CN108445938A - 一种基于多源感知信号协同控制的升降装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多源感知信号协同控制的升降装置及其控制方法，升降装置包括若干组包括电动推杆和套设于电动推杆下部外侧的杆套的推拉机构，杆套底部铰接于底部支架，电动推杆的顶部铰接于顶部支架；电动推杆通过第一继电器连接至控制器，控制器分别与第二继电器、以太网控制模块、按键控制模块和温湿度控制模块连接，第二继电器连接至无线控制模块。本发明使得对防火点进行测温时，可以通过以太网控制模块，也可用按键控制模块和远程无线控制模块发送信号、操作升降装置，方便巡检人员在现场勘查时进行控制。本发明实现全自动无人化操作，节省人力成本，具有结构简单、安装方便、稳定性高、控制方法简单、自动化程度高、造价低廉的特点。

Description

一种基于多源感知信号协同控制的升降装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子振荡器或脉冲发生器的自动控制、起振、同步或稳定的技术领域，特别涉及一种用于实现多源感知信号并联控制、对多个电动推杆进行升降控制的基于多源感知信号协同控制的升降装置及其控制方法。

背景技术

随着智慧城市、平安城市、美丽城市的建设，传统的架空电缆线路都正在经历 “上改下”工程——被铺设到地下电缆井中，尤其是变电站、送配电站等特殊场所，其电缆一般放置在电缆沟井盖下边。

当电缆被移至电缆沟井盖下后，巡检人员勘查或智能巡检机器人在自动对电缆沟防火墙两边温度进行测量前，需要先翻起井盖，而若采用手动翻起，由于井盖的重量较大，至少需要两人进行抬起作业，且在检测完毕后将井盖放回原位。基于电缆沟检测点较多的现实情况，人工抬起方案既耗费时间又浪费大量的人力资源。

为方便巡检人员及智能巡检机器人测试电缆沟温度，有必要开发一种能更好实现自动化测量的升降装置。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种优化的基于多源感知信号协同控制的升降装置及其控制方法，可同时用遥控、网络、按键对多个电动推杆进行升降控制，方便巡检人员现场勘查的进行。

本发明所采用的技术方案是，一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，所述升降装置包括若干组推拉机构，所述推拉机构包括电动推杆和套设于电动推杆下部外侧的杆套，所述杆套的底部铰接设于底部支架上，所述电动推杆的顶部铰接设于顶部支架底部；所述任一电动推杆通过第一继电器连接至控制器，所述控制器分别与第二继电器、以太网控制模块、按键控制模块和温湿度控制模块连接，所述第二继电器连接至无线控制模块。

优选地，所述无线控制模块包括配合设置的超外差控制单元与遥控器，所述超外差控制单元与控制器连接。

优选地，所述无线控制模块的工作频率为315MHz。

优选地，所述以太网控制模块通过RJ-45接口连接至PC机。

优选地，所述按键控制模块包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关的一端均连接至电源，第一开关和第二开关的另一端均连接控制器输入端。

优选地，所述温湿度控制模块包括温湿度传感器、铝合金加热板和轴流风机，所述控制器通过电机分别与铝合金加热板和轴流风机连接。

优选地，所述第一继电器配合设有开关电源转换器；所述第二继电器配合设有开关电源转换器。

优选地，所述电动推杆的起始角度为45°~90°。

优选地，所述底部支架和顶部支架间设有若干支撑架。

一种所述的基于多源感知信号协同控制的升降装置的控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：无线控制模块通过遥控器的向上键传输上升信号，或以太网控制模块通过PC机传输上升信号，或按键控制模块通过第一开关传输上升信号；

