CN111525507A - 用于举升机的pcb智能控制装置 - Google Patents

Abstract

用于举升机的PCB智能控制装置。本发明公开了一种PCB智能控制装置，包括PCB继电器模块、PCB主控模块，以及安装在举升机的升降平台上的光电传感单元，其中，所述光电传感单元用于检测两侧升降平台的高度差数据，并将所述高度差数据发送给PCB主控模块，所述PCB主控模块判定所述高度差数据是否超出设定的阈值，并在超出设定的阈值时，切断电源开关，所述PCB继电器模块在检测到电源关闭时，对举升机动作执行元件进行相应控制。本发明解决了原有的控制装置对举升机无法进行有效的智能控制的问题。

Description

用于举升机的PCB智能控制装置

技术领域

本发明属于一种电子设备，尤其涉及一种PCB智能控制装置。

背景技术

在汽车普及的今天，举升机在汽车维修养护中发挥着至关重要的作用。日前，市面上常用的举升机包括字母剪举升机、双柱举升机、龙门举升机及四柱举升机等。

目前国内举升机行业都用各种继电器或PCB电路板组成的控制系统，普通继电器的工作原理通过将很多个继电器按照事先设计的原理图通过用电线连接起来，通过继电器的吸合顺序和动作来达到控制的目的。单一的PCB板集成电路通过门逻辑电路实现类似继电器电路功能的举升机控制。

目前对举升机的控制不够智能化，设备在运行过程中存在诸多问题，比如PCB继电器接线复杂，控制板被固化无法拓展，无法有效对举升机的升降倾斜进行有效监控，智能化程度不高。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是，提供一种用于举升机的PCB智能控制装置，以解决原有的控制装置对举升机无法进行有效的智能控制的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种PCB智能控制装置，包括PCB继电器模块、PCB主控模块，以及安装在举升机的升降平台上的光电传感单元，其中，所述光电传感单元用于检测两侧升降平台的高度差数据，并将所述高度差数据发送给PCB主控模块，所述PCB主控模块判定所述高度差数据是否超出设定的阈值，并在超出设定的阈值时，切断电源开关，所述PCB继电器模块在检测到电源关闭时，控制待控设备停止运转。

进一步地，所述PCB继电器模块包括多组封装的并固定在PCB底板上的继电器，每组继电器包括多个常开触点和多个常闭触点，多组所述继电器之间形成互锁机制。

进一步地，所述PCB主控模块在检测到超出设定的阈值时，再对检测信号进行滤波和防抖动处理后，如认定仍然超出设定的阈值范围则切断按钮的电源触点开关。

进一步地，所述PCB主控模块上集成有电源转换接口、TTL电平接口、输入/输出接口、可编程的主控MCU芯片、触摸屏，所述电源转换接口供交流转直流电源以给PCB主控模块及PCB继电器模块供电，所述TTL电平接口连接外围设备以获取设备的相关信息，所述主控MCU芯片用于对数据的运算处理，所述显示屏，显示当前的运行状态数据及故障数据。

进一步地，所述PCB主控模块上还集成有无线通讯芯片，用于将设备的运行状态数据和故障数据发送给云端服务器。无线通讯芯片优选选用WiFi芯片。

进一步地，所述PCB继电器模块包括具有多个端子的输入端和输出端，所述继电器模块的输入端连接控制按钮，所述控制按钮的供电由所述PCB主控模块的可控触点开关控制，所述继电器模块的输出端连接待控元器件的控制线圈。

进一步地，所述光电传感单元包括分设于两侧升降平台端部的反光板和光电传感器，所述光电传感器正对所述反光板中央。

进一步地，所述继电器外部安装有透明罩，所述继电器底部通过插针插入PCB底板上的开孔后，通过焊锡焊接固定。

进一步地，所述PCB主控模块在检测到举升机触发下降指令后，设定所述举升机先上升一小段距离后再执行下降的操作。

进一步地，通过对所述PCB主控模块设定延时来拓展所述高度差数据。

与现有技术相比，本发明提供的PCB智能控制装置，具有如下技术效果：

1、本发明所公开的PCB智能控制装置，通过设置于举升机升降平台上的光电开关，检测两侧平台的高度差是否超出范围，进一步通过滤波处理和防抖动确认是否超范围，并在超范围后切断按钮的电源供应，由于电源被切断致使PCB继电器模块控制的举升电机接触器的线圈断点而关闭电机，再通过继电器触点互锁切断双向电磁阀的控制线圈，这样就致使任何通过按钮进行的操作在此情况下失效，极大提高了系统的安全性。

