CN109660151A - 控制电路及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制电路及控制装置，涉及电路设计技术领域。该控制电路，包括：控制器、n个管控电路、n个工作组件。且控制器与n个管控电路均电连接，n个管控电路与n个工作组件一一对应电连接。每个工作组件包括：电机、运动部件，电机与运动部件电连接。管控电路用于根据控制器的控制信号，确定输入电机两极的目标电流方向，电机用于根据目标电流方向带动运动部件运动。本发明使用硬件逻辑控制电路，来实现多个电机的依次运动，电路逻辑简单、安全可靠。

Description

控制电路及控制装置

技术领域

本发明涉及电路设计领域，特别涉及一种控制电路及控制装置。

背景技术

在运动控制系统中，通常会涉及到电机的使用，通过电机的运动带动电路结构中部件位置的改变，当系统稍微复杂时，可能会涉及多个电机的连续运动控制。

由于涉及到电机的先后运动顺序，以及电机运动方向的改变，现有技术中，一般会采用软件控制方式去控制电机运动，通过软件逻辑控制电机依次运动，然后软件控制电机电源正负极切换，改变电机运动方向。

因软件控制逻辑复杂，易受外界干扰，安全系数较低，运行过程中存在死机、跑飞等隐患，造成设备受损、人身安全受到危害。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种控制电路及控制装置，采用硬件电路设计方式来消除安全隐患，并保护设备。为实现上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种控制电路，包括：控制器、n个管控电路、n个工作组件，其中，n为大于0的整数；

所述控制器与n个所述管控电路均电连接，n个所述管控电路与n个所述工作组件一一对应电连接；

每个所述工作组件包括：电机、运动部件，所述电机与所述运动部件电连接；

所述管控电路用于根据所述控制器的控制信号，确定输入所述电机两极的目标电流方向，所述电机用于根据所述目标电流方向带动所述运动部件运动。

可选地，所述运动部件为伸缩部件，所述电机根据所述目标电流方向带动所述伸缩部件伸出或收缩。

可选地，还包括2个限位开关，所述限位开关与所述电机电连接、且置于预设位置；

当所述伸缩部件运动至所述预设位置的预设范围内时，触碰所述限位开关更新状态。

可选地，所述预设位置包括：所述伸缩部件收缩的最大位置、和/或所述伸缩部件伸出的最大位置、及所述伸缩部件收缩的最大位置至所述伸缩部件伸出的最大位置之间的任意位置。

可选地，还包括：保护电路；所述保护电路的一端与所述控制器电连接、另一端与所述工作组件电连接；

所述保护电路用于获取输入至所述工作组件的电流，并根据输入至所述工作组件的电流确定是否切断电路。

可选地，所述保护电路包括：过流保护开关、监测芯片及过流保护继电器；

所述过流保护开关的一端与所述工作组件连接、另一端与供电电源连接；所述监测芯片的一端与所述控制器连接，另一端与所述过流保护继电器一端连接，所述过流保护继电器另一端与所述工作组件连接；

所述监测芯片用于获取输入至所述工作组件的电流，并根据输入至所述工作组件的电流控制所述过流保护继电器断开或闭合。

可选地，还包括：监测电路；所述监测电路的一端与所述控制器连接，另一端与所述工作组件连接；

所述监测电路用于监测所述工作组件中运动部件的运动状态信息，并将所述运动状态信息发送给所述控制器。

可选地，所述监测电路包括：电压采样芯片、隔离芯片；

所述电压采样芯片的2个引脚分别与所述工作组件的正负极连接，用于获取所述工作组件的工作电压；

所述电压采样芯片与所述隔离芯片通信连接，所述隔离芯片与所述控制器通信连接；

所述电压采样芯片通过所述隔离芯片将所述工作组件的工作电压发送至所述控制器。

可选地，所述管控电路包括：继电器；所述继电器与所述电机并联，且所述继电器的控制信号输入端与所述控制器连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种控制装置，包括：负载及如第一方面所述的控制电路；

所述负载与所述运动部件连接，所述运动部件带动所述负载运动。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种控制电路及控制装置，其中，控制电路包括：控制器、n个管控电路、n个工作组件。且控制器与n个管控电路均电连接，n个管控电路与n个工作组件一一对应电连接。每个工作组件包括：电机、运动部件，电机与运动部件电连接。管控电路用于根据控制器的控制信号，确定输入电机两极的目标电流方向，电机用于根据目标电流方向带动运动部件运动。本发明使用硬件逻辑控制电路，来实现多个电机的依次运动，电路逻辑简单、安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的控制电路结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的控制电路结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的控制电路工作示意图；

