CN111846106A - 桅杆控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

一种桅杆控制电路及装置，其中，桅杆控制电路采用控制电路、驱动电路以及电机，控制电路接入控制信号并根据控制信号输出多电平信号序列，驱动电路在该多电平序列的控制下输出驱动信号到电机，电机根据该驱动信号控制桅杆往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动，实现了根据控制信号控制桅杆往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动，即实现了对桅杆的高度控制，使得了桅杆的高度可调时而适应各类运输和使用环境，解决了传统的桅杆中存在高度不可调节而导致使用不便的问题。

Description

桅杆控制电路及装置

技术领域

本申请属于海上设备控制技术领域，尤其涉及一种桅杆控制电路及装置。

背景技术

在舰船、游艇及大型的货轮上，桅杆作为其重要的载体，用以搭载不同的任务设备，例如导航雷达、光电转塔、激光雷达等各种传感器设备及通讯天线。而传统的桅杆一般为固定式桅杆，高度一经确定便无法进行更改。当通过一些桥梁或者山洞区域，固定式桅杆由于高度问题，往往造成运输或者通行上的障碍，使用极其不便。

因此，传统的桅杆中存在高度不可调节而导致使用不便的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种桅杆控制电路及装置，旨在解决传统的桅杆中存在高度不可调节而导致使用不便的问题。

本申请实施例的第一方面提了一种桅杆控制电路，包括：

控制电路，所述控制电路用于在接收控制信号时，根据所述控制信号输出多电平信号序列；

驱动电路，与所述控制电路连接，所述驱动电路用于在所述多电平信号序列的控制下，输出用于驱动信号；以及

电机，与所述驱动电路和桅杆连接，所述电机用于根据所述驱动信号，控制所述桅杆往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动。

在一个实施例中，桅杆控制电路还包括：

所述驱动信号包括第一驱动信号和第二驱动信号；

当所述多电平信号序列为第一目标序列时，所述驱动电路输出第一驱动信号，所述电机根据所述第一驱动信号，控制所述桅杆往第一方向移动；

当所述多电平信号序列为第二目标序列时，所述驱动电路输出第二驱动信号，所述电机根据所述第二驱动信号，控制所述桅杆往第二方向移动。

在一个实施例中，桅杆控制电路还包括：

当所述多电平信号序列为第三目标序列时，所述驱动电路输出保持信号到所述电机，所述电机根据所述保持信号，控制所述桅杆停止移动。

在一个实施例中，桅杆控制电路还包括故障报警电路，所述故障报警电路与所述驱动电路连接，当所述多电平信号序列为第四目标序列时，所述驱动电路输出故障报警信号到所述故障报警电路，所述故障报警电路发出报警警示并传输报警信息到上位机。

在一个实施例中，所述驱动电路包括直流固态继电器，所述直流固态继电器的第一输入端和第二输入端与所述控制电路连接以接入所述多电平信号序列，所述直流固态继电器的输出端和所述电机连接。

在一个实施例中，所述控制电路包括：双路光耦隔离继电器，所述双路光耦隔离继电器的输入端用于接入所述控制信号，所述双路光耦隔离继电器的第一输出端和第二输出端用于输出所述多电平信号序列。

在一个实施例中，桅杆控制电路还包括第一开关，所述第一开关的输入端与电源连接，所述第一开关的第一输出端和所述第一开关的第二输出端共接于所述双路光耦隔离继电器的输入端，所述第一开关用于输出所述控制信号。

在一个实施例中，桅杆控制电路还包括限位保护电路，所述限位保护电路与所述控制电路连接，所述限位保护电路用于在所述桅杆到达所述第一方向的第一限定位置或到达所述第二方向的第二限定位置时，控制所述控制电路停止输出所述多电平信号序列。

在一个实施例中，所述限位保护电路包括：第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置于所述第一限定位置，所述第二传感器设置于所述第二限定位置。

本申请实施例的第二方面提了一种桅杆控制装置，包括：如本申请实施例的第一方面所述的桅杆控制电路。

上述的桅杆控制电路，通过采用控制电路、驱动电路以及电机，其中，控制电路接入控制信号并根据控制信号输出多电平信号序列，驱动电路在该多电平序列的控制下输出驱动信号到电机，电机根据该驱动信号控制桅杆往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动，实现了根据控制信号控制桅杆往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动，即实现了对桅杆的高度控制，使得了桅杆的高度可调时而适应各类运输和使用环境，解决了传统的桅杆中存在高度不可调节而导致使用不便的问题。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的桅杆控制电路的电路示意图；

