CN112081389A - 一种人机协作式夹持设备及线性升降控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人机协作式夹持设备及线性升降控制方法,包括壳体、设置于壳体上的夹持结构、电池、设置有电路板的电控箱、直流电机以及绕设于直流电机驱动端上的绳索,绳索远离直流电机的一端固定设置于一固定面上,夹持结构夹持砖块,直流电机收放绳索驱动人机协作式夹持设备移动,壳体上设置有把手,把手上设置有可移动的滑钮,滑钮上设置有上霍尔传感器以及下霍尔传感器。与现有技术相比,本发明既可以实现砖块从静止到移动、从移动到静止时线性提速和降速,避免砖块震荡脱离夹具,也不需要使用伺服电机和增加控制器以及伺服驱动器,使用直流电机也可以实现线性升降,避免了电气结构复杂,线缆多,成本高的问题。

Description

一种人机协作式夹持设备及线性升降控制方法
技术领域
本发明涉及建筑设备技术领域,尤其涉及一种人机协作式夹持设备及线性升降控制方法。
背景技术
国内建筑工地砌墙的所有流程基本都靠人工完成,一般是一个小工协助一个大工,一些国家的工地用到了自动化搬运工具来协助工人,减轻了搬运的劳动强度,不过上砖砌墙的过程大部分还是依靠经验丰富的工人手动操作。
目前市面上也有一些用于辅助砌墙的设备,与吊机原理类似,通过绳索将夹持器吊起,使用夹持器将砖块夹紧后,控制电机收放绳索将砖块吊起,最后将砖块移动到放砖位置进行放砖。使用普通吊机时,电机速度不可控,砖块从静止到移动、从移动到静止都会引起砖块震荡,容易脱离夹具掉落,威胁到工人安全。使用伺服电机时,虽然能够调速,但是需要控制器和伺服驱动器,电气结构复杂,线缆多,成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种人机协作式夹持设备及线性升降控制方法,解决现有技术中辅助砌墙的设备要么电机速度不可控,砖块容易震荡从夹具上脱离掉落,要么需要增加控制器和伺服驱动器实现线性搬运,造成电气结构复杂,线缆多,成本高的技术问题。
一种人机协作式夹持设备,其包括壳体、设置于壳体上的夹持结构、电池、电控箱、直流电机以及绕设于直流电机驱动端上的绳索,所述绳索远离直流电机的一端固定设置于一固定面上,所述壳体上设置有把手,所述把手上设置有滑钮,所述滑钮上设置有上霍尔传感器以及下霍尔传感器,所述把手上设置有分别与上霍尔传感器以及下霍尔传感器对应的磁体,所述上霍尔传感器和下霍尔传感器分别感测与其对应磁体的磁场强度,并将磁场强度信号转换为电压信号传输到电控箱包括的电路板,所述电路板根据上霍尔传感器或下霍尔传感器的传输信号控制所述直流电机转速线性变化,所述直流电机收放绳索驱动夹持结构线性升降。
在一个优选实施方式中,所述滑钮可在把手上滑动,所述滑钮滑动时驱动上霍尔传感器和下霍尔传感器远离或靠近与其对应的磁体,使上霍尔传感器或下霍尔传感器输出的电压信号产生线性变化。
在一个优选实施方式中,所述电路板包括模数转换电路、CPU以及H桥驱动电路,所述下霍尔传感器和上霍尔传感器均与模数转换电路的输入端电性连接,所述模数转换电路的输出端与所述CPU电性连接,所述CPU与所述H桥驱动电路电性连接,所述H桥驱动电路的输出端与所述直流电机电性连接。
一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,包括以下步骤:
提供一种人机协作式夹持设备;
拨动滑钮,使上霍尔传感器和下霍尔传感器分别感测线性变化的磁场强度,所述上霍尔传感器和下霍尔传感器将线性变化的磁场信号转化成线性变化的霍尔电压信号,并将电压信号传输至模数转换电路的输入端,模数转换电路将输入的霍尔电压信号等比转换至CPU可处理的电压信号范围、并将电压信号传输到CPU内;
判断上霍尔传感器的电压信号与下霍尔传感器的电压信号之间的关系;
根据判断结果控制所述人机协作式夹持设备执行相应的动作。
在一个优选实施方式中,当所述上霍尔传感器的电压信号大于下霍尔传感器的电压信号时,所述CPU输出线性变化的PWM信号驱动H桥驱动电路,使所述H桥驱动电路控制直流电机正转且转速线性提升,带动人机协作式夹持设备线性上升;
当所述上霍尔传感器的电压信号小于下霍尔传感器的电压信号时,所述CPU输出线性变化的PWM信号驱动H桥驱动电路,使所述H桥驱动电路控制直流电机反转且转速线性提升,带动人机协作式夹持设备线性下降;
当所述上霍尔传感器和下霍尔传感器的电压信号相等时,所述CPU输出PWM信号的占空比为0,所述人机协作式夹持设备静止。
