专利名称：一种基于比较器的接触式找平装置的制作方法
技术领域：
[0001]本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种基于比较器的接触式找平装置，用来检测和控制工程机械部件的对地高度位置。
背景技术：
目前，公知的检测和控制物体高度位置是通过超声波传感器、温度补偿器和信号处理系统组成。其利用超声波传感器发生声波信号，利用声波在空气中传播遇到障碍物体反射，然后接收反射回来的超声波信号，利用超声波在空气中得传播速度来计算出物体对地的实际高度，利用温度补偿器来弥补超声波信号受温度影响后，因传播速度变化导致的计算误差，然后分析传感器采集来的信号来检测物体对地实际位置变化情况，利用信号处理系统控制物体做出相应变化来保持设定好的高度位置。但是，该方式成本昂贵且适用范围窄，不适用于路面凹凸不平的状况，例如利用超声波找平装置控制工程机械中摊铺机的摊铺厚度时仅能在平整度较好的浙青路面使用，使用条件受到限制，当路面稍有凹凸不平时，检测精度就会变低，不能很好地满足实际使用需求。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于比较器的接触式找平装置，其结构简单，设计合理，实现成本低，功能灵活性较高，功耗低，故障率低，灵敏度可调，可以应用于不同路况的路面，检测精度高，工作的可靠性高，使用寿命长，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于包括比较器和给各用电单元供电的电源单元，所述比较器的输入端接有用于采集滑臂实际高度位置的滑臂高度位置采集单元以及用于设置滑臂高度上限位置和下限位置的滑臂上下限位设置单元，所述比较器的输出端接有用于输出找平控制信号的控制信号输出单元，所述控制信号输出单元包括上升电磁阀、下降电磁阀、与上升电磁阀相接的上升电磁阀驱动器和与下降电磁阀相接的下降电磁阀驱动器，所述上升电磁阀驱动器和下降电磁阀驱动器均与比较器的输出端相接。上述的一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于所述控制信号输出单元包括用于防止流过上升电磁阀的电流过大的上升过流保护电路和用于防止流过下降电磁阀的电流过大的下降过流保护电路，所述上升过流保护电路与上升电磁阀驱动器和上升电磁阀均相接，所述下降过流保护电路与下降电磁阀驱动器和下降电磁阀均相接。上述的一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于所述比较器为芯片LM339N，所述电源单元包括24V电源、自恢复保险Fl以及用于将24V电源所输出的24V电压转换成12V和5V电压的电压转换电路模块，所述滑臂高度位置采集单元包括电位器RPl、电阻Rl和电阻R2，所述滑臂上下限位设置单元包括双联电位器RP2、电阻R3和电阻R4，所述上升电磁阀驱动器包括自恢复保险F2、场效应管BGl和电阻R5，所述下降电磁阀驱动器包括自恢复保险F3、场效应管BG2和电阻R6，所述上升过流保护电路包括电阻R7和二极管D1，所述下降过流保护电路包括电阻R8和二极管D2 ;所述芯片LM339N的引脚5和引脚6均与电位器RPl的滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚4与双联电位器RP2的一个滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚7与双联电位器RP2的另一个滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚I通过电阻R6与场效应管BG2的栅极相接，所述芯片LM339N的引脚2通过电阻R5与场效应管BGl的栅极相接，所述芯片LM339N的引脚3与电压转换电路模块的12V电压输出端VCl相接，所述芯片LM339N的引脚3与引脚2之间并联有电阻R7，所述芯片LM339N的引脚3与引脚I之间并联有电阻R8 ;所述电压转换电路模块的24V电压输入端通过自恢复保险Fl与24V电源的输出端相接，所述电压转换电路模块的接地端GND接地；所述电位器RPl的一个固定端通过电阻Rl与电压转换电路模块的5V电压输出端VC2相接，所述电位器RPl的另一个固定端通过电阻R2接地；所述双联电位器RP2的一个固定端通过电阻R3与电压转换电路模块的5V电压输出端VC2相接，所述双联电位器RP2的另一个固定端通过电阻R4接地；所述场效应管BGl的漏极通过自恢复保险F2和自恢复保险Fl与24V电源的输出端相接，所述场效应管BGl的源极与上升电磁阀相接；所述场效应管BG2的漏极通过自恢复保险F3和自恢复保险Fl与24V电源的输出端相接，所述场效应管BG2的源极与下降电磁阀相接；所述电阻R7和二极管Dl并联成整体后的一端与场效应管BGl的源极和上升电磁阀相接，另一端接地；所述电阻R8和二极管D2并联成整体后的一端与场效应管BG2的源极和下降电磁阀相接，另一端接地。上述的一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于所述场效应管BGl和场效应管BG2均为场效应管IRF640。本实用新型与现有技术相比具有以下优点I、本实用新型的结构简单，设计合理，无需专用集成电路或者处理器等复杂电路支持，仅单纯通过比较器来达到所需功能，实现成本低。2、本实用新型的功耗低，故障率低，无需运算大量数据且无需软件或者程序的支持，故不存在发热或者故障难以检修等问题。3、本实用新型中滑臂上下限位设置单元采用双联电位器RP2来实现，通过双联电位器RP2能够方便灵活地设置上下限电压值范围，即上限电压Vil减小的同时下限电压Vi2增大，或者上限电压Vil增大的同时下限电压Vi2减小，两个比较电压值同步反方向变化时就达到了放大或者缩小本实用新型所述接触式找平装置灵敏度的功能，可以应用于不同路况的路面。4、本实用新型中的核心控制采用比较器芯片LM339N，该比较器输入端电压差别大于IOmv就能确保输出能从一种状态可靠的转换为另一种状态，灵敏度高，检测精度高。5、本实用新型中场效、应管BGl和场效应管BG2均采用场效应管IRF640，场效应管IRF640具有高负载能力，利用场效应管IRF640的高负载能力来直接驱动上升电磁阀和下降电磁阀，达到找平目的，无需继电器的机械触点控制，工作的可靠性高，使用寿命长。6、本实用新型可扩展性能好，例如以本实用新型为基础，加入简单的脉冲电路即可实现如下功能当滑臂位置不超过上下限位时，指示灯灭；当滑臂位置超过上或下限位时，下或上指示灯闪烁，指示灯闪烁频率与滑臂远离上或下限位的程度成正比例变化。7、本实用新型的实用性强，适用于路面凹凸不平的状况，使用条件不受限制，能够很好地满足实际使用需求，便于推广使用。综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现成本低，功能灵活性较高，功耗低，故障率低，灵敏度可调，可以应用于不同路况的路面，检测精度高，工作的可靠性高，使用寿命长，实用性强，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本实用新型的电路框图。图2为本实用新型的电路原理图。附图标记说明I-比较器； 2-电源单元； 2-1-24V电源；2-2-电压转换电路模块； 3-滑臂高度位置采集单元；4-滑臂上下限位设置单元； 5-上升电磁阀；6-下降电磁阀；7-上升电磁阀驱动器； 8-下降电磁阀驱动器；9-上升过流保护电路；10_下降过流保护电路。
