CN114281064B - 非接触式检测的主令控制器及检测方法 - Google Patents
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Abstract
非接触式检测的主令控制器，包括手柄，所述手柄与传动装置相连，所述传动装置与传动轴A和传动轴B相连，所述传动轴A的转动与手柄的前后转动相关联，所述传动轴B的转动与手柄的左右转动相关联；所述传动轴A的末端嵌有磁块A，所述传动轴B的末端嵌有磁块B；所述磁块A的正下方设置有磁编码芯片A，所述磁块B的正下方设置有磁编码芯片B。本发明提供的非接触式检测的主令控制器具有使用寿命长，可靠性高以及体积小的优点；对应的，本发明提供的非接触式检测的主令控制器的检测方法，具有检测的准确性高、易于实施和推广的优点。
Description
技术领域
本发明涉及主令控制器技术领域，具体是涉及非接触式检测的主令控制器及检测方法。
背景技术
主令控制器作为主流的电器传动装置运用于各个领域，尤其适用于需要频繁对电路进行接通和切断的机械设备中，成为了机械设备中的控制装置的重要组成部件；当用于电气传动装置中时，主令控制器按一定顺序分合触头，能够达到发布命令或其它控制线路联锁、转换的目的。现有技术中，传统主令控制器一般由机械凸轮和触点组成,通过多个机械凸轮同时旋转以及触点反馈，组合成多种闭合组合并形成闭合表。由于其结构特性，传统主令控制器中存在诸多问题，具体存在的缺陷如下：触点动作同步误差、机械凸轮磨损导致出现异常的闭合组合形式，从而导致系统故障；触点抖动使得主令控制器中微电流控制的误差高；而触点由弹簧和铜片组成，其内部结构注定其寿命不长；主令控制器中凸轮片越多，主令控制器动作的阻尼就越大，导致传统主令控制器无法在档位多的场合应用，同时，占用空间也越大。针对现有技术中的问题，有必要提出一种使用寿命长，可靠性高以及体积小的非接触式检测的主令控制器。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了非接触式检测的主令控制器，本发明提供的非接触式检测的主令控制器具有使用寿命长，可靠性高以及体积小的优点；对应的，本发明提供的非接触式检测的主令控制器的检测方法，具有检测的准确性高、易于实施和推广的优点。
本发明技术方案如下:
非接触式检测的主令控制器，包括手柄，所述手柄与传动装置相连，所述传动装置与传动轴A和传动轴B相连，所述传动轴A的转动与手柄的前后转动相关联，所述传动轴B的转动与手柄的左右转动相关联；所述传动轴A的末端嵌有磁块A，所述传动轴B的末端嵌有磁块B；所述磁块A的正下方设置有磁编码芯片A，所述磁块B的正下方设置有磁编码芯片B。
与现有技术相比，本发明提供的非接触式检测的主令控制器具有使用寿命长，可靠性高以及体积小的优点；本发明的非接触式检测的主令控制器的检测过程中，通过磁块的转动产生周期性变化的空间磁场，该磁场作用于磁编码芯片上，使磁编码芯片内部的电势差或电阻值发生变化，并输出相应的电信号，反映被检测对象的位置、速度和加速度运动信息，用于对主令控制器进行非接触式检测；相比于传统主令控制器通过机械凸轮和触点的接触来完成检测，本发明的主令控制器的检测过程中无需进行接触，避免了相互接触带来的磨损和失效，延长了主令控制器的使用寿命；此外，传统的主令控制器中，触点动作同步误差、机械凸轮磨损会导致出现异常的闭合组合形式，导致系统故障，本发明的主令控制器为非接触式检测，能够有效避免触点动作同步误差和机械凸轮磨损，可靠性高；另外，触点抖动也是传统主令控制器在一些微电流控制的应用场景中误差高的主要原因，本发明的非接触式检测的主令控制器能够避免触点抖动，进一步提高了本发明主令控制器控制的可靠性；另外，传统的主令控制器由于机械凸轮和触点的存在，占用的体积大，相比之下，本发明的主令控制器结构更加紧凑，占用体积小；最后，本发明的主令控制器还解决了传统主令控制器在凸轮片多的情况下带来的阻尼感问题，可以让主令控制器手柄的操作更加顺畅。
