CN105984820B - 智能平衡器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能平衡器，包括平衡器、电机以及智能处理模块和称重模块，连接在绕线轮上的绳缆其下部安装有带空腔的罩壳，罩壳内安装有称重模块和智能处理模块；称重模块的固定侧与绳缆连接、承载侧与吊杆连接，称重模块测量每次吊装工件的初始重量和操作人员手持吊杆后的实时重量，智能处理模块接收称重模块发送的重量数据并进行处理和判断，当得到施加在吊杆上向上或向下的操作力并发出控制信号至电机驱动器控制电机动作，且操作人员施加在吊杆上操作力与电机的转速成正比，罩壳上还安装有人机界面模块。本发明结构合理，能根据操作人员手持操作位置而能自动控制平衡器动作，响应速度快，提高吊装效率，能减轻操作人员的劳动强度。

Description

智能平衡器

技术领域

本发明涉及一种智能平衡器，属于平衡器技术领域。

背景技术

平衡器通常用于物料搬运，其主要借助卷簧积蓄的能量，使所悬挂的操作工具处于无重状态，以减少人工操作劳动强度，多用于汽车模具，配件焊接、流水线及各种固定位置上工作量较集中，操作工具较笨重，使用工具持续时间较长的场合。但弹簧平衡器作为提升辅助工具而搬运较重工件时，由于起动和制动摆动严重，其工件不易到达指定或者预期的工序位置，即使操作人员抓住吊有工件的吊杆或工件时，也无法实现平稳速提升和下放重物，因此无法进一步减轻操作人员的劳动强度。再则现有的平衡器也存着运行速度慢，响应速度慢等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理，能根据操作人员手持操作位置而能自动控制平衡器动作，响应速度快，提高吊装效率，能实现高效的作业精确的放置，减轻操作人员的劳动强度的智能平衡器。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种智能平衡器，其特征在于：包括平衡器、电机以及智能处理模块和称重模块，电机安装在平衡器的一侧，电机的输出轴与平衡器的绕线轮连接并用于控制绕线轮的正反转，所述的绕线轮上连接有绳缆，且绳缆的下部安装有带空腔的罩壳，罩壳内安装有称重模块和智能处理模块；所述称重模块的固定侧与绳缆连接、承载侧与用于吊装工件的吊杆连接，且称重模块用于测量每次吊装工件的初始重量和操作人员手持吊杆后的实时重量，并将采集的重量数据发送至智能处理模块，智能处理模块用于接收称重模块发送的重量数据并进行处理和判断，得到施加在吊杆上向上或向下的操作力，智能处理模块发出控制信号至电机驱动器,电机驱动器的输出端与电机连接并控制电机动作而使绳缆对应向上移动或向下移动；所述操作人员施加在吊杆上操作力与电机的转速成正比；所述罩壳上还安装有人机界面模块，所述的人机界面模块用于显示智能处理模块发送的数据，并通过人机界面模块上的控制按钮向智能处理模块发出控制信号。

其中：所述的人机界面模块包括称重显示单元、报警显示单元和控制面板单元，所述称重显示单元用于显示称重模块实时重量数据，所述的报警显示单元用于显示超载信号，所述控制面板单元包括多个控制按钮，点击相应的控制按钮对平衡器发出控制要求。

所述的智能处理模块包括输入单元、控制单元和输出单元，所述的输入单元用于接收称重模块发送的重量数据和人机界面模块其控制面板单元的输入信号，所述的控制单元对接收的实时重量数据及初始重量数据进行处理运算，所述的输出单元用于向电机驱动器发出控制信号，当输入单元接收的实时重量数据大于初始重量数据时，控制单元判断操作人员施加在吊杆向下的操作力，输出单元发送控制信号至电机驱动器驱动电机正转，带动绳缆向下移动；当输入单元接收的实时重量数据小于初始重量数据时，控制单元判断操作人员施加在吊杆向上的操作力，输出单元发出控制信号发送至电机驱动器，电机驱动器驱动电机反转将绳缆收卷；当输入单元接收的实时重量数据与初始重量数据相同时，控制单元判断吊杆上无操作力，输出单元发送控制信号至电机驱动器，电机不动作。

所述罩壳包括扣合并通过紧固件的左罩体和右罩体，所述的称重模块安装左罩体或/和右罩体上，绳缆的底部通过紧固件安装在称重模块的固定侧，吊杆安装在称重模块下部的承载侧，智能处理模块安装左罩体或/和右罩体内，人机界面模块安装在左罩体或/和右罩体的窗口处，称重模块的输出端与智能处理模块的输入端连接，人机界面模块的输入输出端与智能处理模块的输入输出端连接，所述的智能处理模块通过无线或有线与电机驱动器通信连接。