在一个优选实施方式中,在拨动滑钮之前,还包括判断是否有人握住人机协作式夹持设备中的把手的步骤,若否,则CPU输出PWM信号的占空比锁定为0,所述人机协作式夹持设备静止,当有人握住人机协作式夹持设备中的把手时,占空比锁定解除。
在一个优选实施方式中,在拨动滑钮之前,还包括判断所述人机协作式夹持设备中的夹持机构是否夹持砖块的步骤,若是,则所述CPU输出PWM信号的占空比上限为50%,若否,则所述CPU输出PWM信号的占空比上限为100%。
在一个优选实施方式中,当所述CPU实时接收的模数转换电路输出的电压信号与能够接收的最大电压信号之比小于10%时,所述CPU输出PWM信号的占空比为0,所述人机协作式夹持设备静止。
在一个优选实施方式中,设所述上霍尔传感器与其能够输出的最大电压信号之比为A、下霍尔传感器输出的电压信号与其能够输出的最大电压信号之比为B、当A和B同时大于10%或同时小于10%时,所述CPU输出PWM信号的占空比为0,所述人机协作式夹持设备静止。
在一个优选实施方式中,提供的所述人机协作式夹持设备中的电路板还包括第二光耦隔离电路和电流检测电路,所述CPU的输出端与所述第二光耦隔离电路电性连接,所述第二光耦隔离电路的输出端与所述H桥驱动电路的输入端电性连接,所述第二光耦隔离电路用于隔离所述CPU的输出信号使其不受干扰;所述电流检测电路的输入端与所述H桥驱动电路电性连接、输出端与所述CPU电性连接,所述电流检测电路用于采样H桥驱动电路输出给直流电机的电流,并转换成CPU能够处理的范围内的电压信号。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明的人机协作式夹持设备及线性升降控制方法,既可以实现砖块从静止到移动、从移动到静止时线性提速和降速,避免砖块震荡脱离夹具,也不需要使用伺服电机和增加控制器以及伺服驱动器,使用直流电机也可以实现线性升降,避免了电气结构复杂,线缆多,成本高的问题。
附图说明
图1是本发明提供的一种人机协作式夹持设备的结构示意图。
图2是图1提供的人机协作式夹持设备的结构放大图。
图3是图1提供的人机协作式夹持设备中把手和滑钮的连接示意图。
图4是图1提供的人机协作式夹持设备的侧视图。
图5是图1提供的人机协作式夹持设备中电路板上的电路结构图。
图6是本发明提供的一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法中的流程图。
主要元件符号说明
Figure BDA0002666447830000041
Figure BDA0002666447830000051
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参见图1-6,图1是本发明提供的一种人机协作式夹持设备100的结构示意图。图2是图1提供的人机协作式夹持设备100的结构放大图。图3是图1提供的人机协作式夹持设备100中把手24和滑钮4的连接示意图。图4是图1提供的人机协作式夹持设备100的侧视图。图5是图1提供的人机协作式夹持设备100中电路板51上的电路连接图。图6是本发明提供的一种人机协作式夹持设备100的线性升降控制方法中的流程图。
所述人机协作式夹持设备100包括:支撑结构1、壳体2、夹持结构3、滑钮4以及电控箱5。
所述支撑结构1包括立柱11、伸缩件12以及横臂13。所述伸缩件12一端固定的安装在所述立柱11顶部。在本实施例中,所述伸缩件12为电缸,在其他实施例中,所述伸缩件12还可以为气缸、油缸、电动推杆等其他具有主动伸缩功能的器件。所述横臂13一端活动安装在所述立柱11侧面顶部,所述横臂13可以以立柱11为轴心转动。所述伸缩件12伸长与天花板抵持将所述立柱11固定。
请参阅图2,所述壳体2上固定安装有电池21、直流电机22、绳索23、把手24以及第一光电传感器25。所述电池21位于所述壳体2外侧,所述直流电机22位于所述壳体2内部,所述绳索23一端缠绕于所述直流电机22的驱动端。所述绳索23远离直流电机22的一端固定安装在一固定面上。在本实施例中,所述绳索23远离直流电机22的一端固定在横臂13远离立柱11的一端,在其他实施例中,所述绳索23还可以固定在天花板上或其他可以将人机协作式夹持设备100吊起的装置上,并不限定于固定在本实施例中的支撑结构1上。由于绳索23一端固定,因此直流电机22在转动时收放绳索23可以驱动人机协作式夹持设备100移动。所述把手24固定安装在壳体2上,方便操作人员操控该人机协作式夹持设备100夹放砖。所述把手24内侧或壳体2靠近把手24的一侧固定安装有第一光电传感器25。在本实施例中,所述第一光电传感器25为光电开关传感器。所述第一光电传感器25用于感测人手是否握住把手24,即感测是否有人使用该人机协作式夹持设备100。