步骤2：控制器接收到上升信号，控制器控制第一继电器，进而控制电动推杆上升；

步骤3：电动推杆上升到限定位置后，控制器收到到位信号；

步骤4：控制器控制升降装置整体停止上升；控制器保持信号监测，如无更新信号则重复步骤4，否则，进行下一步；

步骤5：无线控制模块通过遥控器的向下键传输下降信号，或以太网控制模块通过PC端传输下降信号，或按键控制模块通过第二开关传输下降信号；

步骤6：控制器接收到下降信号，控制器控制第一继电器，进而控制电动推杆下降；

步骤7：电动推杆下降到限定位置后，控制器收到到位信号；

步骤8：控制器控制升降装置整体停止下降；控制器保持信号监测，如无更新信号则重复步骤8或停机，否则，进行步骤1。

本发明提供了一种优化的基于多源感知信号协同控制的升降装置及其控制方法，通过将若干组推拉机构的电动推杆的顶部铰接在顶部支架上、杆套的底部铰接在底部支架上，并通过控制器控制第一继电器对电动推杆进行触发操作，使所得电动推杆可以推出或拉回，完成电动推杆顶部部件的升降作业；控制器还分别与连接至无线控制模块的第二继电器、以太网控制模块、按键控制模块和温湿度控制模块配合，使得智能巡检机器人在对防火点进行测温时，可以通过网络协议连接控制器操作升降装置，也设置了采用物理方式的按键控制模块和通过超外差无线控制的远程无线控制模块，方便巡检人员在现场勘查时进行控制。本发明实现全自动无人化操作，节省人力成本，具有结构简单、安装方便、稳定性高、控制方法简单、自动化程度高、造价低廉的特点。

附图说明

图1为本发明的升降装置在初始位置时的结构示意图；

图2为本发明的升降装置在抬起45°时的结构示意图，其中，α表示45°；

图3为本发明中控制电动推杆的器件结构示意图；

图4为本发明的控制器与其他模块的结构关系图，其中，箭头表示信号交互或电连接；

图5为本发明的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明涉及一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，所述升降装置包括若干组推拉机构，所述推拉机构包括电动推杆1和套设于电动推杆1下部外侧的杆套2，所述杆套2的底部铰接设于底部支架3上，所述电动推杆1的顶部铰接设于顶部支架4底部；所述任一电动推杆1通过第一继电器5连接至控制器6，所述控制器6分别与第二继电器7、以太网控制模块8、按键控制模块9和温湿度控制模块10连接，所述第二继电器7连接至无线控制模块11。

本发明中，升降装置的硬件部分通过推拉机构完成，推拉机构包括配合设置的电动推杆1和杆套2完成。

本发明中，若干组推拉机构的电动推杆1的顶部铰接在顶部支架4底部、杆套2的底部铰接在底部支架3上，并通过控制器6控制第一继电器5对电动推杆1进行触发操作，通过控制第一继电器5的通断改变电动推杆1的电流方向，达到控制电动推杆1升降的目的，使所得电动推杆1可以推出或拉回，完成电动推杆1顶部部件的升降作业。

本发明中，控制器6一般为PLC控制器6，实施例中采用西门子ST20，其作为升降装置的主控单元，响应多个控制源的信号，接收来自无线控制模块11、以太网控制模块8和按键控制模块9的信号，进而控制第一继电器5完成推拉机构的升降作业。

本发明中，控制器6和无线控制模块11一般的工作电压不同，如控制器6工作在24V，而无线控制模块11工作在5V，因此在实际的操作过程中，控制器6和无线控制模块11间设有第二继电器7，实现低电压间的转换，第一继电器5的工作原理亦是如此。

本发明使得智能巡检机器人在对防火点进行测温时，可以通过网络协议连接控制器6操作升降装置，也设置了采用物理方式的按键控制模块9和通过超外差无线控制的远程无线控制模块11，方便巡检人员在现场勘查时进行控制。本发明实现全自动无人化操作，节省人力成本，具有结构简单、安装方便、稳定性高、操作简单、自动化程度高、造价低廉的特点。

所述无线控制模块11包括配合设置的超外差控制单元与遥控器，所述超外差控制单元与控制器6连接。

所述无线控制模块11的工作频率为315MHz。

本发明中，无线控制模块11通过超外差控制单元和遥控器进行控制，控制编码方式采用固定码编码，遥控器上设有两个键，分别对应控制器超外差控制单元上的2个输出脚，输出脚给出的信号通过第二继电器7再与控制器6上的两个输入端相连，控制器6通过不同输出控制第一继电器5的通断。

本发明中，无线控制模块11的优先工作频率为315MHz，但不仅限于此。

所述以太网控制模块8通过RJ-45接口连接至PC机。

本发明中，以太网控制模块8通过RJ-45接口与电脑主机相连，采用Modbus TCP协议传输升降控制信号，继而控制器6通过TCP数据包中的内容控制第一继电器5通断。