2、本发明所公开的PCB智能控制装置，将带多个常开多个常闭触点的多组继电器集成在特殊设计的PCB底板上，解决接线过多导致的维护难题，减小整体尺寸，解决了插拔式继电器容易脱落等问题，继电器机身透明，内部动作清晰可见，方便维修人员诊断故障。

附图说明

图1为本发明实施例中的PCB智能控制装置的原理图。

图2为本发明实施例中的的光电传感单元的安装示意图。

图3为本发明实施例中的PCB继电器模块的结构示意图。

图4为本发明实施例中的继电器的电路连接图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

参照图1～图2所示，本发明实施例所公开的一种PCB智能控制装置，包括PCB继电器模块、PCB主控模块，以及安装在举升机的升降平台上的光电传感单元，其中，光电传感单元安装在升降平台上，用于检测两侧升降平台的高度差数据，并将高度差数据发送给PCB主控模块，PCB主控模块根据接收到的高度差数据，判定所述高度差数据是否超出设定的阈值，如未超出，说明还在安全范围内，如超出设定的阈值，说明平台存在倾斜风险，则主动切断电源开关，所述PCB继电器模块在检测到电源关闭时，通过继电器控制相应的动作执行元件的阀门或者线圈停止工作。

作为本发明一个优选的实施方式，所述PCB主控模块在检测到超出设定的阈值时，再对检测信号进行滤波和防抖动处理后，如认定仍然超出设定的阈值范围则切断按钮的电源触点开关，由于机器在运动中，可能存在信号不稳定的情况，通过滤波处理和软件防抖动处理，能够更准确判断是否发生异常，可对损车及伤人的情况实现提前预防。

下面来对本发明中的PCB继电器模块、PCB主控模块及光电传感单元做具体详述。

参照图2所示，举升机具有用于承载车辆的两个升降平台1，其中，升降平台为能够固定车辆的两个矩形平台，两个矩形平台分别具有一对相对设置的矩形面，以及两对相邻的矩形面，其中，相对设置的矩形面为长的矩形面，也就是沿车辆长度方向的面，相邻的两个矩形面为短的矩形面，也就是沿车辆宽度方向的面。

可实施例地，在相邻的两个短的矩形面上分别安装有反光板11和光电传感器12，光电传感器12对准反光板11的中央位置，光电传感器12发送信号，反光板11接收后，反射回反射信号，由于光电传感器发射的为平行光信号，当所述光电传感器无法接收到反射的信号时，即说明两侧的升降平台1出现了误差倾斜，且误差倾斜超出了光电传感器能够接收的幅度，即给PCB主控模块发送停机的反馈信号，PCB主控模块接收到反馈信号后，切断电源，同时PCB继电器模块在无电源时，举升机停止继续升降。其中，PCB主控模块与光电传感器可以为有线连接或无线连接。

为了方便反光板11和光电传感器12的安装，在一个可实施的方案中，反光板的截面设置为L型，L型的其中一面作为矩形的反射面，反光板的高度的一半是允许两侧平台的高度偏差，另外一面作为安装面并通过螺钉固定在平台的侧端面上。光电传感器可以设置为圆柱型，发射为点光源，传感器外壁面套设有安装支架，安装支架截面为L型，其一面具有容纳传感器的圆形孔洞，另一面作为安装面并固定在平台的另一个侧端面上。需要说明的是，光电传感器的外形不限于圆柱形及长方形，光电传感器的发光形式可用激光及红外，并有可见光及不可见光2种形式，在此不作任何限定。此外，还可以设置光点传感器发射出扇形面的散射光，在初始状态下，散射光至少能够完全覆盖住对面的矩形反光板，设置的覆盖面越宽，则允许的误差高度越大，当散射光无法覆盖住反光板，或者反光板超出有二分之一面没被覆盖住，说明两侧升降平台高度可能出现了较大的偏差。

