CN114326456B - 晾杆升降高度控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了晾杆升降高度控制系统及控制方法，包括MCU单元、电机、采样电路、驱动晾杆的钢丝绳、环形磁芯以及绕设在环形磁芯上第一绕组和第二绕组。钢丝绳受电机驱动穿过环形磁芯的内孔移动；一信号施加于第一绕组上，通过环形磁芯耦合到第二绕组上并产生第二信号；晾杆升降时的钢丝绳相对于环形磁芯移动，所述的第二绕组上的第二信号发生变化，MCU单元通过采样电路对第二绕组上的第二信号进行检测以得到钢丝绳的移动速度S和运动时间T；并MCU单元根据监测数据控制电机启闭，进而控制晾杆的升降高度。

Description

晾杆升降高度控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种晾衣机的控制系统，尤其涉及一种晾衣机的晾杆升降高度控制系统和控制方法。

技术背景

目前的智能晾衣机产品大多采用限位开关作为晾杆升降高度及距离的控制，少量使用电子霍尔器件检测电机的运作，或通过控制电机运行时间来控制。

如CN111007782A的晾衣机升降行程控制系统，包括霍尔传感器、用于驱动卷线轮的电机和MCU单元控制器，霍尔传感器用于对电机的输出轴或卷线轮的转动圈数进行计数，进而来控制晾杆的升降高度。

CN210419057U的晾衣架升降限位机构，包括用于收放钢丝绳的绞盘、卷线电机和至少一个与卷线电机连接的执行开关，绞盘在卷线电机的驱动下可轴向移动以实现钢丝绳的收放，利用绞盘上固定的触发部件作用到执行开关使卷线电机停止工作。

上述控制方法都存在需要相应的机械辅助结构，系统反应时间滞后，不能及时控制电机的运行，存在位置发生偏移或对钢丝绳产生过大负荷。

发明内容

鉴于上述系统反应时间滞后、不能及时控制电机运行的问题；本发明所要解决的技术问题是提供一种晾杆升降高度控制系统和控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：晾杆升降高度控制系统，包括MCU单元、电机、采样电路、驱动晾杆的钢丝绳、环形磁芯、第一绕组和第二绕组；

所述的第一绕组和第二绕组分别绕设在所述的环形磁芯上；所述的钢丝绳穿过所述的环形磁芯的内孔；

第一信号施加于第一绕组上，通过环形磁芯耦合到第二绕组上并产生第二信号；

晾杆升降时的钢丝绳相对于环形磁芯移动，所述的第二绕组上的第二信号发生变化，MCU单元通过所述的采样电路对第二绕组上的第二信号进行检测，通过第二绕组上的第二信号的变化来检测钢丝绳的移动速度S和运动时间T；并根据晾杆的升降高度L＝S*T，所述的MCU单元通过电机来控制晾杆的升降高度。

本发明解决上述技术问题所采用的优化的技术方案为：所述的第一信号为第一电压信号或第一电流信号。

本发明解决上述技术问题所采用的优化的技术方案为：所述的第一电压信号为脉冲信号或PWM信号。

本发明解决上述技术问题所采用的优化的技术方案为：所述的电机驱动所述的卷线器，以收放所述的钢丝绳。

本发明解决上述技术问题所采用的优化的技术方案为：所述的钢丝绳穿过所述的环形磁芯的内孔中心。

本发明解决上述技术问题所采用的优化的技术方案为：所述的采样电路包括二极管、电阻和电容，以将第二绕组上的电流信号转换成电压信号。

本发明解决上述技术问题所采用的优化的技术方案为：所述的第一电压信号由MCU单元输出。

本发明解决上述技术问题所采用的优化的技术方案为：所述的第一绕组上的线圈多于第二绕组上的线圈。

本发明的另一个主题为：晾杆升降高度控制系统，包括MCU单元、电机、卷线器、驱动晾杆的钢丝绳、环形磁芯、第一绕组、第二绕组和采样电路；

所述的第一绕组和第二绕组分别绕设在所述的环形磁芯上；所述的钢丝绳穿过所述的环形磁芯的内孔中心；

第一电压信号施加于第一绕组上，通过环形磁芯耦合到第二绕组上并产生第二电压信号；

晾杆升降时的钢丝绳相对于环形磁芯移动，所述的第二绕组上的第二电压信号发生变化，MCU单元通过所述的采样电路对第二绕组上的第二电压信号进行检测，通过第二绕组上的第二电压信号的变化来检测钢丝绳的移动速度S和运动时间T；并根据晾杆的升降高度L＝S*T，所述的MCU单元通过电机来控制晾杆的升降高度。

