CN108958136A - 一种晾衣机钢丝绳防断预警装置及预警方法 - Google Patents

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童威云
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Abstract

本发明公开了一种晾衣机钢丝绳防断预警装置,包括电机、绕线轮、传动机构、转盘、光栅检测模块、报警器和控制器,电机的输出轴与传动机构驱动相连,用于带动传动机构旋转,转盘和绕线轮均传动连接于传动机构并同步旋转,绕线轮用于缠绕钢丝绳,转盘上设有环状的光栅栅格,光栅检测模块与转盘相对并用于检测光栅栅格转动,光栅检测模块发送检测获得的跳变脉冲信号至控制器,控制器计算并存储当前光栅检测模块输入的电平脉冲信号个数,当存储的数据累计到预设的钢丝绳寿命极限值时,控制器发出报警指令至报警器,由报警器对外发出警报。本发明还公开了利用所述晾衣机钢丝绳防断预警装置的预警方法。本发明能自动检测钢丝绳的使用并在达到寿命极限时发出警报,预防断裂。

Description

一种晾衣机钢丝绳防断预警装置及预警方法
技术领域
本发明涉及晾衣机,具体涉及一种晾衣机钢丝绳防断预警装置及预警方法。
背景技术
随着科学技术的不断发展,传统的晾衣杆已不能满足人们的生活需求,因此智能晾衣机逐步进入千家万户,给人们的生活提供了便利。
目前,钢丝绳是晾衣机的重要组成部分,其是驱动晾杆升降的总要传动部件,然而,晾衣机在用户安装后使用时,用户仅知道钢丝绳的使用寿命,例如承载多少负重下能够被承载多少次,但用户无法时刻关注晾衣机钢丝绳的寿命,因此如果钢丝绳寿命到达时,存在突然断裂的可能,在此情况下将危及用户的生命及财产安全,带来了不良用户体验。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种晾衣机钢丝绳防断预警装置,能自动检测钢丝绳的使用并在达到寿命极限时发出警报,预防断裂。
本发明的目的之二在于提供利用所述晾衣机钢丝绳防断预警装置的预警方法,能预防钢丝绳断裂。
本发明的目的之一通过以下技术方案实现:
一种晾衣机钢丝绳防断预警装置,包括电机、绕线轮、传动机构、转盘、光栅检测模块、报警器和控制器,电机的输出轴与传动机构驱动相连,用于带动传动机构旋转,转盘和绕线轮均传动连接于传动机构并同步旋转,绕线轮用于缠绕钢丝绳,转盘上设有环状的光栅栅格,光栅检测模块与转盘相对并用于检测光栅栅格转动,光栅检测模块发送检测获得的跳变脉冲信号至控制器,由控制器将脉冲信号的脉冲个数进行累计并与控制器内预设的钢丝绳寿命极限值进行比对,在脉冲个数达到钢丝绳寿命极限值时,控制器发出报警指令至报警器,由报警器对外发出警报。
优选地,所述晾衣机钢丝绳防断预警装置还包括固定底板,电机、传动机构、光栅检测模块、报警器和控制器均安装于固定底板。
优选地,传动机构包括齿轮组件和转轴,电机的输出轴通过齿轮组件传递连接至转轴,绕线轮固定套装于转轴,转盘固定于转轴端部。
优选地,光栅检测模块包括光电耦合器、保护电阻、上拉电阻和滤波电路,保护电阻连接于光电耦合器的输入端,滤波电路连接于光电耦合器的输出端,滤波电路的输出端与控制器电连接,上拉电阻连接于保护电阻和光电耦合器的输出端之间。
优选地,所述控制器为MCU。
本发明的目的之二通过以下技术方案实现:
利用所述晾衣机钢丝绳防断预警装置的预警方法,包括:
在与绕线轮同步转动的传动机构上安装带有光栅栅格的转盘;
采用光栅检测模块检测光栅栅格,并获得跳变脉冲信号;
通过控制器累计跳变脉冲信号的脉冲个数,并与控制器内预设的钢丝绳寿命极限值进行比对;
若脉冲个数达到钢丝绳寿命极限值,控制器发出报警指令至报警器,由报警器对外发出警报;
若脉冲个数未达到钢丝绳寿命极限值,控制器继续累计脉冲个数。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明通过将转盘配置为与绕线轮同步转动,并实时检测转盘上光栅栅格的转动,通过累计计数的方式来比较得到钢丝绳当前使用状态是否达到寿命极限,且在达到寿命极限时,报警器发出警报,以此来自动提前警示用户,以方便、自动地达到预防钢丝绳断裂的效果,使用户的生命及财产安全得到有效保障,也提升了用户的使用体验。