所述按键控制模块9包括第一开关12和第二开关13，第一开关12和第二开关13的一端均连接至电源，第一开关12和第二开关13的另一端均连接控制器6输入端。

本发明中，第一开关12和第二开关13的两端分别连接24V电源和PLC控制器6，一般为经过PLC控制器6到24V电源负极。第一开关12和第二开关13分别代表上升信号和下降信号，第一开关12和第二开关13接24V电源，按下第一开关12或第二开关13后，回路接通，控制器6输入端收到相应的24V控制信号，PLC控制器6通过检测第一开关12或第二开关13的开合以控制第一继电器5的通断。

所述温湿度控制模块10包括温湿度传感器、铝合金加热板和轴流风机，所述控制器6通过电机分别与铝合金加热板和轴流风机连接。

本发明中，温湿度传感器用于检测配电柜中的温度和湿度，当检测的温湿度超过设定阈值时，反馈信号至控制器6，控制器6控制铝合金加热板和轴流风机进行下一步的工作。传感器的集成为本领域常规技术，本领域技术人员可以依据需求将温度传感器和湿度传感器集成为温湿度传感器。

本发明中，控制器6通过电机分别与铝合金加热板和轴流风机连接，控制铝合金加热板进行除湿、轴流风机进行降温。

所述第一继电器5配合设有开关电源转换器14；所述第二继电器7配合设有开关电源转换器14。

本发明中，为了保证升降装置各器件的正常使用，故控制器6、无线控制模块11、电动推杆1的工作都将由开关电源转换器14进行电压的转换后供电。

本发明中，在每个测温点的附近放置一个220V转接24V的开关电源转换器14为控制器6供电，放置一个220V转接5V的开关电源转换器14为无线控制模块11供电，放置一个220V转接12V的开关电源转换器14为电动推杆1系统供电，转接作业由开关电源转换器与对应的继电器完成。

所述电动推杆1的起始角度为45°~90°。

所述底部支架3和顶部支架4间设有若干支撑架15。

本发明中，以升降装置作用于井盖16为例，电动推杆1按照其本身尺寸，以及起始角度55°~60°进行定位孔17设计。设置完定位孔17后，以不锈钢非全螺纹螺栓进行底部支架3和杆套2的连接，将电动推杆1用螺栓固定后，电动推杆1抬升过程中处于可转动状态；底部支架3用膨胀螺丝与地面固定，保证支撑架15稳定性，支撑架15以不锈钢螺栓分别与底部支架3和顶部支架4连接固定，顶部支架4用不锈钢螺栓与井盖16连接固定，同时用不锈钢螺栓与支撑架15连接，该连接处可活动以保证井盖16正常开合。完成设置后，通电源，以多种感知信号配合，协同控制完成井盖16的升降作业。