本发明的另一个主题为：晾杆升降高度检测系统的检测方法，包括

1)MCU单元向第一绕组输出第一电压信号或第一电流信号；

2)采样电路将第二绕组上的电流转换成第二电压信号；

3)MCU单元通过检测第二绕组上的第二电压信号的变化来检测钢丝绳的移动速度S和运动时间T；根据晾杆的升降高度L＝S*T，所述的MCU单元通过电机来控制晾杆的升降高度。

与现有技术相比，本发明的优点是当第一绕组通电，钢丝绳在环形磁芯内移动，进而产生互感，导致第二绕组上的电信号会发生实时的变化，因此该检测单元可以对钢丝绳的实时移动数据进行检测。而采样电路可以将监测数据发送到MCU单元中进行处理，从而精确地计算晾杆的升降距离，进而通过控制系统能够更加稳定、高效地控制晾杆的升降。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1为一个优选实施例的晾衣机的整体结构示意图；

图2为优选实施例的晾衣机的主机部件示意图；

图3为优选实施例的晾杆升降高度的检测单元的示意图一；

图4为优选实施例的晾杆升降高度的检测单元的示意图二；

图5为优选实施例的晾杆升降高度的检测电路原理图；

图6为优选实施例的晾杆升降高度控制系统的组织结构图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、2所示，本实施例提供了一晾衣机，晾衣机包括固定安装在室内阳台天花板上的主机部件100和在主机部件100下方的晾杆200，晾杆200通过钢丝绳1与主机部件100连接。主机部件100内设有设有驱动钢丝绳1的电机2，通过电机2的正转和反转实现晾杆200升降。

优选地，如图2所示，主机部件100内还设有卷线器3，电机2驱动卷线器3运行，实现钢丝绳1的收放，从而驱动晾杆200升降。

如图4-6所示，本实施例提供了一种用于检测晾杆200升降高度检测单元，并提供了包括该检测单元的晾杆200升降高度控制系统。

检测单元包括驱动晾杆200的钢丝绳1、环形磁芯4、第一绕组5和第二绕组6；第一绕组5和第二绕组6分别绕设于环形磁芯4上，可移动的钢丝绳1穿过环形磁芯4的内孔。

其中第一绕组5通过第一电路8向其施加已知的电压或电流信号，记为第一信号，通过环形磁芯4耦合，第二绕组6上会产生与第一绕组5上的第一信号相应的第二信号。

当晾杆200升降时的钢丝绳1相对于环形磁芯4移动，磁环的磁通量变化，从而产生感应电动势，使得第二绕组6上的第二信号发生变化，而第二绕组6连接第二电路9，通过第二电路9可以记录变化了的第二信号，并将其输出。

根据钢丝绳1运动不同的速度，第二信号会有相应的数值，同时也可以采集到第二信号的变化时间点，以明确钢丝绳1运动变化的时间点。

根据预先对钢丝绳1的移动速度、第一信号、变化的第二信号进行计算，可以得到一关于钢丝绳1速度和第二信号变化值之间的逻辑表，找到第二信号和钢丝绳1的移动速度的对应关系。

因上述的方式，知晓钢丝绳1的移动速度和移动时间后，可以计算得到钢丝绳1移动长度，从而知道晾杆200升降高度。

优选的，上述数据的处理可由主机部件100内的数据存储和处理单元所完成，而这一数据存储和处理单元可以集成于主机部件100的MCU单元7或独立于MCU单元7。

优选地，绕有绕组的环形磁芯4被设置在靠近主机部件100的位置，并通过绝缘的抗干扰的支架将其与主机部件100连接，钢丝绳1纵向穿过环形磁芯4的内孔。

此外，绕有绕组的环形磁芯4还可以被设置在主机部件100内部，钢丝绳1横向穿过环形磁芯4的内孔。

优选地，第一绕组5连接主机部件100的电源模块，从而得到初始的电信号。所述的第一信号为第一电压信号U1或第一电流信号。

如图5-6所示，在上述的检测单元的基础上，增加MCU单元7、电机2、及作为第二电路9的采样电路就组成了晾杆200升降高度控制系统。

MCU单元7通过采样电路对第二绕组6上的第二信号进行检测，通过第二绕组6上的第二信号的变化来检测钢丝绳1的移动速度S和运动时间T。并且，MCU单元7根据晾杆200的升降高度L＝S*T对电机2启闭进行控制，进而控制晾杆200的升降高度。

