床体倾斜装置及床体倾斜的控制方法_2

文档序号:9896700阅读:来源:国知局

[0043]在床本体300与升降推杆200的连接处还设有一滑动凹槽,用于升降推杆200上下直线运动推动床本体300,其床本体300倾斜旋转具有缓存的空间。当升降推杆200上升时,参考图2,床本体300为正角度倾斜。当升降推杆200下降时,参考图3,床本体300为负角度倾斜。
[0044]参考图2和图3,当床本体300水平放置时(或者床本体300与升降推杆200相互垂直时),中心轴310到升降推杆200的距离为固定值,定义为第一尺寸,用字母a表示。第一尺寸a可以等效为三角模块的第一直角边a,可以通过测量尺测量出具体的参数值。当床本体300水平放置时(或者床本体300与升降推杆200相互垂直时),升降推杆200的高度定义为第二尺寸,用字母H表示,当升降推杆200上升或下降时,其上升或下降的行程定义为第三尺寸,用字母h表示。
[0045]第三尺寸h可以等效为三角模型的第二直角边h,可以通过主控器400检测得到。在构成的三角模型中,床本体300倾斜后的倾斜角Θ所对应的直角边为第二直角边h;已经第一直角边a、第二直角边h,根据三角函数中的正切与反切公式,就可以推导出倾斜角Θ的大小,即:tan9 = h/a; Θ = arc tan (h/a),即可实时计算出当前床本体300的倾斜角度Θ。
[0046]如图4所示的为床体倾斜装置的模块框架图,图中主控器400包括行程检测单元410、电机推杆驱动单元420和微处理单元430。其中,行程检测单元410与升降推杆200连接,用于检测升降推200的移动信号;电机推杆驱动单元420与升降推杆200连接,用于驱动升降推200的运动;微处理单元430分别与交互模块500、行程检测单元410、电机推杆驱动单元420通讯连接。微处理单元430控制电机推杆驱动单元420驱动电机推杆200运动,并根据行程检测单元410检测到的升降推杆200的移动信号,根据上述公式计算床本体300倾斜的角度。参考图1,主控器400内置于升降推杆200中,在其他实施例中,主控器400还可以放置在该床体倾斜装置中的其他合适的位置。
[0047]升降推杆200为电动升降推杆或气动升降推杆。在本实施例中,使用的为电动升降推杆。电动推杆又名直线驱动器,由电机推杆和控制装置等机构组成的一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置,以实现远距离控制、集中控制或自动控制。
[0048]其中升降推杆200与行程检测单元410配合使用,行程检测单元410为霍尔传感器、光电开关传感器、编码器或电位计。当升降推杆200上升或下降时,会有对应的脉冲输出或电压值的变化,被微处理器430检测并用来计算移动距离。
[0049]在本实施例中,行程检测单元410为霍尔传感器,可将线性型霍尔传感器置于中间,其磁感应强度为零,这个点可作为位移的零点,当霍尔传感器在Z轴上作ΛΖ位移时,传感器有一个电压输出,电压大小与位移大小成正比。假设升降推杆200每移动1mm,就会有1mv的电压变化,这样行程检测单元410就可以检测出升降推杆200的行程移动信号。
[0050]在其他实施例中,行程检测单元410可以为光电开关,利用光电开关中的光学元件,使光束在传播媒介中间发生变化;假设,升降推杆200每移动Imm,就会有I个脉冲输出;利用光束来反射物体;使光束发射经过长距离后瞬间返回,从而检测、判别物体的距离。由于霍尔传感器或光电开关传感器是非连续信号输出,当使用这类传感器检测行程时需要保存上一次关机前的当前位置。上述假设的信号值仅为了方便描述,实际升降推杆200移动Imm输出的脉冲数或电压变化值要根据升降推杆200的丝杆螺纹间距和行程检测单元410的个数或量程来定。
