CN109372771A - 一种用于吊扇保护的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于吊扇保护的系统，用以解决现有技术中吊扇运行中吊扇叶片与吊扇连接出现异常、叶片被意外撞击、甚至吊扇在高速过程中叶片脱落的严重后果的问题。本发明用于吊扇保护的系统，包括电机和驱动器模块；驱动器模块包括：陀螺仪模块、驱动单元；陀螺仪模块，实时检测吊扇在运行中的工作状态，并判断吊扇的工作状态是否为预设异常工作状态，若是，将该预设异常工作状态信号发送至驱动单元，驱动单元当接收到预设异常工作状态信号时，驱动电机控制吊扇停止运行。采用本发明能够在吊扇出现预设异常状态时，通过驱动器在第一时间驱动控制吊扇停止运行，并进行警报。

Description

一种用于吊扇保护的系统
技术领域
本发明涉及驱动器控制领域，尤其涉及一种用于吊扇保护的系统。
背景技术
工业大吊扇用于大型厂房内的空气对流，其中直径约为5米至12米，其安装在厂房房顶，具有不占用厂房内安装位置，并且有极大的空气对流能力以及有较好的节能效果，因此越来越广泛的被采用。
然而由于吊扇是在厂房房顶安装，具有一定的高度，以及吊扇在运行的过程中也具有一定的速度在运转，因此当由于各种意外导致吊扇叶片与吊扇连接出现异常时，吊扇叶片被意外撞击时，吊扇的整体平衡将会遭到破坏，失去平衡的吊扇继续运转将会导致吊扇叶片脱落，当吊扇运行过程中吊扇叶片的端部线速度能达到85KM每小时，因此会造成非常严重的问题。
因此综上所述，需要提出一种能够解决上述问题的吊扇保护系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种可通过设置在驱动器上的陀螺仪判断吊扇是或否处于预设异常状态来控制吊扇运行和停止的用于吊扇保护的系统。
为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于吊扇保护的系统，包括：电机和驱动器模块；
电机，用于控制吊扇的运行和停止；
驱动器模块，设置在电机上，用于驱动电机控制吊扇运行和停止；
驱动器模块包括：陀螺仪模块、驱动单元；
陀螺仪模块，用于实时检测吊扇在运行中的工作状态，并判断吊扇的工作状态是否为预设异常工作状态，若是，则将该预设异常工作状态信号发送至吊扇的驱动器模块；
驱动单元，和陀螺仪模块电连接，用于接收陀螺仪模块发送的吊扇运行中的工作状态信号，并当接收到预设异常工作状态信号时，驱动电机控制吊扇停止运行。
进一步地，陀螺仪模块包括：信号采集单元、陀螺仪、信号发送单元；
信号采集单元，用于实时检测吊扇在运行中的工作状态，并将采集的吊扇的工作状态发送至陀螺仪；
陀螺仪，用于接收吊扇的工作状态，并根据陀螺仪微控制器芯片判断当前吊扇的工作状态是否为预设异常工作状态；
信号发送单元，用于当陀螺仪判断当前吊扇的工作状态为预设异常工作状态，则将该预设异常工作状态信号发送至驱动器模块；
信号采集单元、陀螺仪以及信号发送单元之间电连接。
进一步地，驱动器模块包括：信号接收单元，信号处理单元，驱动芯片；
信号接收单元，用于接收陀螺仪模块发送的吊扇预设异常工作状态信号；
信号处理单元，用于对接收的吊扇预设异常工作状态信号进行处理，并将处理后的控制信号发送至驱动单元；
驱动芯片，用于接收控制信号，驱动控制吊扇停止运行；
信号接收单元，信号处理单元以及驱动芯片之间电连接。
进一步地，信号采集单元包括：电阻R271、电阻R272、电阻R273、电阻R274；所述电阻R271的一端接3.3V，电阻R271的另一端接陀螺仪以及驱动器模块，电阻R274的一端接驱动器模块，电阻R274的另一端接电阻R272的一端，电阻R272的另一端接3.3V，电阻R273的一端接陀螺仪以及驱动器模块，电阻R273的另一端接3.3V。
进一步地，陀螺仪包括微控制器芯片U34、电容C110、电容C111、电容C112、电容C113、电容C114、电容C115、电容C116、电容C117、电容C118、电容C119电容C120；
微控制器芯片U34的VCC引脚接3.3V，微控制器芯片U34的RX引脚接电阻R273的一端以及驱动芯片的44引脚，微控制器芯片U34的TX引脚接电阻R271的一端以及驱动芯片的50引脚，微控制器芯片U34的GND引脚接地，电容C110的一端接3.3V，电容C110的另一端接地，电容C111的一端接3.3V，电容C111的另一端接地，电容C112的一端接3.3V，电容C112的另一端接地，电容C113的一端接3.3V，电容C113的另一端接地，电容C114的一端接3.3V，电容C114的另一端接地，电容C115的一端接3.3V，电容C115的另一端接地，电容C116的一端接3.3V，电容C116的另一端接地，电容C117的一端接3.3V，电容C117的另一端接地，电容C118的一端接3.3V，电容C118的另一端接地，电容C119的一端接3.3V，电容C119的另一端接地，电容C120的一端接3.3V，电容C120的另一端接地。
