CN108252581A - 基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，包括依次连接的间歇光电信号还原装置、控制电路和光电转换单元，所述间歇光电信号还原装置包括支架、A电机、B电机、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、输出齿轮、平衡杆、第一行星齿轮、第二行星齿轮，所述A电机和B电机对称安装在支架上，A电机动力输出至第一驱动齿轮，B电机动力输出至第二驱动齿轮，第一驱动齿轮与第二驱动齿轮之间齿连接有输出齿轮，输出齿轮中心处设有输出轴，平衡杆水平安装于输出齿轮下方，平衡杆对称设有极性相同的第一磁钢和第二磁钢，第一磁钢和第二磁钢的正下方对称设有绕线相反的第一电磁铁和第二电磁铁，第一行星齿轮和第二行星齿轮设于平衡杆两端。

Description

基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统

技术领域

本发明涉及一种基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，属于间歇光电信号还原装置技术领域。

背景技术

现有的动力输出装置(比如电子锁)的机械输出，如果单电机损坏或者卡住，会导致电机没有即时断电或烧毁或者输出失效的情况发生。一般电机卡住，可能和电机内部温度不均匀、湿度和使用等有关，当出现问题时，如果不及时切断电源，持续的电流就烧毁电机，或严重降低电机的使用寿命。如果此时将他断电并自然冷却，它会完好如初。所以双电机备份系统不仅是动力的备份，更能够保护动力部件，达到高稳定性的目的。处理器的应用大大简化了设计难度，但处理器也会带来诸多问题，如：抗干扰能力差、电磁兼容性问题、软件漏洞升级、多余的功耗和系统复杂性都会影响对系统的稳定性。无处理器设计会大大提高系统的稳定性。

电磁切换执行动作时间，是输出轴光电检测出现问题的短暂时间。所以功耗低，在正常动作时，无电力消耗，从而实现低功耗。本发明涉及的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统实现双备份保护了电机，输出由备份电机接力，没有影响效果。双电机备份的机器人驱动系统，当一个电机出现卡住，另一个电机补位，即保护了卡住的电机，又没有影响输出动力。

发明内容

本发明提出一种实现全自动化，间歇式，能够实时测量的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，解决现有技术存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，包括依次连接的间歇光电信号还原装置、控制电路和光电转换单元，所述间歇光电信号还原装置包括支架、A电机、B电机、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、输出齿轮、平衡杆、第一行星齿轮、第二行星齿轮，所述A电机和B电机对称安装在支架上，所述A电机动力输出至第一驱动齿轮、所述B电机动力输出至第二驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与第二驱动齿轮之间齿连接有输出齿轮，所述输出齿轮中心处设有输出轴，所述平衡杆水平安装于输出齿轮下方，所述平衡杆下方对称设有极性相同的第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢和第二磁钢的正下方对称设有绕线相反的第一电磁铁和第二电磁铁，两个电磁铁固定在结构支架上，不会跟随平衡杆运动。

作为优选，所述第一驱动齿轮与输出齿轮之间齿连接有第一行星齿轮，所述第二驱动齿轮与输出齿轮之间齿连接有第二行星齿轮。

作为优选，所述光电转换单元包括光发射管电路、光电转换电路、双边沿触发倍频电路、高电平对电容器充电低电平瞬间放电电路、低通滤波器、带滞回功能电压比较器，

所述光电转换电路包括光接收二极管、电容C1和电阻R5，所述光接收二极管的集电极输入有+5V电压，所述光接收二极管的输出端与电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R5并联在电容C1两端，所述光接收二极管与发光二极管组成输出风板组合件；

所述双边沿触发倍频电路包括法拉电容C2、电阻R1、电阻R2和同或门，法拉电容C2的正极与电容C1的一端相连接，所述法拉电容C2的负极与电阻R1的一端相连接，所述电阻R1的另一端输入有+3.3V电压，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端接地，所述同或门的第一输入端与电容C1的一端相连接，所述同或门的第二输入端与法拉电容C2的负极相连接；