参照图3所示，PCB继电器模块包括PCB底板，PCB底板包括输入端 21、输出端22、设置在输入端和输出端之间的多组封装好的继电器23。PCB 底板的输入端和输出端均包括多个并排设置的接线端子，输入端21的接线端子连接外部控制触点，比如可以外接电源、控制按钮触点(如上升按钮、下降按钮、锁定按钮、子母机切换按钮等)或其他外部控制系统的触点，所有按钮的供电均通过PCB主控模块的可控触点电源开关控制，发生以外时，主控模块切断按钮电源使得所有按钮均失效，输出端22的接线端子连接待控元部件，比如接举升机的气路电磁阀线圈、油路电磁阀的线圈、双向电磁阀的控制线圈、电机接触器的控制线圈等，用于输出信号给举升机的动作执行控制元件，使它们停止或者启动相关的操作。

每组继电器23包括多个常开触点和多个常闭触点，本实施例中，以四组继电器，四组所述继电器并排设置，每组继电器为两个常开触点，两个常闭触点为例，多组继电器间的触点互锁机制实现输入和输出的对应控制，不同的输点接通后通过4组继电器的常开、常闭触点之间的相互互锁最后实现对应不同的输出激活，最终达到分别控制待控设备的上升、下降、锁定等功能。其中，多组继电器中，既包括电流继电器，还可以包括延时继电器。其中，各组继电器之间的互锁是通过从PVB底板上进行走线实现相互间，以及与输入端子、输出端子之间的线路连接。其中，继电器底部通过插针插入PCB底板上的开孔后，通过焊锡焊接固定。

传统的常规PCB板上的继电器，由于继电器本身的结构，同电流触点少，继电器触点少的情况下要实现同等功能则需要更多组继电器共同配合，如此不容易实现多组触点的同步互锁，但本发明将原有的底座插拔式上的继电器所具有的每组继电器具备的两组常开两组常闭的功能应用组合到PCB底板上进行安装，即解决了单一的底座插拔式接线端子过多的缺点，也解决了常规PCB板继电器不易实现同步互锁的缺点。所述PCB继电器模块包括具有多个端子的输入端和输出端，所述继电器模块的输入端连接控制按钮，所述控制按钮的供电由所述PCB主控模块的可控触点开关控制，所述继电器模块的输出端连接待控元器件的控制线圈。

此外，传统的PCB底板上的继电器基本均为黑色或带有其他颜色的继电器，在出现继电器故障时，需要专业人员判断故障，本发明在继电器23 外部设有绝缘的透明罩24，透明罩24与继电器本身固定为一体，通过透明罩，继电器的内部动作清晰可见，比如哪些触点为开，哪些为闭，方便操作人员对继电器的故障进行判断。