进一步地，微控制器芯片U3为32F030F496型号芯片。
进一步地，驱动芯片为TMS320F28069型号芯片。
进一步地，包括时钟电路，时钟电路的一端接驱动芯片的64引脚，时钟电路的另一端接3.3V；
时钟电路包括：电阻R115、电阻R116、电容C104、电容C108、电感L2、控制芯片U14、单路施密特触发反向器U15，
电感L2的一端接3.3V，电感L2的另一端接电容C104的一端、控制芯片U14的8引脚以及控制芯片U14的1引脚，电容C104的另一端接单路施密特触发反向器U15的3引脚以及接地，单路施密特触发反向器U15的4引脚接电阻R116的一端，电阻R116的另一端接驱动芯片的64引脚，控制芯片U14的4引脚接地，控制芯片U14的5引脚接电容C108的一端以及电阻R115的一端，电容C108的另一端接地，电阻R115的另一端接单路施密特触发反向器U15的2引脚。
进一步地，单路施密特触发反向器U15为SN74LVC1G14型号单路施密特触发反向器。
进一步地，还包括警报模块，所述警报模块通过警报继电器和驱动器模块连接，用于当驱动器模块，接收到预设异常工作状态信号时，闭合警报继电器，进行预设警报。
本发明的有益效果是：
(1)把驱动器模块集成到吊扇的电机上，能够通过控制电机的开启和关闭控制吊扇的运行和停止，性能可靠；
(2)通过驱动器模块内置的陀螺仪实时检测吊扇运行中的工作状态，能够及时的判断吊扇的运行状态是否异常，并且在确认吊扇的运行状态异常时，迅速发送电机中断运转信号，控制吊扇运行停止，保证了吊扇在整个运行过程中的安全性；
(3)当吊扇通过保护系统停止运行后，还能够通过预设警报模块，进行预设警报，通知吊扇在场人员，该吊扇出现运行故障，需要及时检查，进一步地，保证了吊扇的安全使用。
附图说明
图1为本发明一种用于吊扇保护的系统的电路原理图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例
本实施例提供了一种用于吊扇保护的系统，如图1，本用于吊扇保护的系统包括：电机和驱动器模块；
电机，用于控制吊扇的运行和停止；
驱动器模块，集成在电机上，用于驱动电机控制吊扇运行和停止；
驱动器模块包括：陀螺仪模块、驱动单元；
陀螺仪模块，用于实时检测吊扇在运行中的工作状态，并判断吊扇的工作状态是否为预设异常工作状态，若是，则将该预设异常工作状态信号发送至吊扇的驱动器模块；
驱动单元，和陀螺仪模块电连接，用于接收陀螺仪模块发送的吊扇运行中的工作状态信号，并当接收到预设异常工作状态信号时，驱动电机控制吊扇停止运行。
其中陀螺仪模块用于通过检测吊扇在运行中的振动状态和平衡状态判断吊扇在运行中的工作状态，进一步优选地，本实施例中提供的吊扇在运行中的工作状态包括两种预设工作状态，一种是预设正常工作状态，一种是预设异常工作状态。其中预设正常工作状态即为吊扇在运行状态下，其吊扇的振动状态和平衡状态都在对应的预设状态范围内，当吊扇的振动状态和平衡状态不在预设状态范围内时，则此时吊扇运行出现异常，则可以判断当前吊扇处于预设异常状态。
进一步优选地，本实施例中提供的驱动器模块是集成在电机上的，相比现有技术中将驱动器模块中的陀螺仪模块直接放置在吊扇叶片上，精确度更高，更能直接通过控制电机来控制吊扇停止运行，提高了控制吊扇的安全性。
本实施例中提供用于吊扇保护的系统包括的电机和驱动器模块，进一步优选地，其中电机为伺服电机，驱动器模块为控制器。
进一步地优选地，陀螺仪模块包括：信号采集单元、陀螺仪、信号发送单元；
信号采集单元，用于实时检测吊扇在运行中的工作状态，并将采集的吊扇的工作状态发送至陀螺仪；
陀螺仪，用于接收吊扇的工作状态，并根据陀螺仪微控制器芯片判断当前吊扇的工作状态是否为预设异常工作状态；
信号发送单元，用于当陀螺仪判断当前吊扇的工作状态为预设异常工作状态，则将该预设异常工作状态信号发送至驱动器模块；
信号采集单元、陀螺仪以及信号发送单元之间电连接。
通过陀螺仪对吊扇的振动和平衡度来判断吊扇在运行过程中是否出现异常。
进一步优选地，驱动单元包括：信号接收单元，信号处理单元，驱动芯片；
信号接收单元，用于接收陀螺仪模块发送的吊扇预设异常工作状态信号；
