本发明涉及零重力起吊技术领域，具体涉及一种简易零重力起吊装置及其控制方法。
背景技术：
目前大多数零重力起吊装置均以工业生产使用为主，需要配备控制按钮以及多种复杂的操作方式进行完成操控起吊作业。在西方国家，如意大利、德国、澳大利亚、法国、美国等国家都有生产大型助力设备的厂家，它们主要生产用于装配生产线或者其它涉及物料搬运、传递、打包、码垛等作业的各种助力机械设备(助力机械臂或cobot)。
技术实现要素：
针对上述背景，本发明提供了一种简易零重力起吊装置及其控制方法，旨在打造一款家用零重力起吊装置，通过对电机的控制来平衡物体的重力,使操作人员在基本感觉不到物体重力的情况下,轻松完成物体的搬运、装配等工序；同时，产品配备专用app，实现对起吊机的远程控制。
本发明所采用的技术方案如下：一种简易零重力起吊装置，包括电动机、减速器、滚筒、滑轮、提升钢丝、重物、控制把手、电动机驱动器和控制板，电动机的动力通过减速器输送至滚筒的转动轴上，提升钢丝缠绕于滚筒上，提升钢丝绕过滚筒与重物固定连接，控制把手与控制板电连接，控制板与电动机驱动器电连接，电动机驱动器与电动机电连接；
所述控制板采用psoc4单片机，所述电动机采用无刷直流电动机，所述控制把手采用压力传感器模块，所述压力传感器模块由两个压力传感器组成，其中一个压力传感器用于采集操作者手部发力，通过力的方向与力度经过该压力传感器发送模拟信号至psoc4单片机，经过psoc4单片机的模数转化和控制量输出，从而控制电机驱动器，电机驱动器驱动电动机实现正转转速的控制，另一压力传感器则实现电动机的反转转速的控制。
进一步的，所述提升钢丝可替换为绞盘尼龙绳。
进一步的，还包括蓝牙模块和带蓝牙功能的移动终端，蓝牙模块与psoc4单片机电连接，移动终端通过蓝牙与蓝牙模块相连，移动终端用于实现电动机正转转速和反转转速的控制。
进一步的，所述压力传感器采用型号为hx711的压力传感器。
进一步的，所述蓝牙模块采用型号为hc05的蓝牙模块。
本发明还提供一种简易零重力起吊装置的控制方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：利用压力传感器采集压力数据。
步骤2：每隔0.1s读取压力传感器数据；若未采集到压力数据，电机停止转动；若采集到压力数据，将采集得到的10次数据取平均值ave；
步骤3：将得到的8位二进制平均值ave通过公式转为pwm的比较值compare，从而控制电机的转速。经过实际测量计算，电机正转转换公式compare＝2.55×ave-75000，电机反转转换公式compare＝2.857×ave-88580。
本发明的有益效果如下：本发明提供的一套简易零重力起吊控制系统，通过将psoc4这款芯片作为微处理器模块所使用的芯片，psoc基于ip内核，通过编程来选择构成产品，数字模块、模拟模块和mcu集成在一起，强大但简单易用的工具用户模块。用户模块是psoc中预先定义和配置好的数字和模拟模块，并已对寄存器参数初始化。采用一种贴片式封装的芯片，因此在一块电路板上占用的体积更小，有利于减小整个控制电路板的体积，有利于实现控制电路的小型化。自如的速度控制，与操作人员同步动作，按照操作人员所施力度移动，可快可慢。从而适用于在一个负载循环中有时需要高速运行而有时需要慢速而精确的操作环境。精确的速度控制度，保证操作人员在提升一些精密、昂贵或易碎部件时必要的精确控制。
附图说明
图1是本发明机械结构示意图；
图2是本发明控制流程图；
图中：电动机1、减速器2、滚筒3、滑轮4、提升钢丝5、控制把手6、重物7。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种简易零重力起吊装置，包括电动机1、减速器2、滚筒3、滑轮4、提升钢丝5、重物7、控制把手6、电动机1驱动器和控制板，电动机1的动力通过减速器2输送至滚筒3的转动轴上，提升钢丝5缠绕于滚筒3上，提升钢丝5绕过滚筒3与重物7固定连接，控制把手6与控制板电连接，控制板与电动机1驱动器电连接，电动机1驱动器与电动机1电连接；
所述控制板选用赛普拉斯公司的psoc4单片机作为的核心板，搭载专用于物联网开发的armcortex-m系列处理器，并且具有无限扩展能力，为产品后续迭代提供了可能；所述电动机1采用无刷直流电动机1，具有低噪声、高性能等特点；所述控制把手6采用压力传感器模块，所述压力传感器模块由两个压力传感器组成，其中一个压力传感器用于采集操作者手部发力，通过力的方向与力度经过该压力传感器发送模拟信号至psoc4单片机，经过psoc4单片机的模数转化和控制量输出，从而控制电机驱动器，电机驱动器驱动电动机1实现正转转速的控制，另一压力传感器则实现电动机1的反转转速的控制。
所述提升钢丝5可替换为绞盘尼龙绳。
为了实现远程终端控制与人机交互智能化，还包括蓝牙模块和带蓝牙功能的移动终端，蓝牙模块与psoc4单片机电连接，移动终端通过蓝牙与蓝牙模块相连，移动终端用于实现电动机1正转转速和反转转速的控制；所述蓝牙模块采用型号为hc05的蓝牙模块。
所述压力传感器采用型号为hx711的压力传感器，该压力传感器为24位精度，可以感应1g内压力的变化，并且成本极低。
如图2所示，一种简易零重力起吊装置的控制方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：利用压力传感器采集压力数据。
步骤2：每隔0.1s读取传感器数据；若未采集到压力数据，电机停止转动；若采集到压力数据，将采集得到的10次数据取平均值ave。
步骤3：将得到的8位二进制平均值ave通过公式转为pwm的比较值compare，从而控制电机的转速。经过实际测量计算，电机正转转换公式compare＝2.55×ave-75000，电机反转转换公式compare＝2.857×ave-88580。
一方面可以通过直接接触式控制，通过压力传感器将力度以及方向信息进行采集并传送给核心控制器，通过psoc控制程序进行精密控制无刷直流电机并通过传动装置使整个物体的抬升下降的调速运行。另一方面，为达到智能家居的目的，用户可以直接通过手机简单设置整个装置的参数，psoc核心板拓展板中蓝牙模块可以通过接收蓝牙信号进行处理控制，从而达到与直接控制相同的成效，增强用户体验。