一种所述的基于多源感知信号协同控制的升降装置的控制方法，所述方法包括以下步骤。

步骤1：无线控制模块11通过遥控器的向上键传输上升信号，或以太网控制模块8通过PC机传输上升信号，或按键控制模块9通过第一开关12传输上升信号。

本发明中，无线控制模块11的超外差控制单元连接第二继电器7的输入脚，第二继电器7输出脚连接控制器6的输入端，实现5V电压到24V电压的转换。

本发明中，按键控制模块9中的第一开关12一端连接24V正极电源，一端连接控制器6输入端，经过控制器6到24V电源负极，按下第一开关12则回路接通。

步骤2：控制器6接收到上升信号，控制器6控制第一继电器5，进而控制电动推杆1上升。

步骤3：电动推杆1上升到限定位置后，控制器6收到到位信号。

步骤4：控制器6控制升降装置整体停止上升；控制器6保持信号监测，如无更新信号则重复步骤4，否则，进行下一步。

步骤5：无线控制模块11通过遥控器的向下键传输下降信号，或以太网控制模块8通过PC端传输下降信号，或按键控制模块9通过第二开关13传输下降信号。

本发明中，无线控制模块11的超外差控制单元连接第二继电器7的输入脚，第二继电器7输出脚连接控制器6的输入端，实现5V电压到24V电压的转换。

本发明中，按键控制模块9中第二开关13一端连接24V正极电源，一端连接控制器6输入端，经过控制器6到24V电源负极，按下第二开关13，回路接通。

步骤6：控制器6接收到下降信号，控制器6控制第一继电器5，进而控制电动推杆1下降。

步骤7：电动推杆1下降到限定位置后，控制器6收到到位信号。

步骤8：控制器6控制升降装置整体停止下降；控制器6保持信号监测，如无更新信号则重复步骤8或停机，否则，进行步骤1。

本发明中，控制方法中还存在纠错步，具体包括：当升降装置上升或下降时，若T1内电动推杆1未上升或下降，则控制器6自动报错；当升降装置上升到位或下降到位时，若T2内未收到电动推杆1上升的到位信号或下降的到位信号，则自动切断输出并报错；在具体的实施例中，T1可以取3s，T2则取18s。

本发明通过将若干组推拉机构的电动推杆1的顶部铰接在顶部支架4上、杆套2的底部铰接在底部支架3上，并通过控制器6控制第一继电器5对电动推杆1进行触发操作，使所得电动推杆1可以推出或拉回，完成电动推杆1顶部部件的升降作业；控制器6还分别与连接至无线控制模块11的第二继电器7、以太网控制模块8、按键控制模块9和温湿度控制模块10配合，使得智能巡检机器人在对防火点进行测温时，可以通过网络协议连接控制器6操作升降装置，也设置了采用物理方式的按键控制模块9和通过超外差无线控制的远程无线控制模块11，方便巡检人员在现场勘查时进行控制。本发明实现全自动无人化操作，节省人力成本，具有结构简单、安装方便、稳定性高、操作简单、自动化程度高、造价低廉的特点。

Claims (10)

1.一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述升降装置包括若干组推拉机构，所述推拉机构包括电动推杆和套设于电动推杆下部外侧的杆套，所述杆套的底部铰接设于底部支架上，所述电动推杆的顶部铰接设于顶部支架底部；所述任一电动推杆通过第一继电器连接至控制器，所述控制器分别与第二继电器、以太网控制模块、按键控制模块和温湿度控制模块连接，所述第二继电器连接至无线控制模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述无线控制模块包括配合设置的超外差控制单元与遥控器，所述超外差控制单元与控制器连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述无线控制模块的工作频率为315MHz。

4.根据权利要求1所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述以太网控制模块通过RJ-45接口连接至PC机。

5.根据权利要求1所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述按键控制模块包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关的一端均连接至电源，第一开关和第二开关的另一端均连接控制器输入端。

6.根据权利要求1所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述温湿度控制模块包括温湿度传感器、铝合金加热板和轴流风机，所述控制器通过电机分别与铝合金加热板和轴流风机连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述第一继电器配合设有开关电源转换器；所述第二继电器配合设有开关电源转换器。

8.根据权利要求1所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述电动推杆的起始角度为45°~90°。

9.根据权利要求1所述的一种基于多源感知信号协同控制的升降装置，其特征在于：所述底部支架和顶部支架间设有若干支撑架。

10.一种权利要求1~9之一所述的基于多源感知信号协同控制的升降装置的控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：无线控制模块通过遥控器的向上键传输上升信号，或以太网控制模块通过PC机传输上升信号，或按键控制模块通过第一开关传输上升信号；

步骤2：控制器接收到上升信号，控制器控制第一继电器，进而控制电动推杆上升；

步骤3：电动推杆上升到限定位置后，控制器收到到位信号；

步骤4：控制器控制升降装置整体停止上升；控制器保持信号监测，如无更新信号则重复步骤4，否则，进行下一步；

步骤5：无线控制模块通过遥控器的向下键传输下降信号，或以太网控制模块通过PC端传输下降信号，或按键控制模块通过第二开关传输下降信号；

步骤6：控制器接收到下降信号，控制器控制第一继电器，进而控制电动推杆下降；

步骤7：电动推杆下降到限定位置后，控制器收到到位信号；

步骤8：控制器控制升降装置整体停止下降；控制器保持信号监测，如无更新信号则重复步骤8或停机，否则，进行步骤1。