所述高电平对电容器充电低电平瞬间放电电路包括电阻R20、二极管D1、法拉电容C20，所述电阻R20一端与同或门的输出端相连接，所述电阻R20的另一端与法拉电容C20的负极相连接，所述法拉电容C20的正极接地，所述二极管D1的正极与法拉电容C20的负极相连接，所述二极管D1的负极与同或门的输出端相连接；

所述低通滤波器包括电阻R10、电容C10、运算放大器U6A、电阻R11、电容C12、电阻R12、电阻R13、电容C13、运算放大器U6B和电容C67，所述法拉电容C20的负极与电阻R10的一端相连接，所述电阻R10的另一端与运算放大器U6A的正相输入端相连接，所述电容C10的一端与运算放大器U6A的正相输入端相连接，所述电容C10的另一端接地，所述运算放大器U6A的反相输入端连接至运算放大器U6A的输出端，所述运算放大器U6A的正电源连接端接地，所述运算放大器U6A的负电源连接端输入有-5V电压，所述运算放大器U6A的输出端与电阻R11的一端相连接，所述电阻R13、电阻R12和电容C12的一端均连接至电阻R11的另一端，所述电阻R12的另一端与运算放大器U6B的反相输入端相连接，所述电容C12的另一端接地，所述电阻R13的另一端连接至运算放大器U6B的输出端，所述电容C13的一端与运算放大器U6B的反相输入端相连接，所述电容C13的另一端连接至运算放大器U6B的输出端，所述电容C67的一端与运算放大器U6B的输出端相连接，所述电容C67的另一端接地，所述运算放大器U6B的正相输入端接地，

所述带滞回功能电压比较器包括电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、电阻R59、电容C61、电容C25、运算放大器U8A、三极管Q9、三极管Q10和发光二极管LED1，所述电阻R50、电阻R51的一端均连接至运算放大器U6B的输出端，所述电阻R50的另一端与电容C61的一端相连接，所述电容C61的另一端接地，所述电阻R51的另一端与运算放大器U8A的正相输入端相连接，所述电阻R52的一端与运算放大器U8A的反相输入端相连接，所述电阻R2的另一端输入+3.3V电压，所述电阻R53的一端连接至运算放大器U8A的反相输入端，所述电阻R53的另一端接地，所述电容C25并联在电阻R53的两端，所述电阻R57、电阻R58一端均连接至运算放大器U8A的输出端，所述电阻R57的另一端输入有+3.3V电压，所述电阻R58的另一端与三极管Q10的基极相连接，所述发光二极管LED1的正极与运算放大器U8A的输出端相连接，所述发光二极管LED1的负极与电阻R59的一端相连接，所述电阻R59的另一端与三极管Q10的发射极相连接，所述三极管Q10的发射极接地，所述电阻R54的一端与运算放大器U8A的正相输入端相连接，所述电阻R54的另一端与三极管Q9的集电极相连接，所述三极管Q9的发射极接地，所述三极管Q9的基极与电阻R56的一端相连接，所述电阻R56的另一端连接至三极管Q10的集电极，所述电阻R55的一端与三极管Q9的发射极相连接，所述电阻R55的另一端连接至三极管Q10的集电极，

所述三极管Q10的集电极输出超时信号至控制电路。

作为优选，所述三极管Q9为PNP三极管，所述三极管Q10为NPN三极管。

作为优选，所述光电转换单元还包括同步加法计数器，所述同步加法计数器的CLK端与三极管Q10的集电极相连接，所述同步加法计数器的使能端CEP、使能端CET、置数端PE和清零端MR均输入+5V电压，所述同步加法计数器Q0输出信号MOTION SEL。

