CN206203759U - 一种无级调速提升机控制驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无级调速提升机控制驱动系统，包括传感器电路、比例放大电路、安全逻辑电路、控制接口电路、电源电路、信号隔离控制电路、伺服控制电机减速系统、绳轮及吊钩系统、上升限位系统、下降限位系统、钢丝绳松动限位系统，所述电源电路分别连接传感器电路、比例放大电路、安全逻辑电路、控制接口电路。本实用新型的有益效果是用很小的力量操作无级调速手持操作器，就可以控制提升很重的物体，而且速度与随力量大小做无级调速，可以做到智能提升的效果，克服了接触式触点开关受到机械冲击容易损坏及电压的瞬时接触或者断开引起触电火花，同时做到重心驱动设计原则，提高了提升机的使用寿命。

Description

一种无级调速提升机控制驱动系统

技术领域：

本发明涉及提升机生产制造领域，具体为一种无级调速提升机控制驱动系统。

背景技术：

通常，提升机的种类比较繁多，单速电机转速是固定的，电机的极数也是固定的，比如：2极-3000转，4极-1500转，6极-1000转，8极-750转，即使采用双速电机，一般是变极电机，具体来说通过改变接法(如Δ/YY)，可以改变电机的极数，也不能克服达到无级调速的目的。

提升机的速度是固定的，目前控制器方面是由按压式按钮、急停开关组成，通过按钮的接触式触点提供控制信号，实现提升机的定速升、降控制，在实际初始化设置及升降换向、启停控制过程中，接触式触点开关受到机械冲击容易损坏，同时由于电压的瞬时接触或者断开引起触电火花，容易烧毁控制及驱动电路，降低了提升机的使用寿命；在潮湿的天气或者操作工使用不当，还容易引起触电事故的发生，造成比较大的安全事故，因此提升机的无级控制驱动系统成为提升机生产制造领域亟待解决的重要问题。

虽然市场上具有一些无级变速产品，以液压传动无级变速及齿轮传动无级变速居多，或者其他领域的一些无级变速技术，但是在提升机生产制造领域，具有某些不同的使用条件，跟其他领域的无级变速控制驱动系统有一定的不同之处，即使在提升机上能够实现无级调速，那么市场价格可能比较昂贵，因此符合提升机生产制造领域的无级变速控制驱动系统能建设性地满足当前需求。

发明内容：

为了克服上述起升机无级调速方面遇到的问题，本发明提供了一种无级调速提升机控制驱动系统，所述一种无级调速提升机控制驱动系统包括传感器电路、比例放大电路、安全逻辑电路、控制接口电路、电源电路、信号隔离控制电路、伺服控制电机减速系统、绳轮及吊钩系统、上升限位系统、下降限位系统、钢丝绳松动限位系统，所述电源电路分别连接传感器电路、比例放大电路、安全逻辑电路、控制接口电路，所述传感器电路连接比例放大电路，所述比例放大电路连接安全逻辑电路，所述安全逻辑电路连接控制接口电路，所述控制接口电路连接所述信号隔离控制电路，所述信号隔离控制电路分别连接所述伺服控制电机减速系统、上升限位系统、下降限位系统及钢丝绳松动限位系统，所述伺服控制电机减速系统连接所述绳轮及吊钩系统。

需要提出的是，在提升机生产制造领域，本发明所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，特别地，适用所述提升机控制驱动领域，区别于其他公众所熟知的一般领域。

所述伺服控制电机减速系统、绳轮及吊钩系统是本发明所述一种无级调速提升机控制驱动系统执行装置，所述伺服控制电机减速系统包括电动机、减速器、同步齿轮组、卷筒，所述电动机连接所述减速器，所述减速器连接所述同步齿轮组，所述同步齿轮组连接所述卷筒，所述卷筒连接绳轮及吊钩系统，所述所述绳轮及吊钩系统安装在所述伺服控制电机减速系统的重力线上，使得承重中心线与所述绳轮及吊钩系统在同一条竖直线上，符合重心驱动原则，减小所述执行装置在提升负荷时的震动及倾覆力矩影响。

所述传感器电路由两组感应器和两组信号发生器组成，所述感应器包括感应器一及感应器二，所述信号发生器包括信号发生器一及信号发生器二，感应 器一主要感应信号发生器一发出不同的信号强度，感应器二主要感应信号发生器二发出不同的信号强度，无论是感应器一还是感应器二，均输出2路电量信号，所强调的是，在提升机生产制造领域，所述2路电量信号中，1路是提升机移动距离大小信号，1路是提升机移动方向信号，包括上升或者下降，进一步地，所述感应器输入电压3.5～6.5V，所优选输入电压5V，输出电压信号随信号发生器信号强度在0.8V～2.5V～4.25V之间线性变化，在信号发生器信号强度反方向最大时，感应器输出电压0.8V，在信号发生器信号强度为0时，感应器输出电压2.5V，在信号发生器信号强度正方向最大时，感应器输出电压4.25V，本发明中所述感应器输出电压为2.5V～4.25V。

