CN112682024B - 一种环保钻机用电气比例手柄校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环保钻机用电气比例手柄校正方法，系统硬件包括比例手柄、控制器、显示器；校正方法包括以下步骤：S10、系统初始上电；S20、在比例手柄处于中位信号值MID时，预设中位死区数值DEAD和波动数值WAVE，对比例手柄的中位信号值MID进行校正；S30、中位信号值MID校正完毕后，在比例手柄处于最前信号值MIN或最后信号值MAX时，预设偏移值DIFF，对比例手柄的最前信号值MIN或最后信号值MAX分别进行校正。能自动手柄有效性判断，自动跟踪手柄中位信号的漂移，保证了手柄操作手感的一致性；简易的对手柄最小值、最大值标定，简化了操作流程，降低了操作难度，间，提高了工作效率。

Description

一种环保钻机用电气比例手柄校正方法

技术领域

本发明涉及土壤钻机设备领域，具体涉及一种环保钻机用电气比例手柄校正方法。

背景技术

现有取样钻机一般在本地操作面板上配置两个比例手柄，分别控制左右履带行走。比例手柄一般为单轴自复位模拟电压输出形式，典型输出值范围为10-90%的5V供电电压，中位为50%。由于比例手柄性能参数的差异，同一型号的手柄在中间、最前及最后会有细微的差异（典型值为供电电压的±2%）。单轴比例手柄，有些型号除了输出手柄位置的模拟电压信号，附带有中位及前/后方向动作的开关信号。实际使用中，受限于控制器输入信号点数或为了简化原理或因为手柄仅有模拟信号而无开关信号，一般只连接手柄模拟信号到控制器，手柄方向动作开关没有接入控制器。对于仅有模拟电压的信号，需要根据手柄输出信号与设定的中位信号值判断行走前进/后退动作。

由于手柄不同性能参数的差异，为了尽量使用较大的调节区间，手柄一般需要进行中位及最前、最后位置的参数手动标定。现在的处理方法为对手柄中位、最前、最后三个数值分别手动标定。一般在显示器内手动输入各参数值，或将手柄数值分别置于中位、最前、最后三个位置，按设定数值后将当前数值设定为相应参数值。由于温度变化、动作次数等因素影响，手柄特性参数会有细微的漂移，造成手柄动作幅度与运动速度关系的变化，影响手柄的操作手感，需要再次的参数校正。现有本地控制面板基本为多个安装板或一个折弯的面板上布置。

因此现有技术有以下的不足：

（1）需要在显示器手动输入参数，而为了保护参数不被没有权限的人员修改，一般都设置了密码保护，修改较为麻烦。

（2）对于手柄参数没有自动跟踪校正功能，只能人为修改参数。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的旨在提供一种快速自动校正比例手柄的方法。免去了繁琐的在显示器设置的步骤，降低了操作难度，避免手柄的操作手感的变化。同时提供了一种一体化的面板布置方案，简化了电气连接，降低了装配时间，提升了操作面板可靠性。

本发明的目的在于提供一种环保钻机用电气比例手柄校正方法，

系统硬件包括比例手柄、控制器、显示器；

校正方法包括以下步骤：

S10、系统初始上电；

S20、在比例手柄处于中位信号值MID时，预设中位死区数值DEAD和波动数值WAVE，对比例手柄的中位信号值MID进行校正；

S30、中位信号值MID校正完毕后，在比例手柄处于最前信号值MIN或最后信号值MAX时，预设偏移值DIFF，对比例手柄的最前信号值MIN或最后信号值MAX分别进行校正。

作为本发明的一种改进，在步骤S20中，对比例手柄中位信号值MID的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S21、在比例手柄处于中位信号值MID时，获取并计算比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX及平均值MEAN、极差RANGE；

S22、根据预设的中位死区数值DEAD，判断平均值MEAN是否在有效范围内，所述有效范围为：

MID-DEAD≤MEAN≤MID+DEAD 式（1）；

S23、根据步骤S22的判断结果执行以下动作：

如果平均值MEAN不在有效范围内，则判断手柄故障，禁止手柄信号引起的动作，显示器上显示手柄异常的信息，

如果平均值MEAN在有效范围内，再进行合理波动范围的判断。

作为本发明的一种改进，对比例手柄中位信号值MID的合理波动范围的判断包括以下步骤：

S24、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式（2）；

S25、根据步骤S24的判断结果执行以下动作：

如果极差RANGE不在合理范围内，禁止手柄信号引起的动作，显示器上显示信号波动异常信息，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MID值，从而实现对中位信号值MID的自动校正。

作为本发明的一种改进，在步骤S30中，对比例手柄最后信号值MAX的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S31、在比例手柄处于最后信号值MAX时，根据预设的偏移值DIFF，判断比例手柄数值VAL是否在有效范围内，所述有效范围为：

MAX-DIFF≤VAL≤MID+DEAD 式（3）；

S32、在有效范围内，取连续短时间内数值进行比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX、平均值MEAN、极差RANGE计算；