结合图2和图4,所述夹持结构3包括固定安装在壳体2上的拉扣31、活动安装在壳体2内侧的主夹持轮32、固定安装在壳体2内侧的副夹持轮33以及第二光电传感器34,所述主夹持轮32和所述副夹持轮33相对设置。所述主夹持轮32可以在壳体2上转动且转动的圆心偏离主夹持轮32的轴心、且偏离方向为远离副夹持轮33的一侧,使所述主夹持轮32转动时,所述主夹持轮32和副夹持轮23的间隔缩短以便将砖块夹紧。所述拉扣31的一端与主夹持轮32枢轴连接,所述拉扣31驱动主夹持轮32偏心转动,使主夹持轮32和副夹持轮33之间的间距缩短,使主夹持轮32与副夹持轮33配合将砖块夹紧。所述第二光电传感器34固定安装于所述壳体2内部,所述第二光电传感器用于感测夹持结构3是否夹持砖块。
请参阅图3,所述滑钮4活动安装在把手24上,所述滑钮4可以在把手24上滑动。所述把手24靠近滑钮4的一侧开设有上通孔241以及下通孔242。所述滑钮4靠近所述把手24的一侧固定安装有两个分别穿过上通孔241和下通孔242的延伸杆41。两个所述延伸杆41相对远离滑钮4的一端分别固定安装有霍尔传感器,为方便描述,将两个霍尔传感器分别定义为上霍尔传感器42和下霍尔传感器43,所述把手24内部固定安装有磁体243。在本实施例中,所述上霍尔传感器42和所述下霍尔传感器43均为线性霍尔传感器。所述磁体243的数量为两个且位于同一竖直线上,在本实施例中,两个磁体243分别安装在上霍尔传感器42和下霍尔传感器43相背的一侧,且两个磁体243同极相对,为方便描述,将两个磁体243分别定义为上磁体2431和下磁体2432。所述上霍尔传感器42以及下霍尔传感器43分别位于两个磁体243的磁场之中,所述霍尔传感器越靠近磁体243时,所述霍尔传感器传输的霍尔电压信号就越大,反之减弱。所述上通孔241的侧壁上开设有限位槽2411,所述限位槽2411的延伸方向与滑钮4的移动方向相同。位于所述上通孔241内的延伸杆41上设置有限位环411,所述限位环411嵌入限位槽2411内部,在滑钮4可以正常滑动的同时防止滑钮4与把手24脱离。所述下通孔242内设置有两个分别抵持延伸杆41相对两侧的弹性器件44。在本实施例中,所述弹性器件44为弹簧。所述滑钮4滑动时将压缩弹性器件44,松开滑钮4后所述弹性器件44可以将所述滑钮4复位。
所述滑钮4在初始状态下时,所述上霍尔传感器42距上磁体2431的距离等于下霍尔传感器43距下磁体2432的距离。使上霍尔传感器42和下霍尔传感器43输出的电压信号相等,且将该电压信号大小设为最低值,上霍尔传感器42或下霍尔传感器43输出的电压信号小于该值时,所述电控箱5对该电压信号进行过滤。
所述电控箱5固定安装在壳体2上,所述电控箱5内固定安装有电路板51。在本实施例中,所述电路板51为驱控一体电路板。所述电路板51包括模数转换电路511、第一光耦隔离电路512、CPU 513、第二光耦隔离电路514、H桥驱动电路515以及电流检测电路516。所述下霍尔传感器43和上霍尔传感器42均与模数转换电路511的输入端电性连接。所述第一光电传感器25和第二光电传感器34均与第一光耦隔离电路512的输入端电性连接,所述第一光耦隔离电路512保护第一光电传感器25和第二光电传感器34传输的信号不受干扰。所述第一光耦隔离电路512和模数转换电路511的输出端均与CPU 513电性连接。在本实施例中,所述CPU 513为STM32芯片,所述STM32芯片可处理的最大电压信号为3.3V。所述模数转换电路511用于将所述下霍尔传感器43和上霍尔传感器42产生的霍尔电压信号等比转化为CPU513可处理的0-3.3V范围内的信号。所述CPU 513的输出端与所述第二光耦隔离电路514电性连接,所述第二光耦隔离电路514保护CPU 513的输出信号不受干扰。所述第二光耦隔离电路514的输出端与所述H桥驱动电路515电性连接。所述H桥驱动电路515的输出端与所述直流电机22电性连接。所述H桥驱动电路515可以使所述直流电机22的电流反向,使直流电机22可以反向转动。所述电流检测电路516位于CPU 513和H桥驱动电路515之间,所述电流检测电路516的输入端与H桥驱动电路515电性连接、输出端与CPU 513电性连接。所述电流检测电路516采样H桥驱动电路515输出给直流电机22的电流,并转换成CPU 513能处理的0-3.3V范围内信号,实时监测直流电机22的通电量,防止直流电机22的通电量过大造成损坏。
