CN205928552U - 多电机智能升降工作台控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多电机智能升降工作台控制系统，其针对智能升降工作台的要求，在台面四角均匀布置四个升降机构，每个升降机构由步进电机单独驱动，通过两个倾角传感器测量台面于X方向、Y方向的倾斜角度，主控制模块根据测量值对多台电动机进行同步补偿控制，保证在台面载荷不均衡时平台的姿态要求，并能平稳升降。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多电机智能升降工作台控制系统。
背景技术
自动升降工作台可广泛适用于施工作业、维修处理现场，也可用于写字楼办公以及家庭影院等多种室内环境。自动升降工作台采用一种紧凑型大行程升降机构，该机构由电机驱动并与台面连接，实现工作台平台升降。控制系统通常利用单片机控制多个电机，驱动升降机构实现工作台升降，高度行程为0.5m到1m，如何控制缩小多个升降机构的高度差，是本领域技术人员急需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种确保工作台的平稳升降的多电机智能升降工作台控制系统。
本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：
一种多电机智能升降工作台控制系统，包括与工作台面连接的多个升降机构、与各升降机构对应连接的多个电机、电机驱动电路、按键电路以及主控制模块，所述主控制模块输出控制信号至电机驱动电路，通过电机驱动电路控制电机转动，以驱动升降机构升降，所述按键电路用于输入控制工作台升降命令，所述升降机构有四个，对称分布于工作台面的四角处，每个升降机构由一个电机单独驱动；还包括倾角传感器采样电路和用于实时检测电机转速的正交编码器，所述倾角传感器采样电路包括两个分别沿X方向和Y方向安装的倾角传感器；所述倾角传感器采样电路和正交编码器分别与主控制模块连接。
进一步，还包括用于检测升降机构到达极限位置的到位信号检测电路，所述到位信号检测电路与主控制模块连接。
进一步，所述到位信号检测电路包括霍尔传感器。
进一步，所述主控制模块与按键电路、电机驱动电路、到位信号检测电路、正交编码器之间连接有光电耦合隔离器件。
进一步，所述主控制模块包括单片机及其外围电路。
进一步，所述电机采用丝杆步进电机。
进一步，还包括显示模块，所述显示模块与主控制模块连接。
本实用新型的有益效果是：针对智能升降工作台的要求，在台面四角均匀布置四个升降机构，每个升降机构由步进电机单独驱动，通过两个倾角传感器测量台面于X方向、Y方向的倾斜角度，主控制模块根据测量值对多台电动机进行同步补偿控制，保证在台面载荷不均衡时平台的姿态要求，并能平稳升降。
附图说明
图1是本实用新型的多电机智能升降工作台控制系统的电路框图；
图2是本实用新型的四个升降机构和两个两个倾角传感器的安装位置图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一种多电机智能升降工作台控制系统，包括与工作台面连接的多个升降机构、与各升降机构对应连接的多个电机、电机驱动电路、按键电路、倾角传感器采样电路、正交编码器、到位信号检测电路、显示模块、主控制模块。
如图2所示，所述升降机构包括H1、H2、H3、H4，所述升降机构H1、H2、H3、H4依次设置于台面右上、右下、左下、左上角处并且对称分布布置。每个升降机构由一个电机单独驱动，所述升降机构H1、H2、H3、H4对应由电机M1、M2、M3、M4驱动。所述倾角传感器采样电路包括沿X方向安装的倾角传感器S1和沿Y方向安装的倾角传感器S2。
所述电机选用可配丝杆的42BYG250F步进电机，步进电机驱动丝杆旋转，带动升降工作台垂直移动。
所述电机驱动电路选用L297+L298N芯片，可驱动较大功率的丝杆步进电机，同时构成恒流斩波驱动系统，提高了高频响应特性，减少由机械和电机运行时引起的振动。
所述按键电路用于输入控制工作台升降命令，其包括若干个选择按键，可选择工作台的工作模式：上升、下降、停止、启动。
所述倾角传感器采用单轴式倾角传感器SCA60C，内部由一个硅微传感器和信号处理芯片组成，SMD形式封装，通过测量地球引力在测量方向上的分量，再将其转换为倾斜角度。
所述正交编码器用于实时检测电机转速。
所述到位信号检测电路采用霍尔传感器，通过霍尔传感器检测工作台面是否到达极限位置，即最高点或最低点，所述到位信号检测电路。
