一种下置减震离心机的控制系统及方法与流程

本发明涉及离心机设计，具体涉及一种下置减震离心机的控制系统及方法。

背景技术：

1、离心机是科研过程中常见的一种设备，常见于在试剂处理中，离心机带动试剂盒进行高速旋转式，通过离心力来分离试剂盒中混合物中的各个组分。由于离心机本身很难保证绝对平衡，使得偶有在离心过程中出现轻微平衡偏差现象。虽然目前的离心机在启动和停止过程中其转速的变动是曲线的，通过曲线升降的方式可以帮助降低离心机的震动和振动风险。在启动离心机时，逐渐增加转速可以使离心机相对平稳运行，避免突然的力矩冲击和振动。在停止离心机时，逐渐降低转速可以减小离心机突然停止所带来的震动和冲击。

2、但是实际使用过程中，由于待离心产品的特异性，需要在离心过程中进行简单取放和不同的转速调整，目前的离心机在取放试剂后，一方面，离心组件恒定曲线提速方式可能导致离心机在高速旋转时的震动和振动现象。另一方面，由于取放后的试剂可能导致离心组件的局部重心或负载偏差，从而导致负载差异情况下，速度提升存在一定差异波动，影响实验和处理过程的准确性和可重复性。因此如何改善离心组件的工作状态，使得离心机的工作更加稳定和理想，是值得研究的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种下置减震离心机的控制系统及方法，旨在改善当前试剂使用离心机进行离心作业时，由于试剂存在多次取放需求，易受到离心机恒定工作状态影响的问题。

2、为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种下置减震离心机的控制系统，包括控制主机、旋转伺服电机和编码器，上述控制主机与旋转伺服电机信号，旋转伺服电机用于接收控制主机启停信号并驱动离心机的离心部件工作；上述编码器与控制主机信号连接，由编码器通过控制主机设置旋转伺服电机工作模式；上述旋转伺服电机输出端连接原点感应片，上述原点感应片用于随旋转伺服电机转动，上述原点感应片对应的光电传感器，上述光电传感器与控制主机信号连接；当旋转伺服电机工作时，由光电传感器采集将原点感应片经过信号并将信号传递至控制主机；由控制主机根据录入的参数适应性调整旋转伺服电机工作模式。

4、作为优选，还包括离心机架构，上述离心部件在离心机架构上居中设置，离心机架构上设置多个减震器，上述减震器环绕旋转伺服电机输出轴呈环形阵列分布，上述减震器连接在离心部件和离心机架构之间。

5、进一步的，离心部件包括载荷传递件和离心组件，旋转伺服电机与离心组件动力连接；上述原点感应片安装在离心组件上；上述减震器分别连接载荷传递件和离心机架构。

6、进一步的,离心机架构上端和下端分别设置工作腔和安装柜，上述离心组件上端置于工作腔；离心机架构上铰接设置机盖；上述机盖外壁设置取放口，上述机盖内腔旋转设置移动开关门，由移动开关门在机盖中转动并开启或闭合机盖上的取放口。

7、更进一步的技术方案是，上述机盖上设有开关门电机，上述开关门电机与移动开关门动力连接；上述机盖上还设有开门到位传感器和关门到位传感器。

8、其中，上述控制主机通过继电器连接开关门电机，开门到位传感器和关门到位传感器均与控制主机信号连接，上述开门到位传感器和关门到位传感器均用于采集移动开关门在机盖中的位置；上述开门到位传感器和关门到位传感器将移动开关门的位置信号发送到控制主机，由控制主机接收开门到位传感器或关门到位传感器的位置信号并通过继电器控制开关门电机工作。

9、其中，开关门电机工作时，开门到位传感器或开关门到位传感器采集到移动开关门靠近信号，待移动开关门移动到指定位置时，开门到位传感器或开关门到位传感器将信号传递至控制主机，由控制主机控制开关门电机停止工作。

10、优选的，上述移动开关门上设有开口，且开口大于或等于机盖上的取放口；当取放口闭合时，上述移动开关门与机盖上的取放口错位设置；当取放口开启时，上述移动开关门与机盖上的取放口位置相对。

11、优选的，上述机盖内腔设有皮带轮，上述皮带轮和开关门电机上套设摩擦带，上述摩擦带套设在移动开关门上，由开关门电机通过摩擦带带动移动开关门开启或闭合机盖上的取放口。

12、进一步的技术方案是，上述机盖内腔还设有多个轴承导轮，上述轴承导轮抵触移动开关门外侧的摩擦带，上述轴承导轮用于限制移动开关门的姿态。

13、本发明还公开了一种下置减震离心机的控制方法，配合上述的下置减震离心机的控制系统进行使用，将多个减震器环绕旋转伺服电机，使减震器能够均匀吸收旋转伺服电机附近的振动和震动，将原点感应片的旋转中心与旋转伺服电机输出轴的中轴线重叠，由光电传感器采集原点感应片转动情况并将信号传递至控制主机，控制主机将信号与预设参数调进行对比并输出控制信号至旋转伺服电机。

