CN111736632A - 一种实现手摇设备功能的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现手摇设备功能的方法及装置，该方法根据定位位置相对物体的方向，按下方向键，并根据物体与定位位置之间的距离远近，调节电位器的阻值以调节物体的移动速度至合适速度，处理器接收到方向键的输出信号和电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体向定位位置方向快速移动；当物体距离定位位置很近时，调节电位器的阻值以降低物体的移动速度，使物体慢慢靠近定位位置；调节电位器的阻值使物体的移动速度降至很低，使物体非常缓慢到达定位位置；优点是其移动控制精度可控，操作简便，成本低，且能够快速、准确地控制物体到达定位位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动控制技术，尤其是涉及一种实现手摇设备功能的方法及装置，特别适合在经济型设备控制中使用。
背景技术
经济型设备一般是指成本低，性价比高的设备。在一些经济型设备中需要用到移动控制，目前大多都是使用手摇杆或手摇轮等手摇设备来达到物体的移动控制的效果。
手摇杆是在操作底座的灵敏操作控制中产生X轴和Y轴移动量信号，来实现物体的移动方向的控制的，且根据手摇杆的偏移量的不同来控制物体的移动速度。这种移动控制方式把移动方向和移动速度的控制结合在一起，使得操控起来更为方便，但是也存在以下问题：1)制造成本高，耐用性不够；2)如果定位位置距离物体较远，那么操作人员需要一直握住手摇杆，并且以手摇杆的较快速度来移动物体，操作费力。
手摇轮多用于车床操作中，普通车床操作中大多使用两个手摇轮，其中一个手摇轮控制物体的前后(Y轴)移动，另一个手摇轮控制物体的左右(X轴)移动。
电子手轮即手摇脉冲发生器，当手轮旋转时，编码器产生与手轮运动相对应的信号，通过数控系统选定坐标并对坐标进行定位。这种移动控制方式的适用范围广，可用于大多数控制装置中，但是所使用的装置如编码器的成本高，设备加工制造难度较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实现手摇设备功能的方法及装置，其移动控制精度可控，操作简便，成本低，且其提供脉冲信号给外部电机能够快速、准确地控制物体到达定位位置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种实现手摇设备功能的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：增设一个处理器、一个用于调节物体移动速度的电位器及四个分别用于控制物体向前移动、用于控制物体向后移动、用于控制物体向左移动、用于控制物体向右移动的方向键；使电位器的中间滑动端、四个方向键各自的一端分别与处理器连接，以使处理器能够实时读取电位器的阻值信号及方向键的输出信号；
步骤2：观察定位位置相对物体的方向及物体与定位位置之间的距离远近；然后根据定位位置相对物体的方向，按下方向键，并根据物体与定位位置之间的距离远近，调节电位器的阻值以调节物体的移动速度至合适速度，处理器接收到方向键的输出信号和电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体向定位位置方向快速移动；其中，在物体向定位位置方向移动的过程中，根据物体所在的位置实时切换不同的方向键，并调节电位器的阻值，以使物体以切换后的方向键决定的移动方向和电位器的阻值决定的移动速度向定位位置靠近；
步骤3：当观察到物体距离定位位置很近时，调节电位器的阻值以降低物体的移动速度，处理器接收到电位器的阻值信号后使输出的脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体慢慢靠近定位位置；
步骤4：调节电位器的阻值使物体的移动速度降至很低，处理器接收到电位器的阻值信号后使输出的脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体以很低的移动速度到达定位位置；若物体已越过定位位置，则切换方向键使物体向定位位置修改移动方向，直至到达定位位置。
所述的处理器输出的脉冲信号的频率与所述的电位器的阻值相对应，所述的电位器的阻值越大，则脉冲信号的频率越高，物体的移动速度就越快。