作为优化，前述的非接触式检测的主令控制器中，所述传动装置包括左右传动装置和前后传动装置；所述左右传动装置和前后传动装置安装在复位机构上。当手柄前后转动时，通过前后传动装置能够进行传动，并带动传动轴A的旋转；当手柄左右转动时，通过左右传动装置能够进行传动，并带动传动轴B的旋转；对手柄施加的力撤掉后，复位机构能够带动手柄复位。进一步的，所述左右传动装置包括左右传动轴，所述左右传动轴安装在左右复位板上，所述左右传动轴通过锥齿轮与传动轴B进行传动。手柄左右转动带动左右传动轴转动，而左右传动轴通过锥齿轮与传动轴B进行传动，从而使得传动轴B转动；对手柄施加的力撤掉后，左右复位板能够带动手柄复位。进一步的，所述前后传动装置包括前后传动轴，所述前后传动轴安装在前后复位板上，所述前后传动轴通过锥齿轮与传动轴A进行传动。手柄前后转动带动前后传动轴转动，而前后传动轴通过锥齿轮与传动轴A进行传动，从而使得传动轴A转动；对手柄施加的力撤掉后，前后复位板能够带动手柄复位。
作为优化，前述的非接触式检测的主令控制器中，所述磁编码芯片A和磁编码芯片B与单片机控制单元相连。磁编码芯片将磁场信息转换为数字量的角度数据，通过单片机控制单元读取磁编码芯片的角度信息后，再根据输出闭合表的配置信息驱动功率电子开关能够，从而输出需要的闭合表形式。进一步的，主令控制器的单片机软件中设有清零功能和零位的校验功能。主令控制器的清零功能和零位的校验功能是通过单片机软件实现的，零位信号取自触点，当主令控制器处于零位状态时，将磁编码零位角度保存到单片机的EEPROM中；单片机软件中设有清零功能后，便能够按下清零按钮进行调零；设有零位的校验功能后，便能够对主令控制器的零位进行校验，保证了主令控制器的安全性。
非接触式检测的主令控制器的检测方法，该检测方法适用于前述的非接触式检测的主令控制器；当手柄前后转动或左右转动时，手柄通过传动装置进行传动，手柄前后转动将会带动传动轴A转动，手柄左右转动将会带动传动轴B转动；当传动轴A转动时，嵌入在传动轴A末端的磁块A随之转动；当传动轴B转动时，嵌入在传动轴B末端的磁块B随之转动；磁块A和磁块B转动时产生周期性变化的空间磁场；该磁场作用于磁编码芯片上，使磁编码芯片内部的电势差或电阻值发生变化，并输出相应的电信号，反映被检测对象的运动信息，如位置、速度和加速度，用于对主令控制器进行非接触式检测。
本发明提供的非接触式检测的主令控制器的检测方法具有检测的准确性高、易于实施和推广的优点；传统主令控制器在检测时，通过机械凸轮和触点的接触来完成检测，检测过程中，触点动作存在同步误差并且机械凸轮会产生磨损，从而导致出现异常的闭合组合形式，导致系统故障，而本发明的非接触式检测方法，能够有效避免触点动作同步误差和机械凸轮磨损，使得对主令控制器的检测更加准确；另外，本发明的非接触式检测方法能够避免触点抖动带来检测误差，进一步保证了本发明检测方法的准确性；最后，本发明的检测方法，无需过多改装，只需在传统的主令控制器的基础上，将机械凸轮和触点结构替换成磁块和磁编码芯片，便能对主令控制器进行非接触式检测，易于实施和推广。
