可升降楼板的控制系统的制作方法_4

文档序号:8602865阅读:来源:国知局
述有刷直流电机作为升降楼板的动力源,有刷直流电机为310V/200W,光电机输出1800转/分钟,输出转矩100mN.M,经过减速比为225:1的减速箱输出8转/分钟,输出扭矩225N.M,约可以提升500kg的负载以0.0038米/秒速度匀速上升。所述驱动电路主要有电机驱动H桥、码盘检测器及电流采样器三部分组成。所述电机驱动H桥就是该驱动装置的驱动器,其设计需要满足驱动310V/200W有刷直流电机的相关要求,并以脉宽调制(PWM)的方式实现电机调速、灵活控制的目的。所述码盘检测器采用光电编码盘,电机转动一圈输出64个脉冲信号,主要用于检测电机转动的行程,即间接检测得到本升降轨道上的楼板的位移值。所述电流采样器是通过在驱动桥对电源负极串联高精度小阻值的采样电阻,将电流转化为电压信号再经过二阶低通滤波放大电路后送入处理器AD检测端进行检测。当然所述电流采样器也可以采用其它方式的电流采样电路来实施,本文不再赘述。电流采样器主要用于监测电机运行情况与电流负荷变化情况,以实时调整驱动器的PWM输出,使不同载荷的每个电机能以相同的速度运行,达到对电机灵活控制的目的;若当电载荷超出极限,系统停止运行并在相应的故障点发出报警信号。
[0081]所述上升光幕传感器平装于楼板上方护栏之上,光束覆盖整个楼板面积,在楼板上升过程中,有人体或其他障碍物高出楼板上方护栏位置,就立即触发安全保护楼板停止上升,同时系统会发出故障报警,障碍物移除报警自动解除,楼板继续上升。
[0082]所述下降光幕传感器平装于楼板下方10公分左右位置,光束覆盖整个楼板面积,在楼板下降过程中,有人体或其他障碍物进入到楼板下方10公分以内位置,就立即触发安全保护楼板停止下降,同时系统会发出故障报警,障碍物移除报警自动解除,楼板继续下降。
[0083]所述四个上升/下降限位开关安装于轨道上下两端内侧;用于设置可升降楼板上升/下降的停止位置,当按下上升按钮或下降按钮,可升降楼板就会上升或下降,当可升降楼板上升或下降到规定位置时,所述上升/下降限位开关输出一个到位信号(即制动信号)给控制器,控制器控制相应驱动装置的电机停止运行,从而楼板停止上升或下降。
[0084]所述四个上升/下降极限开关安装于轨道上下两端外侧;当可升降楼板上升或下降超出规定的位置(即所述上升/下降限位开关的位置)时(或程序跑飞时)作为一个保护装置。当上升/下降极限开关动作后,系统会发出故障报警,同时由于切断了电源,驱动装置的电机停止任何动作。此时必须手动脱离上下极限开关方可复位到电动控制状态。
[0085]所述上升按扭按下后,可升降楼板就上升到设定的上限位置,即所述上升限位开关的位置。
[0086]所述下降按扭按下后,可升降楼板就下降到设定的下限位置,即所述下降限位开关的位置。
[0087]所述急停按钮按下后,可升降楼板就停止动作,此时只有重新触发上升或下降信号才可以取消停止动作,使楼板上升或下降到所述上限位置或下限位置。
[0088]所述禁止按扭禁止按钮是自锁式按钮开关,按下后自锁,控制器禁止驱动装置的电机上升或下降操作,只能手动方式提拉可升降楼板;再按一下禁止按钮弹出,可升降楼板恢复电动控制。
[0089]所述433MHz无线接收模块可以安装于控制器内,也可以安装在控制器外且与控制器电连接,用于以无线遥控的方式给系统发送操指令;所述433MHz无线遥控器上有上升按扭、下降按扭、急停按钮;以无线遥控的方式给433MHz无线接收模块发指令。
[0090]所述互联网连接模块,即所述TCP/IP模块(具有无线WIFI功能)安装于控制器内,或者也可以安装在控制器外切与控制器电连接,用于接收手机、平板电脑、计算机等远程发来的远程控制指令,控制可升降楼板控制系统。
[0091]图3为本实用新型所述可升降楼板控制系统的位移环矫正装置执行的位移检测反馈控制流程图。参见图3,系统以位移环作为控制内环回路,位移环控制所需的反馈值是当前楼板的水平高度,因此本实用新型在每个升降轨道对应的驱动装置的对应位置都设置一个独立的位移检测器,用于检测本升降轨道上的楼板的位移值,将位移值发送给所述控制器的位移环矫正装置。本图3的实例中,所述位移检测器为安装在驱动装置中的盘码检测器,用于通过检测电机的行程来表示楼板的位移值。这样一个标准的控制系统就有四个呈四边形分布的高度值,根据三点确定一个平面的原理,系统就具有一个冗余量,在运动控制过程中,可以选择任一驱动装置(如图3以I号驱动装置121)为运动(速度或位移)基准,其他三个位移测量值实时与基准值进行比较和校正,保证同步,实现楼板速度均匀、同步提升。如图3所示为对I号驱动装置121进行矫正控制的流程,该矫正控制流程中以I号驱动装置121的行程(表示I号驱动装置121所在轨道的楼板位移值)为基准,所述四驱表示四个驱动装置;当按下上升/下降操作按钮后,所述四个驱动装置会首先进行码值清零,即将原来的记录位移值清除掉,然后四个驱动装置进行软启动,软启动结束后四驱全电压运转;然后所述位移环矫正装置就会根据各个位移检测器反馈的行程值(即表示位移值)进行比较判断,具体包括以下步骤301?302:
[0092]步骤301、1号驱动(此处的驱动为驱动装置的简称)的行程是否大于其它三个驱动装置中最小行程3cm(即最大门限值),如果是则发出超出失衡极限报警,同时发出四驱全部停止运行的制动信号;否则继续下一步判断。
[0093]步骤302、1号驱动的行程是否大于其它三个驱动中最小行程lcm(即指定门限值),如果是则I号驱动输出的电压递减,即降低该I号驱动对楼板的驱动速度,经过8ms周期的延时后重新进行上述比较判断过程;否则I号驱动还是全电压输出,其对楼板的驱动速度不变,经过8ms周期的延时后重新进行上述比较判断过程。
[0094]所述对2、3、4号驱动装置124的位移反馈控制流程与上述比较判断过程相同,即也执行上述步骤301和302,只不过以其自身行程作为基准进行比较,而且也是每8ms为周期重复执行。
[0095]图4为本实用新型所述可升降楼板控制系统的电流环矫正装置执行的载荷检测反馈控制流程图。参见图4,控制系统采用电流环作为控制外环,既可以作为直接变量用作系统的过流(载)保护,又可以作为负载的检测手段,实时保证负载载荷在可控范围内。同样,本系统独立检测每套驱动装置的载荷电流,因此可以检测楼板各角落的载荷,也可以总体估算楼板整体载荷。在楼板启动时通过检测载荷,在运行过程中进行载荷补偿,保证楼板平稳运行。当出现载荷异常时可及时预警,直至停止保护。
[0096]具体的,如图4所示,当进行上升/下降操作后,所述四个驱动装置进行上升/下降驱动,然后所述电流环矫正装置就会根据各个电流采样器反馈的电流值进行比较判断,具体包括以下步骤401?402:
[0097]步骤401、I号驱动的电流是否大于500KG载荷电流值(即最大载荷电流),如果是则发出超出失衡极限报警,同时发出四驱全部停止运行的制动信号;否则继续下一步判断。
[0098]步骤402、I号驱动的电流是否大于其它三个驱动中的最大电流N,如果是则I号驱动输出的电压按比例递减M,即降低该I号驱动对楼板的驱动速度,经过8ms周期的延时后重新进行上述比较判断过程;否则I号驱动还是全电压输出,其对楼板的驱动速度不变,经过8ms周期的延时后重新进行上述比较判断过程。
[0099]所述对2、3、4号驱动装置124的电流反馈控制流程与上述比较判断过程相同,即也执行上述步骤401和402,只不过以其自身电流作为基准进行比较,而且也是每8ms为周期重复执行。
[0100]图5为本实用新型所述可升降楼板控制系统的倾角环矫正装置执行的楼板倾角检测反馈控制流程图。本系统额外增加的一层基于倾角检测的安全保障环路,在运行过程中,以略降低的倾角预警阀值,优先实现系统的平稳提升,当楼板运行到预设位移时,通过利用反馈的倾角传感器值微调楼板,进一步调平楼板,提高用户的舒适度。
[0101]具体的,参见图1d和图5,当进行上升/下降操作后,所述四个驱动装置进行上升/下降驱动,并控制8ms周期延时,即每8ms启动一次双轴倾角传感器检测以及对应的比较判断,具体包括:
[0102]步骤501、X轴倾角或Y轴倾角是否大于正负0.5度,如果是则发出超出失衡极限报警,同时发出四驱全部停止运行的制动信号;否则继续下一步判断。
[0103]步骤502、
[0104]对于X轴倾角,如果X轴倾角为正且大于正0.2度,则I号驱动输出电压按比例递减M,之后跳到步骤503 ;如果X轴倾角为正且小于等于正0.2度,则I号驱动输出电压不变,即还是全电压输出,并跳到步骤503 ;如果X轴倾角为负且大于负0.2度,则3号驱动的输出电压按比例递减M,之后跳到步骤503 ;如果X轴倾角为负且小于等于负0.2度,则3号驱动的输出电压不变,还是全电压输出,并跳到步骤503。
[0105]对于Y轴倾角,如果Y轴倾角为正且大于正0.2度,则2号驱动输出电压按比例递减M,
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