义新转速维持时间，当旋转桌面板以反馈转速转动的时间超过新转速维持时间时，控制器控制驱动电机以初始转速驱动旋转桌面板运行。本发明中，初始转速可设置为5转/分钟，比较适合常规食客需要；新转速维持时间可设置为30秒，当旋转桌面板以新转速转动维持30s内，无新的外力作用，则自动减速至初始转速旋转。
[0013]本发明的有益效果为:通过扭力传感器感应食客对旋转桌面板的速度改变需求，从而断开驱动电机对旋转桌面板的旋转驱动，使得外力能够随意转动桌面；然后再通过旋转编码器获取与反馈旋转桌面板受外力驱使后的转速，根据此转速调整电机的驱动转速并输出。本发明结构较为精简，同时利用本发明的控制方法可保证旋转桌面板能够随时响应食客的转速需求，同时桌面板的转动及速度切换过程平稳。
【附图说明】
[0014]图1所示为旋转餐桌结构示意图；
图2所示为本发明安装结构示意图；
图3所示为本发明控制电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图和具体实施例进一步描述。
[0016]结合图1至图3，本发明的变速巡航自动旋转餐桌，包括旋转桌面板2以及驱动旋转桌面板2旋转的驱动电机6 ;还包括控制器10，驱动电机6的输出轴与旋转桌面板2之间还设置有扭力传感器7、电磁离合器8、驱动轴5和旋转编码器4 ;旋转编码器4安装在旋转桌面板2上；驱动轴5 —端连接旋转编码器4，另一端与驱动电机6的输出轴通过电磁离合器8连接；扭力传感器7固定于驱动电机6的输出轴上；电磁离合器8及驱动电机6的控制输入端分别连接控制器10 ;扭力传感器7的输出端连接控制器10，以传输扭力传感器内部触点状态信号，控制器10根据触电状态信号控制电磁离合器8的分离或闭合；旋转编码器4的输出端连接控制器10，以传输旋转桌面板2的旋转速度信息，控制器10根据旋转速度信息控制驱动电机6的转速变化，从而使得旋转桌面板以食客所需的新速度旋转。
实施例
[0017]请参考图3，本发明控制器采用现有PLC控制器，电磁离合器、扭力传感器、旋转编码器皆为现有技术，驱动电机采用交流异步减速电机。
[0018]本实施例还包括电机驱动模块，电机驱动模块包括AD转换单元11和变频器12，控制器10依次经AD转换模块11和变频器12，连接驱动电机6的控制输入端。AD转换器11接收控制器10输出