所述电池21对所述第一光电传感器25、第二光电传感器34、上霍尔传感器42、下霍尔传感器43以及电路板51进行供电。
所述人机协作式夹持设备100的线性升降控制方法:
为方便描述,设所述人机协作式夹持设备100的夹持结构3上升时直流电机22的转动方向为正转,所述人机协作式夹持设备100的夹持结构3下降时直流电机22的转动方向为反转。所述正转和反转只是为了区别所述人机协作式夹持设备100升降时直流电机22的转动方向相反,并不用于对直流电机22方向的限定。
所述CPU 513设有10%的电压信号死区,即所述模数转换电路511实时输出的电压信号与模数转换电路511能够输出的最大电压信号百分比小于10%时,所述CPU 513输出的PWM(脉冲宽度调制)占空比为0,所述人机协作式夹持设备100静止。当电压信号大于死区时,所述CPU 513输出与电压信号相适配的PWM占空比。相当于直流电机22起始转速的PWM占空比为10%,作为一个信号过滤,防止干扰。
初始状态时,所述霍尔传感器感测到的磁场强度转换的霍尔电压信号设定为0。
一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,包括以下步骤:
提供一种人机协作式夹持设备;
人手检测,当第一光电传感器25没有感测到操作人员握住把手24时,所述CPU 513输出PWM占空比锁定为0,当所述第一光电传感器25感测到操作人员握住把手24后,进入下一步;
砖块感应,在本实施例中,当所述第二光电传感器34感测到夹持机构夹持砖块时,所述CPU 513控制PWM占空比的上限设定为50%,在其他实施例中,所述CPU 513控制PWM占空比的上限还可以设定为10%-100%中的任意值。当所述第二光电传感器34未感测到夹持机构3夹持砖块时,所述CPU 513控制PWM占空比的上限设定为100%。使夹持机构在未夹持砖块时可以快速移动,在夹持砖块后,降低夹持机构的最大移动速度,防止惯性过大造成危险,保障工人安全;
升降判定,拨动滑钮4,使滑钮4发生移动,使所述上霍尔传感器42或下霍尔传感器43感测线性变化的磁场强度,所述上霍尔传感器42和下霍尔传感器43将线性变化的磁场信号转化成线性变换的霍尔电压信号并传输到所述模数转换电路511的输入端,所述模数转换电路511将输入的霍尔电压信号等比例转换至所述CPU 513可处理的电压信号范围内;
上升判定,当所述上霍尔传感器42的电压信号经模数转换电路511转换后大于死区信号,下霍尔传感器43的电压信号经模数转换电路511转换后小于死区信号时,所述CPU513输出线性变化的PWM占空比至H桥驱动电路515,控制所述H桥驱动电路515驱动直流电机22正转且转速线性提升,带动人机协作式夹持设备100线性上升;
下降判定,当所述上霍尔传感器42的电压信号经模数转换电路511转换后小于死区信号,下霍尔传感器43的电压信号经模数转换电路511转换后大于死区信号时,所述CPU513输出线性变化的PWM占空比至H桥驱动电路515,控制所述H桥驱动电路515驱动直流电机22反转且转速线性提升,带动人机协作式夹持设备100线性下降;
静止判定,当所述上霍尔传感器42和下霍尔传感器43的电压信号相等、或设所述上霍尔传感器42与其能够输出的最大电压信号之比为A、下霍尔传感器43输出的电压信号与其能够输出的最大电压信号之比为B、当A和B同时大于死区或同时小于死区时,所述CPU513输出PWM占空比为0至H桥驱动电路515,即所述直流电机22不转动,所述人机协作式夹持设备100静止。
滑钮4初始状态时,两个霍尔传感器的电压信号相等且均为最低值,所述滑钮4移动时,所述上霍尔传感器42和下霍尔传感器43同方向移动,使其中一个磁场强度增强、一个磁场强度减弱,即两个霍尔传感器中,一个霍尔电压信号大于最低值且线性增强、另外一个霍尔电压信号由于小于最低值,则电压信号被过滤掉,即所述滑钮4移动的距离决定信号最大强度,从而决定直流电机22的最大转速,而滑钮4移动的过程就是直流电机22转速线性提升的过程。滑钮4移动的方向则控制直流电机22的正反转。