所述比例放大电路由电位器、集成电路及电阻组成，所述比例放大电路对2路输入电压为2.5V～4.25V的信号进行加减运算、比例回放、运放调零、放大处理后，将输出0～5V的2路输出电压，所述集成电路优选LM324。

所述安全逻辑电路由集成电路1、集成电路2和集成电路3、2个电位器组成。为保证输出安全，所述安全逻辑电路预留一个接口P3，用于封锁禁止所有信号输出，所述安全逻辑电路能够对信号进行逻辑运算，如果所述传感器电路由两组感应器都有信号输出，或输出很小的误差信号，所述安全逻辑电路会禁止输出。

所述集成电路1集成4个电压比较器，用电位器R3、R53整定比较电压门限值，只有当输入信号V1、V2大于比较电压门限值时，电压比较器输出OUT1、OUT2信号为高电平，比较电压门限值调整范围0～0.25V。

所述集成电路2作为电压跟随器，提高输出负荷能力。

所述集成电路3内部封装4个独立的模拟开关，通过运算处理3种逻辑关系，控制2个数字信号OUT1、OUT2和1个速度模拟量信号A0的输出状态：如 果输入OUT1、OUT2信号都为低电平，模拟信号A0输出为零；当输入信号OUT1为高电平，模拟信号A0输出等于V1，当输入信号OUT2为高电平，模拟信号A0输出等于V2，如果2个信号OUT1、OUT2都为高电平输入，OUT1、OUT2同时禁止输出。

所述控制接口电路由电气插接件组成，输出所述安全逻辑电路产生的上升信号OUT1、下降信号OUT2和速度信号A0。

所述电源电路由专用芯片1和反转电源转换器组成，为所述传感器电路、比例放大电路、安全逻辑电路提供正负5V工作电源。专用芯片1电压输入范围7～40V，输出5V，最大输出电流3A。反转电源转换器，输入电压5V，输出-5V，输出电流100mA。

所述信号隔离控制电路主要包括电子元件1和电子元件2，将所述控制接口电路输送出的信号转换成所述伺服控制电机减速系统可识别的信号。

所述伺服控制电机减速系统包括伺服控制器、伺服电机、减速机。根据提升机的负荷重量和提升速度，可选择不同型号的伺服控制器、伺服电机、和减速机。由于本发明所述的信号隔离控制电路的信号转换，可使用不同品牌的伺服控制器，在提升机生产制造领域，本发明所述所述的一种无级调速提升机控制驱动系统伺服控制器和伺服电机可以利用类似的驱动装置及类似的驱动伺服机构，所优先考虑地是可以采用变频器和变频电机来替换。

所述绳轮及吊钩系统包括绳轮、钢丝绳和吊钩，绳轮正反向旋转通过钢丝绳驱动吊钩上下移动，在绳轮上方装有2个限位系统：上升限位系统及下降限位系统，吊钩上升时，绳轮上的钢丝增多，上升限位系统采用非接触式电磁感应接近开关感应绳轮上的钢丝增多，产生增多信号，经所述信号隔离控制电路进行信号转换，输送到所述伺服控制电机减速系统，禁止所述伺服电机运动；吊 钩下降时，绳轮上的钢丝减少，下降限位系统采用非接触式电磁感应接近开关感应绳轮上的钢丝减少，产生减少信号，经所述信号隔离控制电路进行信号转换，输送到所述伺服控制电机减速系统，禁止所述伺服电机运动。所述钢丝绳松动限位系统用于检测钢丝绳张力，当吊钩落地或其它原因，造成钢丝绳松动，所述钢丝绳松动限位系统动作，经所述信号隔离控制电路进行信号转换，输送到所述伺服控制电机减速系统，禁止所述伺服电机运动，防止钢丝绳脱落。

本发明的有益效果是通过本发明提供了一种无级调速提升机控制驱动系统，用很小的力量操作无级调速手持操作器，就可以控制提升很重的物体，而且速度与随力量大小做无级调速，可以做到智能提升的效果，克服了接触式触点开关受到机械冲击容易损坏及电压的瞬时接触或者断开引起触电火花，容易烧毁控制及驱动电路的现象，提高了提升机的使用寿命。