图4为本发明一实施例提供的控制电路结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的保护电路结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的监测电路结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的控制装置结构示意图。

图标：100-控制器；110-管控电路；111-继电器；1111-常开触点；1112-常闭触点；120-工作组件；121-电机；1211-第一电机；1212-第二电机；1213-第三电机；122-运动部件；123-限位开关；1231-第二电机起点开关；1232-第一电机终点开关；1233-第三电机起点开关；1234-第二电机终点开关；124-常开节点；125-常闭节点；130-保护电路；131-过流保护开关；132-监测芯片；133-过流保护继电器；140-监测电路；141-电压采样芯片；150-负载。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，图1为本发明一实施例提供的控制电路结构示意图。包括：控制器100、n个管控电路110、n个工作组件120，其中，n为大于0的整数。控制器100与n个管控电路110均电连接，n个管控电路110与n个工作组件120一一对应电连接。

每个工作组件120包括：电机121、运动部件122，电机121与运动部件122电连接。

管控电路110用于根据控制器100的控制信号，确定输入电机121两极的目标电流方向，电机121用于根据目标电流方向带动运动部件122运动。

需要说明的是，控制器100可以发出控制指令，通过控制指令来控制管控电路110进一步控制运动部件122的运动。

其中，上述电机121根据目标电流方向带动运动部件122运功，该运动方式可以包括：正转、反转及伸出、收缩等。

本申请实现电机121运动的方式为，给电机121提供24V的目标直流电源，当电机121两端施加的目标电流方向为正向时，运动部件122沿同一个方向运动，当电机121两端施加的目标电流方向为反向时，运动部件122沿相反的方向运动。例如，针对伸缩运动，当电机121两端施加的目标电流方向为正向时，运动部件122做伸出运动，当电机121两端施加的目标电流方向为反向时，运动部件122做收缩运动。具体运动部件122的运动方式，本申请不做限制，以实际运动需求为准。

本申请提供的控制电路，包括：控制器100、n个管控电路110及n个工作组件120，且n个管控电路110与n个工作组件120一一对应电连接。其中，工作组件120包括：电机121、运动部件122，电机121可控制运动部件122运动。通过控制器100发出控制指令，n个管控电路110分别控制n个工作组件120运动。通过硬件逻辑电路，实现了多个电机121依次运动，电路逻辑简单、安全可靠。

进一步地，运动部件122为伸缩部件，电机121根据目标电流方向带动伸缩部件伸出或收缩。

当运动部件122为伸缩部件时，当电机121两端施加的目标电流方向为正向时，伸缩部件做伸出运动，当电机121两端施加的目标电流方向为反向时，伸缩部件做收缩运动。

需要说明的是，本实施例提供的收缩部件，可以为丝杠，但本申请并不以丝杠为限制，也可以是其他直杆部件，具体以实际需求为准。

更进一步地，伸缩部件一端与电机121相连，另一端可连接相应控制单元，通过伸缩部件的伸出或收缩实现相应控制单元的相应功能。

例如，相应控制单元可为电动门，当给电机121施加正向电压时，伸缩杆做伸出运动，从而伸缩杆带动电动门打开，当电机121施加反向电压时，伸缩杆做收缩运动，从而伸缩杆带动电动门关闭。

进一步需要说明的是，上述相应控制单元包括但不局仅限于电动门。

进一步地，n个管控电路110分别控制n个工作组件120中的电机121运动。给每个伸缩杆后连接一个相应的控制单元，n个伸缩杆控制n个控制单元运动。控制n个控制单元的运动方式，包括：n个控制单元同时运动，及n个控制单元依次运动。

若需要n个控制单元同时运动，控制器100发出伸出或收缩的控制指令，n个管控电路110分别控制n个工作组件120中的n个电机121，并带动n个伸缩杆同时伸出或收缩，进而控制相应的控制单元做相应的控制运动。

如图2所示，图2为本发明一实施例提供的控制电路结构示意图。

若需要n个控制单元依次运动，则本申请提供的控制电路还包括2个限位开关123，限位开关123与电机121电连接、且置于预设位置。当伸缩部件运动至预设位置的预设范围内时，触碰限位开关123更新状态。

可选地，按照实际需求，可将一个限位开关123设置在伸缩杆预设起始位置，另一个限位开关123设置在伸缩杆预设终点位置。当电机121运动到限位开关123附近并触碰到限位开关123时，若仍在限位开关123允许范围内，则电机121继续运动，开关不动作，若超过限位开关123的允许范围，则开关断开，电机121停止工作。