作为优选，所述控制电路包括电阻R77、电阻R78、金氧半场效晶体管M1、法拉电容C30、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、三极管Q11、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、运输放大器U20，所述电阻R77一端与三极管Q10的集电极相连接，所述电阻R77的另一端与电阻R78的一端相连接，所述电阻R78的另一端输入有+5V的电压，所述电阻R78的一端与金氧半场效晶体管M1的栅极相连接，所述电阻R78的另一端与金氧半场效晶体管M1的源极相连接，所述金氧半场效晶体管M1的漏极与法拉电容C30的正极相连接，所述法拉电容C30的负极接地，所述三极管Q11和三极管Q13的发射极均连接至金氧半场效晶体管M1的漏极，所述三极管Q11的集电极与所述三极管Q12的集电极相连接，所述三极管Q13的集电极与所述三极管Q14的集电极相连接，所述三极管Q12和三极管Q14的发射极均接地，所述三极管Q11的基极与二极管D3的正极相连接，所述二极管D3的负极与二极管D2的正极相连接，所述二极管D2的负极与电阻R25的一端相连接，所述电阻R25的另一端连接至运算放大器U20的输入端，所述三极管Q12的基极与电阻R26的一端相连接，所述电阻R26的另一端连接至运算放大器U20的输入端，所述三极管Q13的基极与二极管D4的正极相连接，所述二极管D4的负极与二极管D5的正极相连接，所述二极管D5的负极与电阻R27的一端相连接，所述电阻R27的另一端连接至运算放大器U20的输出端，所述三极管Q14的基极与电阻R28的一端相连接，所述电阻R28的另一端连接至运算放大器U20的输出端，所述A电机和B电机串联后两端分别连接至三极管Q11和三极管Q13的集电极。

作为优选，所述三极管Q11、三极管Q13为PNP三极管，所述三极管Q12、三极管Q14为NPN三极管。

本发明具有以下的特点和有益效果：

本发明涉及的一种基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统实现了无处理器运行，稳定性强，无故障运行时间，切换电路的执行时间较为省电，保持状态无需电能。处理器电路对CPU的稳定性和程序的完整性非常高，随着科技的进步，对CPU的依赖随之升高，这样就带来了额外的功耗开销、CPU的抗感染性、CPU故障，影响最大的就是代码的完整性，就是程序BUG带了的不确定性。对产品的稳定性要求越高，对处理器的各项指标和代码要求就越高，这无疑带了了成本问题。本发明没有使用处理器进行信号检测、信号切换和机构控制，完全是模拟电路和数字电路大家，具有成本低、稳定性高、抗感染性高、低维护成本等特点。本发明使用在便携式产品和电池供电场合，对电的使用率要求较高，本发明的切换机构巧妙，切换时间非固定时间，是通过运动反馈决定的，充分使用电磁铁的有效利用时间，达到切换时间短的特点，节省了电能。保持状态无需电能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的原理框图；

图3为本发明中光电转换单元的电路原理图；

图4为本发明控制电路的电路原理图。

图中，1-A电机、2-B电机、3-第一驱动齿轮、4-第二驱动齿轮、5-输出齿轮、6-支架、7-第一磁钢、8-第一行星齿轮、9-平衡杆、10-第二磁钢、11-第二行星齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，如图1所示，包括依次连接的间歇光电信号还原装置、控制电路和光电转换单元，所述间歇光电信号还原装置包括支架6、A电机1、B电机2、第一驱动齿轮3、第二驱动齿轮4、输出齿轮5、平衡杆9、第一行星齿轮8、第二行星齿轮11，所述A电机1和B电机2对称安装在支架6上，所述A电机1动力输出至第一驱动齿轮3、所述B电机2动力输出至第二驱动齿轮4，所述第一驱动齿轮3与第二驱动齿轮4之间齿连接有输出齿轮5，所述输出齿轮5中心处设有输出轴，所述平衡杆9水平安装于输出齿轮5下方，所述平衡杆9下方对称设有极性相同的第一磁钢7和第二磁钢10，所述第一磁钢7和第二磁钢10的正下方对称设有绕线相反的第一电磁铁和第二电磁铁，两个电磁铁固定在结构支架上，不会跟随平衡杆9运动，所述第一行星齿轮8和第二行星齿轮11设于平衡杆9两端。

其中，所述第一驱动齿轮3与输出齿轮5之间齿连接有第一行星齿轮8，所述第二驱动齿轮4与输出齿轮5之间齿连接有第二行星齿轮11。

本实施例中，如图2所示，所述光电转换单元包括光发射管电路、光电转换电路、双边沿触发倍频电路、高电平对电容器充电低电平瞬间放电电路、低通滤波器、带滞回功能电压比较器，

