一种缠绕机构运行控制装置及控制方法与流程

本发明属于缠绕机构控制技术领域，尤其涉及一种缠绕机构运行控制装置及控制方法。

背景技术：

缠绕机构具有介质搬运和收纳的作用，广泛应用于各种设备中。例如，能将成卷包装的来料缠绕到设备上的成品轴上。

然而，现有的缠绕机构运行控制装置，无法实时监测缠绕机构并控制缠绕物体的运行状态。其原因在于，现有的缠绕机构的运行状态监控基本都是依靠检测电机的霍尔信号进行的，此种方法对于电机的状态比较适宜，但无法准确地检测出电机所带动的缠绕机构和缠绕带的实时运行状态。

例如，现有技术检测同步带等不具有松弛度缠绕带时，通过电机能够检测出此时同步带的运行状态，但是如果缠绕带是具有一定的松弛范围或缠绕带已断裂的情况下，再通过电机则无法准确检测出缠绕带的实时状态，此时，很有可能会导致缠绕带速度和方向不匹配，从而导致搬运或收纳的介质发生倾斜、撕裂或卡住等状况。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种缠绕机构运行控制装置，旨在解决现有的缠绕机构运行控制装置，无法实时监测缠绕机构并控制缠绕物体的运行状态的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种缠绕机构运行控制装置，包括各个带动缠绕机构运行的动作单元，所述缠绕机构运行控制装置还包括：

传感器组件，用于采集缠绕带的运行信息；

连于所述传感器组件的速度检测器，用于依据所述传感器组件输出的运行信息进行所述缠绕带的速度检测；

连于所述传感器组件的方向检测器，用于依据所述传感器组件输出的运行信息进行所述缠绕带的方向检测；

分别连接所述方向检测器和所述速度检测器的状态分析器，用于依据所述速度检测器检测到的运行速度信息以及所述方向检测器检测到的运行方向信息，判定缠绕机构的运行状态；

分别连接所述状态分析器和所述动作单元的主控单元，用于接收并根据所述状态分析器输出的运行状态，对所述动作单元的动作进行反馈控制。

本发明的另一实施例在于提供一种基于上述缠绕机构运行控制装置的控制方法，包括：

所述传感器组件采集缠绕带的运行信息；

所述速度检测器依据所述传感器组件采集的运行信息进行速度检测，向所述状态分析器输出缠绕带的运行速度信息；

所述方向检测器依据所述传感器组件采集的运行信息进行方向检测，向所述状态分析器输出缠绕带的运行方向信息；

所述状态分析器依据所述速度检测器检测到的运行速度信息以及所述方向检测器检测到的运行方向信息，得到当前的缠绕带运行信息，将当前的缠绕带运行信息与下发的缠绕带运行信息进行对比，上报比较结果至所述主控单元；

所述主控单元根据所述状态分析器上报的比较结果，对各个动作单元下发方向和速度的调整指令，以保证各个缠绕机构按照调整指令有序运行。

在本发明中，解决了现有的缠绕机构运行控制装置，无法实时监测缠绕机构并控制缠绕物体的运行状态的问题。有益效果如下：

1.能够有效的检测出缠绕带的运行状态并对其进行精确控制，提高缠绕带运行的稳定性；

2.避免了出现因缠绕带运行异常带来的介质损失和介质状态异常的情况，提高缠绕带运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的缠绕机构运行控制装置的结构框图；

图2是本发明实施例提供的缠绕机构的结构图；

图3是本发明实施例提供的转动轴及挡边的较佳样例图；

图4为本发明实施例提供的转动轴顺时针转动所得到的高低电平持续图；

图5为本发明实施例提供的转动轴逆时针转动所得到的高低电平持续图；

图6是本发明实施例提供的控制方法的实施流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

实施例一

图1是本发明实施例提供的缠绕机构运行控制装置的结构框图，详述如下：

一种缠绕机构运行控制装置，包括各个带动缠绕机构运行的动作单元，还包括：

传感器组件，用于采集缠绕带的运行信息；

连于所述传感器组件的速度检测器，用于依据所述传感器组件输出的运行信息进行速度检测；

连于所述传感器组件的方向检测器，用于依据所述传感器组件输出的运行信息进行方向检测；

分别连接所述方向检测器和所述速度检测器的状态分析器，用于依据所述速度检测器检测到的运行速度信息以及所述方向检测器检测到的运行方向信息，判定缠绕机构的运行状态；

分别连接所述状态分析器和所述动作单元的主控单元，用于接收并根据所述状态分析器输出的运行状态，对所述动作单元的动作进行反馈控制。

动作单元带动缠绕机构中的缠绕带运行，一个动作单元对应一个缠绕带，通过一个动作单元带动一个缠绕带。

优选地，速度检测器、方向检测器、状态分析器使用可编程逻辑器件。

优选地，参考图2，图2是本发明实施例提供的缠绕机构的结构图，详述如下：

所述传感器组件由红外对射传感器21以及挡边22构成，所述红外对射传感器固定在所述挡边的转动范围内，所述挡边位于带动缠绕带轮23转动的转动轴上，缠绕带缠绕于缠绕带轮23上，并在缠绕带轮的带动下运行。

