利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021115765909
申请人: 新乡玉镜智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-09-26
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种外转子电机驱动助力装置,其特征在于,包括缆绳、牵引力采集机构、负载力采集机构、牵引轮转速传感器、负载轮转速传感器和外转子电机;所述牵引力采集机构和所述负载力采集机构分别采集计算所述缆绳在牵引侧的内应张力P2和负载侧的内应张力P1;所述外转子电机上安装有与其外转子一体的驱动绳盘,所述缆绳绕设于所述驱动绳盘上;所述牵引轮转速传感器和负载轮转速传感器采集计算所述缆绳的线速度Va;所述外转子电机电连接有控制器,控制所述外转子电机的转速ω和转矩M;所述控制器采用的控制算法包括以下步骤:

(1)在所述外转子电机正常工作状态下,根据助力系数k和所述缆绳在牵引侧的内应张力P2设定所述外转子电机的转矩M,M=P2*k;

(2)计算所述缆绳的线速度Va和所述驱动绳盘的线速度Vb的速度差|Va‑Vb|是否超出速度差阈值dV;其中所述驱动绳盘的线速度Vb=ω*R,ω为所述外转子电机的转速,R为所述驱动绳盘的半径;

(3)计算所述缆绳在负载侧的内应张力P1是否小于最小张力阈值dP;

(4)计算所述缆绳在牵引侧的内应张力P2是否小于最小张力阈值dP;

(5)步骤(2)、(3)、(4)中的任意一条为真,则判断所述缆绳与驱动绳盘发生脱离;

(6)当发生缆绳脱离时,判断是否因为缆绳松弛所致;

(7)若为缆绳松弛,则立即限制所述外转子电机的转速ω,使ω= Va/R,其中Va为所述缆绳的线速度,R为所述驱动绳盘的半径;

(8)否则说明所述外转子电机的转矩M过大,应减小助力系数k;

(9)通过上述算法反复记录多种不同缆绳在牵引端的内应张力P2条件下的适宜的助力系数k,拟合助力系数k对缆绳在牵引端的内应张力P2的关系曲线;(10)回到步骤(1),但助力系数k需低于利用步骤(9)中拟合曲线得到的可至驱动绳盘脱离的临界值。

2.根据权利要求1所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,所述牵引力采集机构包括牵引定滑轮和牵引压力传感器,所述负载力采集机构包括负载定滑轮和负载压力传感器;所述缆绳的一端绕设于所述牵引定滑轮上,另一端绕设于所述负载定滑轮上,分别通过所述牵引压力传感器、负载压力传感器采集所述缆绳在所述牵引定滑轮和所述负载定滑轮上产生的压力,并进而计算所述缆绳在牵引侧的内应张力P2和负载侧的内应张力P1。

3.根据权利要求2所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,所述牵引轮转速传感器采集所述牵引定滑轮的转速ω1,所述负载轮转速传感器采集所述负载定滑轮的转速ω

2;计算所述牵引定滑轮的线速度V1=ω1*r1,所述负载定滑轮的线速度V2=ω2*r2,其中r1为所述牵引定滑轮的半径,r2为所述负载定滑轮的半径;则所述缆绳的线速度Va=(V1+V2)/

2=(ω1*r1+ω2*r2)/2。

4.根据权利要求2所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,所述控制器与所述牵引压力传感器、负载压力传感器、牵引轮转速传感器、负载轮转速传感器电连接,通过所述缆绳在牵引端和负载端的内应张力以及所述牵引定滑轮和负载定滑轮的转速控制所述外转子电机的转速ω和转矩M。

5.根据权利要求4所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,还包括电机驱动器和编码器,所述电机驱动器与所述控制器电连接,所述控制器通过所述编码器获得所述外转子电机的转速ω。

6.根据权利要求2所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,还包括机架;所述牵引定滑轮的轮轴一端通过关节轴承与所述机架相连接,另一端通过滚动轴承安装在所述机架上;所述负载定滑轮的轮轴一端通过关节轴承与所述机架相连接,另一端通过滚动轴承安装在所述机架上;所述外转子电机设有电机轴,通过所述电机轴和螺栓将所述外转子电机固定在所述机架上。

7.根据权利要求6所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,还包括防跳轴,所述防跳轴的两端均固定在所述机架上;所述牵引定滑轮和负载定滑轮外均设有所述防跳轴,防止所述缆绳从所述牵引定滑轮和负载定滑轮中跳出。

8.根据权利要求1所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,所述控制器实时检测所述缆绳在牵引侧的内应张力P2和负载侧的内应张力P1,实时调整所述外转子电机的驱动力大小和方向。

9.根据权利要求1所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,所述控制器实时检测所述缆绳的线速度Va和所述驱动绳盘的线速度Vb的速度差,实时调整所述外转子电机的驱动力大小和方向。

10.根据权利要求8或9所述的外转子电机驱动助力装置,其特征在于,所述控制器实时检测的频率不低于1kHz,所述外转子电机的驱动力实时调整的频率不低于1kHz。