所述的步骤2中，根据定位位置相对物体的方向，同时按下两个不同的方向键，处理器接收到两个不同的方向键的输出信号和电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体向定位位置方向快速移动。
一种实现手摇设备功能的装置，其特征在于包括壳体、处理器、用于调节物体移动速度的电位器及四个分别用于控制物体向前移动、用于控制物体向后移动、用于控制物体向左移动、用于控制物体向右移动的方向键，所述的处理器设置于所述的壳体内，所述的电位器和四个所述的方向键设置于所述的壳体的正表面上，所述的电位器的一端接输入电压，所述的电位器的另一端接地，所述的电位器的中间滑动端与所述的处理器连接，四个所述的方向键各自的一端分别与所述的处理器连接，四个所述的方向键各自的另一端均接地，所述的处理器接收到所述的方向键的输出信号和所述的电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制物体以所述的方向键决定的移动方向和所述的电位器的阻值决定的移动速度移动。
所述的电位器设置于所述的壳体的正表面的中心位置上，四个所述的方向键均匀分布于所述的电位器的四周。
四个所述的方向键上设置有用于指明移动方向的标示。
所述的处理器为单片机。
所述的处理器输出的脉冲信号的频率与所述的电位器的阻值相对应，所述的电位器的阻值越大，则脉冲信号的频率越高，物体的移动速度就越快。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)通过调节电位器的阻值就能调节物体的移动速度，通过按下不同的方向键就能控制物体的移动方向，操作相对方便。
2)电位器的阻值调节的最大移动速度与最小移动速度之间可以相差很大，如相差1000倍，使得该方法及装置在短距离定位和长距离定位上都能得到很好地使用，通过实时调节电位器的阻值，使物体能够较快或较慢地接近定位位置。
3)实现手摇设备功能仅使用了一个处理器如单片机、一个电位器及四个方向键，成本较低。
4)使用处理器使得该方法及装置的移动控制精度可控。
5)利用该方法及装置能够快速、准确地控制物体到达定位位置。
附图说明
图1为本发明方法的总体实现框图；
图2为本发明装置的主视图；
图3为本发明装置的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明提出的一种实现手摇设备功能的方法，其总体实现框图如图1所示，其包括以下步骤：
步骤1：增设一个处理器、一个用于调节物体移动速度的电位器及四个分别用于控制物体向前移动、用于控制物体向后移动、用于控制物体向左移动、用于控制物体向右移动的方向键；使电位器的中间滑动端、四个方向键各自的一端分别与处理器连接，以使处理器能够实时读取电位器的阻值信号及方向键的输出信号。
在此，处理器为单片机，直接采用市售的单片机，由于在本发明中单片机处理的信号很简单，因此可选择最普通的单片机，不限型号限制；电位器和方向键均采用现有技术。
步骤2：观察定位位置相对物体的方向及物体与定位位置之间的距离远近；然后根据定位位置相对物体的方向，按下方向键，并根据物体与定位位置之间的距离远近，调节电位器的阻值以调节物体的移动速度至合适速度，处理器接收到方向键的输出信号和电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体向定位位置方向快速移动；其中，在物体向定位位置方向移动的过程中，根据物体所在的位置实时切换不同的方向键，并调节电位器的阻值，以使物体以切换后的方向键决定的移动方向和电位器的阻值决定的移动速度向定位位置靠近。
在此，根据定位位置相对物体的方向按下哪个方向键是根据操作员的观察来操作的，如定位位置在物体的左前方向，那么先按下用于控制物体向前移动的方向键或按下用于控制物体向左移动的方向键，后续再根据物体所在位置相对定位位置的方向切换至其他方向键。
在此，调节电位器的阻值以调整物体的移动速度至合适速度的理解为：由于该方法是用于实现手摇设备功能的，在使用手摇设备控制物体移动时都是操作者根据距离远近来调节物体移动速度的，因此该方法调节电位器的阻值也是根据物体与定位位置之间的距离远近来主观确定的，只要移动速度合理即可，一般开始为米级的移动速度，无需定量。
在此，处理器输出的脉冲信号的频率与电位器的阻值相对应，电位器的阻值越大，则脉冲信号的频率越高，物体的移动速度就越快。