S33、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式（4）；

S34、如果极差RANGE不在合理范围内，显示器上显示校准不成功，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MAX值，并且显示器上显示校准成功。

作为本发明的一种改进，在步骤S30中，对比例手柄最前信号值MIN的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S41、在比例手柄处于最前信号值MIN时，根据预设的偏移值DIFF，判断比例手柄数值VAL是否在有效范围内，所述有效范围为：

MIN-DIFF≤VAL≤MIN+DEAD 式（5）；

S42、在有效范围内，取连续短时间内数值进行比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX、平均值MEAN、极差RANGE计算；

S43、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式（6）；

S44、如果极差RANGE不在合理范围内，显示器上显示校准不成功，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MIN值，并且显示器上显示校准成功。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明比例手柄的校正流程图；

图2为本发明的机器外观图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅附图1，一种环保钻机用电气比例手柄校正方法，

系统硬件包括比例手柄、控制器、显示器；

校正方法包括以下步骤：

S10、系统初始上电；

S20、在比例手柄处于中位信号值MID时，预设中位死区数值DEAD和波动数值WAVE，对比例手柄的中位信号值MID进行校正；

S30、中位信号值MID校正完毕后，在比例手柄处于最前信号值MIN或最后信号值MAX时，预设偏移值DIFF，对比例手柄的最前信号值MIN或最后信号值MAX分别进行校正。

作为本发明的一个实施例，在步骤S20中，对比例手柄中位信号值MID的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S21、在比例手柄处于中位信号值MID时，获取并计算比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX及平均值MEAN、极差RANGE；

S22、根据预设的中位死区数值DEAD，判断平均值MEAN是否在有效范围内，所述有效范围为：

MID-DEAD≤MEAN≤MID+DEAD 式（1）；

S23、根据步骤S22的判断结果执行以下动作：

如果平均值MEAN不在有效范围内，则判断手柄故障，禁止手柄信号引起的动作，显示器上显示手柄异常的信息，

如果平均值MEAN在有效范围内，再进行合理波动范围的判断。

作为本发明的一个实施例，对比例手柄中位信号值MID的合理波动范围的判断包括以下步骤：

S24、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式（2）；

S25、根据步骤S24的判断结果执行以下动作：

如果极差RANGE不在合理范围内，禁止手柄信号引起的动作，显示器上显示信号波动异常信息，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MID值，从而实现对中位信号值MID的自动校正。

作为本发明的一个实施例，在步骤S30中，对比例手柄最后信号值MAX的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S31、在比例手柄处于最后信号值MAX时，根据预设的偏移值DIFF，判断比例手柄数值VAL是否在有效范围内，所述有效范围为：

MAX-DIFF≤VAL≤MID+DEAD 式（3）；

S32、在有效范围内，取连续短时间内数值进行比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX、平均值MEAN、极差RANGE计算；

S33、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式（4）；

S34、如果极差RANGE不在合理范围内，显示器上显示校准不成功，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MAX值，并且显示器上显示校准成功。

作为本发明的一个实施例，在步骤S30中，对比例手柄最前信号值MIN的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S41、在比例手柄处于最前信号值MIN时，根据预设的偏移值DIFF，判断比例手柄数值VAL是否在有效范围内，所述有效范围为：

MIN-DIFF≤VAL≤MIN+DEAD 式（5）；

S42、在有效范围内，取连续短时间内数值进行比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX、平均值MEAN、极差RANGE计算；

S43、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式（6）；

S44、如果极差RANGE不在合理范围内，显示器上显示校准不成功，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MIN值，并且显示器上显示校准成功。

上述技术方案的工作原理：根据手柄电压范围理论值（典型值0.5-2.5-4.5V），确定对应最前/中位/最后相应位置的模数转换值，为描述方便，手柄信号代称VAL, 手柄最前/中位/最后信号值分别代称MIN，MID, MAX。设定中位死区数值DEAD，设定最小与最大值的偏移范围DIFF。死区数值DEAD数值设定应防止由于震动、温漂、轻微误碰等因素造成的误动作，典型值为30-50。DIFF主要根据不同手柄特性差异，典型值为50。

系统初始上电后，在一段时间内（如3s）进行手柄信号状态判断,获取信号VAL的最小值(CHECK_MIN)、最大值(CHECK_MAX)及平均值（MEAN），对中位做如下的有效性或自动校准判断。

判断手柄数值MEAN是否在（MID±DEAD）范围内。如果不在有效范围内，则判断手柄故障，禁止手柄信号引起的动作，显示器上显示柄异常（偏高、或偏低）的信息，直到再次上电自检无误后方使能手柄信号。

判断手柄极差RANGE,即最大值与最小值的差值（CHECK_MAX - CHECK_MIN），判断极差RANGE是否在合理波动（WAVE）范围内（RANGE≤WAVE，波动WAVE根据传感器、控制器采样精度、温度变化、震动等综合设定，典型值为10）。如在合理波动范围，且在中位（MID±DEAD），将MEAN值设定为新的MID值，实现中位信号的自动校准。如极差不在有效范围，不对中位MID修改，在显示器提示信号波动异常。