所述左罩体和右罩体的上部安装有上罩体，绳缆穿出上罩体，且上罩体上设有下接线端子，平衡器的壳体上设有上接线端子，屏蔽线缆的两端接在下接线端子和上接线端子上。

所述在左罩体和右罩体的下部安装有手柄，且手柄包覆在吊杆上。

本发明的智能平衡器在绳缆的下部安装有称重模块，能通过称重模块测量每次吊装工件的初始重量和操作人员手持吊杆后的实时重量，而智能处理模块接收称重模块发送的重量数据并进行处理和判断，得到操作人员施加在吊杆上向上或向下的操作力，智能处理模块根据判断的数据而发出控制信号至电机驱动器,通过电机驱动器驱动电机作相应的动作，使平衡器能通过操作人员对吊杆施加力的大小来进行控制工件的升降，由于操作人员施加在吊杆上操作力的大小是与电机转速成正比，使平衡器运行和起制动平稳快速，操作人在进行装配工作时，能轻松地手持工件找准定位，可以精确、直观轻松地使重物到达指定或者预期的位置，不需借助任何额外的按钮和控制单元，能实现高效的作业精确的放置，大幅度提高了操作人员的劳动强度，吊装效率可比原平衡器提高一倍以上。本发明在绳缆下部安装有罩壳，将称重模块和智能处理模块安装在罩壳内，而罩壳上设有人机界面模块，不仅结构紧凑，而可通过人机界面模块来显示智能处理模块发送的数据，同时操作人员还可通过人机界面模块上的控制面板单元上的按钮向智能处理模块发出控制信号，来控制平衡器吊装工件的升降，使操作人员更加精确的将工件吊至达指定或者预期的位置，本发明响应速度快，运行平稳、快速，能适用于多种提升场合。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明智能平衡器的结构示意图。

图2是本发明位于罩壳处的放大结构示意图。

图3是图2的A-A剖视结构示意图。

图4是图2去掉左罩体时的结构示意图。

图5是本发明的原理框图。

其中：1—平衡器，1-1—壳体，1-2—绕线轮，1-3—绳缆，2—电机，3—屏蔽线缆，4—罩壳，4-1—上罩体，4-2—右罩体，4-3—左罩体，5—人机界面模块，6—手柄，7—吊杆，8—称重模块，9—智能处理模块，10—电机驱动器。

具体实施方式

见图1～4所示，本发明的一种智能平衡器，包括平衡器1、电机2以及智能处理模块9和称重模块8，本发明的平衡器1为现有结构的平衡器，平衡器包括壳体1-1、装在壳体1-1内的绕线轮1-2以及缠绕在绕线轮1-2上的绳缆1-3、储能弹簧以及储能座，本发明的绳缆1-3为钢丝绳或能承载的绳缆，储能弹簧分别与储能座和绕线轮1-2连接，将储能弹簧的能量通过储能座传递到绕线轮1-2上，由于储能弹簧能量的释放，使所悬挂平衡器1下部的工件能处于无重状态。本发明的电机2安装在平衡器1的一侧，即电机2能安装在平衡器1的壳体1-1上，或将电机2安装在用于安装平衡器1的支架上，电机2的输出轴与平衡器1的绕线轮1-2连接用于控制绕线轮1-2的正反转，本发明的电机2可采用伺服电机。

见图1～4所示，本发明绕线轮1-2上连接有绳缆1-3，绳缆1-3的下部安装有带空腔的罩壳4，罩壳4内安装有称重模块8和智能处理模块9，本发明的称重模块8为现有的数字称重模块8或模拟称重模块8，称重模块8的固定侧与绳缆1-3连接、承载侧与用于吊装工件的吊杆7连接，本发明的称重模块8用于测量每次吊装工件的初始重量和操作人员手持吊杆7后的实时重量，并将采集的重量数据发送至智能处理模块9，本发明的智能处理模块9为PCL编程控制模块或微处理器，智能处理模块9用于接收称重模块8发送的重量数据并进行处理和判断，得到施加在吊杆7上向上或向下的操作力，智能处理模块9发出控制信号至电机驱动器10,电机驱动器10的输出端与电机2连接并控制电机2动作而使绳缆1-3对应向上移动或向下移动，该电机驱动器10为现有的驱动器。本发明操作人员施加在吊杆7上操作力与电机转速成正比，即施加在吊杆7上操作力的大小与电机转速成正比，通过称重模块8对工件以及操作人员作用于吊杆7上力进行测量后，并能根据这个力的大小来进行控制工件的升降速度，即操作人施加在吊杆7上的向上的操作力或向下的操作力越大，则提升或下放的速度越快；操作力越小则提升或下放的速度越慢，故使智能平衡器能够按照操作人员的控制和操作，而实现同步向上或向下移动，具有快速响应及毫米级精确定位能力，能实现高效的作业精确的放置，操作人员在进行吊装工作时，能自如的升降和快速的移动，将工件精确、直观轻松地吊至达指定或者预期的位置。