信号处理单元，用于对接收的吊扇预设异常工作状态信号进行处理，并将处理后的控制信号发送至驱动单元；
驱动芯片，用于接收控制信号，驱动电机控制吊扇停止运行；
信号接收单元，信号处理单元以及驱动芯片之间电连接。
进一步优选地，信号采集单元包括：电阻R271、电阻R272、电阻R273、电阻R274；所述电阻R271的一端接3.3V，电阻R271的另一端接陀螺仪以及驱动器模块，电阻R274的一端接驱动器模块，电阻R274的另一端接电阻R272的一端，电阻R272的另一端接3.3V，电阻R273的一端接陀螺仪以及驱动器模块，电阻R273的另一端接3.3V。
进一步优选地，陀螺仪包括微控制器芯片U34、电容C110、电容C111、电容C112、电容C113、电容C114、电容C115、电容C116、电容C117、电容C118、电容C119电容C120；
微控制器芯片U34的VCC引脚接3.3V，微控制器芯片U34的RX引脚接电阻R273的一端以及驱动芯片的44引脚，微控制器芯片U34的TX引脚接电阻R271的一端以及驱动芯片的50引脚，微控制器芯片U34的GND引脚接地，电容C110的一端接3.3V，电容C110的另一端接地，电容C111的一端接3.3V，电容C111的另一端接地，电容C112的一端接3.3V，电容C112的另一端接地，电容C113的一端接3.3V，电容C113的另一端接地，电容C114的一端接3.3V，电容C114的另一端接地，电容C115的一端接3.3V，电容C115的另一端接地，电容C116的一端接3.3V，电容C116的另一端接地，电容C117的一端接3.3V，电容C117的另一端接地，电容C118的一端接3.3V，电容C118的另一端接地，电容C119的一端接3.3V，电容C119的另一端接地，电容C120的一端接3.3V，电容C120的另一端接地。
其中陀螺仪的微控制器芯片U3接收到吊扇振动或者不平衡的信号后，会通过TX引脚，将信号传输至驱动芯片，驱动芯片接收到吊扇平衡或者振动异常后，会通过58引脚输出控制信号，制动控制吊扇停止运行，其中还会通过66引脚控制警报继电器熄合，进行预设警报。
进一步优选地，微控制器芯片U3为32F030F496型号芯片。
进一步优选地，驱动芯片为TMS320F28069型号芯片。
进一步优选地，包括时钟电路，时钟电路的一端接驱动芯片的64引脚，时钟电路的另一端接3.3V；
时钟电路包括：电阻R115、电阻R116、电容C104、电容C108、电感L2、控制芯片U14、单路施密特触发反向器U15，
电感L2的一端接3.3V，电感L2的另一端接电容C104的一端、控制芯片U14的8引脚以及控制芯片U14的1引脚，电容C104的另一端接单路施密特触发反向器U15的3引脚以及接地，单路施密特触发反向器U15的4引脚接电阻R116的一端，电阻R116的另一端接驱动芯片的64引脚，控制芯片U14的4引脚接地，控制芯片U14的5引脚接电容C108的一端以及电阻R115的一端，电容C108的另一端接地，电阻R115的另一端接单路施密特触发反向器U15的2引脚。
进一步优选地，单路施密特触发反向器U15为SN74LVC1G14型号单路施密特触发反向器。
进一步优选地，还包括警报模块，所述警报模块通过警报继电器和驱动器模块连接，用于当驱动器模块，接收到预设异常工作状态信号时，闭合警报继电器，进行预设警报。
采用本实施例提供的用于吊扇保护的系统，能够在吊扇运行过程中出现异常，导致吊扇出现振动以及失去预设平衡，则驱动器模块上的陀螺仪模块会将该吊扇异常工作状态信号发送至驱动器，驱动器发送控制信号控制电机停止运转，从而控制吊扇停止运行，并在停止运行吊扇的过程中进行报警，保证了吊扇的安全使用，提高了吊扇的使用安全性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，包括：电机和驱动器模块；
电机，用于控制吊扇的运行和停止；
驱动器模块，设置在电机上，用于驱动电机控制吊扇运行和停止；
驱动器模块包括：陀螺仪模块、驱动单元；
陀螺仪模块，用于实时检测吊扇在运行中的工作状态，并判断吊扇的工作状态是否为预设异常工作状态，若是，则将该预设异常工作状态信号发送至吊扇的驱动器模块；
驱动单元，和陀螺仪模块电连接，用于接收陀螺仪模块发送的吊扇运行中的工作状态信号，并当接收到预设异常工作状态信号时，驱动电机控制吊扇停止运行。
2.根据权利要求1所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，陀螺仪模块包括：信号采集单元、陀螺仪、信号发送单元；
信号采集单元，用于实时检测吊扇在运行中的工作状态，并将采集的吊扇的工作状态发送至陀螺仪；