所述PWM占空比指在一个脉冲循环内,通电时间相对于总时间所占的比例,具体计算方式为PWM占空比=(霍尔电压经模数转换电路511转换后的电压值除以3.3vCPU 513可处理的最大电压信号值)*占空比上限比例。
使用时,通过该人机协作式夹持设备100将砖块夹紧,滑动滑钮4,使该人机协作式夹持设备100线性上升或线性下降。松开滑钮4使滑钮4复位,即可将该人机协作式夹持设备100停止,通过操作夹持结构3即可进行放砖,辅助人工进行砌墙。
实施本发明实施例,具有如下有益效果:本发明的一种人机协作式夹持设备100及线性升降控制方法,既可以实现夹持结构3从静止到移动、从移动到静止时线性提速和降速,避免砖块震荡脱离夹持结构3,也不需要使用伺服电机和增加控制器以及伺服驱动器,使用直流电机22也可以实现线性升降,避免了电气结构复杂,线缆多,成本高的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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)

1.一种人机协作式夹持设备,包括壳体、设置于壳体上的夹持结构、电池、电控箱、直流电机以及绕设于直流电机驱动端上的绳索,所述绳索远离直流电机的一端固定设置于一固定面上,其特征在于:所述壳体上设置有把手,所述把手上设置有滑钮,所述滑钮上设置有上霍尔传感器以及下霍尔传感器,所述把手上设置有分别与上霍尔传感器以及下霍尔传感器对应的磁体,所述上霍尔传感器和下霍尔传感器分别感测与其对应磁体的磁场强度,并将磁场强度信号转换为电压信号传输到电控箱包括的电路板,所述电路板根据上霍尔传感器或下霍尔传感器的传输信号控制所述直流电机转速线性变化,所述直流电机收放绳索驱动夹持结构线性升降。
2.根据权利要求1所述的一种人机协作式夹持设备,其特征在于,所述滑钮可在把手上滑动,所述滑钮滑动时驱动上霍尔传感器和下霍尔传感器远离或靠近与其对应的磁体,使上霍尔传感器或下霍尔传感器输出的电压信号产生线性变化。
3.根据权利要求2所述的一种人机协作式夹持设备,其特征在于,所述电路板包括模数转换电路、CPU以及H桥驱动电路,所述下霍尔传感器和上霍尔传感器均与模数转换电路的输入端电性连接,所述模数转换电路的输出端与所述CPU电性连接,所述CPU与所述H桥驱动电路电性连接,所述H桥驱动电路的输出端与所述直流电机电性连接。
4.一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供如权利要求1-3任意一项所述的人机协作式夹持设备;
拨动滑钮,使上霍尔传感器和下霍尔传感器分别感测线性变化的磁场强度,所述上霍尔传感器和下霍尔传感器将线性变化的磁场信号转化成线性变化的霍尔电压信号,并将电压信号传输至模数转换电路的输入端,模数转换电路将输入的霍尔电压信号等比转换至CPU可处理的电压信号范围、并将电压信号传输到CPU内;
判断上霍尔传感器的电压信号与下霍尔传感器的电压信号之间的关系;
根据判断结果控制所述人机协作式夹持设备执行相应的动作。
5.根据权利要求4所述的一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,其特征在于,当所述上霍尔传感器的电压信号大于下霍尔传感器的电压信号时,所述CPU输出线性变化的PWM信号驱动H桥驱动电路,使所述H桥驱动电路控制直流电机正转且转速线性提升,带动人机协作式夹持设备线性上升;
当所述上霍尔传感器的电压信号小于下霍尔传感器的电压信号时,所述CPU输出线性变化的PWM信号驱动H桥驱动电路,使所述H桥驱动电路控制直流电机反转且转速线性提升,带动人机协作式夹持设备线性下降;
当所述上霍尔传感器和下霍尔传感器的电压信号相等时,所述CPU输出PWM信号的占空比为0,所述人机协作式夹持设备静止。
6.根据权利要求4所述的一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,其特征在于,在拨动滑钮之前,还包括判断是否有人握住人机协作式夹持设备中的把手的步骤,若否,则CPU输出PWM信号的占空比锁定为0,所述人机协作式夹持设备静止,当有人握住人机协作式夹持设备中的把手时,占空比锁定解除。
7.根据权利要求4所述的一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,其特征在于,在拨动滑钮之前,还包括判断所述人机协作式夹持设备中的夹持机构是否夹持砖块的步骤,若是,则所述CPU输出PWM信号的占空比上限为50%,若否,则所述CPU输出PWM信号的占空比上限为100%。