其中，传感器组件中，红外对射传感器具有成本低廉，效率可靠的特点。

进一步地，所述红外对射传感器21，在所述挡边22转动过程中，倘若发出的光被所述挡边22遮挡，则产生第一电平，倘若发出的光没被所述挡边22遮挡，则产生第二电平；

所述第一电平和所述第二电平为相反的电平。

例如，所述第一电平为高电平，所述第二电平为底电平，或者，所述第一电平为低电平，所述第二电平为高电平。

所述挡边22留有通孔；所述红外对射传感器21，在所述挡边22转动过程中，倘若发出的光处于所述通孔左右两边，则分别产生第一电平，倘若发出的光处于所述通孔内，则产生第二电平；所述第一电平和所述第二电平为相反的电平。

其中，倘若红外对射传感器21发出的光处于所述挡边2222上通孔的左右两边，表示发出的光不能经过挡边22的通孔，发出的光被挡边22遮挡，产生第一电平，倘若红外对射传感器21发出的光处于通孔内，表示发出的光能通过挡边22的通孔，发出的光未被挡边22遮挡，产生第二电平。

通孔的形状包括但不限圆形、四边形。

其中，挡边22转动的过程如下：

挡边22位于带动缠绕带轮转动的转动轴上，转动轴经过电动机驱动后能够顺时针或者逆时针转动，在转动轴进行顺时针或者逆时针转动时，挡边22会跟随转动轴进行顺时针或者逆时针转动。

进一步地，所述方向检测器根据转动轴转动过程中，红外对射传感器产生的相邻两个第一电平的持续时间，生成第一电平持续时间比值；倘若相邻第一电平持续时间比值为预设持续时间比值m，则判定缠绕带的运行方向为顺时针，倘若相邻第一电平持续时间比值为预设持续时间比值n，则判定缠绕带的运行方向为逆时针，所述m和所述n为不同的预设持续时间比值，所述相邻两个第一电平为通孔左右两边产生的第一电平。

其中，获取第一电平出现起至第二电平出现的时间段，得到第一电平的持续时间，获取下一个第一电平出现起至下一个第二电平出现的时间段，得到下一个第一电平的持续时间，将第一电平的持续时间和下一个第一电平的持续时间相比，生成第一电平持续时间比值。

为便于说明，以第一电平为高电平，第二电平为低电平，举例如下：

图3是本发明实施例提供的转动轴转动的较佳样例图，详述如下：

转动轴外周间隔均匀设有三个相同的挡边，挡边上开设有通孔三个挡边随转动轴的转动而周期性转动。

在图3中，挡边22的通孔为31，转动基准线为33。

1)转动轴32顺时针转动：

经过时间t1，挡边22到达转动基准线为33；

挡边22到达转动基准线33后，红外对射传感器21发出的光不能经过挡边22的通孔，即被挡边22遮挡，红外对射传感器21产生高电平的持续时间为t2；

挡边22继续转动，通孔31到达转动基准线33，红外对射传感器21发出的光能通过通孔31，表示没被挡边22遮挡，红外对射传感器21产生低电平的持续时间为t3；

挡边22继续转动，通孔31经过转动基准线33，红外对射传感器21发出的光被挡边22遮挡，红外对射传感器21产生的持续时间为t4。

图4为本发明实施例提供的转动轴顺时针转动所得到的高低电平持续图，由图4可以看出，相邻的高电平持续时间为t2和t4，t2和t4的比值为m1，m1小于1；需要说明的是，相邻高电平之间间隔的是红外对射传感器转动通过通孔时产生的低电平，而不是间隔两个相邻挡边之间的空隙产生的低电平。

2)转动轴32逆时针转动：

经过时间c1，挡边22到达转动基准线为33；

挡边22到达转动基准线33后，红外对射传感器21发出的光不能经过挡边22的通孔，即被挡边22遮挡，红外对射传感器21产生高电平，持续时间c2；

挡边22继续转动，通孔31到达转动基准线33，红外对射传感器21发出的光能通过通孔31，表示没被挡边22遮挡，产生低电平，持续时间c3；挡边22继续转动，通孔31经过转动基准线33，红外对射传感器21发出的光被挡边22遮挡，产生高电平，持续时间c4。