在系统初始化判断手柄中位有效性、中位自动校准判断后，如果手柄无故障及异常，可进行最小值与最大值的校正。为保证安全，在发动机未运行状态下才使能最小值与最大值的校正。为尽可能排除误动作，仅限于系统上电自检后一段时间（如1分钟内）做校正。

满足自动校正条件后，手柄数值连续在一定时间（如3s）在MAX±DIFF时，取连续短时间内（如2s）数值进行最小MIN、最大MAX、均值MEAN、极差RANGE计算。如极差在合理波动内（RANGE≤WAVE），且(MAX – DIFF) ≤ VAL ≤ (MAX﹢DIFF),则将均值MEAN复制给新的MAX。显示器提示校准成功，否则显示校准不成功。

类似的，同样的可以对最小值进行标定。

在自动校正的基础上，保留现有的通过按键或触摸屏校正的方法。

本地操作台面板，除钥匙开关外，其他操作台操作台元件皆在一个平直的面板上。

1.自检获取手柄中位值，根据手柄极差、平均值与系统预设的参数比较，判断是否自动中位跟踪；

2.通过判断手柄信号幅值、极差、动作时间等，对手柄最小/最大值快速简易标定。

3.一体化的操作面板，除钥匙开关外，操作台其他操作元件皆在一个平直面板上。

上述技术方案的有益效果：

1. 能自动手柄有效性判断，自动跟踪手柄中位信号的漂移，保证了手柄操作手感的一致性；

2. 简易的对手柄最小值、最大值标定，简化了操作流程，降低了操作难度，间，提高了工作效率；

3. 简化了操作面板电气连接，减少了故障点，提高了电气系统的可靠性。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，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中。

Claims (4)

1.一种环保钻机用电气比例手柄校正方法，其特征在于，

系统硬件包括比例手柄、控制器、显示器；

比例手柄的校正方法包括以下步骤：

S10、系统初始上电；

S20、在比例手柄处于中位信号值MID时，预设中位死区数值DEAD和波动数值WAVE，对比例手柄的中位信号值MID进行校正；

S30、中位信号值MID校正完毕后，在比例手柄处于最前信号值MIN或最后信号值MAX时，预设偏移值DIFF，对比例手柄的最前信号值MIN或最后信号值MAX分别进行校正；

在步骤S20中，对比例手柄中位信号值MID的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S21、在比例手柄处于中位信号值MID时，获取并计算比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX及平均值MEAN、极差RANGE；

S22、根据预设的中位死区数值DEAD，判断平均值MEAN是否在有效范围内，所述有效范围为：

MID-DEAD≤MEAN≤MID+DEAD 式(1)；

S23、根据步骤S22的判断结果执行以下动作：

如果平均值MEAN不在有效范围内，则判断手柄故障，禁止手柄信号引起的动作，显示器上显示手柄异常的信息，

如果平均值MEAN在有效范围内，再进行合理波动范围的判断。

2.根据权利要求1所述的一种环保钻机用电气比例手柄校正方法，其特征在于，对比例手柄中位信号值MID的合理波动范围的判断包括以下步骤：

S24、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式(2)；

S25、根据步骤S24的判断结果执行以下动作：

如果极差RANGE不在合理范围内，禁止手柄信号引起的动作，显示器上显示信号波动异常信息，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MID值，从而实现对中位信号值MID的自动校正。

3.根据权利要求1所述的一种环保钻机用电气比例手柄校正方法，其特征在于，在步骤S30中，对比例手柄最后信号值MAX的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S31、在比例手柄处于最后信号值MAX时，根据预设的偏移值DIFF，判断比例手柄数值VAL是否在有效范围内，所述有效范围为：

MAX-DIFF≤VAL≤MID+DEAD 式(3)；

S32、在有效范围内，取连续短时间内数值进行比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX、平均值MEAN、极差RANGE计算；

S33、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式(4)；

S34、如果极差RANGE不在合理范围内，显示器上显示校准不成功，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MAX值，并且显示器上显示校准成功。

4.根据权利要求1所述的一种环保钻机用电气比例手柄校正方法，其特征在于，在步骤S30中，对比例手柄最前信号值MIN的校正包括有效范围的判断，所述有效范围的判断包括以下步骤：

S41、在比例手柄处于最前信号值MIN时，根据预设的偏移值DIFF，判断比例手柄数值VAL是否在有效范围内，所述有效范围为：

MIN-DIFF≤VAL≤MIN+DEAD 式(5)；

S42、在有效范围内，取连续短时间内数值进行比例手柄信号的最小值CHECK_MIN、最大值CHECK_MAX、平均值MEAN、极差RANGE计算；

S43、根据预设的波动数值WAVE，判断极差RANGE是否在合理范围内，所述合理范围为：

RANGE≤WAVE 式(6)；

S44、如果极差RANGE不在合理范围内，显示器上显示校准不成功，

如果极差RANGE在合理范围内，将平均值MEAN设定为新的MIN值，并且显示器上显示校准成功。

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