CN113082599A - 一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法 - Google Patents

一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法，包括：主控板和电源输入单元，所述主控板的内部集成有主控MCU电路，所述主控板的一端连接有TFT彩屏触摸控制单元，所述TFT彩屏触摸控制单元的输入端连接有急停开关组，所述主控板的一端连接有坡度位置信号输入单元，所述主控板的一端连接有第一RS485通信线，所述第一RS485通信线的一端连接有11KW变频器，所述11KW变频器的输出端连接有主电机单元组；通过主控板内部集成主控MCU电路以及TFT彩屏通讯接口电路，可对来自TFT彩屏的触屏控制指令，进行识别和分步骤执行，从而实现超大型跑步机的前坡度和后坡度倾角的安全调节，可适应多人同时跑步运动，提升了多人跑步机控制的精确性。

Description

一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法
技术领域
本发明涉及大型跑步机控制技术领域，特别是涉及一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法。
背景技术
跑步机是家庭及健身房常备的健身器材。跑步机可分为机械跑步机和电动跑步机，其中，机械跑步机是依靠跑步者脚与跑步带的摩擦力带动来运行的，电动跑步机通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。
电动跑步机，需要适配的跑步机控制器对其助跑功能进行控制。跑步机控制器是指跑步机上按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。
然而，目前市场上的单人跑步机并不能适应多人同时跑步的需要，导致多人跑步机的控制功能受限，为此，提出一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法，通过主控板内部集成主控MCU电路以及TFT彩屏通讯接口电路，可对来自TFT彩屏的触屏控制指令，进行识别和分步骤执行，从而实现超大型跑步机的前坡度和后坡度倾角的安全调节，可适应多人同时跑步运动，提升了多人跑步机控制的精确性。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法，包括：主控板和电源输入单元，所述主控板的内部集成有主控MCU电路，所述主控板的一端连接有TFT彩屏触摸控制单元，所述TFT彩屏触摸控制单元的输入端连接有急停开关组，所述主控板的一端连接有坡度位置信号输入单元，所述主控板的一端连接有第一RS485通信线，所述第一RS485通信线的一端连接有11KW变频器，所述11KW变频器的输出端连接有主电机单元组，所述主控板的一端连接有1.5KW变频器，所述1.5KW变频器的输出端连接有前坡度接触器和后坡度接触器；
所述主控板的内部集成有前后坡度切换控制电路和坡度信号输入电路，分别用于前后坡度的切换控制和前后坡度信号的输入；所述主控板的内部集成有TFT彩屏通讯接口电路，用于TFT彩屏触摸控制单元的输入信号处理和传递；所述主控板的内部集成有主控板开关电源电路；所述主控板的内部集成有电源输入接口电路，用于控制主控板的电源输入接口；所述主控板的内部集成有变频器通讯接口电路，所述前坡度接触器的输出端连接有前坡度电机，所述后坡度接触器的输出端连接有后坡度电机。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主控板用于接收来自TFT彩屏触摸控制单元的操作控制指令，解析后分别去控制超大型跑步机的速度、坡度和超大型跑步机的紧急停止，所述主控板的一端连接有第一急停信号线，所述第一急停信号线的另一端和11KW变频器互相连接，所述11KW变频器的一端连接有第三RS485通信线，所述第三RS485通信线的一端和1.5KW变频器互相连接，1.5KW变频器的一端连接有急停信号线。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主控板和TFT彩屏触摸控制单元之间连接有第二RS485通信线，所述TFT彩屏触摸控制单元的一端连接有急停通信线，且该急停通信线的另一端和主控板连接，所述第二RS485通信线为半双工通信线。
作为本发明的一种优选技术方案，所述坡度信号输入电路包括前坡度位置信号输入电路、后坡度位置信号输入电路、前坡度上限输入电路、前坡度下限输入电路、后坡度上限输入电路和后坡度下限输入电路。
作为本发明的一种优选技术方案，所述急停开关组包括5个常闭安全急停开关。