图5为本发明实施例提供的转动轴逆时针转动所得到的高低电平持续图，由图5可以看出，相邻的高电平持续时间为c2和c4，c2和c4的比值为n1，n1大于1；同样，需要说明的是，相邻高电平之间间隔的是红外对射传感器转动通过通孔时产生的低电平，而不是间隔两个相邻挡边之间的空隙产生的低电平。

因此，使用可编程逻辑器根据相邻高电平的持续时间比值m1或n1与预设值m和n的比较结果，判断转动轴转动方向，能够有效的判定缠绕带的运行方向，且兼具实时性，通过上报缠绕带的运行方向给状态分析器，可以提高检测的实时性和节约执行机构的执行时间。

其中，通孔不能在挡边的中部，否则t2与t4相等，即，m1和n1相等，无法判断转动方向。因此，通孔设在除挡边中部以外的任一位置。

进一步地，所述动作单元包括但不限于电动机。

进一步地，所述速度检测器统计挡边22触发传感器组件输出上升沿的频率，根据上升沿的频率，判定当前缠绕带的运行速度。

利用可编程逻辑分别同时统计一段时间内上升沿的个数来判定缠绕机构的运行速度，并将各个缠绕带的运行速度信息上报至状态分析器。通过实时的统计能够判定出当前缠绕带的运行速度，并给状态分析器提供实时的消息。

进一步地，所述状态分析器接收所述主控单元根据应用场景下发的缠绕带运行信息，将当前的缠绕带运行信息与下发的缠绕带运行信息进行对比，上报比较结果至所述主控单元。

其中，所述主控单元读取配置的应用场景，根据应用场景向状态分析器下发缠绕带运行信息。

缠绕带运行信息由缠绕带的运行速度信息和缠绕带的运行方向信息组成。

其中，所述主控单元通过关联应用场景以及设定的缠绕带运行信息，建立不同的应用场景以及不同缠绕带运行信息之间的对应关系，以根据不同的应用场景，下发不同的缠绕带运行信息。

进一步地，所述主控单元根据所述状态分析器上报的比较结果，对各个动作单元下发方向和速度的调整指令，以保证各个缠绕机构按照调整指令有序运行。

所述主控单元接收所述状态分析器上报的比较结果；

倘若比较结果是当前的缠绕带运行速度信息与下发的缠绕带运行速度信息不一致，对各个动作单元下发速度的调整指令，以保证各个缠绕机构按照速度的调整指令有序运行；

倘若比较结果是当前的缠绕带运行方向信息与下发的缠绕带运行方向信息不一致，对各个动作单元下发方向的调整指令，以保证各个缠绕机构按方向的调整指令有序运行。应当理解，在本发明实施例中，所述主控单元可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

在本发明实施例中，由于有速度检测器和状态检测器提供实时的运行信息，因此在缠绕带断裂和各缠绕带速度不匹配时，主控单元能够实时得到缠绕带的运行信息，并根据实际状况调整各个执行单元的状态进行调整，解决了缠绕带运行不一致带来的介质的损伤或设备的问题，既提高了缠绕带运行的稳定性，也提高了缠绕带运行的可靠性。

实施例二

图6是本发明实施例提供的控制方法的实施流程图，详述如下：

s601，所述传感器组件采集缠绕带的运行信息；

s602，所述速度检测器依据所述传感器组件采集的运行信息进行速度检测，向所述状态分析器输出检测到的运行速度信息；

s603，所述方向检测器依据所述传感器组件采集的运行信息进行方向检测，向所述状态分析器输出检测到的运行方向信息；

s604，所述状态分析器依据所述速度检测器检测到的运行速度信息以及所述方向检测器检测到的运行方向信息，得到当前的缠绕带运行信息，将当前的缠绕带运行信息与下发的缠绕带运行信息进行对比，上报比较结果至所述主控单元；

s305，所述主控单元根据所述状态分析器上报的比较结果，对各个动作单元下发方向和速度的调整指令，以保证各个缠绕机构按照调整指令有序运行。

其中，所述的控制方法还包括：

所述速度检测器统计预设时间内挡边触发传感器组件输出上升沿的个数，根据上升沿的个数，生成缠绕机构的运行速度。

在本发明实施例中，主控单元能够实时得到缠绕带的运行信息，并根据实际状况调整各个执行单元的状态进行调整，提高了缠绕带运行的稳定性和可靠性。

本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。