具体的，如图3所示，所述光发射管电路包括电阻R49和发光二极管，所述电阻R49一端输入有+5V电压，所述电阻R49另一端与发光二极管的正极相连接，所述发光二极管的负极接地；

所述光电转换电路包括光接收二极管、电容C1和电阻R5，所述光接收二极管的集电极输入有+5V电压，所述光接收二极管的发射极与电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R5并联在电容C1两端，所述光接收二极管与发光二极管组成输出风板组合件；

所述双边沿触发倍频电路包括法拉电容C2、电阻R1、电阻R2和同或门，法拉电容C2的正极与电容C1的一端相连接，所述法拉电容C2的负极与电阻R1的一端相连接，所述电阻R1的另一端输入有+3.3V电压，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端接地，所述同或门的第一输入端与电容C1的一端相连接，所述同或门的第二输入端与法拉电容C2的负极相连接；

所述高电平对电容器充电低电平瞬间放电电路包括电阻R20、二极管D1、法拉电容C20，所述电阻R20一端与同或门的输出端相连接，所述电阻R20的另一端与法拉电容C20的负极相连接，所述法拉电容C20的正极接地，所述二极管D1的正极与法拉电容C20的负极相连接，所述二极管D1的负极与同或门的输出端相连接；

所述低通滤波器包括电阻R10、电容C10、运算放大器U6A、电阻R11、电容C12、电阻R12、电阻R13、电容C13、运算放大器U6B和电容C67，所述法拉电容C20的负极与电阻R10的一端相连接，所述电阻R10的另一端与运算放大器U6A的正相输入端相连接，所述电容C10的一端与运算放大器U6A的正相输入端相连接，所述电容C10的另一端接地，所述运算放大器U6A的反相输入端连接至运算放大器U6A的输出端，所述运算放大器U6A的正电源连接端接地，所述运算放大器U6A的负电源连接端输入有-5V电压，所述运算放大器U6A的输出端与电阻R11的一端相连接，所述电阻R13、电阻R12和电容C12的一端均连接至电阻R11的另一端，所述电阻R12的另一端与运算放大器U6B的反相输入端相连接，所述电容C12的另一端接地，所述电阻R13的另一端连接至运算放大器U6B的输出端，所述电容C13的一端与运算放大器U6B的反相输入端相连接，所述电容C13的另一端连接至运算放大器U6B的输出端，所述电容C67的一端与运算放大器U6B的输出端相连接，所述电容C67的另一端接地，所述运算放大器U6B的正相输入端接地，

所述带滞回功能电压比较器包括电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、电阻R59、电容C61、电容C25、运算放大器U8A、三极管Q9、三极管Q10和发光二极管LED1，所述电阻R50、电阻R51的一端均连接至运算放大器U6B的输出端，所述电阻R50的另一端与电容C61的一端相连接，所述电容C61的另一端接地，所述电阻R51的另一端与运算放大器U8A的正相输入端相连接，所述电阻R52的一端与运算放大器U8A的反相输入端相连接，所述电阻R2的另一端输入+3.3V电压，所述电阻R53的一端连接至运算放大器U8A的反相输入端，所述电阻R53的另一端接地，所述电容C25并联在电阻R53的两端，所述电阻R57、电阻R58一端均连接至运算放大器U8A的输出端，所述电阻R57的另一端输入有+3.3V电压，所述电阻R58的另一端与三极管Q10的基极相连接，所述发光二极管LED1的正极与运算放大器U8A的输出端相连接，所述发光二极管LED1的负极与电阻R59的一端相连接，所述电阻R59的另一端与三极管Q10的发射极相连接，所述三极管Q10的发射极接地，所述电阻R54的一端与运算放大器U8A的正相输入端相连接，所述电阻R54的另一端与三极管Q9的集电极相连接，所述三极管Q9的发射极接地，所述三极管Q9的基极与电阻R56的一端相连接，所述电阻R56的另一端连接至三极管Q10的集电极，所述电阻R55的一端与三极管Q9的发射极相连接，所述电阻R55的另一端连接至三极管Q10的集电极，