在所述继电器的输入或输出线路上设置有LED指示灯，指示灯设置在透明罩内，方便操作者对异常的判断，操作人员可通过指示灯观察动作顺序及做出异常初步判断。

结合图4所示，对本发明中的继电器的工作原理进行描述。

输入端J1与输出端J2之间设置有四组继电器K1、K2、K3、K4。K1、 K2、K3、K4均为两常开两常闭触点，K4为延时继电器。

输入端J1的9，10引脚接按钮1的常开触点，按钮触发后K1继电器线圈得电，AC2与AC-2触点闭合，这样J1的1，2引脚与J2的11，12引脚互通，本电路中J1的1，2引脚接入AC24V，J2的11，12引脚接入电机交流接触器控制线圈，K1的另一组常开触点闭合后24V到达J2的3引脚或5引脚(比如由举升机的子母旋钮K2决定)，触发双向电磁阀，这样按钮1就可以控制电机接触器及双向电磁阀，从而控制电机的上升与停止。输入端J1 的3，4引脚接旋钮2的常开触点，旋钮触发后K3继电器线圈得电，2组常闭触点(B,C)切换到2组常开触点(A,D)，从而切换输出端J2的3，4和 7，8这2路电磁阀控制到5，6和9，10这2路电磁阀控制，从而实现子母机的气路与双向阀之间的切换，旋钮2就控制子母机的切换。输入端J1的5， 6引脚接按钮3的常开触点，按钮触发后K2继电器线圈得电，2组常开触点接通，这样J2的1引脚得电，及J2的3引脚或5引脚(比如由举升机的子母旋钮K2决定)得电，从而控制回油电磁阀及双向电磁阀，从而实现举升机下降到安全锁定位置锁定。输入端J1的7，8引脚接按钮4的1组常开触点，引脚8，11接按钮4的另一组常开触点(引脚8是引脚7及引脚11的公共点)，按钮触发后K4继电器线圈得电(可以是延时继电器或串联控制器的软件延时)，此时输入端J1引脚11的24V通过K4(延时接通，此时还没动作)的常闭触点到达K1的线圈，举升机上升(同上升按钮触发同样的道理)，延时继电器K4(亦可采用软件延时)延时完毕接通后，常闭触点控制K1线圈断电，上升停止，2组常开触点接通，其中一组触发K2继电器，从而触发下降锁定，另外一组到达输出端J2的7或9引脚(由举升机的子母旋钮K2决定)，触发气路电磁阀，打开保险，解除锁定，所以这样就实现了下降但不锁定，按钮4就让举升机实现了先举升，到达延时时间后下降。输入端J1的13，14 引脚与滤波整流电源25相连接，对外提供1组直流24V整流滤波电源。

PCB主控模块上集成有电源转换接口、TTL电平接口、输入/输出接口、可编程的主控MCU芯片、显示屏、无线通讯芯片，其中，电源转换接口供交流转直流电源以给PCB主控模块及PCB继电器模块供电，TTL电平接口连接外围设备以获取设备的相关信息，主控MCU芯片用于对数据的运算处理， MCU芯片选用具备PLC(可编程逻辑控制)功能的芯片，并集成有一个OLED 屏，实现与主控模块的人机交互，显示屏，提供可视化的界面，用以显示当前的运行状态数据，也包括故障数据，无线通讯芯片，用于将设备的运行状态数据和故障数据发送给云端服务器，无线通讯芯片优选选用WiFi芯片，当然，亦可采用其他的如GSM模块等。

举升按钮被按下，主控模块检测外部无异常报警将按钮供电打开，举升机通路将电源供给到举升机主接触器的线圈从而让电机工作，与此同时双向电磁阀的线圈也通过不同继电器之间的触点互锁而接通，举升机上升。

在发生故障的时候，故障代码及发生故障的时间及客户信息通过PCB主控模块上的WiFi芯片被实时上传至云服务器，服务器端软件接受到数据后推送邮件及短信息给负责此客户的服务人员第一时间了解情况并给予技术支持。

为了提高安全性，PCB主控模块在检测到举升机触发的下降指令后，设定所述举升机先上升一小段距离后才保证安全锁打开继而下降。采用在按下下降按钮后先自动上升一定的时间再下降的方式来实现一键下降的操作，此操作通过软件逻辑算法实现，上升时间可通过操作按钮在PCB智能模块中设定并在OLED屏幕上显示。防侧倾功能可在上升、下降及锁定过程中全部实现。

由于反光板的高度即为误差范围，而在一些情况下，为了扩展允许的误差范围，通过对所述PCB主控模块设定延时来拓展所述高度差数据，这样，能扩展误差范围。其中，延时可通过对芯片进行编程实现。

举升机运行的过程数据比如电机运行时长(通过主接触器的触点闭合时间获取)及举升次数(通过另外安装的机械开关获取)等数据信息通过PCB 智能模块实时上传至云端，如果网络中断，此过程数据的累加值也会保存在 PCB主控模块的FLASH中，待网络回复后再上传。

其它的保护操作者的如防压脚功能以及保护车顶不受损坏的最高位限定等功能都可通过PCB主控模块的逻辑运算实现，这些功能模块也被预置在PCB主控模块中，通过匹配的操作界面选择是否启用。更多的功能拓展也可通过对PCB主控模块编程实现。