8.根据权利要求4所述的一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,其特征在于,当所述CPU实时接收的模数转换电路输出的电压信号与能够接收的最大电压信号之比小于10%时,所述CPU输出PWM信号的占空比为0,所述人机协作式夹持设备静止。
9.根据权利要求8所述的一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,其特征在于,设所述上霍尔传感器与其能够输出的最大电压信号之比为A、下霍尔传感器输出的电压信号与其能够输出的最大电压信号之比为B、当A和B同时大于10%或同时小于10%时,所述CPU输出PWM信号的占空比为0,所述人机协作式夹持设备静止。
10.根据权利要求4所述的一种人机协作式夹持设备的线性升降控制方法,其特征在于,提供的所述人机协作式夹持设备中的电路板还包括第二光耦隔离电路和电流检测电路,所述CPU的输出端与所述第二光耦隔离电路电性连接,所述第二光耦隔离电路的输出端与所述H桥驱动电路的输入端电性连接,所述第二光耦隔离电路用于隔离所述CPU的输出信号使其不受干扰;所述电流检测电路的输入端与所述H桥驱动电路电性连接、输出端与所述CPU电性连接,所述电流检测电路用于采样H桥驱动电路输出给直流电机的电流,并转换成CPU能够处理的范围内的电压信号。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8102889A (nl) * 1981-06-16 1983-01-17 Bredero Nv Metselkraan.
CN101188393A (zh) * 2007-12-12 2008-05-28 北京航空航天大学 基于n个霍尔传感器的磁悬浮飞轮电机的低速高精度控制系统
CN101927960A (zh) * 2010-08-18 2010-12-29 华东交通大学 一种行车吊钩位置监测与控制装置及位置监测的控制方法
CN203699827U (zh) * 2014-01-27 2014-07-09 合肥钦力电子有限公司 一种新型货叉调速传感器
CN106348208A (zh) * 2016-11-10 2017-01-25 山东洛杰斯特物流科技有限公司 货叉拨杆机构
CN106869670A (zh) * 2017-03-23 2017-06-20 东莞雅音电子科技有限公司 电动车门检测装置及检测控制方法
CN109921695A (zh) * 2019-01-21 2019-06-21 蓝海智能科技有限公司 一种无刷电机的启动方法
CN111502313A (zh) * 2020-05-14 2020-08-07 中物智建(武汉)科技有限公司 人机协作砌墙机器人及系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8102889A (nl) * 1981-06-16 1983-01-17 Bredero Nv Metselkraan.
CN101188393A (zh) * 2007-12-12 2008-05-28 北京航空航天大学 基于n个霍尔传感器的磁悬浮飞轮电机的低速高精度控制系统
CN101927960A (zh) * 2010-08-18 2010-12-29 华东交通大学 一种行车吊钩位置监测与控制装置及位置监测的控制方法
CN203699827U (zh) * 2014-01-27 2014-07-09 合肥钦力电子有限公司 一种新型货叉调速传感器
CN106348208A (zh) * 2016-11-10 2017-01-25 山东洛杰斯特物流科技有限公司 货叉拨杆机构
CN106869670A (zh) * 2017-03-23 2017-06-20 东莞雅音电子科技有限公司 电动车门检测装置及检测控制方法
CN109921695A (zh) * 2019-01-21 2019-06-21 蓝海智能科技有限公司 一种无刷电机的启动方法
CN111502313A (zh) * 2020-05-14 2020-08-07 中物智建(武汉)科技有限公司 人机协作砌墙机器人及系统

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