所述三极管Q10的集电极输出超时信号至控制电路。

其中，所述三极管Q9为PNP三极管，所述三极管Q10为NPN三极管。

进一步的，所述光电转换单元还包括同步加法计数器，所述同步加法计数器的CLK端与三极管Q10的集电极相连接，所述同步加法计数器的使能端CEP、使能端CET、置数端PE和清零端MR均输入+5V电压，所述同步加法计数器Q0输出信号MOTION SEL。

本实施例中，如图4所示，所述控制电路包括电阻R77、电阻R78、金氧半场效晶体管M1、法拉电容C30、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、三极管Q11、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、运输放大器U20，所述电阻R77一端与三极管Q10的集电极相连接，所述电阻R77的另一端与电阻R78的一端相连接，所述电阻R78的另一端输入有+5V的电压，所述电阻R78的一端与金氧半场效晶体管M1的栅极相连接，所述电阻R78的另一端与金氧半场效晶体管M1的源极相连接，所述金氧半场效晶体管M1的漏极与法拉电容C30的正极相连接，所述法拉电容C30的负极接地，所述三极管Q11和三极管Q13的发射极均连接至金氧半场效晶体管M1的漏极，所述三极管Q11的集电极与所述三极管Q12的集电极相连接，所述三极管Q13的集电极与所述三极管Q14的集电极相连接，所述三极管Q12和三极管Q14的发射极均接地，所述三极管Q11的基极与二极管D3的正极相连接，所述二极管D3的负极与二极管D2的正极相连接，所述二极管D2的负极与电阻R25的一端相连接，所述电阻R25的另一端连接至运算放大器U20的输入端，所述三极管Q12的基极与电阻R26的一端相连接，所述电阻R26的另一端连接至运算放大器U20的输入端，所述三极管Q13的基极与二极管D4的正极相连接，所述二极管D4的负极与二极管D5的正极相连接，所述二极管D5的负极与电阻R27的一端相连接，所述电阻R27的另一端连接至运算放大器U20的输出端，所述三极管Q14的基极与电阻R28的一端相连接，所述电阻R28的另一端连接至运算放大器U20的输出端，所述A电机和B电机串联后两端分别连接至三极管Q11和三极管Q13的集电极。

其中，所述三极管Q11、三极管Q13为PNP三极管，所述三极管Q12、三极管Q14为NPN三极管。

上述技术方案的工作原理，光发射器对准光电转换器，中间有输出轴的“风板”间歇遮挡，光电转换器，随着输出轴的“风板”间歇遮挡，会输出同输出频率方波，当转动停止，光电转换器输出恒定电平。

双边沿触发倍频电路，将电平的跳变输出一个脉冲，脉冲的宽度和C2、R2有关，可以根据输出的转动频率进行调整。

双边沿触发倍频电路输出高电平时，经过R20和C20组成了RC滤波器，缓慢对C20进行充电，使得C20电平缓慢升高，输出低电平时，C20电容器上的正电荷通过D1快速卸放到双边沿触发倍频电路的输出端。这个电路的特征点就是：双边沿触发倍频电路输出方波时，C20的充电缓慢，和瞬间放电，导致C20端电压时钟维持较低电压状态，无法达到后级电压比较器设定的阀值，也就无法触发离合切换系统。

C20端虽然理论上能够正常工作，但频繁通过D1的脉冲式放电，会给系统带来高频电磁干扰，为了避免后级电压比较电路误判，中间加一级低通滤波电路，通过低通滤波电路后，输出较为平坦，不会错误触发电压比较电路。

带滞回功能的电压比较电路，具有一定新颖性，可以作为权利要求之一处理，滞回功能的电压比较电路复杂，有很好的比较稳定性，有电压阀值滞回电压比较器电路结构复杂，但是有很好的比较稳定性，因其有两个电压比较阀值，也更适合浮动较大电压的比较以及一些逻辑判断。电路部分如下介绍。