作为本发明的一种优选技术方案，所述坡度位置信号输入单元包括前坡度位置检测信号接口、后坡度位置检测信号接口、前坡度上限位开关接口、前坡度下限位开关、后坡度上限位开关、后坡度下限位开关。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主电机单元组包括第一主电机、第二主电机、第三主电机和第四主电机，所述主电机单元组用于驱动超大型跑步机平台上的跑带，以达到超大型跑步机的期望运行速度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电源输入单元的输出端分别和主控板、11KW变频器和1.5KW变频器的输入端连接，所述电源输入单元对11KW变频器和1.5KW变频器输出380V电压，所述电源输入单元对主控板输入220V电压，所述11KW变频器和1.5KW变频器的信号收发端互相连接，所述主控板的一端连接有第二急停信号线，所述第二急停信号线的另一端和1.5KW变频器互相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主控板的输出端分别和前坡度接触器以及后坡度接触器的输入端连接。
作为本发明的一种优选技术方案，包括以下步骤：
步骤(1)：电源输入单元分别对主控板、11KW变频器和1.5KW变频器供电，启动程序进入初始态；
步骤(2)：触摸TFT彩屏触摸控制单元，输入前坡度和后坡度的目标数据控制指令，TFT彩屏触摸控制单元将接收到的控制指令通过第二RS485通信线传输到主控板；
步骤(3)：主控板通过内部的主控MCU电路对接收的指令进行处理并通过RS485通信线发送给11KW变频器和1.5KW变频器，通过11KW变频器和1.5KW变频器执行接收到的指令信号，通过主控板内部的继电器对前坡度电机和后坡度电机的运转进行调节，实现前后坡度的角度控制。
与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
1、本发明通过主控板内部集成主控MCU电路以及TFT彩屏通讯接口电路，可对来自TFT彩屏的触屏控制指令，进行识别和分步骤执行，从而实现超大型跑步机的前坡度和后坡度倾角的安全调节，可适应多人同时跑步运动，提升了多人跑步机控制的精确性；
2、本发明通过设置多个安全紧急停止开关，可在超大型跑步机运行时，将TFT触摸彩屏的控制指令通过通讯线路传输到主控制板，可在超大型跑步机运行异常时紧急停止，从而提升了前后坡度切换时的安全性；
3、本发明通过触摸控制输入执行指令，极大地方便了跑步运动者的使用，有利于提升超大型跑步机使用的灵活性。
附图说明
图1为本发明的超大型跑步机控制原理走线图；
图2为本发明的主控MCU电路图；
图3为本发明的TFT彩屏通讯接口电路图；
图4为本发明的前后坡度切换控制电路图；
图5为本发明的坡度信号输入电路图；
图6为本发明的电源输入接口电路图；
图7为本发明的主控板开关电源电路图；
图8为本发明的变频器通讯接口电路图。
其中：1、主控板；2、主控MCU电路；3、TFT彩屏触摸控制单元；31、第二RS485通信线；32、急停通信线；4、急停开关组；5、TFT彩屏通讯接口电路；6、坡度位置信号输入单元；61、前坡度位置检测信号接口；62、后坡度位置检测信号接口；63、前坡度上限位开关接口；64、前坡度下限位开关；65、后坡度上限位开关；66、后坡度下限位开关；7、前后坡度切换控制电路；8、坡度信号输入电路；81、前坡度位置信号输入电路；82、后坡度位置信号输入电路；83、前坡度上限输入电路；84、前坡度下限输入电路；85、后坡度上限输入电路；86、后坡度下限输入电路；9、11KW变频器；10、主电机单元组；11、电源输入单元；12、1.5KW变频器；13、前坡度接触器；14、前坡度电机；15、后坡度接触器；16、后坡度电机；17、电源输入接口电路；18、主控板开关电源电路；19、变频器通讯接口电路；20、第一RS485通信线；21、第一急停信号线；22、第二急停信号线；23、第三RS485通信线。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例:
如图1-8所示，一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法，包括：主控板1和电源输入单元11，主控板1用于接收来自TFT彩屏触摸控制单元3的操作控制指令，解析后分别去控制超大型跑步机的速度、坡度和超大型跑步机的紧急停止，主控板1的内部集成有主控MCU电路2，主控板1的一端连接有TFT彩屏触摸控制单元3，TFT彩屏触摸控制单元3的输入端连接有急停开关组4，急停开关组4包括5个常闭安全急停开关，主控板1和TFT彩屏触摸控制单元3之间连接有第二RS485通信线31，TFT彩屏触摸控制单元3的一端连接有急停通信线32，且该急停通信线32的另一端和主控板1连接，第二RS485通信线31为半双工通信线，主控板1的一端连接有坡度位置信号输入单元6，坡度位置信