具体实施方式如图I所示，本实用新型包括比较器I和给各用电单元供电的电源单元2，所述比较器I的输入端接有用于采集滑臂实际高度位置的滑臂高度位置采集单元3以及用于设置滑臂高度上限位置和下限位置的滑臂高度位置采集单元4，所述比较器I的输出端接有用于输出找平控制信号的控制信号输出单元，所述控制信号输出单元包括上升电磁阀5、下降电磁阀6、与上升电磁阀5相接的上升电磁阀驱动器7和与下降电磁阀6相接的下降电磁阀驱动器8，所述上升电磁阀驱动器6和下降电磁阀驱动器8均与比较器I的输出端相接。如图I所示，本实施例中，所述控制信号输出单元还包括用于防止流过上升电磁阀5的电流过大的上升过流保护电路9和用于防止流过下降电磁阀6的电流过大的下降过流保护电路10，所述上升过流保护电路9与上升电磁阀驱动器7和上升电磁阀5均相接，所述下降过流保护电路10与下降电磁阀驱动器8和下降电磁阀6均相接。结合图2，本实施例中，所述比较器I为芯片LM339N，所述电源单元2包括24V电源2-1、自恢复保险Fl以及用于将24V电源2-1所输出的24V电压转换成12V和5V电压的电压转换电路模块2-2，所述滑臂高度位置采集单元3包括电位器RP1、电阻Rl和电阻R2，所述滑臂上下限位设置单元4包括双联电位器RP2、电阻R3和电阻R4，所述上升电磁阀驱动器7包括自恢复保险F2、场效应管BGl和电阻R5，所述下降电磁阀驱动器8包括自恢复保险F3、场效应管BG2和电阻R6，所述上升过流保护电路9包括电阻R7和二极管D1，所述下降过流保护电路10包括电阻R8和二极管D2 ;所述芯片LM339N的引脚5和引脚6均与电位器RPl的滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚4与双联电位器RP2的一个滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚7与双联电位器RP2的另一个滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚I通过电阻R6与场效应管BG2的栅极相接，所述芯片LM339N的引脚2通过电阻R5与场效应管BGl的栅极相接，所述芯片LM339N的引脚3与电压转换电路模块2_2的12V电压输出端VCl相接，所述芯片LM339N的引脚3与引脚2之间并联有电阻R7，所述芯片LM339N的引脚3与引脚I之间并联有电阻R8 ;所述电压转换电路模块2-2的24V电压输入端通过自恢复保险Fl与24V电源2-1的输出端相接，所述电压转换电路模块2-2的接地端GND接地；所述电位器RPl的一个固定端通过电阻Rl与电压转换电路模块2-2的5V电压输出端VC2相接，所述电位器RPl的另一个固定端通过电阻R2接地；所述双联电位器RP2的一个固定端通过电阻R3与电压转换电路模块2-2的5V电压输出端VC2相接，所述双联电位器RP2的另一个固定端通过电阻R4接地；所述场效应管BGl的漏极通过自恢复保险F2和自恢复保险Fl与24V电源2-1的输出端相接，所述场效应管BGl的源极与上升电磁阀5相接；所述场效应管BG2的漏极通过自恢复保险F3和自恢复保险Fl与24V电源2_1的输出端相接，所述场效应管BG2的源极与下降电磁阀6相接；所述电阻R7和二极管Dl并联成整体后的一端与场效应管BGl的源极和上升电磁阀5相接，另一端接地；所述电阻R8和二极管D2并联成整体后的一端与场效应管BG2的源极和下降电磁阀6相接，另一端接地。所述场效应管BGl和场效应管BG2均为场效应管IRF640。本实用新型中的核心控制采用比较器I芯片LM339N，该芯片内部装有4个独立的电压比较器，可以方便地组成各种比较器电路和振荡器电路。而本实用新型仅仅使用其中的2个电压比较器即可实现所需动作，并且具有灵敏度可调的功能。该比较器I输入端电压差别大于IOmv就能确保输出能从一种状态可靠的转换为另一种状态，因此把芯片LM339N用在弱信号检测场合是比较理想的。