附图说明
图1为本发明晾衣机钢丝绳防断预警装置的结构示意图;
图2为本发明光栅检测模块的电路图;
图3为本发明与控制器连接的放大电路的电路图;
图4为本发明控制器的连接电路图。
图中:1、电机;2、绕线轮;3、传动机构;31、齿轮组件;32、转轴;4、转盘;5、光栅检测模块;6、控制器;7、固定底板;8、钢丝绳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示,一种晾衣机钢丝绳防断预警装置,包括电机1、绕线轮2、传动机构3、转盘4、光栅检测模块5、报警器和控制器6,电机1的输出轴与传动机构3驱动相连,用于带动传动机构3旋转,转盘4和绕线轮2均传动连接于传动机构3并同步旋转,绕线轮2用于缠绕钢丝绳8,转盘4上设有环状的光栅栅格,光栅检测模块5与转盘4相对并用于检测光栅栅格转动,光栅检测模块5发送检测获得的跳变脉冲信号至控制器6,由控制器6将脉冲信号的脉冲个数进行累计并与控制器6内预设的钢丝绳8寿命极限值进行比对,在脉冲个数达到钢丝绳8寿命极限值时,控制器6发出报警指令至报警器,由报警器对外发出警报。
通过将转盘4配置为与绕线轮2同步转动,并实时检测转盘4上光栅栅格的转动,通过累计计数的方式来比较得到钢丝绳8当前使用状态是否达到寿命极限,且在达到寿命极限时,报警器发出警报,以此来自动提前警示用户,以方便、自动地达到预防钢丝绳8断裂的效果,使用户的生命及财产安全得到有效保障,也提升了用户的使用体验。可以理解的是,钢丝绳8寿命极限值通过试验获得,可补入安全系数,以避免当控制器6计数脉冲个数到达该值时,钢丝绳8即断裂。
为便于安装,本实施例的所述晾衣机钢丝绳8防断预警装置还包括固定底板7,电机1、传动机构3、光栅检测模块5、报警器和控制器6均安装于固定底板7。为实现转盘4与绕线轮2有效同步,本实施例的传动机构3包括齿轮组件31和转轴32,电机1的输出轴通过齿轮组件31传递连接至转轴32,绕线轮2固定套装于转轴32,转盘4固定于转轴32端部。
为简易实现对光栅栅格的检测,以获得脉冲个数,如图2所示,本实施例的光栅检测模块5包括光电耦合器OC、保护电阻R10、上拉电阻R20和滤波电路,保护电阻R10连接于光电耦合器OC的输入端,滤波电路连接于光电耦合器OC的输出端,滤波电路的输出端与控制器6电连接,上拉电阻R20连接于保护电阻R10和光电耦合器OC的输出端之间。本实施例接入电源后,电源模块给光栅检测模块5电路提供5V电压,保护电阻R10起保护作用,保护光电耦合器OC免受电压冲击影响,光电耦合器OC由发光二极管L1和光敏三极管D1组成。输入的电信号驱动发光二极管L1,使之发出一定波长的光,被光探测器光敏三极管D1接收而产生光电流,再经过进一步经放大电路后输出。这就完成了电-光-电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。上拉电阻R20为输出端口E提供TTL上拉电平作用,电阻R30和电容C10组成RC滤波网络,保护端口E的同时也对信号进行硬件滤波处理,保证了信号的稳定性。当转盘4转至光栅栅格处时,发光二极管L1导通,光敏三极管D1接收光照,发射结导通,输出端口E体现为持续低电平信号;当转盘4转至两个光栅栅格之间的挡板处时,发光二极管L1截止,光敏三极管D1无光照,发射结截止,端口E体现为持续高电平信号;则每经过一个栅格,光栅检测模块5会在输出端口E输出一个高电平到低电平或低电平到高电平的跳变脉冲信号。
本实施例中电机1正转或反转启动时,电机1带动传动机构3转动,绕线轮2、转盘4和转轴32与传动组件角速度同步,钢丝绳8与绕线轮2线速度同步。钢丝绳8在向H或J方向转动时,由于转盘4与绕线轮2角速度同步,转盘4在转动过程中,光栅检测模块5发出对应的脉冲信号,此信号能反映晾衣机在运行过程中产生的对应行程,对应钢丝绳8的伸缩行程。
如图3、4所示,U1为放大电路芯片,IC1为控制器,为MCU,电阻R1和C1组成MCU复位电路,电容EC3和电容C4组成MCU电源滤波电路,减少电源外部干扰对MCU的影响。MCU控制器的P14脚与放大电路U1的IN1相连,P15脚与U1的IN2相连,MCU控制器通过P14引脚、P15引脚输出高电平或低电平信号,控制放大电路U1驱动电机1工作。MCU控制器的P16、P17引脚接收上下限位的微动开关发出的信号,MCU控制器的P18引脚与发射模块相连接,用于接收遥控码。P12引脚与报警器相连接,P13引脚与光栅检测模块5电路的输出端口E相连,用于接收光栅检测模块5发出的跳变脉冲信号。