见图1～4所示，本发明的罩壳4上还安装有人机界面模块5，人机界面模块5用于显示智能处理模块9发送的数据，并通过人机界面模块5上的控制按钮向智能处理模块9发出控制信号。本发明的人机界面模块5包括称重显示单元、报警显示单元和控制面板单元，称重显示单元用于显示称重模块8实时重量数据，使操作人员可观察到实时重量数据，而报警显示单元用于显示超载信号，报警显示单元可采用声光电，如发光二极管或蜂鸣器进行报警，当工件初始重量超出吊起重量或操作力超出设定阈值时，报警显示单元进行报警。本发明的人机界面模块5还包括控制面板单元，控制面板单元包括多个控制按钮，通过点击相应的控制按钮对平衡器1发出控制要求，如按下相应的上升键或下降键即可控制吊杆7上升或下降，放开按键则吊杆7停止移动，且通过控制按钮向智能处理模块9发给控制输入信号，经智能处理模块9控制电机驱动器10，对电机2进行控制。

见图5所示，本发明的智能处理模块9包括输入单元、控制单元和输出单元，输入单元用于接收称重模块8发送的重量数据和人机界面模块5其控制面板单元的输入信号，控制单元对接收的实时重量数据及初始重量数据进行处理运算，输出单元用于向电机驱动器10发出控制信号，当输入单元接收的实时重量数据大于初始重量数据时，控制单元判断操作人员施加在吊杆7向下的操作力，输出单元发送控制信号至电机驱动器10驱动电机2正转，带动绳缆1-3向下移动；当输入单元接收的实时重量数据小于初始重量数据时，控制单元判断操作人员施加在吊杆7向上的操作力，输出单元发出控制信号发送至电机驱动器10，电机驱动器10驱动电机2反转将绳缆1-3收卷；当输入单元接收的实时重量数据与初始重量数据相同时，控制单元判断吊杆7上无操作力，输出单元发送控制信号至电机驱动器10，电机2不动作，故能精确控制工件到达指定或者预期的位置。

见图1～4所示，本发明的罩壳4包括扣合并通过紧固件的左罩体4-3和右罩体4-2，称重模块8安装左罩体4-3或/和右罩体4-2上，绳缆1-3的底部通过紧固件安装在称重模块8的固定侧，吊杆7上部安装在称重模块8下部的承载侧，吊杆7穿出左罩体4-3和右罩体4-2，本发明在左罩体4-3和右罩体4-2的下部还安装有手柄6，手柄6包覆在吊杆7上，方便操作人员用手扶持。本发明的智能处理模块9安装左罩体4-3或/和右罩体4-2内，人机界面模块5安装在左罩体4-3或/和右罩体4-2的窗口处，称重模块8的输出端与智能处理模块9的输入端连接，可通过屏蔽线连接，而人机界面模块5的输入输出端与智能处理模块9的输入输连接，实现双向通信，智能处理模块9通过无线或有线与电机驱动器10通信连接，智能处理模块9的输出端可通过屏蔽线缆3与电机驱动器10连接，或智能处理模块9上安装有无线通信模块，而安装在平衡器1壳体1-1上的无线通信模块与电机驱动器10连接，实现无线通信，将智能处理模块9的控制信号传递至电机驱动器10而控制电机2的动作，最终实现吊杆7的升降运动。见图1～4所示，本发明左罩体4-3和右罩体4-2的上部安装有上罩体4-1，具有较好的维护性能，绳缆1-3穿出上罩体4-1，且上罩体4-1上设有下接线端子，平衡器1的壳体1-1上设有上接线端子，屏蔽线缆3的两端接在下接线端子和上接线端子上，通过屏蔽线缆3能准确传递控制信号至电机驱动器10继而控制电机2动作。

本发明在工作时，平衡器1下部的吊杆7挂上工件后，称重模块8测量吊装工件的初始重量及操作人员手持吊杆7后的实时重量，称重模块8可在20ms～100ms测量一次实时重量，称重模块8将采集的重量数据发送至智能处理模块9，智能处理模块9接收称重模块8发送的重量数据并进行处理和判断，得到施加在吊杆7上向上或向下的操作力，智能处理模块9发出控制信号至电机驱动器10,电机驱动器10控制电机2，使绳缆1-3对应向上移动或向下移动或停止不动，当向上的操作力或向下的操作力越大，提升或下放的速度越快，同时人机界面模块5显示智能处理模块9发送的数据，当吊杆7上的工件超重或操作力超出设定阈值时，人机界面模块5上的报警单元进行显示报警，还可通过人机界面模块5上控制面板单元上的控制按钮向智能处理模块9发出控制信号。