电压比较器U8的负输入端是设置比较电压阀值，具体电压值是R52和R53分压得到，此时阀值公式是：3.3V*R53/(R52+R53)约等于1.41V，当输入电压低于阀值时，比较器输出低电平，此时NPN三极管Q10关闭，整体比较电路输出信号OVER_TIME为高电平，并接近3.3V，使得PNP管的Q9关闭，R54电阻无电流通过，也不会影响到U8的正输入端。当输入电压高于阀值时，比较器输出高电平，此时NPN三极管Q10打开，R55电阻因为电流产生压降，由于NPN三极管Q10的饱和电流大于R55最大限流值，所以整体比较电路输出信号OVER_TIME为低电平，并接近0V，使得PNP管的Q9打开，Q9进入三极管饱和状态，R54的右端电压接近3.3V，此时，电流通过R54流入比较器U8的正输入端，并影响电路输入电压值，从而影响电路输入信号由高变低的比较阀值。假定Q9导通的管压降达到理想值0V，电压比较器为理想模型状态，比较器的正向输入端达到1.41V时，电路才能发生输出跳变，此时电路的输入端电压值公式是：1.41V-R51*(3.3V-1.41V)/R54约等于0.97V。达到滞回比较的效果。如果不使用上述滞回电路，可能在输入电压变化接近比较阀值的过程会反复触发正负跳变，这样的结果将直接导致后级离合电路仲裁错误。

正反绕线，磁钢极性相同；或者绕线相同，磁钢极性相反。包括两个信号；overtime信号&motionsel信号；两个信号的产生：Overtime信号是正在运行电机故障指示信号；产生原理是：电机故障；导致光电接收无边沿触发；通过双边沿触发电路后，没有实现脉冲触发；这样会导致后端对电容充电时间过长，使得充电电容电压升高，因为双边眼无触发输出低电平，所以得不到即时的放电；低通滤波器可以消除毛刺和滤波。充电电容电压升高到电压比较器的极限值时，overtime信号产生。

Motionsel信号产生原理：161是计数器，时钟触发计数器计数，Q0输出为0和1跳变，实现二分频，设定：0表示使能电机A；禁止电机B；1表示使能电机B；禁止电机A；可以通过电路实现；使用mos管+反相器实现；设定：平衡杆2个磁钢极性排列相同，上方向N，下方向S级；平衡杆下方固定电磁铁A(磁芯为铁制)绕线方向，根据右手定则，俯视图，绕线为逆时针；电磁铁B绕线相反；当overtime使能电磁铁供电时；当电流使能，从电磁铁A流向B时：A产生磁性上方向N，下方向S级；A产生磁性上方向S级，下方向N级；所以A吸合；B排斥；当B到A；相反；当overtime不使能，即：工作正常情况时，磁铁保持上次吸合状态。

信号OVER_TIME只有在输入发生变化时，才会产生脉冲，脉冲的时间，取决于输入信号的变化，而输入信号来自关电接收电路，也就是说输出轴运动的反馈信号，所以信号OVER_TIME脉冲的时间为输出轴运动运动停止时间，也就是执行电机切换操作的时间。信号OVER_TIME作为电磁线圈供电信号。

滞回比较电路输出脉冲经过计数器U10，得到二分频信号MOTION_SEL。每一次滞回比较电路形成的脉冲，都将迫使MOTION_SEL信号变化一次。MOTION_SEL信号，作为电机源的选择信号，硬件电路设定MOTION_SEL为低电平时，A电机使能，B电机禁止。电磁线圈供电如原理图，电流从第一电磁铁流向第二电磁铁。此时，第一电磁铁对第一磁钢产生异性吸合作用，第二电磁铁对第二磁钢产生异性排斥作用，此时平衡杆的平衡被打破，并重新进入新的平衡。此时置于平衡杆的第一行星齿轮与第一驱动齿轮和输出齿轮进行咬合，置于平衡杆的第二行星齿轮与第二驱动齿轮和输出齿轮进行脱离。动力从电机B切换到电机A，输出轴的重新启动，从而影响风板对光电接收电路的输入信号，从而切换结束，OVER_TIME切换信号结束，电磁铁供电断开，但由于第一磁钢已经吸合到第一电磁铁的铁心上，所以第一行星齿轮保持了和输出齿轮的咬合状态。当MOTION_SEL信号为高电平时，硬件电路设定A电机禁止，B电机使能。电磁线圈供电如原理图，电流从第二电磁铁流向第一电磁铁。此时，第二电磁铁对第二磁钢产生异性吸合作用，第一电磁铁对第一磁钢产生异性排斥作用，此时平衡杆的平衡被打破，并重新进入新的平衡。此时置于平衡杆的第二行星齿轮与第二驱动齿轮和输出齿轮进行咬合，置于平衡杆的第一行星齿轮与第一驱动齿轮和输出齿轮进行脱离。动力从电机A切换到电机B，输出轴的重新启动，从而影响风板对光电接收电路的输入信号，从而切换结束，OVER_TIME切换信号结束，电磁铁供电断开，但由于第二磁钢已经吸合到第二电磁铁的铁心上，所以第二行星齿轮保持了和输出齿轮的咬合状态。达到了动力源切换的目的。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，其特征在于，包括依次连接的间歇光电信号还原装置、控制电路和光电转换单元，所述间歇光电信号还原装置包括支架、A电机、B电机、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、输出齿轮、平衡杆、第一行星齿轮、第二行星齿轮，所述A电机和B电机对称安装在支架上，所述A电机动力输出至第一驱动齿轮，所述B电机动力输出至第二驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与第二驱动齿轮之间齿连接有输出齿轮，所述输出齿轮中心处设有输出轴，所述平衡杆下方对称设有极性相同的第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢和第二磁钢的正下方对称设有绕线相反的第一电磁铁和第二电磁铁。