[0051]在其他实施例中,行程检测单元410可以是编码器,通过脉冲数准确反馈马达主轴转动圈数,从而精确计算电动推杆行程变化,实现精确控制的;行程检测单元410也可以为电位计,用来反馈电机电阻的大小,从而反映推杆所在的行程位置,最终达到控制推杆在行程中间任一位置停止的目的。
[0052]升降推杆驱动单元420与升降推杆200连接,用于对驱动升降推杆200,并管理升降控制信号。微处理单元430根据行程检测单元410的检测信号,计算出当前升降推杆200的移动距离h及床本体300的倾斜角度Θ。
[0053]主控器400还包括存储单元440,存储单元440为RAM(Random Access Memory)存储器或FLASH存储器;用于存储升降推杆200移动距离与床本体300倾斜角度一一对应关系表。升降推杆200移动距离h与床本体300倾斜角度Θ的对应关系满足三角函数关系,其中,升降推杆200的移动距离h为床本体倾斜角度Θ所对应的第二直角边h。鉴于,反正切计算在主控器400里运行起来非常耗资源,通过关系对应表将床本体300倾斜的角度和正切值一一对应的存储到主控器400里,正切值可以通过两条直角边的比值计算出来,有了正切值可以通过查表找到对应的倾斜角度,可更节省系统资源,效率高。
[0054]在上述床本体倾斜装置中,其关键点在于将床本体300与升降推杆200等效为三角模型,其中,中心轴310到升降推杆200的距离为固定值,定义为第一尺寸,用字母a表示。当升降推杆200上升或下降时,其上升或下降行程的移动距离定义为第三尺寸,用字母h表示。在构成的三角模型中,床本体300倾斜后的倾斜角Θ所对应的直角边为第二直角边h;已经第一直角边a、第二直角边h,根据三角函数中的正切与反切公式,就可以推导出倾斜角Θ的大小,即:tan9 = h/a; Θ = arc tan (h/a),即可实时计算出当前床本体300的倾斜角度Θ。
[0055]当床本体300水平时,也是床本体300倾斜为O度时的情况;当倾斜角度为正时,第二直角边h与倾斜角度Θ的关系为正,即第二直角边h越大,床本体300倾斜角度Θ越大;当倾斜角度Θ为负时,第二直角边h与倾斜角度Θ的关系为负,即第二直角边h越高,床本体300倾斜角度Θ越小。床本体300水平位置可通过光电开关或霍尔传感器等来检测得到,也可以不用传感器,通过出厂设置和校准来认为确定,上升或下降由主控器根据实际需要来控制。通过主控器400对控制升降推杆200的升降直线运动,带动床本体300的倾斜旋转,微处理单元430根据行程检测单元410的检测信号,计算出当前升降推杆200的移动距离h及床本体300的倾斜角度Θ。
[0056]在本实施例中,交互模块500包括显示单元510和控制单元520;显示单元510为液晶屏、数码管、LED显示屏或指针表盘中的至少一种;用于显示床本体300倾斜的角度。控制单元520为按键、飞梭或触摸屏中的一种;用于输入床本体300倾斜的目标角度,也具有人机交互的功能。参考图1,在本实施例中,交互模块500外挂在升降推杆200的顶端,在其实施例中,交互模块500还可以为了方便设置床本体300的倾斜角度和实时显示床本体300的倾斜角,设置在其他位置。
[0057]如图4所示的为床本体倾斜的控制方法流程图,包括如下步骤:
[0058]S100:预设床本体倾斜的目标角度,并将目标角度根据三角函数转换为正切值,并计算床本体倾斜角度Θ对应直角边的目标长度。
[0059]根据需求,在交互模块中的控制单元输入床本体300倾斜的目标角度,然后微处理单元430根据三角模型中的参数,通过三角函数的正切公式,计算出对应的正切值t = tan0。在三角模型中,正切公式为tan0 = h/a;中心轴310到升降推杆200的距离为固定值;也就是第一直角边a为已经值,上述正切值t = tan0也为已知量,由此就可以计算出床本
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