图2为图1所示的桅杆控制电路的另一电路示意图；

图3为图1所示的桅杆控制电路的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请的实施例的第一方面提供的桅杆控制电路10的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的桅杆控制电路10，包括：控制电路100、驱动电路200以及电机300，控制电路100的输出端和驱动电路200的输入端连接，驱动电路200的输出端和电机300的控制端连接；控制电路100用于在接收控制信号时，根据控制信号输出多电平信号序列；驱动电路200用于在多电平信号序列的控制下，输出用于驱动信号；电机300用于根据驱动信号，控制桅杆20往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动。

应理解，本实施例中的多电平信号序列为由至少两个电平信号组成的序列，电平信号包括高低电平两种状态，其中，高电平状态表示为“1”，低电平状态表示为“0”。例如，当多电平信号序列为由两个电平信号组成的序列时，该多电平信号序列可包括有：00、01、10以及11四种状态。

应理解，驱动信号可以为正向电压信号或反向电压信号，例如，当驱动信号为正向电压信号时，电机300正转，从而控制桅杆20往第一方向移动；当驱动信号为反向电压信号时，电机300反转，从而控制桅杆20往第二方向移动。

应理解，桅杆设置于轮船、游艇等海上运输设备的甲板上。第一方向和第二方向可以为垂直甲板的方向、或顺时针和逆时针方向。当第一方向和第二方向为垂直甲板的方向，桅杆控制电路10用于控制桅杆20的升降，其中，第一方向可以为桅杆20的上升方向，第二方向可以为桅杆20的下降方向；当第一方向和第二方向为顺时针和逆时针方向时，桅杆控制电路10用于控制桅杆20的倒伏，其中，第一方向可以为顺时针方向，第二方向可以为逆时针方向。

应理解，当桅杆控制电路10用于控制桅杆20的升降时，电机300设置于一电动推杆中，桅杆20的下端通过法兰托盘及相应的机械装置与电动推杆相连在一起，电动推杆的升降带动桅杆20的升降。当桅杆控制电路10用于控制桅杆20的倒伏时，电机300设置于一液压动力装置中，驱动电路200通过控制电机300的正反转来实现液压动力装置齿轮泵，从而控制桅杆20的倒伏。

本实施例中的桅杆控制电路10，通过采用控制电路100、驱动电路200以及电机300，实现了根据控制信号控制桅杆20往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动，即实现了对桅杆20的高度或倒伏等控制，使得了桅杆20高度和方向可调时而适应各类运输和使用环境，解决了传统的桅杆20中存在高度和方向不可调节而导致使用不便的问题。

可选的，在一个实施例中，驱动信号包括第一驱动信号和第二驱动信号；当多电平信号序列为第一目标序列时，驱动电路200输出第一驱动信号，电机300根据第一驱动信号，控制桅杆20往第一方向移动；当多电平信号序列为第二目标序列时，驱动电路200输出第二驱动信号，电机300根据第二驱动信号，控制桅杆20往第二方向移动。

本实施例中的驱动电路200，通过确定多电平信号序列是否为目标序列，从而识别出多电平信号序列所表征的控制信息，以输出对应的驱动信号以控制电机300的正反转。

可选的，当多电平信号序列为第三目标序列时，驱动电路200输出保持信号到电机300，电机300根据保持信号，控制桅杆20停止移动。

当电机300接收到保持信号后，电机300停止转动，从而控制桅杆20停止移动。可选的，当桅杆20到达目标位置时，控制电路100根据表征控制桅杆20停止移动的控制信号输出为第三目标序列的多电平信号序列。

本实施例中的桅杆控制电路10，通过输出为第三目标序列的多电平信号序列来控制桅杆20保持当前状态，实现了对桅杆20的实时可控，避免出现桅杆20移动后不可控的情况出现。

请参阅图2，在一个实施例中，桅杆控制电路10还包括故障报警电路400，故障报警电路400与驱动电路200连接，当多电平信号序列为第四目标序列时，驱动电路200输出故障报警信号到故障报警电路400，故障报警电路400发出报警警示并传输报警信息到上位机。