14、作为优选，上述控制主机通过预设参数调旋转伺服电机的工作模式时，上述控制主机设置调整周期的时钟t，上述光电传感器在时钟t的时间范围内，持续采集旋转伺服电机的状态信息并将信息传递至控制主机；由控制主机在时钟t的时间范围内，使编码器输出的信号与预设参数进行校对；当控制主机在时钟t范围内校对n次，若出现n次均出现偏差，则控制主机临时暂停旋转伺服电机工作。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果至少是如下之一：

16、本发明通过编码器对控制主机进行预设参数，由控制主机控制旋转伺服电机转动，当控制主机实时接收转速信息，利用原点感应片和光电传感器采集转速信息，当时钟与转速存在差异时，可以适应性调整旋转伺服电机工作模式，该方式配合相应的减震结构，一方面可以有效减少离心机在高速旋转时的震动和振动，提高其运行的稳定性和平滑性。另一方面，并且能够显著降低非必要的能耗损失，节约能源成本，进而提升离心机在启停过程中工作效率以及改善离心机机械振动对结构和使用寿命的损伤。

17、本发明还通过编码器进行精准控制设计，从可以根据需求调整旋转伺服电机的工作模式，有利于实现对离心机转速和加速度的更精确控制，并且相比于传统的三相电机和驱动器配合，本申请具有更好的响应效率，能有效提高实验和处理过程的准确性和可重复性。

18、本发明的载荷传递件承接旋转伺服电机，从而旋转伺服电机工作时产生的扭矩和惯性量会传递至载荷传递件上，利用多个在载荷传递件上进行环状分布的减震器吸收振动，并且使得振动力传递时，应力可以相对分散到减震器上，有效减少离心机的各部分振动风险。

技术特征：

1.一种下置减震离心机的控制系统，其特征在于：包括控制主机、旋转伺服电机和编码器，所述控制主机与旋转伺服电机信号，旋转伺服电机用于接收控制主机启停信号并驱动离心机的离心部件工作；

2.根据权利要求1所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：还包括离心机架构，所述离心部件在离心机架构上居中设置，离心机架构上设置多个减震器，所述减震器环绕旋转伺服电机输出轴呈环形阵列分布，所述减震器连接在离心部件和离心机架构之间。

3.根据权利要求2所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：离心部件包括载荷传递件和离心组件，旋转伺服电机与离心组件动力连接；所述原点感应片安装在离心组件上；所述减震器分别连接载荷传递件和离心机架构。

4.根据权利要求2所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：离心机架构上端和下端分别设置工作腔和安装柜，所述离心组件上端置于工作腔；

5.根据权利要求4所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：所述机盖上设有开关门电机，所述开关门电机与移动开关门动力连接；所述机盖上还设有开门到位传感器和关门到位传感器；

6.根据权利要求5所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：移动开关门上设有开口，且开口大于或等于机盖上的取放口；当取放口闭合时，所述移动开关门与机盖上的取放口错位设置；当取放口开启时，所述移动开关门与机盖上的取放口位置相对。

7.根据权利要求4所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：所述机盖内腔设有皮带轮，所述皮带轮和开关门电机上套设摩擦带，所述摩擦带套设在移动开关门上，由开关门电机通过摩擦带带动移动开关门开启或闭合机盖上的取放口。

8.根据权利要求4所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：所述机盖内腔还设有多个轴承导轮，所述轴承导轮抵触移动开关门外侧的摩擦带，所述轴承导轮用于限制移动开关门的姿态。

9.一种下置减震离心机的控制方法，配合权利要求1至8任意一项所述的下置减震离心机的控制系统进行使用，其特征在于：将多个减震器环绕旋转伺服电机，使减震器能够均匀吸收旋转伺服电机附近的振动和震动，将原点感应片的旋转中心与旋转伺服电机输出轴的中轴线重叠，由光电传感器采集原点感应片转动情况并将信号传递至控制主机，控制主机将信号与预设参数调进行对比并输出控制信号至旋转伺服电机。

10.根据权利要求9所述的下置减震离心机的控制系统，其特征在于：所述控制主机通过预设参数调旋转伺服电机的工作模式时，所述控制主机设置调整周期的时钟t，所述光电传感器在时钟t的时间范围内，持续采集旋转伺服电机的状态信息并将信息传递至控制主机；由控制主机在时钟t的时间范围内，使编码器输出的信号与预设参数进行校对；

技术总结
本发明公开一种下置减震离心机的控制系统及方法，系统包括控制主机、旋转伺服电机和编码器，控制主机与旋转伺服电机信号，编码器与控制主机信号连接，由编码器通过控制主机设置旋转伺服电机工作模式；旋转伺服电机输出端连接原点感应片，原点感应片对应的光电传感器，光电传感器与编码器信号连接；当旋转伺服电机工作时；由控制主机根据编码器录入的参数适应性调整旋转伺服电机工作模式；方法是将多个减震器环绕旋转伺服电机，将原点感应片的旋转中心与旋转伺服电机输出轴的中轴线重叠，由光电传感器采集原点感应片转动情况并将信号经过编码器传递至控制主机，控制主机将信号与预设参数调进行对比并输出控制信号至旋转伺服电机，期望改善当前试剂使用离心机进行离心作业时，由于试剂存在多次取放需求，易受到离心机恒定工作状态影响的问题。

技术研发人员：梁冬,江涛,严治
受保护的技术使用者：成都镧钡科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11