本发明所公开的基于基于PCB主控模块可根据实际应用接不同的接口, 适合目前市场上的大多类举升机共用，减少重复开发设计费用，易于扩展复杂的功能，通过增加外围传感器及编程即可实现，通过软件滤波及防抖增加稳定性，并可对损车及伤人的情况实现提前预防，过程运行数据云端分析，为提前进行预防性检测维护提供数据支撑。该发明的系统也将使智能互联在汽车后市场得以普遍应用。

本发明的具体工作过程如下：

安装在举升机举升平台一侧的光电传感器与与之对应的举升平台另一侧的反光板在上升或下降阶段时刻检测2个平台的高度差是否超出范围，PCB 主控模块如果检测到超范围，再通过滤波及防抖动确认确实发生超范围后切断按钮的电源供应，由于电源被切断致使PCB继电器模块控制的举升电机接触器的线圈断点而关闭电机，再通过继电器触点互锁切断双向电磁阀的控制线圈，这样就致使任何通过按钮进行的操作在此情况下失效，即使此时上升按钮仍然可能还在被按下的状态，防止操作者疏忽而导致车辆跌落而造成财产损失及人员伤亡事故，此时包括上升、下降及锁定按钮都会失效，防止进一步的误操作。此时PCB主控模块控制声光警报器发出侧倾报警，并且PCB 主控模块集成的OLED屏上也会显示报警代码及复位操作提示，操作人员复位后可继续进行后续操作，直至举升机回到最低位后复位开始新的操作循环。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，本领域普通技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于举升机的PCB智能控制装置，其特征在于包括：PCB继电器模块、PCB主控模块，以及安装在举升机的升降平台上的光电传感单元，其中，所述光电传感单元用于检测两侧升降平台的高度差数据，并将所述高度差数据发送给PCB主控模块，所述PCB主控模块判定所述高度差数据是否超出设定的阈值，并在超出设定的阈值时，切断电源开关，所述PCB继电器模块在检测到电源关闭时，对举升机动作执行元件进行相应控制。

2.根据权利要求1所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述PCB继电器模块包括多组封装的并固定在PCB底板上的继电器，每组继电器包括多个常开触点和多个常闭触点，多组所述继电器之间形成互锁机制。

3.根据权利要求2所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述PCB主控模块在检测到超出设定的阈值时，再对检测信号进行滤波和防抖动处理后，如认定仍然超出设定的阈值范围则切断按钮的电源触点开关。

4.根据权利要求1所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述PCB主控模块上集成有电源转换接口、TTL电平接口、输入/输出接口、可编程的主控MCU芯片、显示屏，所述电源转换接口供交流转直流电源以给PCB主控模块及PCB继电器模块供电，所述TTL电平接口连接外围设备以获取设备的相关信息，所述主控MCU芯片用于对数据的运算处理，所述显示屏，显示当前运行的状态数据。

5.根据权利要求4所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述PCB主控模块上还集成有无线通讯芯片，用于将设备的运行状态数据和故障数据发送给云端服务器。

6.根据权利要求2或3所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述PCB继电器模块包括具有多个端子的输入端和输出端，所述继电器模块的输入端连接控制按钮，所述控制按钮的供电由所述PCB主控模块的可控触点开关控制，所述继电器模块的输出端连接待控元器件的控制线圈。

7.根据权利要求1所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述光电传感单元包括分设于两侧升降平台端部的反光板和光电传感器，所述光电传感器发射的光点正对所述反光板中央，或者所述光点传感器发射的散射光至少能够完全覆盖反光板。

8.根据权利要求6所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述继电器外部安装有透明罩，所述继电器底部通过插针插入PCB底板上的开孔后，通过焊锡焊接固定。

9.根据权利要求6所述的PCB智能控制装置，其特征在于，所述PCB主控模块在检测到举升机触发下降指令后，设定所述举升机执行先上升一段距离后再下降的操作。

10.根据权利要求7所述的PCB智能控制装置，其特征在于，通过对所述PCB主控模块设定延时来拓展所述高度差数据。

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