号输入单元6包括前坡度位置检测信号接口61、后坡度位置检测信号接口62、前坡度上限位开关接口63、前坡度下限位开关64、后坡度上限位开关65、后坡度下限位开关66，主控板1的一端连接有第一RS485通信线20，第一RS485通信线20的一端连接有11KW变频器9，11KW变频器9用于驱动主电机单元组10，11KW变频器9的输出端连接有主电机单元组10，主控板1的一端连接有第一急停信号线21，第一急停信号线21的另一端和11KW变频器9互相连接，主电机单元组10包括第一主电机、第二主电机、第三主电机和第四主电机，主电机单元组10用于驱动超大型跑步机平台上的跑带，以达到超大型跑步机的期望运行速度，主控板1的一端连接有1.5KW变频器12，1.5KW变频器12的输出端连接有前坡度接触器13和后坡度接触器15，1.5KW变频器12的一端连接有急停信号连接线，电源输入单元11的输出端分别和主控板1、11KW变频器9和1.5KW变频器12的输入端连接，电源输入单元11对11KW变频器9和1.5KW变频器12输出380V电压，电源输入单元11对主控板1输入220V电压，11KW变频器9和1.5KW变频器12的信号收发端互相连接，主控板1的一端连接有第二急停信号线22，第二急停信号线22的另一端和1.5KW变频器12互相连接；主控板1的内部集成有前后坡度切换控制电路7和坡度信号输入电路8，分别用于前后坡度的切换控制和前后坡度信号的输入，坡度信号输入电路8包括前坡度位置信号输入电路81、后坡度位置信号输入电路82、前坡度上限输入电路83、前坡度下限输入电路84、后坡度上限输入电路85和后坡度下限输入电路86；主控板1的内部集成有TFT彩屏通讯接口电路5，用于TFT彩屏触摸控制单元3的输入信号处理和传递；主控板1的内部集成有主控板开关电源电路18；主控板1的内部集成有电源输入接口电路17，用于控制主控板1的电源输入接口；主控板1的内部集成有变频器通讯接口电路19，前坡度接触器13的输出端连接有前坡度电机14，后坡度接触器15的输出端连接有后坡度电机16，1.5KW变频器12用于分时驱动超大型跑步机的前坡度电机14和后坡度电机16，以控制整机跑步机的倾斜角度，11KW变频器9的一端连接有第三RS485通信线23，第三RS485通信线23的一端和1.5KW变频器12互相连接，主控板1的输出端分别和前坡度接触器13以及后坡度接触器15的输入端连接。
包括以下步骤：
步骤1：电源输入单元11分别对主控板1、11KW变频器9和1.5KW变频器12供电，启动程序进入初始态；
步骤2：触摸TFT彩屏触摸控制单元3，输入前坡度和后坡度的目标数据控制指令，TFT彩屏触摸控制单元3将接收到的控制指令通过第二RS485通信线31传输到主控板1；
步骤3：主控板1通过内部的主控MCU电路2对接收的指令进行处理并通过RS485通信线发送给11KW变频器9和1.5KW变频器12，通过11KW变频器9和1.5KW变频器12执行接收到的指令信号，通过主控板1内部的继电器对前坡度电机14和后坡度电机16的运转进行调节，实现前后坡度的角度控制。
本发明的工作原理：使用时，通过电源输入单元11分别对主控板1、11KW变频器9和1.5KW变频器12供电，启动程序进入初始态，主控板1等待接收控制指令，其中，主控板1用于接收来自TFT彩屏触摸控制单元3的操作控制指令，解析后分别去控制超大型跑步机的速度、坡度和超大型跑步机的紧急停止，使用者手指触摸TFT彩屏触摸控制单元3，输入前坡度和后坡度的目标数据控制指令，TFT彩屏触摸控制单元3将接收到的控制指令通过第二RS485通信线31传输到主控板1，主控板1通过内部的主控MCU电路2对接收的指令进行处理并通过RS485通信线发送给11KW变频器9和1.5KW变频器12，通过11KW变频器9和1.5KW变频器12执行接收到的指令信号，通过主控板1内部的继电器对前坡度电机14和后坡度电机16的运转进行调节，实现前后坡度的角度控制以及坡度切换。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，包括：主控板(1)和电源输入单元(11)，所述主控板(1)的内部集成有主控MCU电路(2)，所述主控板(1)的一端连接有TFT彩屏触摸控制单元(3)，所述TFT彩屏触摸控制单元(3)的输入端连接有急停开关组(4)，所述主控板(1)的一端连接有坡度位置信号输入单元(6)，所述主控板(1)的一端连接有第一RS485通信线(20)，所述第一RS485通信线(20)的一端连接有11KW变频器(9)，所述11KW变频器(9)的输出端连接有主电机单元组(10)，所述主控板(1)的一端连接有1.5KW变频器(12)，所述1.5KW变频器(12)的输出端连接有前坡度接触器(13)和后坡度接触器(15)；