故障报警电路400可以由指示灯和蜂鸣器构成，当故障报警电路400接收到故障信号时，故障报警电路400的指示灯亮、发出提示音、并将报警信息传输到上位机，上位机为控制终端，例如电脑、云服务器等。本实施例中的桅杆控制电路10，通过加入故障报警电路400，从而实现了对桅杆控制电路10的故障监测。

请参阅图3，在一个实施例中，驱动电路200包括直流固态继电器U2，直流固态继电器U2的第一输入端和第二输入端与控制电路100连接以接入多电平信号序列，直流固态继电器U2的输出端和电机300连接。

应理解，直流固态继电器U2的第一输入端和第二输入端分别接入多电平信号序列中的两个电平信号，其中，直流固态继电器U2的第一输入端接入的为多电平信号序列的第一位电平信号，直流固态继电器U2的第二输入端接入的为多电平信号序列的第二位电平信号，例如，多电平信号序列为“01”时，则直流固态继电器U2的第一输入端接入的为低电平“0”，直流固态继电器U2的第二输入端接入的为高电平“1”。

应理解，当直流固态继电器U2的第一输入端接入为高电平，当固态继电器U2的第二输入端接入为低电平时，直流固态继电器U2输出的驱动信号为正向电压信号，此时电机300正转，以控制桅杆20往第一方向移动；当直流固态继电器U2的第一输入端接入为低电平，当固态继电器U2的第二输入端接入为高电平时，直流固态继电器U2输出的驱动信号为反向电压信号，此时电机300反转，以控制桅杆20往第二方向移动；当直流固态继电器U2的第一输入端接入为低电平，当固态继电器U2的第二输入端接入为低电平时，直流固态继电器U2输出为零电压的保持信号，此时电机300停止转动，以控制桅杆20停止移动；当直流固态继电器U2的第一输入端接入为高电平，当固态继电器U2的第二输入端接入为高电平时，直流固态继电器U2不动作并输出的故障报警信号；即本实施例中的第一目标序列为“10”，第二目标序列为“01”第三目标序列为“00”，第四目标序列为“11”。

本实施例中的驱动电路200，通过采用直流固态继电器U2来实现根据多电平信号序列来生成驱动信号以控制电机300，电路简单且便于操作。

请参阅图3，在一个实施例中，控制电路100包括：双路光耦隔离继电器U1，双路光耦隔离继电器U1的输入端COM1、COM2用于接入控制信号，双路光耦隔离继电器U1的第一输出端和第二输出端用于输出多电平信号序列。

应理解，双路光耦隔离继电器U1的第一输出端输出的电平信号和第二输出端输出的电平信号组成多电平信号序列，例如，当双路光耦隔离继电器U1的第一输出端输出的电平信号为低电平“0”，当双路光耦隔离继电器U1的第二输出端输出的电平信号为高电平“1”，则多电平信号序列为“01”。

应理解，双路光耦隔离继电器U1包括有两个输入端，分别为与第一输出端NC1对应的第一输入端COM1，和与第二输出端NC2对应的第二输入端COM2，当第一输入端COM1输入高电平时，则第一输出端NC1输出高电平，当第二输入端COM2输入高电平时，则第二输出端NC2输出高电平。

本实施例中的控制电路100，通过采用双路光耦隔离继电器U1，实现了根据控制信号输出对应的多电平信号序列，电路简单。

可选的，请参阅图3，在一个实施例中，桅杆控制电路10还包括第一开关500，第一开关500的输入端与电源连接，第一开关500的第一输出端和第一开关500的第二输出端共接于双路光耦隔离继电器U1的输入端，第一开关500用于输出控制信号，即双路光耦隔离继电器U1用于根据第一开关500的通断状态输出多电平信号序列。

应理解，第一开关500可以为单刀双掷开关、多路复用器等。第一开关500设置有防水层，以避免由于海上潮湿环境而失效。可选的，第一开关500可设置于驾驶台。

本实施例中的桅杆控制电路10，通过加入第一开关500来生成控制信号，实现了对桅杆20的手动控制，工作人员可随时根据需求自主控制桅杆20的移动，以使得桅杆20的控制更加灵活化。