为更好地实现开始计数的时机,用户首次使用晾衣机时,按下遥控器组合键进行清零操作,本例优选在当晾衣机伸缩托架第一次触碰到上限位微动开关时,微动开关发送信号到P16引脚,MCU控制器将这个位置记录为起始位置点,同时MCU控制器开始计算并存储P13引脚输入的光栅检测模块5的电平脉冲信号个数,如此往复,累计光栅检测模块5的电平脉冲信号个数。MCU控制器将数据存储,且不会在重新上电时清零,同时MCU控制器预存一个脉冲信号脉冲数量的最大限定值,即钢丝绳8寿命极限值,当电平脉冲信号数量到达这个值时,MCU控制器会给P20引脚高电平,从而控制报警器发出报警声。
在本实施例中,转盘4上有30个光栅栅格,光栅检测模块5输出的每个电平脉冲信号对应晾衣机的行程为3.5mm,晾衣机限行行程为1.3m,挂重35Kg时寿命周期为5000次,则行程为13km,对应的电平脉冲信号总个数为45500,这个数据作为钢丝绳8寿命极限值存储在MCU控制器中,MCU控制器中累计的电平脉冲个数到达这个值时,报警器报警,提醒用户及时更换钢丝绳8。
本实施例的利用所述晾衣机钢丝绳防断预警装置的预警方法,包括:
在与绕线轮2同步转动的传动机构3上安装带有光栅栅格的转盘4;
采用光栅检测模块5检测光栅栅格,并获得跳变脉冲信号;
通过控制器累计跳变脉冲信号的脉冲个数,并与控制器内预设的钢丝绳8寿命极限值进行比对;
若脉冲个数达到钢丝绳8寿命极限值,控制器发出报警指令至报警器,由报警器对外发出警报;
若脉冲个数未达到钢丝绳8寿命极限值,控制器继续累计脉冲个数。
本发明的实施方式不限于此,按照本发明的上述内容,利用本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更,均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种晾衣机钢丝绳防断预警装置,其特征在于,包括电机、绕线轮、传动机构、转盘、光栅检测模块、报警器和控制器,电机的输出轴与传动机构驱动相连,用于带动传动机构旋转,转盘和绕线轮均传动连接于传动机构并同步旋转,绕线轮用于缠绕钢丝绳,转盘上设有环状的光栅栅格,光栅检测模块与转盘相对并用于检测光栅栅格转动,光栅检测模块发送检测获得的跳变脉冲信号至控制器,由控制器将脉冲信号的脉冲个数进行累计并与控制器内预设的钢丝绳寿命极限值进行比对,在脉冲个数达到钢丝绳寿命极限值时,控制器发出报警指令至报警器,由报警器对外发出警报。
2.根据权利要求1所述的晾衣机钢丝绳防断预警装置,其特征在于,所述晾衣机钢丝绳防断预警装置还包括固定底板,电机、传动机构、光栅检测模块、报警器和控制器均安装于固定底板。
3.根据权利要求1所述的晾衣机钢丝绳防断预警装置,其特征在于,传动机构包括齿轮组件和转轴,电机的输出轴通过齿轮组件传递连接至转轴,绕线轮固定套装于转轴,转盘固定于转轴端部。
4.根据权利要求1所述的晾衣机钢丝绳防断预警装置,其特征在于,光栅检测模块包括光电耦合器、保护电阻、上拉电阻和滤波电路,保护电阻连接于光电耦合器的输入端,滤波电路连接于光电耦合器的输出端,滤波电路的输出端与控制器电连接,上拉电阻连接于保护电阻和光电耦合器的输出端之间。
5.根据权利要求1-4任一项所述的晾衣机钢丝绳防断预警装置,其特征在于,所述控制器为MCU。
6.利用如权利要求1-5任一项所述晾衣机钢丝绳防断预警装置的预警方法,其特征在于,包括:
在与绕线轮同步转动的传动机构上安装带有光栅栅格的转盘;
采用光栅检测模块检测光栅栅格,并获得跳变脉冲信号;
通过控制器累计跳变脉冲信号的脉冲个数,并与控制器内预设的钢丝绳寿命极限值进行比对;
若脉冲个数达到钢丝绳寿命极限值,控制器发出报警指令至报警器,由报警器对外发出警报;
若脉冲个数未达到钢丝绳寿命极限值,控制器继续累计脉冲个数。
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