作为优化，前述的非接触式检测的主令控制器的检测方法中，检测时，磁编码芯片将磁场信息转换为数字量的角度数据，通过单片机控制单元读取磁编码芯片的角度信息后，再根据闭合表的配置信息驱动功率电子开关，从而输出需要的闭合表形式。传统主令控制器通过更换凸轮片来实现闭合表的切换，本发明可通过修改配置信息便能完成不同闭合表的输出，降低了生产成本；同时，由单片机控制单元控制功率电子开关管，实现同步输出，输出闭合表为预先编程，能够解决传统主令控制器的同步性问题。进一步的，所述数字量为格雷码或二进制码。将磁场信息转换为格雷码或二进制码的数字量后，便于后续角度数据的读取。
附图说明
图1为本发明非接触式检测的主令控制器的轴视图；
图2为主令控制器的传动装置的结构图；
图3为主令控制器中磁编码芯片的安装示意图；
图4为主令控制器中磁块的安装示意图；
附图中的标记为：1-手柄；2-传动装置，201-左右传动轴、202-前后传动轴；3-传动轴A；4-传动轴B；5-磁块A；6-磁块B；7-磁编码芯片A；8-磁编码芯片B；9-左右复位板；10-前后复位板；11-保护罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式(包括实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
参见图1-4，本发明提供了非接触式检测的主令控制器，包括手柄1，所述手柄1与传动装置2相连，所述传动装置2与传动轴A3和传动轴B4相连，所述传动轴A3的转动与手柄1的前后转动相关联，所述传动轴B4的转动与手柄1的左右转动相关联；所述传动轴A3的末端嵌有磁块A5，所述传动轴B4的末端嵌有磁块B6；所述磁块A5的正下方设置有磁编码芯片A7，所述磁块B6的正下方设置有磁编码芯片B8，磁编码芯片A7和磁编码芯片B8的外部设有保护罩11。
本发明的非接触式检测的主令控制器的检测方法，该检测方法适用于本发明的主令控制器；当手柄1前后转动或左右转动时，手柄1通过传动装置2进行传动，手柄1前后转动将会带动传动轴A3转动，手柄1左右转动将会带动传动轴B4转动；当传动轴A3转动时，嵌入在传动轴A3末端的磁块A5随之转动；当传动轴B4转动时，嵌入在传动轴B4末端的磁块B6随之转动；磁块A5和磁块B6转动时产生周期性变化的空间磁场；该磁场作用于磁编码芯片上，使磁编码芯片内部的电势差或电阻值发生变化，并输出相应的电信号，反映被检测对象的运动信息，如位置、速度和加速度，用于对主令控制器进行非接触式检测。
作为本发明的一个具体实施例，参见图1-4：
在本实施例中，所述传动装置2包括左右传动装置和前后传动装置；所述左右传动装置和前后传动装置安装在复位机构上。当手柄1前后转动时，通过前后传动装置能够进行传动，并带动传动轴A3的旋转；当手柄1左右转动时，通过左右传动装置能够进行传动，并带动传动轴B4的旋转；对手柄1施加的力撤掉后，复位机构能够带动手柄1复位。进一步的，所述左右传动装置包括左右传动轴201，所述左右传动轴201安装在左右复位板9上，所述左右传动轴201通过锥齿轮与传动轴B4进行传动。手柄1左右转动带动左右传动轴201转动，而左右传动轴201通过锥齿轮与传动轴B4进行传动，从而使得传动轴B4转动；对手柄1施加的力撤掉后，左右复位板9能够带动手柄1复位。进一步的，所述前后传动装置包括前后传动轴202，所述前后传动轴202安装在前后复位板10上，所述前后传动轴202通过锥齿轮与传动轴A3进行传动。手柄1前后转动带动前后传动轴202转动，而前后传动轴202通过锥齿轮与传动轴A3进行传动，从而使得传动轴A3转动；对手柄1施加的力撤掉后，前后复位板10能够带动手柄1复位。