在一个实施例中，桅杆控制电路10还包括控制器，控制器的第一输出端和双路光耦隔离继电器U1的第一输入端COM1连接，控制器的第二输出端和双路光耦隔离继电器U1的第二输入端COM2连接，双路光耦隔离继电器U1用于根据控制器的电平信号输出多电平信号序列。

应理解，控制器可以为微处理器，例如单片机等，控制器还可以为电脑等移动终端，控制器还可以为计算机程序。

可选的，控制器根据该桅杆20所在的海上运输设备的运行路径，在特定时间点输出对应的控制信号以控制桅杆20的移动；控制器还可以根据该海上运输设备上所采集的环境信息，来输出控制信号以控制桅杆20的移动。例如，当控制器根据预设路径信息或环境信息，判断该桅杆20前方为桥梁时，则输出控制信号以控制桅杆20下降以使得该桅杆20可通过该桥梁。

本实施例中的桅杆控制电路10，通过加入控制器，实现了对桅杆20移动控制的自动化控制，即本桅杆控制电路10可以在无人模式下实现对桅杆20的控制，避免出现由于人员疏忽没有及时调整桅杆20从而导致使用故障的情况出现，且相较于现今的固定式桅杆，在运输和航行过程中更为便利，可随时调整桅杆的位置，满足不同场合下的需求。

请参阅图3，在一个实施例中，桅杆控制电路10还包括限位保护电路600与控制电路100连接，限位保护电路600用于在桅杆20到达第一方向的第一限定位置或到达第二方向的第二限定位置时，控制控制电路100停止输出多电平信号序列。

应理解，第一限定位置和第二限定位置为桅杆20在该方向上所能到达的最远距离。限位保护电路600可以由传感器、卡件等构成。可选的，限位保护电路600和控制电路100的控制端连接；例如，当控制电路100包括双路光耦隔离继电器U1时，则限位保护电路600和双路光耦隔离继电器U1的控制端IN1、IN2连接。

本实施例中的桅杆控制电路10，通过加入限位保护电路600，使得桅杆20可停止在最高位置与最低位置之间的任一位置，在上升至最高位和下降至最低位时，桅杆20将自动停止升降，实现了对桅杆20的最高位和最低位的控制，避免出现了由于桅杆20过高、过低的状态下而导致的桅杆20损坏或不可用的情况出现，且无需人工判断桅杆是否到达第一限定位置和第二限定位置，大大减少人力成本。

在一个实施例中，限位保护电路600包括：第一传感器和第二传感器，第一传感器设置于第一限定位置，第二传感器设置于第二限定位置。

应理解，第一传感器和第二传感器可以为磁性传感器、红外传感器等。当桅杆20到达第一限定位置时，第一传感器输出一电信号到控制电路100，控制电路100在该电信号的控制下，停止输出多电平信号序列或者输出保持信号到驱动电路200，从而控制桅杆20停止移动；当桅杆20到达第二限定位置时，第二传感器输出一电信号到控制电路100，控制电路100在该电信号的控制下，停止输出多电平信号序列或者输出保持信号到驱动电路200，从而控制桅杆20停止移动。

本实施例中的第一传感器和第二传感器用于对桅杆20进行限位保护，防止桅杆20在上升至最高位置或下降至最低位置时仍然保持相应的动作，导致电机300过热或者内部齿轮磨损，最终损坏电机300的情况出现。

结合图3，简述桅杆控制电路的一种工作过程如下：

1、当第一开关500向上闭合(即第一开关500的输入端和第一输出端连接)与双路光耦隔离继电器U1的第一输入端COM1连接，双路光耦隔离继电器U1的第一输出端NC1输出高电平，双路光耦隔离继电器U1的第二输出端NC2输出低电平(即双路光耦隔离继电器U1输出多电平信号序列为“10”)，此时直流固态继电器U2的A路导通，输出正向电压信号到电动推杆的电机300，并控制电机300正转，桅杆20开始缓慢上升；

2、在桅杆20上升过程中，将第一开关500拨回中间位置，此时桅杆20上升停止，并保持在该位置不动；

3、重新将第一开关500向上闭合，桅杆20继续保持上升状态，当桅杆20上升至最高位置时，限位保护电路600的第一传感器检测到固定于桅杆20升降最高位置的磁性器件，此时第一传感器内部指示灯亮起，同时第一传感器将高电平信号发送至双路光耦隔离继电器U1的第一控制端IN1，双路光耦隔离继电器U1接收到高电平被触发，内部继电器吸合，第一输出端NC1与第一输入端COM1断开，此时，直流固态继电器U2无输入，将停止工作，相应的电动推杆控制电机300也停止工作，桅杆20停止上升；