步骤3：当观察到物体距离定位位置很近时，调节电位器的阻值以降低物体的移动速度，处理器接收到电位器的阻值信号后使输出的脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体慢慢靠近定位位置。在此，物体距离定位位置很近是操作者目测确定的，在模拟手摇设备功能时都目测确定，无需定量；且物体的移动速度降至何种程度也无需定量，只需使物体慢慢靠近定位位置即可。
步骤4：调节电位器的阻值使物体的移动速度降至很低，处理器接收到电位器的阻值信号后使输出的脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体以很低的移动速度到达定位位置；若物体已越过定位位置，则切换方向键使物体向定位位置修改移动方向，直至到达定位位置。在此，物体的移动速度降至很低，低至何种程度无需定量，在模拟手摇设备功能时操作员主观决定即可，目的是为了使物体到达定位位置。
在使用本发明方法实现手摇设备功能时，也可根据定位位置相对物体的方向，可以同时按下两个不同的方向键构成的组合，处理器接收到两个不同的方向键的输出信号和电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体向定位位置方向快速移动；其中，有四种组合，分别为同时按下用于控制物体向前移动的方向键和用于控制物体向左移动的方向键构成的组合、同时按下用于控制物体向前移动的方向键和用于控制物体向右移动的方向键构成的组合、同时按下用于控制物体向后移动的方向键和用于控制物体向左移动的方向键构成的组合、同时按下用于控制物体向后移动的方向键和用于控制物体向右移动的方向键构成的组合。在切换方向键时可以为原来按下的是单个方向键，切换成另一个不同的方向键；可以为原来按下的是单个方向键，切换成一个组合；可以为原来按下的是一个组合，切换成单个方向键；可以为原来按下的是一个组合，切换成另外的一个组合。
本发明提出的一种实现手摇设备功能的装置，如图2和图3所示，其包括壳体1、处理器(图中未示出)、用于调节物体移动速度的电位器2及用于控制物体向前移动的方向键31、用于控制物体向后移动的方向键32、用于控制物体向左移动的方向键33、用于控制物体向右移动的方向键34，处理器设置于壳体1内，电位器2设置于壳体1的正表面的中心位置上，四个方向键31、32、33、34设置于壳体1的正表面上且四个方向键31、32、33、34均匀分布于电位器2的四周，四个方向键31、32、33、34上设置有用于指明移动方向的标示(图中未示出)，电位器2的一端接输入电压，电位器2的另一端接地，电位器2的中间滑动端与处理器连接，四个方向键31、32、33、34各自的一端分别与处理器连接，四个方向键31、32、33、34各自的另一端均接地，处理器接收到单个方向键的输出信号和电位器2的阻值信号后输出脉冲信号控制物体以该方向键决定的移动方向和电位器2的阻值决定的移动速度移动；其中，处理器输出的脉冲信号的频率与电位器2的阻值相对应，电位器2的阻值越大，则脉冲信号的频率越高，物体的移动速度就越快。
在本实施例中，处理器为单片机，直接采用市售的单片机，由于在本发明中单片机处理的信号很简单，因此可选择最普通的单片机，不限型号限制；单片机采集方向键的输出信号和电位器2的阻值信号、根据方向键的输出信号和电位器2的阻值信号输出脉冲信号且脉冲信号的频率由电位器2的阻值决定，这些技术均能实现；电位器2和四个方向键31、32、33、34均采用现有技术。
使用该装置实现手摇设备功能即控制物体移动的过程为：假设定位位置在物体的正左方较远位置处，按下用于控制物体向左移动的方向键33，调节电位器2的阻值使物体的移动速度达到米级，处理器控制外部电机驱动载物台带动物体快速移动，等到物体距离定位位置很近时，反向旋转电位器2以降低物体的移动速度，处理器控制外部电机驱动载物台带动物体慢慢靠近定位位置，再反向旋转电位器2再度降低物体的移动速度至微米级，处理器控制外部电机驱动载物台带动物体非常缓慢地到达定位位置，松开用于控制物体向左移动的方向键33。如果物体已越过定位位置，则按下用于控制物体向右移动的方向键34。