在本实施例中，所述磁编码芯片A7和磁编码芯片B8与单片机控制单元相连。磁编码芯片将磁场信息转换为数字量的角度数据，通过单片机控制单元读取磁编码芯片的角度信息后，再根据闭合表的配置信息驱动功率电子开关，从而输出需要的闭合表形式，所述数字量为格雷码或二进制码。在配置信息中，一档所对应的角度位置是距零位相差8度的位置，配置信息保存在单片机程序中，而配置信息中的角度数值可以进行修改，当单片机检测到角度大于或等于8度时，便输出信号驱动功率电子开关闭合。
在本实施例中，主令控制器的单片机软件中设有清零功能和零位的校验功能。主令控制器的清零功能和零位的校验功能是通过单片机软件实现的，零位信号取自触点，当主令控制器处于零位状态时，将磁编码零位角度保存到单片机的EEPROM中；单片机软件中设有清零功能后，便能够按下清零按钮进行调零；设有零位的校验功能后，便能够对主令控制器的零位进行校验，保证了主令控制器的安全性。
上述对本申请中涉及“前后”“左右”的描述，是相对于图1中的轴视图而言的，不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。
Claims (8)
1.非接触式检测的主令控制器，其特征在于：包括手柄(1)，所述手柄(1)与传动装置(2)相连，所述传动装置(2)与传动轴A(3)和传动轴B(4)相连，所述传动轴A(3)的转动与手柄(1)的前后转动相关联，所述传动轴B(4)的转动与手柄(1)的左右转动相关联；所述传动轴A(3)的末端嵌有磁块A(5)，所述传动轴B(4)的末端嵌有磁块B(6)；所述磁块A(5)的正下方设置有磁编码芯片A(7)，所述磁块B(6)的正下方设置有磁编码芯片B(8)；
当手柄(1)前后转动或左右转动时，手柄(1)通过传动装置(2)进行传动，手柄(1)前后转动将会带动传动轴A(3)转动，手柄(1)左右转动将会带动传动轴B(4)转动；当传动轴A(3)转动时，嵌入在传动轴A(3)末端的磁块A(5)随之转动；当传动轴B(4)转动时，嵌入在传动轴B(4)末端的磁块B(6)随之转动；磁块A(5)和磁块B(6)转动时产生周期性变化的空间磁场；该磁场作用于磁编码芯片上，使磁编码芯片内部的电势差或电阻值发生变化，并输出相应的电信号，反映被检测对象的运动信息，如位置、速度和加速度，用于对主令控制器进行非接触式检测；检测时，磁编码芯片将磁场信息转换为数字量的角度数据，通过单片机控制单元读取磁编码芯片的角度信息后，再根据输出闭合表的配置信息驱动功率电子开关，从而输出需要的闭合表形式。
2.根据权利要求1所述的非接触式检测的主令控制器，其特征在于：所述传动装置(2)包括左右传动装置和前后传动装置；所述左右传动装置和前后传动装置安装在复位机构上。
3.根据权利要求2所述的非接触式检测的主令控制器，其特征在于：所述左右传动装置包括左右传动轴(201)，所述左右传动轴(201)安装在左右复位板(9)上，所述左右传动轴(201)通过锥齿轮与传动轴B(4)进行传动。
4.根据权利要求2所述的非接触式检测的主令控制器，其特征在于：所述前后传动装置包括前后传动轴(202)，所述前后传动轴(202)安装在前后复位板(10)上，所述前后传动轴(202)通过锥齿轮与传动轴A(3)进行传动。
5.根据权利要求1所述的非接触式检测的主令控制器，其特征在于：所述磁编码芯片A(7)和磁编码芯片B(8)与单片机控制单元相连。
6.根据权利要求1所述的非接触式检测的主令控制器，其特征在于：主令控制器的单片机软件中设有清零功能。
7.根据权利要求5所述的非接触式检测的主令控制器，其特征在于：主令控制器的单片机软件中设有零位的校验功能。
8.根据权利要求1所述的非接触式检测的主令控制器，其特征在于：所述数字量为格雷码或二进制码。
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