2.根据权利要求1所述的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，其特征在于，所述第一驱动齿轮与输出齿轮之间齿连接有第一行星齿轮，所述第二驱动齿轮与输出齿轮之间齿连接有第二行星齿轮。

3.根据权利要求1所述的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，其特征在于，所述光电转换单元包括光发射管电路、光电转换电路、双边沿触发倍频电路、高电平对电容器充电低电平瞬间放电电路、低通滤波器、带滞回功能电压比较器，

所述光电转换电路包括光接收二极管、电容C1和电阻R5，所述光接收二极管的集电极输入有+5V电压，所述光接收二极管的输出端与电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R5并联在电容C1两端，所述光接收二极管与发光二极管组成输出风板组合件；

所述双边沿触发倍频电路包括法拉电容C2、电阻R1、电阻R2和同或门，法拉电容C2的正极与电容C1的一端相连接，所述法拉电容C2的负极与电阻R1的一端相连接，所述电阻R1的另一端输入有+3.3V电压，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端接地，所述同或门的第一输入端与电容C1的一端相连接，所述同或门的第二输入端与法拉电容C2的负极相连接；

所述高电平对电容器充电低电平瞬间放电电路包括电阻R20、二极管D1、法拉电容C20，所述电阻R20一端与同或门的输出端相连接，所述电阻R20的另一端与法拉电容C20的负极相连接，所述法拉电容C20的正极接地，所述二极管D1的正极与法拉电容C20的负极相连接，所述二极管D1的负极与同或门的输出端相连接；

所述低通滤波器包括电阻R10、电容C10、运算放大器U6A、电阻R11、电容C12、电阻R12、电阻R13、电容C13、运算放大器U6B和电容C67，所述法拉电容C20的负极与电阻R10的一端相连接，所述电阻R10的另一端与运算放大器U6A的正相输入端相连接，所述电容C10的一端与运算放大器U6A的正相输入端相连接，所述电容C10的另一端接地，所述运算放大器U6A的反相输入端连接至运算放大器U6A的输出端，所述运算放大器U6A的正电源连接端接地，所述运算放大器U6A的负电源连接端输入有-5V电压，所述运算放大器U6A的输出端与电阻R11的一端相连接，所述电阻R13、电阻R12和电容C12的一端均连接至电阻R11的另一端，所述电阻R12的另一端与运算放大器U6B的反相输入端相连接，所述电容C12的另一端接地，所述电阻R13的另一端连接至运算放大器U6B的输出端，所述电容C13的一端与运算放大器U6B的反相输入端相连接，所述电容C13的另一端连接至运算放大器U6B的输出端，所述电容C67的一端与运算放大器U6B的输出端相连接，所述电容C67的另一端接地，所述运算放大器U6B的正相输入端接地；