进一步地，该限位开关123可以为单刀双掷开关。

可选地，预设位置包括：伸缩部件收缩的最大位置、和/或伸缩部件伸出的最大位置、及伸缩部件收缩的最大位置至伸缩部件伸出的最大位置之间的任意位置。

可选地，本实施例提供的管控电路110包括：继电器111。继电器111与电机121并联，且继电器111的控制信号输入端与控制器100连接。

进一步地，实现多个电机121的依次运动，请参照图3，图3为本发明一实施例提供的控制电路工作示意图。

以第二电机1212带动运动部件122自动伸出、自动收缩为例：

第二电机1212做自动伸出运动：控制器100发出电机121正转指令，管控电路110中的继电器111常开触点1111闭合，常闭触点1112断开。并给图3中的A端连接24V直流电源正端，B端连接24V直流电源负端。当第一电机1211的伸缩杆完全伸出到预设位置后，第一电机终点开关1232的常开节点124闭合，常闭节点125断开，此时第一电机1211自动切断电源停止运动。由于继电器111常开触点1111处于闭合状态，因此自动接通第二电机1212的正端电源。

当控制器100发出电机121正转指令后，第二电机终点开关1234的常闭节点125一直处于闭合状态，第二电机1212的负端电源一直导通，且第二电机1212两端接24V正向直流电压，因此第二电机1212开始正转，从而带动伸缩杆做伸出运动，当伸缩杆运动到第二电机终点开关1234时，继续做伸出运动，直至超过第二电机终点开关1234允许的最大范围，第二电机终点开关1234的常闭节点125断开，第二电机1212的负端电源被切断，因此第二电机1212停止运动。由于第二电机终点开关1234的常闭节点125断开的同时，常开节点124闭合，因此自动接通第三电机1213的正向电源。

第二电机1212做自动收缩运动：控制器100发出电机121反转指令，管控电路110中的继电器111常闭触点1112闭合，常开触点1111断开。并给图3中的A端连接24V直流电源负端，B端连接24V直流电源正端。当第三电机1213的伸缩杆收回到预设位置后，第三电机起点开关1233常闭节点125断开，常开节点124闭合，此时切断第三电机1213的电源，第三电机1213停止运动。第三电机起点开关1233的常闭节点125断开的同时，常开节点124闭合，因此自动接通第二电机1212的负端电源。

当控制器100发出电机121反转指令后，第二电机起点开关1231的常闭节点125一直处于闭合状态，第二电机1212正端电源一直接通，且由于正端电源裂解A端、负端电源连接B段，第二电机1212两端接24V反向直流电压，因此第二电机1212开始反转，从而带动伸缩杆做收缩运动，伸缩杆运动到第二电机起点开关1231的位置后继续做收缩运动，直至超过第二电机起点开关1231允许的最大范围，此时第二电机起点开关1231的常闭节点125断开，第二电机1212正端电源被切断，第二电机1212自动停止运动。第二电机起点开关1231的常闭节点125端来的同时，常开节点124闭合，自动接通第一电机1211的负向电源。

n个电机121控制n个伸缩杆做连续伸出运动，及连续缩回运动的过程与上述过程相同，在此不多加赘述。

进一步地，请参照图4、图5，图4为本发明一实施例提供的控制电路结构示意图，图5为本发明一实施例提供的保护电路结构示意图。

为保护本申请提供的控制电路的元器件，在上述电路的基础上，还包括：保护电路130。其中，保护电路130是为了防止电机121运动过程中产生过大电流而烧毁电机121。

该保护电路130的一端与控制器100电连接、另一端与工作组件120电连接。保护电路130用于获取输入至工作组件120的电流，并根据输入至工作组件120的电流确定是否切断电路。

进一步地，保护电路130包括：过流保护开关131、监测芯片132及过流保护继电器133。

过流保护开关131的一端与工作组件120连接、另一端与供电电源连接。监测芯片132的一端与控制器100连接，另一端及过流保护继电器133一端连接，过流保护继电器133另一端与工作组件120连接。监测芯片132用于获取输入至工作组件120的电流，并根据输入至工作组件120的电流控制过流保护继电器133断开或闭合。

其中，过流保护开关131对电路进行保护的方式为，将开关芯片串联在供电电源内，若过流保护开关131检测到经过其自身内部的电流超过预设允许值，则会自动断开芯片内部开关，切断电源，电机121失电，停止转动。

进一步地，监测芯片132是通过软件检测电路中是否过流，进而对电路进行保护。具体方式为，监测芯片132的一端与控制器100通信连接，控制器100获取电机121的实时工作电流，并判断电流值是否超过预设允许值，若超过，则控制器100控制过流保护继电器133断开，此时电流不能再流入工作电路，进而对本控制电路进行保护。