在设计该装置时可使处理器接收同时按下的两个不同的方向键的输出信号，处理器接收到两个不同的方向键的输出信号和电位器2的阻值信号后输出脉冲信号控制物体以两个方向键决定的移动方向和电位器2的阻值决定的移动速度移动，这种情况下缺点是物体移动的两个方向的速度必须是相同的。用于控制物体向前移动的方向键31和用于控制物体向左移动的方向键33同时按下时构成左前方向组合键，用于控制物体向前移动的方向键31和用于控制物体向右移动的方向键34同时按下时构成右前方向组合键，用于控制物体向后移动的方向键32和用于控制物体向左移动的方向键33同时按下时构成左后方向组合键，用于控制物体向后移动的方向键32和用于控制物体向右移动的方向键34同时按下时构成右后方向组合键。
Claims (8)
1.一种实现手摇设备功能的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：增设一个处理器、一个用于调节物体移动速度的电位器及四个分别用于控制物体向前移动、用于控制物体向后移动、用于控制物体向左移动、用于控制物体向右移动的方向键；使电位器的中间滑动端、四个方向键各自的一端分别与处理器连接，以使处理器能够实时读取电位器的阻值信号及方向键的输出信号；
步骤2：观察定位位置相对物体的方向及物体与定位位置之间的距离远近；然后根据定位位置相对物体的方向，按下方向键，并根据物体与定位位置之间的距离远近，调节电位器的阻值以调节物体的移动速度至合适速度，处理器接收到方向键的输出信号和电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体向定位位置方向快速移动；其中，在物体向定位位置方向移动的过程中，根据物体所在的位置实时切换不同的方向键，并调节电位器的阻值，以使物体以切换后的方向键决定的移动方向和电位器的阻值决定的移动速度向定位位置靠近；
步骤3：当观察到物体距离定位位置很近时，调节电位器的阻值以降低物体的移动速度，处理器接收到电位器的阻值信号后使输出的脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体慢慢靠近定位位置；
步骤4：调节电位器的阻值使物体的移动速度降至很低，处理器接收到电位器的阻值信号后使输出的脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体以很低的移动速度到达定位位置；若物体已越过定位位置，则切换方向键使物体向定位位置修改移动方向，直至到达定位位置。
2.根据权利要求1所述的一种实现手摇设备功能的方法，其特征在于所述的处理器输出的脉冲信号的频率与所述的电位器的阻值相对应，所述的电位器的阻值越大，则脉冲信号的频率越高，物体的移动速度就越快。
3.根据权利要求1或2所述的一种实现手摇设备功能的方法，其特征在于所述的步骤2中，根据定位位置相对物体的方向，同时按下两个不同的方向键，处理器接收到两个不同的方向键的输出信号和电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制外部电机驱动载物台带动物体向定位位置方向快速移动。
4.一种实现手摇设备功能的装置，其特征在于包括壳体、处理器、用于调节物体移动速度的电位器及四个分别用于控制物体向前移动、用于控制物体向后移动、用于控制物体向左移动、用于控制物体向右移动的方向键，所述的处理器设置于所述的壳体内，所述的电位器和四个所述的方向键设置于所述的壳体的正表面上，所述的电位器的一端接输入电压，所述的电位器的另一端接地，所述的电位器的中间滑动端与所述的处理器连接，四个所述的方向键各自的一端分别与所述的处理器连接，四个所述的方向键各自的另一端均接地，所述的处理器接收到所述的方向键的输出信号和所述的电位器的阻值信号后输出脉冲信号控制物体以所述的方向键决定的移动方向和所述的电位器的阻值决定的移动速度移动。
5.根据权利要求4所述的一种实现手摇设备功能的装置，其特征在于所述的电位器设置于所述的壳体的正表面的中心位置上，四个所述的方向键均匀分布于所述的电位器的四周。
6.根据权利要求4或5所述的一种实现手摇设备功能的装置，其特征在于四个所述的方向键上设置有用于指明移动方向的标示。
7.根据权利要求4所述的一种实现手摇设备功能的装置，其特征在于所述的处理器为单片机。
8.根据权利要求4所述的一种实现手摇设备功能的装置，其特征在于所述的处理器输出的脉冲信号的频率与所述的电位器的阻值相对应，所述的电位器的阻值越大，则脉冲信号的频率越高，物体的移动速度就越快。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201002 |
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