所述带滞回功能电压比较器包括电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电阻R54、电阻R55、电阻R56、电阻R57、电阻R58、电阻R59、电容C61、电容C25、运算放大器U8A、三极管Q9、三极管Q10和发光二极管LED1，所述电阻R50、电阻R51的一端均连接至运算放大器U6B的输出端，所述电阻R50的另一端与电容C61的一端相连接，所述电容C61的另一端接地，所述电阻R51的另一端与运算放大器U8A的正相输入端相连接，所述电阻R52的一端与运算放大器U8A的反相输入端相连接，所述电阻R2的另一端输入+3.3V电压，所述电阻R53的一端连接至运算放大器U8A的反相输入端，所述电阻R53的另一端接地，所述电容C25并联在电阻R53的两端，所述电阻R57、电阻R58一端均连接至运算放大器U8A的输出端，所述电阻R57的另一端输入有+3.3V电压，所述电阻R58的另一端与三极管Q10的基极相连接，所述发光二极管LED1的正极与运算放大器U8A的输出端相连接，所述发光二极管LED1的负极与电阻R59的一端相连接，所述电阻R59的另一端与三极管Q10的发射极相连接，所述三极管Q10的发射极接地，所述电阻R54的一端与运算放大器U8A的正相输入端相连接，所述电阻R54的另一端与三极管Q9的集电极相连接，所述三极管Q9的发射极接地，所述三极管Q9的基极与电阻R56的一端相连接，所述电阻R56的另一端连接至三极管Q10的集电极，所述电阻R55的一端与三极管Q9的发射极相连接，所述电阻R55的另一端连接至三极管Q10的集电极，所述三极管Q10的集电极输出超时信号至控制电路。

4.根据权利要求3所述的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，其特征在于，所述三极管Q9为PNP三极管，所述三极管Q10为NPN三极管。

5.根据权利要求3所述的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，其特征在于，所述光电转换单元还包括同步加法计数器，所述同步加法计数器的CLK端与三极管Q10的集电极相连接，所述同步加法计数器的使能端CEP、使能端CET、置数端PE和清零端MR均输入+5V电压，所述同步加法计数器Q0输出信号MOTION SEL。

6.根据权利要求3所述的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，其特征在于，所述控制电路包括电阻R77、电阻R78、金氧半场效晶体管M1、法拉电容C30、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、三极管Q11、三极管Q12、三极管Q13、三极管Q14、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、运输放大器U20，所述电阻R77一端与三极管Q10的集电极相连接，所述电阻R77的另一端与电阻R78的一端相连接，所述电阻R78的另一端输入有+5V的电压，所述电阻R78的一端与金氧半场效晶体管M1的栅极相连接，所述电阻R78的另一端与金氧半场效晶体管M1的源极相连接，所述金氧半场效晶体管M1的漏极与法拉电容C30的正极相连接，所述法拉电容C30的负极接地，所述三极管Q11和三极管Q13的发射极均连接至金氧半场效晶体管M1的漏极，所述三极管Q11的集电极与所述三极管Q12的集电极相连接，所述三极管Q13的集电极与所述三极管Q14的集电极相连接，所述三极管Q12和三极管Q14的发射极均接地，所述三极管Q11的基极与二极管D3的正极相连接，所述二极管D3的负极与二极管D2的正极相连接，所述二极管D2的负极与电阻R25的一端相连接，所述电阻R25的另一端连接至运算放大器U20的输入端，所述三极管Q12的基极与电阻R26的一端相连接，所述电阻R26的另一端连接至运算放大器U20的输入端，所述三极管Q13的基极与二极管D4的正极相连接，所述二极管D4的负极与二极管D5的正极相连接，所述二极管D5的负极与电阻R27的一端相连接，所述电阻R27的另一端连接至运算放大器U20的输出端，所述三极管Q14的基极与电阻R28的一端相连接，所述电阻R28的另一端连接至运算放大器U20的输出端，所述A电机和B电机串联后两端分别连接至三极管Q11和三极管Q13的集电极。

7.根据权利要求6所述的基于电磁切换的无处理器全自动双电机动态备份离合系统，其特征在于，所述三极管Q11、三极管Q13为PNP三极管，所述三极管Q12、三极管Q14为NPN三极管。