本实用新型的工作原理及工作过程是(I)将本实用新型中的电位器RPl通过机械结构与滑臂同轴固定后，随滑臂做圆周运动的位置改变，电位器RPl会产生一个O 5V变化的电压值Vi并通过芯片LM339N的引脚5和引脚6同时输入到两个比较器的输入端作为比较值，因电压值Vi的变化与滑臂位置的变化同步且成比例变化，故输入芯片LM339N中比较器的输入端作为检测物体实际对地高度位置的依据；(2)通过双联电位器RP2设定2个O 5V可调的比较电压值Vil和Vi2，分别通过芯片LM339N的引脚7和引脚4输入比较器的比较端，利用比较电压值Vil设置滑臂高度位置的上限值，利用比较电压值Vi2设置滑臂高度位置的下限值，当电压值Vi大于比较电压值Vil时，滑臂位置为超出上限位置；当电压值Vi小于比较电压值Vi2时，滑臂位置为超出下限位置；当电压值Vi位于比较电压值Vil和比较电压值Vi2之间时，滑臂位置为维持当前高度位置。初次使用时设定好合适的比较电压值Vil和比较电压值Vi2后，比较器I就会随时把变化的电压值Vi与设定好的比较电压值Vil和比较电压值Vi2的大小进行比较，根据电压值Vi的变化范围来检测滑臂的实际位置。换言之，就是使用芯片LM339N的其中2个比较器设定好滑臂上下限位置的变化范围，与实时采集到的滑臂当前位置的电压值做比较，利用比较结果来判断滑臂上升、下降和保持高度位置的趋势。(3)在滑臂固定在某一高度开始工作时，只要其输入比较器的电压值Vi不超出设定高度范围，本实用新型所述找平装置中的控制信号输出单元就始终不输出控制信号，即保持当前高度；当滑臂运动电压值Vi大于比较电压值Vil时，比较器I就输出下降信号Vol 来控制场效应管BG2导通，进而控制下降电磁阀6导通，控制信号输出单元输出信号控制滑臂下降，直到电压值Vi位于比较电压值Vil和比较电压值Vi2范围以内；当滑臂运动电压值Vi小于比较电压值Vi2时，比较器I就输出上升信号Vo2来控制场效应管BGl导通，进而控制上升电磁阀5导通，控制信号输出单元输出信号控制滑臂上升，直到电压值Vi位于比较电压值Vil和比较电压值Vi2范围以内；以此来达到始终使本实用新型所述的接触式找平装置保持设定高度的目的。本实用新型中场效应管BGl和场效应管BG2均采用场效应管IRF640，场效应管IRF640具有高负载能力，利用场效应管IRF640的高负载能力来直接驱动上升电磁阀和下降电磁阀，达到找平目的，工作的可靠性高。本实用新型中滑臂上下限位设置单元4采用双联电位器RP2来实现，通过双联电位器RP2能够方便灵活地设置上下限电压值范围，即上限电压Vil减小的同时下限电压Vi2增大，或者上限电压Vil增大的同时下限电压Vi2减小， 两个比较电压值同步反方向变化时就达到了放大或者缩小本实用新型所述接触式找平装置灵敏度的功能。综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现成本低，功能灵活性较高，功耗低，故障率低，灵敏度可调，可以应用于不同路况的路面，检测精度高，工作的可靠性高，使用寿命长，实用性强，便于推广使用。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于包括比较器(I)和给各用电单元供电的电源单元(2)，所述比较器(I)的输入端接有用于采集滑臂实际高度位置的滑臂高度位置采集单元(3)以及用于设置滑臂高度上限位置和下限位置的滑臂上下限位设置单元(4)，所述比较器(I)的输出端接有用于输出找平控制信号的控制信号输出单元，所述控制信号输出单兀包括上升电磁阀(5)、下降电磁阀(6)、与上升电磁阀(5)相接的上升电磁阀驱动器(7)和与下降电磁阀(6)相接的下降电磁阀驱动器(8)，所述上升电磁阀驱动器(6)和下降电磁阀驱动器⑶均与比较器⑴的输出端相接。
2.按照权利要求I所述的一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于所述控制信号输出单元包括用于防止流过上升电磁阀(5)的电流过大的上升过流保护电路(9)和用于防止流过下降电磁阀(6)的电流过大的下降过流保护电路(10)，所述上升过流保护电路(9)与上升电磁阀驱动器(7)和上升电磁阀(5)均相接，所述下降过流保护电路(10)与下降电磁阀驱动器⑶和下降电磁阀(6)均相接。