陀螺仪，用于接收吊扇的工作状态，并根据陀螺仪微控制器芯片判断当前吊扇的工作状态是否为预设异常工作状态；
信号发送单元，用于当陀螺仪判断当前吊扇的工作状态为预设异常工作状态，则将该预设异常工作状态信号发送至驱动器模块；
信号采集单元、陀螺仪以及信号发送单元之间电连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，驱动单元包括：信号接收单元，信号处理单元，驱动芯片；
信号接收单元，用于接收陀螺仪模块发送的吊扇预设异常工作状态信号；
信号处理单元，用于对接收的吊扇预设异常工作状态信号进行处理，并将处理后的控制信号发送至驱动单元；
驱动芯片，用于接收控制信号，驱动电机控制吊扇停止运行；
信号接收单元，信号处理单元以及驱动芯片之间电连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，信号采集单元包括：电阻R271、电阻R272、电阻R273、电阻R274；所述电阻R271的一端接3.3V，电阻R271的另一端接陀螺仪以及驱动器模块，电阻R274的一端接驱动器模块，电阻R274的另一端接电阻R272的一端，电阻R272的另一端接3.3V，电阻R273的一端接陀螺仪以及驱动器模块，电阻R273的另一端接3.3V。
5.根据权利要求4所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，陀螺仪包括微控制器芯片U34、电容C110、电容C111、电容C112、电容C113、电容C114、电容C115、电容C116、电容C117、电容C118、电容C119电容C120；
微控制器芯片U34的VCC引脚接3.3V，微控制器芯片U34的RX引脚接电阻R273的一端以及驱动芯片的44引脚，微控制器芯片U34的TX引脚接电阻R271的一端以及驱动芯片的50引脚，微控制器芯片U34的GND引脚接地，电容C110的一端接3.3V，电容C110的另一端接地，电容C111的一端接3.3V，电容C111的另一端接地，电容C112的一端接3.3V，电容C112的另一端接地，电容C113的一端接3.3V，电容C113的另一端接地，电容C114的一端接3.3V，电容C114的另一端接地，电容C115的一端接3.3V，电容C115的另一端接地，电容C116的一端接3.3V，电容C116的另一端接地，电容C117的一端接3.3V，电容C117的另一端接地，电容C118的一端接3.3V，电容C118的另一端接地，电容C119的一端接3.3V，电容C119的另一端接地，电容C120的一端接3.3V，电容C120的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，
微控制器芯片U3为32F030F496型号芯片。
7.根据权利要求5所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，
驱动芯片为TMS320F28069型号芯片。
8.根据权利要求5所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，包括时钟电路，时钟电路的一端接驱动芯片的64引脚，时钟电路的另一端接3.3V；
时钟电路包括：电阻R115、电阻R116、电容C104、电容C108、电感L2、控制芯片U14、单路施密特触发反向器U15，
电感L2的一端接3.3V，电感L2的另一端接电容C104的一端、控制芯片U14的8引脚以及控制芯片U14的1引脚，电容C104的另一端接单路施密特触发反向器U15的3引脚以及接地，单路施密特触发反向器U15的4引脚接电阻R116的一端，电阻R116的另一端接驱动芯片的64引脚，控制芯片U14的4引脚接地，控制芯片U14的5引脚接电容C108的一端以及电阻R115的一端，电容C108的另一端接地，电阻R115的另一端接单路施密特触发反向器U15的2引脚。
9.根据权利要求8所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，单路施密特触发反向器U15为SN74LVC1G14型号单路施密特触发反向器。
10.根据权利要求1所述的一种用于吊扇保护的系统，其特征在于，还包括警报模块，所述警报模块通过警报继电器和驱动器模块连接，用于当驱动器模块，接收到预设异常工作状态信号时，闭合警报继电器，进行预设警报。
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