所述主控板(1)的内部集成有前后坡度切换控制电路(7)和坡度信号输入电路(8)，分别用于前后坡度的切换控制和前后坡度信号的输入；所述主控板(1)的内部集成有TFT彩屏通讯接口电路(5)，用于TFT彩屏触摸控制单元(3)的输入信号处理和传递；所述主控板(1)的内部集成有主控板开关电源电路(18)；所述主控板(1)的内部集成有电源输入接口电路(17)，用于控制主控板(1)的电源输入接口；所述主控板(1)的内部集成有变频器通讯接口电路(19)，所述前坡度接触器(13)的输出端连接有前坡度电机(14)，所述后坡度接触器(15)的输出端连接有后坡度电机(16)。
2.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，所述主控板(1)用于接收来自TFT彩屏触摸控制单元(3)的操作控制指令，解析后分别去控制超大型跑步机的速度、坡度和超大型跑步机的紧急停止，所述主控板(1)的一端连接有第一急停信号线(21)，所述第一急停信号线(21)的另一端和11KW变频器(9)互相连接，所述11KW变频器(9)的一端连接有第三RS485通信线(23)，所述第三RS485通信线(23)的一端和1.5KW变频器(12)互相连接，所述1.5KW变频器(12)的一端连接有急停信号线。
3.根据权利要求3所述的一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，所述主控板(1)和TFT彩屏触摸控制单元(3)之间连接有第二RS485通信线(31)，所述TFT彩屏触摸控制单元(3)的一端连接有急停通信线(32)，且该急停通信线(32)的另一端和主控板(1)连接，所述第二RS485通信线(31)为半双工通信线。
4.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，所述坡度信号输入电路(8)包括前坡度位置信号输入电路(81)、后坡度位置信号输入电路(82)、前坡度上限输入电路(83)、前坡度下限输入电路(84)、后坡度上限输入电路(85)和后坡度下限输入电路(86)。
5.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，所述急停开关组(4)包括5个常闭安全急停开关。
6.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，所述坡度位置信号输入单元(6)包括前坡度位置检测信号接口(61)、后坡度位置检测信号接口(62)、前坡度上限位开关接口(63)、前坡度下限位开关(64)、后坡度上限位开关(65)、后坡度下限位开关(66)。
7.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机的控制器及其控制方法，其特征在于，所述主电机单元组(10)包括第一主电机、第二主电机、第三主电机和第四主电机，所述主电机单元组(10)用于驱动超大型跑步机平台上的跑带，以达到超大型跑步机的期望运行速度。
8.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，所述电源输入单元(11)的输出端分别和主控板(1)、11KW变频器(9)和1.5KW变频器(12)的输入端连接，所述电源输入单元(11)对11KW变频器(9)和1.5KW变频器(12)输出380V电压，所述电源输入单元(11)对主控板(1)输入220V电压，所述11KW变频器(9)和1.5KW变频器(12)的信号收发端互相连接，所述主控板(1)的一端连接有第二急停信号线(22)，所述第二急停信号线(22)的另一端和1.5KW变频器(12)互相连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机的控制器，其特征在于，所述主控板(1)的输出端分别和前坡度接触器(13)以及后坡度接触器(15)的输入端连接。
10.根据权利要求1所述的一种用于超大型跑步机控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：电源输入单元(11)分别对主控板(1)、11KW变频器(9)和1.5KW变频器(12)供电，启动程序进入初始态；
步骤(2)：触摸TFT彩屏触摸控制单元(3)，输入前坡度和后坡度的目标数据控制指令，TFT彩屏触摸控制单元(3)将接收到的控制指令通过第二RS485通信线(31)传输到主控板(1)；
步骤(3)：主控板(1)通过内部的主控MCU电路(2)对接收的指令进行处理并通过RS485通信线发送给11KW变频器(9)和1.5KW变频器(12)，通过11KW变频器(9)和1.5KW变频器(12)执行接收到的指令信号，通过主控板(1)内部的继电器对前坡度电机(14)和后坡度电机(16)的运转进行调节，实现前后坡度的角度控制。
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