3.按照权利要求2所述的一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于所述比较器(I)为芯片LM339N，所述电源单元(2)包括24V电源(2_1)、自恢复保险Fl以及用于将24V电源(2-1)所输出的24V电压转换成12V和5V电压的电压转换电路模块(2_2)，所述滑臂高度位置采集单元(3)包括电位器RP1、电阻Rl和电阻R2，所述滑臂上下限位设置单元⑷包括双联电位器RP2、电阻R3和电阻R4，所述上升电磁阀驱动器(7)包括自恢复保险F2、场效应管BGl和电阻R5，所述下降电磁阀驱动器(8)包括自恢复保险F3、场效应管BG2和电阻R6，所述上升过流保护电路(9)包括电阻R7和二极管D1，所述下降过流保护电路(10)包括电阻R8和二极管D2;所述芯片LM339N的引脚5和引脚6均与电位器RPl的滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚4与双联电位器RP2的一个滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚7与双联电位器RP2的另一个滑动端相接，所述芯片LM339N的引脚I通过电阻R6与场效应管BG2的栅极相接，所述芯片LM339N的引脚2通过电阻R5与场效应管BGl的栅极相接，所述芯片LM339N的引脚3与电压转换电路模块(2_2)的12V电压输出端VCl相接，所述芯片LM339N的引脚3与引脚2之间并联有电阻R7，所述芯片LM339N的引脚3与引脚I之间并联有电阻R8 ;所述电压转换电路模块(2-2)的24V电压输入端通过自恢复保险Fl与24V电源(2-1)的输出端相接，所述电压转换电路模块(2-2)的接地端GND接地；所述电位器RPl的一个固定端通过电阻Rl与电压转换电路模块(2-2)的5V电压输出端VC2相接，所述电位器RPl的另一个固定端通过电阻R2接地；所述双联电位器RP2的一个固定端通过电阻R3与电压转换电路模块(2-2)的5V电压输出端VC2相接，所述双联电位器RP2的另一个固定端通过电阻R4接地；所述场效应管BGl的漏极通过自恢复保险F2和自恢复保险Fl与24V电源(2-1)的输出端相接，所述场效应管BGl的源极与上升电磁阀(5)相接；所述场效应管BG2的漏极通过自恢复保险F3和自恢复保险Fl与24V电源(2_1)的输出端相接，所述场效应管BG2的源极与下降电磁阀(6)相接；所述电阻R7和二极管Dl并联成整体后的一端与场效应管BGl的源极和上升电磁阀(5)相接，另一端接地；所述电阻R8和二极管D2并联成整体后的一端与场效应管BG2的源极和下降电磁阀(6)相接，另一端接地。
4.按照权利要求3所述的一种基于比较器的接触式找平装置，其特征在于所述场效应管BGl和场效应管BG2均为场效应管IRF640。
专利摘要本实用新型公开了一种基于比较器的接触式找平装置，包括比较器和电源单元，比较器的输入端接有用于采集滑臂实际高度位置的滑臂高度位置采集单元以及用于设置滑臂高度上限位置和下限位置的滑臂上下限位设置单元，比较器的输出端接有控制信号输出单元，控制信号输出单元包括上升电磁阀、下降电磁阀、与上升电磁阀相接的上升电磁阀驱动器和与下降电磁阀相接的下降电磁阀驱动器，上升电磁阀驱动器和下降电磁阀驱动器均与比较器的输出端相接。本实用新型结构简单，设计合理，实现成本低，功能灵活性较高，功耗低，故障率低，灵敏度可调，可以应用于不同路况的路面，检测精度高，工作的可靠性高，使用寿命长，实用性强，便于推广使用。
文档编号E01C19/12GK202369912SQ20112051681
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月11日 优先权日2011年12月11日
发明者段骏, 綦开隆 申请人:陕西中大机械集团有限责任公司