综上，所述的晾杆200升降高度检测系统的检测方法包括如下步骤：

1)MCU单元7向第一绕组5输出第一信号；

2)采样电路将第二绕组6上的电流转换成第二信号；

3)MCU单元7通过检测第二绕组6上的第二信号的变化来检测钢丝绳1的移动速度S和运动时间T；根据晾杆200的升降高度L＝S*T，所述的MCU单元7通过电机2来控制晾杆200的升降高度。

优选地，第一信号为MCU单元7输出的第一电压信号U1。第一电压信号U1加至第一绕组5上后形成电流，并因磁环耦合在第二绕组6上形成电流及电压。

采样电路包括二极管61、电阻62和电容63，以将第二绕组6上的电流信号转换成第二电压信号即采样电压U0。当然第二绕组6的两端变化的电压信号也可以直接被采样电路采集作为第二电压信号，输送至MCU单元7中分析处理。

优选地，第一电压信号U1为脉冲信号或PWM信号。PWM信号是指脉冲宽度调制后的电压信号。在PWM信号的波形中，各脉冲的幅值是相等的，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。

以上对本发明所提供进行了晾杆升降高度控制系统和控制方法详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.晾杆升降高度控制系统，其特征在于包括MCU单元、电机、采样电路、驱动晾杆的钢丝绳、环形磁芯、第一绕组、第二绕组；

所述的MCU单元集成有数据存储和处理单元；

所述的第一绕组和第二绕组分别绕设在所述的环形磁芯上；所述的钢丝绳穿过所述的环形磁芯的内孔中心；

第一信号施加于第一绕组上，通过环形磁芯耦合到第二绕组上并产生第二信号；所述的第一信号为第一电压信号或第一电流信号；

晾杆升降时的钢丝绳相对于环形磁芯移动，所述的第二绕组上的第二信号发生变化，MCU单元通过采样电路对第二绕组上的第二信号进行检测；

所述的数据存储和处理单元中具有根据预先对钢丝绳的移动速度、第一信号、变化的第二信号进行计算所得的关于钢丝绳速度和第二信号变化值之间的逻辑表；

所述的数据存储和处理单元通过在逻辑表上找到检测到的第二信号和钢丝绳的移动速度的对应关系，从而通过第二绕组上检测到第二信号的变化来检测钢丝绳的移动速度S；

数据存储和处理单元同时根据采集到第二信号的变化时间点，以明确钢丝绳运动变化的时间点，检测钢丝绳的运动时间T；

根据晾杆的升降高度L=S*T，所述的MCU单元通过电机来控制晾杆的升降高度。

2.根据权利要求1所述的晾杆升降高度控制系统，其特征在于所述的第一电压信号为脉冲信号或PWM信号。

3.根据权利要求1所述的晾杆升降高度控制系统，其特征在于所述的电机驱动卷线器，以收放所述的钢丝绳。

4.根据权利要求1所述的晾杆升降高度控制系统，其特征在于所述的采样电路包括二极管、电阻和电容，以将第二绕组上的电流信号转换成电压信号。

5.根据权利要求1所述的晾杆升降高度控制系统，其特征在于所述的第一电压信号由MCU单元输出。

6.根据权利要求1所述的晾杆升降高度控制系统，其特征在于所述的第一绕组上的线圈多于第二绕组上的线圈。

7.根据权利要求1-6任一所述的晾杆升降高度控制系统的控制方法，其特征在于包括：

1）MCU单元向第一绕组输出第一电压信号或第一电流信号；

2）采样电路将第二绕组上的电流转换成第二电压信号；

3）数据存储和处理单元具有根据预先对钢丝绳的移动速度、第一信号、变化的第二信号进行计算所得的关于钢丝绳速度和第二信号变化值之间的逻辑表；通过在逻辑表上找到检测到的第二信号和钢丝绳的移动速度的对应关系，从而通过第二绕组上检测到第二信号的变化来检测钢丝绳的移动速度S；同时根据采集到第二信号的变化时间点，以明确钢丝绳运动变化的时间点，检测钢丝绳的运动时间T；

4）根据晾杆的升降高度L=S*T，所述MCU单元通过电机来控制晾杆的升降高度。