一种助爬器的电气控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种助爬器的电气控制系统，它包括控制单元、变频器、减速电机、接近传感器、旋钮电位器。控制单元作为控制中心，接收旋钮电位器的提升力矩设定信号和接近传感器的牵引绳运动状态信号，将这些信号通过控制程序处理后，生成并输出控制信息给变频器，由变频器驱动减速电机运转，从而带动牵引绳运动，使助爬器有五种工作状态，包括上升助力、停止、下降助力、自动回绳、自动上升，各种状态可自动切换。牵引绳的提升力矩可调节，攀爬过程中提升力恒定，牵引绳的速度会自适应攀爬者的速度，并可在任意位置调整方向，保证了攀爬者的安全和舒适性，且操作简单。
【专利说明】一种助爬器的电气控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种助爬器的电气控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，助爬器所采用的电气控制系统通常存在如下缺点:提升力矩不能由用户自己调节；在攀爬过程中，提升力会随攀爬速度变化而改变；牵引绳速度不能自适应攀爬者的速度；攀爬者不方便自动调整方向；操作方法较复杂，给攀爬者带来不舒适感。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有的助爬器电气控制系统所存在的技术问题，提供一种电气控制系统，保障攀爬者使用助爬器的安全和舒适性。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供了一种电气控制系统。该电气控制系统包括:控制单元、变频器、减速电机、接近传感器、旋钮电位器。
[0005]所述控制单元与变频器电连接，采用Modbus协议通过RS485接口通讯。控制单元接收旋钮电位器、接近传感器的信号，将这些信号通过控制程序处理后，输出控制指令给变频器。
[0006]所述变频器具有转矩控制模式，变频器接收控制单元的控制指令，驱动减速电机运转。
[0007]所述减速电机与变频器电连接，由变频器驱动减速电机运转。
[0008]所述接近传感器安装在减速电机输出轴附近，减速电机转动，带动牵弓I绳运动，接近传感器就会发出信号，通过与控制单元的电连接，接近传感器就可以将牵引绳的运动速度及运动方向信号反馈给控制单元。
[0009]所述旋钮电位器与控制单元电连接，攀爬者可通过调节旋钮电位器来设定助爬器牵引绳的提升力矩。
[0010]本实用新型提供一种助爬器的电气控制系统，其有益效果:控制单元通过接收接近传感器的信号，判断出牵引绳的运动速度及方向，从而控制变频器驱动减速电机运转，达到自动控制牵引绳的目的；牵引绳的提升力矩可通过旋钮电位器在30-50KG内调节；力矩设定好后，攀爬者在攀爬过程中，提升力将保持恒定；牵引绳的速度会自适应攀爬者的速度，并可在任意位置调整方向；本实用新型可以使助爬器有五种工作状态，包括上升助力、停止、下降助力、自动回绳、自动上升，各种状态可自动切换。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的电气原理框图；
[0012]图2是控制单元控制程序示意图；
[0013]附图部件及符号说明:
[0014]图1:1 一控制单兀；2—变频器；3—减速电机；4一接近传感器；5—旋钮电位器；6一电源转换部分；7—信号米集部分；8—信息处理部分；9一485通讯部分。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实用新型包括控制单元1、变频器2、减速电机3、接近传感器4、旋钮电位器5，其中控制单元I由电源转换部分6、信号采集部分7、信息处理部分8、485通信部分9组成。
[0016]控制单元I作为控制中心，由变频器2提供10VDC电源供电，电源转换部分6将10VDC供电电源转换成稳定5VDC电源，为信息采集部分7和信息处理部分8供电；信号采集部分7接收旋钮电位器5的提升力矩设定信号和接近传感器4的牵引绳运动状态信号，将这些信号输出给信息处理部分8 ;信息处理部分8根据这些信号，生成并输出控制信息；该控制信息通过485通信部分9发送给变频器2。
[0017]变频器2具有转矩控制模式，它接收控制单元I输出的控制信息，驱动减速电机3运转，减速电机3运转带动牵引绳运动。
[0018]减速电机3运转，安装在减速电机3输出轴附近的接近传感器4就可以将牵引绳的运动速度及方向信号发送给控制单元I。
[0019]攀爬者在使用助爬器前，先通过旋钮电位器5设定需要的提升力矩，然后只需要简单地动作就可以在助爬器牵引绳的拉动下，进行安全舒适的攀爬。
[0020]下面结合图1、图2，对本实用新型的程序控制原理加以说明。
[0021]1、接通电源后，助爬器进入准备状态，此时攀爬者通过旋钮电位器5设定好需要的提升力矩，攀爬者将安全带挂到牵引绳上。
[0022]2、如果攀爬者拉动牵引绳，但牵引绳运动速度小于程序中设定的启动速度，助爬器仍处于停止状态，以防止误动作。
[0023]3、如果攀爬者拉动牵引绳，当牵引绳运动速度大于程序中设定的启动速度，并且牵引绳运动方向向下时，此时，控制单元I向变频器2发送指令，使变频器2驱动减速电机3低速正转一段时间后，检测牵引绳的运动方向，如果牵引绳运动方向仍向下，则助爬器进入下降助力状态；如果牵引绳运动方向向上，则助爬器进入自动回绳状态。
[0024]下降助力状态下，变频器2以下降助力频率驱动减速电机3正转，为攀爬者提供向上的助力。
[0025]自动回绳状态下，变频器2以程序中设定的频率和转矩驱动减速电机3反转，带动牵引绳下降。
[0026]4、如果攀爬者拉动牵引绳，当牵引绳运动速度大于程序中设定的启动速度，并且牵引绳运动方向向上时，助爬器将进入上升助力状态。
[0027]上升助力状态下，控制单元I向变频器2发送指令，使变频器2以攀爬者设定的提升力矩驱动减速电机3正转以提升牵引绳，整个上升助力过程攀爬者受到持续恒定的提升力，并且牵引绳的牵引速度能自适应攀爬者的爬行速度，攀爬者可以在任意位置停止或转换方向。
[0028]5、牵引绳在上升助力状态下被提升，如果检测到牵引绳的速度在一段时间内一直处于较高速度运行，则表明助爬器处于空载状态，助爬器进入自动上升状态，将牵引绳提升到爬梯顶部。[0029]上述实例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种助爬器的电气控制系统，其特征在于:它由控制单元、变频器、减速电机、接近传感器、旋钮电位器组成；控制单元作为控制中心，接收旋钮电位器和接近传感器的信号，将这些信号通过控制程序处理后，生成并输出控制信息给变频器，变频器接收控制信息，驱动减速电机运转，从而带动牵引绳运动。
2.如权利要求1所述的助爬器的电气控制系统，其特征在于:所述的变频器具有转矩控制模式，它与控制单元通过485接口通讯。
3.如权利要求1所述的助爬器的电气控制系统，其特征在于:所述的接近传感器安装在减速电机输出轴附近，减速电机转动，带动牵引绳运动，接近传感器就会发出信号给控制单元。
4.如权利要求1所述的助爬器的电气控制系统，其特征在于:所述的旋钮电位器可以设定需要的提升力矩。
5.如权利要求1所述的助爬器的电气控制系统，其特征在于:所述的控制程序，可以使助爬器有五种工作状态，包括上升助力、停止、下降助力、自动回绳、自动上升，各种状态可自动切换。
【文档编号】E06C7/12GK203515304SQ201320703847
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】王喜军 申请人:中际联合工业技术(北京)有限公司