需要说明的是，过流保护开关131和监测芯片132对电路进行保护时，两者同时且独立工作，只要任何一个响应并切断电机121的供电电源，所有电机121都会无法工作。

进一步地，请继续图4，控制电路还包括：监测电路140。监测电路140的一端与控制器100连接，另一端与工作组件120连接。

监测电路140用于监测工作组件120中运动部件122的运动状态信息，并将运动状态信息发送给控制器100。

其中，上述运动部件122的运动状态信息包括：正在伸出、完成伸出、正在收回、完成收回、故障等状态。可方便相关技术人员明确当前电机121工作状态。

请参照图6，图6为本发明一实施例提供的监测电路结构示意图。

监测电路140包括：电压采样芯片141、隔离芯片。电压采样芯片141的2个引脚分别与工作组件120的正负极连接，用于获取工作组件120的工作电压。

电压采样芯片141与隔离芯片通信连接，隔离芯片与控制器100通信连接。电压采样芯片141通过隔离芯片将工作组件120的工作电压发送至控制器100。

具体监测方式为，以监测第二电机1212控制的运动部件122的工作状态为例：

当监测到第二电机1212电源正端电压为供电电压值，负端电压为0V时，第二电机1212正在进行伸出运动，当监测到第二电机1212电源负端为供电电压值，正端为0V时，第二电机1212正在进行收回运动。

当监测到第二电机1212两端电压全部为供电电压值时，第二电机1212完成伸出运动，当监测到第二电机1212两端电压全部为0V时，第二电机1212完成收回运动。

当监测到有两个及以上电机121两端电源压差为供电电压值左右时，说明有两个电机121同时带电工作，则电机121控制出现故障。

请参照图7，图7为本发明一实施例提供的控制装置，包括：负载150及上述的控制电路。

负载150与运动部件122连接，运动部件122带动负载150运动。

相应地，该负载150可以为电动门、运动台，但本实施例并不以这两种场景为限制，还可以为其他机械部件依次自动打开，然后依次自动关闭，或者按照顺序依次运动，再按照逆序依次恢复原状的场景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制电路，其特征在于，包括：控制器、n个管控电路、n个工作组件，其中，n为大于0的整数；

所述控制器与n个所述管控电路均电连接，n个所述管控电路与n个所述工作组件一一对应电连接；

每个所述工作组件包括：电机、运动部件，所述电机与所述运动部件电连接；

所述管控电路用于根据所述控制器的控制信号，确定输入所述电机两极的目标电流方向，所述电机用于根据所述目标电流方向带动所述运动部件运动。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述运动部件为伸缩部件，所述电机根据所述目标电流方向带动所述伸缩部件伸出或收缩。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，还包括：2个限位开关，所述限位开关与所述电机电连接、且置于预设位置；

当所述伸缩部件运动至所述预设位置的预设范围内时，触碰所述限位开关更新状态。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述预设位置包括：所述伸缩部件收缩的最大位置、和/或所述伸缩部件伸出的最大位置、及所述伸缩部件收缩的最大位置至所述伸缩部件伸出的最大位置之间的任意位置。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：保护电路；所述保护电路的一端与所述控制器电连接、另一端与所述工作组件电连接；

所述保护电路用于获取输入至所述工作组件的电流，并根据输入至所述工作组件的电流确定是否切断电路。

6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述保护电路包括：过流保护开关、监测芯片及过流保护继电器；

所述过流保护开关的一端与所述工作组件连接，另一端与供电电源连接；所述监测芯片的一端与所述控制器连接，另一端与所述过流保护继电器一端连接，所述过流保护继电器的另一端与所述工作组件连接；

所述监测芯片用于获取输入至所述工作组件的电流，并根据输入至所述工作组件的电流控制所述过流保护继电器断开或闭合。

7.根据权利要求5任一项所述的控制电路，其特征在于，还包括：监测电路；所述监测电路的一端与所述控制器连接，另一端与所述工作组件连接；

所述监测电路用于监测所述工作组件中运动部件的运动状态信息，并将所述运动状态信息发送给所述控制器。

8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述监测电路包括：电压采样芯片、隔离芯片；

所述电压采样芯片的2个引脚分别与所述工作组件的正负极连接，用于获取所述工作组件的工作电压；

所述电压采样芯片与所述隔离芯片通信连接，所述隔离芯片与所述控制器通信连接；

所述电压采样芯片通过所述隔离芯片将所述工作组件的工作电压发送至所述控制器。

9.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述管控电路包括：继电器；

所述继电器与所述电机并联，且所述继电器的控制信号输入端与所述控制器连接。

10.一种控制装置，其特征在于，包括：负载及如权利要求1-9任一项所述的控制电路；

所述负载与所述运动部件连接，所述运动部件带动所述负载运动。