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专利号: 2021105762891
申请人: 南京华翼电子科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-02-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于中小型起重设备的集成控制系统,其特征在于,所述集成控制系统包括:主控单片机;

至少两个开关电路,每个开关电路均连接在一个信号源和主控单片机的功能管脚之间,根据信号源发出的交流操作信号切换自身的导通状态,将操作信号发送至主控单片机;

主控单片机根据接收到的操作信号发送相应的执行信号至电机主回路,以调整电机的工作状态;

直流供电电路,当主控单片机发送电机启动信号至电机驱动回路时,导通电源与电机制动线圈之间的单向电流回路,同步直接为电机制动线圈供电;

限位装置,包括安装在对象上、在对象接近限位点时产生限位信号的霍尔传感器,与主控单片机连接,主控单片机接收限位信号,采用内部安装的嵌入式软件依次切断对应的功能管脚,对电机进行逐级控制,使对象在被限制的操作信号控制下,逐渐减速直至停止在限位点;所述对象至少包括车体和起升葫芦。

2.根据权利要求1所述的用于中小型起重设备的集成控制系统,所述开关电路包括限流电阻、第一光耦、第二光耦、滤波电容和二极管;

所述第一光耦的发光器与第二光耦发光器呈串联状,第一光耦发光器的信号输入端通过限流电阻与信号源连接;第一光耦的受光器与第二光耦的受光器呈并联状,受光器连接有两条支路:受光器通过滤波电容接地,以及受光器通过反接的二极管连接至主控单片机的其中一个功能管脚。

3.根据权利要求1所述的用于中小型起重设备的集成控制系统,其特征在于,所述开关电路包括依次连接的第三光耦、滤波单元和场效应管;

所述第三光耦根据输入的操作信号切换受光器的导通状态;

所述滤波单元用于将第三光耦输出的导通脉冲信号过滤成方波信号,将其作为场效应管的开关信号;

所述场效应管采用N沟道场效应管,其源极接地且通过二极管与漏极连接,漏极与主控单片机的功能管脚连接。

4.根据权利要求1所述的用于中小型起重设备的集成控制系统,其特征在于,所述直流供电电路包括三极管、可控硅专用光耦、分压单元、可控硅、第一整流二极管和第二整流二极管;

所述三极管、可控硅专用光耦、分压单元和可控硅依次连接,当三极管的基极上输入有一高电平信号时,可控硅专用光耦导通,且通过分压电路在可控硅的控制极和阴极之间施加一电压信号;

所述可控硅的阴极与电机制动线圈的正极连接,控制极通过反向连接的第一整流二极管与电机制动线圈的负极连接,阳极通过反向连接的第二整流二极管与电源连接。

5.根据权利要求1所述的用于中小型起重设备的集成控制系统,其特征在于,所述集成控制系统还包括限位装置,所述限位装置包括车体限位单元和起升葫芦限位单元两种;

所述车体限位单元包括安装在临近轨道停止位的磁铁和安装在车体上的霍尔传感器,霍尔传感器与主控单片机连接,用于探测自身与磁铁之间的距离是否小于设定距离阈值;

当车体以轨道停止位作为目标正向行驶并且霍尔传感器与磁铁之间的距离小于设定距离阈值时,主控单片机切断电机的高速运行信号,并在预设时长后,切断电机同方向运行信号,直至接收到车体反向行驶信号使车体反向行驶后再恢复接收电机正向低速运行信号,以及经过磁铁安装位置后恢复接收电机正向高速运行信号;

所述起升葫芦限位单元包括安装在轴或者延伸器件上、以轴的轴中心线为转轴进行转动的N个磁铁,以及安装在临近处的霍尔传感器,霍尔传感器与主控单片机连接,用于采集轴的转数;主控单片机根据霍尔传感器的采集结果,计算得到葫芦吊钩的升降位置信息,以及葫芦吊钩与限定停止点之间的距离信息,限定停止点代表葫芦吊钩在升降方向上的至少一个停止位置;当葫芦吊钩到达限定停止点时,强制关闭电机同方向运行,直至接收到葫芦反向运行信号并使葫芦吊钩反向行驶后再恢复接收电机正向运行信号,以及轴的转数超过预设转数后恢复接收电机正向高速运行信号;其中,当葫芦吊钩向限定停止点移动并且临近限定停止点时,主控单片机根据货物情况或用户需求自动选择是否设定切断电机的高速运行信号以减速接近限定停止点。

6.一种中小型起重设备的集成控制方法,其特征在于,所述集成控制方法基于如权利要求1‑5任意一项中所述的集成控制系统,包括:初始化主控单片机;

接收交流操作信号,根据交流操作信号切换与之连接的开关电路的导通状态,使主控单片机根据接收到的操作信号组合发送相应的执行信号至电机驱动回路;

主控单片机指令电机驱动回路启动电机同时,指令直流供电电路工作,直接为电机制动线圈供电;

实时采集信号源的交流操作信号,经开关电路组组合形成单片机识别所需的电平信号,进而由单片机根据信号对电机进行控制;

在电机运行过程中,如果接收到限位信号,依次切断对应的功能管脚,对电机进行逐级控制,使对象在被限制的操作信号控制下,逐渐减速直至停止在限位点。

7.根据权利要求6所述的中小型起重设备的集成控制方法,其特征在于,所述集成控制方法还包括:

在轨道停止位前安装磁铁,在车体上安装霍尔传感器,霍尔传感器与主控单片机连接,用于探测自身与设定终点之间的距离是否小于设定距离阈值;

当车体以轨道停止位作为目标正向行驶,实时采集霍尔传感器与磁铁之间的距离,当两者距离逐渐减小且距离小于设定距离阈值时,主控单片机切断电机的高速运行信号,并在预设时长后,切断电机同方向运行信号,直至车体反向行驶后恢复接收电机正向低速运行信号,以及经过磁铁安装位置后恢复接收电机正向高速运行信号。

8.根据权利要求7所述的中小型起重设备的集成控制方法,其特征在于,所述集成控制方法还包括:

在起升葫芦的轴或者延伸器件上安装N个磁铁,磁铁跟随轴以轴的轴中心线为转轴进行转动,在临近处安装霍尔传感器,霍尔传感器与主控单片机连接,用于采集轴的转数;

将葫芦吊钩在升降方向上的至少一个停止位置定义成限定停止点;

在葫芦吊钩升降过程中,根据霍尔传感器的采集结果,实时计算得到葫芦吊钩的升降位置信息,以及葫芦吊钩与限定停止点之间的距离信息;

当葫芦吊钩到达限定停止点时,强制关闭电机同方向运行,直至接收到葫芦反向运行信号并使葫芦吊钩反向行驶后再恢复接收电机正向运行信号,以及轴的转数超过预设转数后恢复接收电机正向高速运行信号;其中,当葫芦吊钩向限定停止点移动并且临近限定停止点时,主控单片机根据货物情况或用户需求自动选择是否设定切断电机的高速运行信号以减速接近限定停止点。

9.根据权利要求6所述的中小型起重设备的集成控制方法,其特征在于,所述集成控制方法还包括:

在控制单速葫芦时,如果接收到限位信号,识别吊钩实时位置变化情况,根据识别结果逐级控制吊钩到达上、下限位点时断开运行方向交流接触器;同时,启动监测电路,在运行方向交流接触器线圈断开后对交流接触器输出端的电压进行识别,如果交流接触器输出端仍然在为电机输出工作电流,则判定交流接触器触点粘连,立即断开总电源。