Claims (5)

1.一种智能平衡器，其特征在于：包括平衡器(1)、电机(2)以及智能处理模块(9)和称重模块(8)，电机(2)安装在平衡器(1)的一侧，电机(2)的输出轴与平衡器(1)的绕线轮(1-2)连接并用于控制绕线轮(1-2)的正反转，所述的绕线轮(1-2)上连接有绳缆(1-3)，且绳缆(1-3)的下部安装有带空腔的罩壳(4)，罩壳(4)内安装有称重模块(8)和智能处理模块(9)；所述称重模块(8)的固定侧与绳缆(1-3)连接、承载侧与用于吊装工件的吊杆(7)连接，且称重模块(8)用于测量每次吊装工件的初始重量和操作人员手持吊杆(7)后的实时重量，并将采集的重量数据发送至智能处理模块(9)，智能处理模块(9)用于接收称重模块(8)发送的重量数据并进行处理和判断，得到施加在吊杆(7)上向上或向下的操作力，智能处理模块(9)发出控制信号至电机驱动器(10),电机驱动器(10)的输出端与电机(2)连接并控制电机(2)动作而使绳缆(1-3)对应向上移动或向下移动；所述操作人员施加在吊杆(7)上操作力与电机(2)的转速成正比；所述罩壳(4)上还安装有人机界面模块(5)，所述的人机界面模块(5)用于显示智能处理模块(9)发送的数据，并通过人机界面模块(5)上的控制按钮向智能处理模块(9)发出控制信号；其中，所述罩壳(4)包括扣合并通过紧固件连接的左罩体(4-3)和右罩体(4-2)，所述的称重模块(8)安装左罩体(4-3)或/和右罩体(4-2)上，绳缆(1-3)的底部通过紧固件安装在称重模块(8)的固定侧，吊杆(7)安装在称重模块下部的承载侧，智能处理模块(9)安装左罩体(4-3)或/和右罩体(4-2)内，人机界面模块(5)安装在左罩体(4-3)或/和右罩体(4-2)的窗口处，称重模块(8)的输出端与智能处理模块(9)的输入端连接，人机界面模块(5)的输入输出端与智能处理模块(9)的输入输出端连接，所述的智能处理模块(9)通过无线或有线与电机驱动器(10)通信连接。

2.根据权利要求1所述的智能平衡器，其特征在于：所述的人机界面模块(5)包括称重显示单元、报警显示单元和控制面板单元，所述称重显示单元用于显示称重模块(8)实时重量数据，所述的报警显示单元用于显示超载信号，所述控制面板单元包括多个控制按钮，点击相应的控制按钮对平衡器(1)发出控制要求。

3.根据权利要求1或2所述的智能平衡器，其特征在于：所述的智能处理模块(9)包括输入单元、控制单元和输出单元，所述的输入单元用于接收称重模块(8)发送的重量数据和人机界面模块(5)其控制面板单元的输入信号，所述的控制单元对接收的实时重量数据及初始重量数据进行处理运算，所述的输出单元用于向电机驱动器(10)发出控制信号，当输入单元接收的实时重量数据大于初始重量数据时，控制单元判断操作人员施加在吊杆(7)向下的操作力，输出单元发送控制信号至电机驱动器(10)驱动电机(2)正转，带动绳缆(1-3)向下移动；当输入单元接收的实时重量数据小于初始重量数据时，控制单元判断操作人员施加在吊杆(7)向上的操作力，输出单元发出控制信号发送至电机驱动器(10)，电机驱动器(10)驱动电机(2)反转将绳缆(1-3)收卷；当输入单元接收的实时重量数据与初始重量数据相同时，控制单元判断吊杆(7)上无操作力，输出单元发送控制信号至电机驱动器(10)，电机(2)不动作。

4.根据权利要求1所述的智能平衡器，其特征在于：所述左罩体(4-3)和右罩体(4-2)的上部安装有上罩体(4-1)，绳缆(1-3)穿出上罩体(4-1)，且上罩体(4-1)上设有下接线端子，平衡器(1)的壳体(1-1)上设有上接线端子，屏蔽线缆(3)的两端接在下接线端子和上接线端子上。

5.根据权利要求1所述的智能平衡器，其特征在于：所述在左罩体(4-3)和右罩体(4-2)的下部安装有手柄(6)，且手柄(6)包覆在吊杆(7)上。