4、当第一开关500向下闭合(即第一开关500的输入端和第二输出端连接)与双路光耦隔离继电器U1的第二输入端COM2连接，双路光耦隔离继电器U1的第二输出端NC2输出高电平，此时固态继电器B路有效，并输出负向电压信号到电动推杆的电机300，控制电机300反转，桅杆20开始缓慢下降，桅杆20下降至最低位置时，第二传感器检测到固定于桅杆20升降最低位置的磁性器件，此时第二传感器内部指示灯亮起，同时第二传感器将高电平信号发送至双路光耦隔离继电器U1的第二控制端IN2，双路光耦隔离继电器U1接收到高电平被触发，内部继电器吸合，第二输出端NC2与第二输入端COM2断开，此时，直流固态继电器U2无输入，将停止工作，相应的电动推杆控制电机300也停止工作，桅杆20停止下降。

本申请实施例的第二方面提供了一种桅杆控制装置，包括：如本申请实施例的第一方面所述的桅杆控制电路。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桅杆控制电路，其特征在于，包括：

控制电路，所述控制电路用于在接收控制信号时，根据所述控制信号输出多电平信号序列；

驱动电路，与所述控制电路连接，所述驱动电路用于在所述多电平信号序列的控制下，输出用于驱动信号；以及

电机，与所述驱动电路和桅杆连接，所述电机用于根据所述驱动信号，控制所述桅杆往第一方向或与第一方向相反的第二方向移动。

2.如权利要求1所述的桅杆控制电路，其特征在于，还包括：

所述驱动信号包括第一驱动信号和第二驱动信号；

当所述多电平信号序列为第一目标序列时，所述驱动电路输出第一驱动信号，所述电机根据所述第一驱动信号，控制所述桅杆往第一方向移动；

当所述多电平信号序列为第二目标序列时，所述驱动电路输出第二驱动信号，所述电机根据所述第二驱动信号，控制所述桅杆往第二方向移动。

3.如权利要求2所述的桅杆控制电路，其特征在于，还包括：

当所述多电平信号序列为第三目标序列时，所述驱动电路输出保持信号到所述电机，所述电机根据所述保持信号，控制所述桅杆停止移动。

4.如权利要求3所述的桅杆控制电路，其特征在于，还包括故障报警电路，所述故障报警电路与所述驱动电路连接，当所述多电平信号序列为第四目标序列时，所述驱动电路输出故障报警信号到所述故障报警电路，所述故障报警电路发出报警警示并传输报警信息到上位机。

5.如权利要求1-4任意一项所述的桅杆控制电路，其特征在于，所述驱动电路包括直流固态继电器，所述直流固态继电器的第一输入端和第二输入端与所述控制电路连接以接入所述多电平信号序列，所述直流固态继电器的输出端和所述电机连接。

6.如权利要求1所述的桅杆控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：双路光耦隔离继电器，所述双路光耦隔离继电器的输入端用于接入所述控制信号，所述双路光耦隔离继电器的第一输出端和第二输出端用于输出所述多电平信号序列。

7.如权利要求6所述的桅杆控制电路，其特征在于，还包括第一开关，所述第一开关的输入端与电源连接，所述第一开关的第一输出端和所述第一开关的第二输出端共接于所述双路光耦隔离继电器的输入端，所述第一开关用于输出所述控制信号。

8.如权利要求1、2、3、4、6以及7任意一项所述的桅杆控制电路，其特征在于，还包括限位保护电路，所述限位保护电路与所述控制电路连接，所述限位保护电路用于在所述桅杆到达所述第一方向的第一限定位置或到达所述第二方向的第二限定位置时，控制所述控制电路停止输出所述多电平信号序列。

9.如权利要求8所述的桅杆控制电路，其特征在于，所述限位保护电路包括：第一传感器和第二传感器，所述第一传感器设置于所述第一限定位置，所述第二传感器设置于所述第二限定位置。

10.一种桅杆控制装置，其特征在于，包括：如权利要求1-9任意一项所述的桅杆控制电路。

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