所述主控制模块主要由DSPIC33FJ128MC708单片机及其外围电路组成。所述单片机输出控制PWM信号并通过光耦隔离器件控制电机驱动电路来控制步进电机转动；采用内部AD转换电路采集倾角传感器的电压信号；同时I/O口通过光耦隔离器件检测到位信号、按键命令以及正交编码器信号；还输出显示信号至显示模块，控制显示模块显示工作台的工作状态。
为了防止干扰可靠控制以及电压转换，PWM信号通过光耦隔离后才与电机驱动电路连接。同时到位信号和升降按键以及编码器信号与单片机连接中也进行了光耦隔离。PWM信号和编码器信号因频率较高采用了高速光耦合器6N137，而到位信号和选择按键则采用普通光耦合器EL817进行隔离。
使用时，单片机接收按键命令，执行相应的工作模式，当选择上升或者下降模式时，启动电机，执行相应的工作模式，直到下一个按键选择或者检测到停止信号；先给定各电机转速n；然后测量台面于X方向、Y方向的倾斜角度θ1、θ2，根据θ1、θ2判断台面是否平衡，若不平衡则进行台面水平调节计算，分别对M1、M2、M3、M4给以大小不同加/减补偿，使电机的输出转速实时跟随系统的设定转速，达到控制台面在额定倾角范围内升降；此外，当台面达到极限位置时，单片机控制电机停止工作。
本实用新型针对智能升降工作台的要求，在台面四角均匀布置四个升降机构，每个升降机构由步进电机单独驱动，通过两个倾角传感器测量台面于X方向、Y方向的倾斜角度，根据测量值对各步进电机进行加/减补偿，使电机的输出转速实时跟随系统的设定转速，实现对多台电动机的同步补偿的智能控制，保证在台面载荷不均衡时平台的姿态要求，并能平稳升降。
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.多电机智能升降工作台控制系统，包括与工作台面连接的多个升降机构、与各升降机构对应连接的多个电机、电机驱动电路、按键电路以及主控制模块，所述主控制模块输出控制信号至电机驱动电路，通过电机驱动电路控制电机转动，以驱动升降机构升降，所述按键电路用于输入控制工作台升降命令，其特征在于：所述升降机构有四个，对称分布于工作台面的四角处，每个升降机构由一个电机单独驱动；还包括倾角传感器采样电路和用于实时检测电机转速的正交编码器，所述倾角传感器采样电路包括两个分别沿X方向和Y方向安装的倾角传感器；所述倾角传感器采样电路和正交编码器分别与主控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的多电机智能升降工作台控制系统，其特征在于：还包括用于检测升降机构到达极限位置的到位信号检测电路，所述到位信号检测电路与主控制模块连接。
3.根据权利要求2所述的多电机智能升降工作台控制系统，其特征在于：所述到位信号检测电路包括霍尔传感器。
4.根据权利要求3所述的多电机智能升降工作台控制系统，其特征在于：所述主控制模块与按键电路、电机驱动电路、到位信号检测电路、正交编码器之间连接有光电耦合隔离器件。
5.根据权利要求1所述的多电机智能升降工作台控制系统，其特征在于：所述主控制模块包括单片机及其外围电路。
6.根据权利要求1所述的多电机智能升降工作台控制系统，其特征在于：所述电机采用丝杆步进电机。
7.根据权利要求1所述的多电机智能升降工作台控制系统，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块与主控制模块连接。
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|---|---|---|---|---|
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| CN111897149A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-06 | 北京七星华创集成电路装备有限公司 | 紫外线固化设备 |
| CN115008170A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-06 | 江西中发天信航空发动机科技有限公司 | 联动式外机匣数控分离器 |
| CN116938051A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-10-24 | 山东乐康电器科技有限公司 | 一种高精度智能恒转速源及其实现方法 |
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