附图说明：

图1是本发明所述的一种无级调速提升机控制驱动系统指令示意图；

图2是本发明所述的一种无级调速提升机控制驱动系统的传感器结构及指令图；

图3是本发明所述的一种无级调速提升机控制驱动系统的传感器电路、比例放大电路、安全逻辑电路、控制接口电路、电源电路的电路图；

图4是本发明所述的一种无级调速提升机控制驱动系统的信号隔离控制电路；

图5是伺服控制电机减速系统、绳轮及吊钩系统重心驱动安装示意图；

传感器电路1、比例放大电路2、安全逻辑电路3、控制接口电路4、电源电路5、信号隔离控制电路6、伺服控制电机减速系统7、绳轮及吊钩系统8、上升限位系统9、下降限位系统10、钢丝绳松动限位系统11、感应器一111、 感应器二114，信号发生器一113、信号发生器二112、电动机71、减速器72、同步齿轮组73、连接器74、卷筒75；

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，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

所述一种无级调速提升机控制驱动系统包括传感器电路1、比例放大电路2、安全逻辑电路3、控制接口电路4、电源电路5、信号隔离控制电路6、伺服控制电机减速系统7、绳轮及吊钩系统8、上升限位系统9、下降限位系统10、钢丝绳松动限位系统11，所述电源电路5分别连接传感器电路1、比例放大电路2、安全逻辑电路3、控制接口电路4，所述传感器电路1连接比例放大电路2，所述比例放大电路2连接安全逻辑电路3，所述安全逻辑电路3连接控制接口电路4，所述控制接口电路4连接所述信号隔离控制电路6，所述信号隔离控制电路6分别连接所述伺服控制电机减速系统7、上升限位系统9、下降限位系统10及钢丝绳松动限位系统11，所述伺服控制电机减速系统7连接所述绳轮及吊钩系统8。

结合图1，电源电路5为所述传感器电路1、比例放大电路2、安全逻辑电路3、控制接口电路4上电后，传感器1发出的电压信号经比例放大电路放大后，安交由所述安全逻辑电路3能够对信号进行逻辑运算，最后信号经所述控制接口电路4进行输出，然后信号经所述信号隔离控制电路6进行转换为所述伺服控制电机减速系统7所识别的信号，所述伺服控制电机减速系统7发出响应的信号控制所述绳轮及吊钩系统8起升或者降落负载，若出现负载起升到限位位置、降落到限位位置或者出现某些原因导致钢丝绳松动现象，所述上升限位系统9、下降限位系统10及钢丝绳松动限位系统11发出信号，经所述信号隔离控 制电路6进行信号转换，输送到所述伺服控制电机减速系统7，禁止所述伺服电机运动，从而完成本发明所述一种无级调速提升机控制驱动系统的指令流程。

实例1：

一、向上单手握住所述无级变速提升机手持操作器手柄套，使得手柄套往上挪动1-15mm；

二、所述一种无级调速提升机控制驱动系统传递响应的信号；

三、吊钩吊起负载以每分钟1-20米的速度往上整体提升；

四、继续向上单手握住所述无级变速提升机手持操作器手柄套，使得手柄套保持往上挪动1-15mm；

五、吊钩吊着负载以每分钟1-20米的速度继续往上整体提升，直到所述伺服控制电机减速系统7的伺服电机停止运动。

实例2：

一、向下单手握住所述无级变速提升机手持操作器手柄套，使得手柄套往下挪动7-25mm；

二、所述一种无级调速提升机控制驱动系统传递响应的信号；

三、吊钩吊起负载以每分钟5-35米的速度往下整体提升；

四、继续向下单手握住所述无级变速提升机手持操作器手柄套，使得手柄套保持往下挪动1-15mm；

吊钩吊着负载以每分钟5-35米的速度继续往下整体提升，直到所述伺服控制电机减速系统7的伺服电机停止运动。

实例3：

一、向下单手握住所述无级变速提升机手持操作器手柄套，使得手柄套往下挪动3-16mm；

二、所述一种无级调速提升机控制驱动系统传递响应的信号；

三、吊钩吊起重10千克的负载以每分钟7-30米的速度往下整体提升；

四、在保证机械及人身安全的工况下，用外力提起10千克的负载使得钢丝绳松动；

五、所述伺服控制电机减速系统7的伺服电机停止运动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，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只是说明本发明的原理，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 (8)

1.一种无级调速提升机控制驱动系统，包括传感器电路(1)、比例放大电路(2)、安全逻辑电路(3)、控制接口电路(4)、电源电路(5)、信号隔离控制电路(6)、伺服控制电机减速系统(7)、绳轮及吊钩系统(8)、上升限位系统(9)、下降限位系统(10)、钢丝绳松动限位系统(11)，其特征在于，所述电源电路(5)分别连接传感器电路(1)、比例放大电路(2)、安全逻辑电路(3)、控制接口电路(4)，所述传感器电路(1)连接比例放大电路(2)，所述比例放大电路(2)连接安全逻辑电路(3)，所述安全逻辑电路(3)连接控制接口电路(4)，所述控制接口电路(4)连接所述信号隔离控制电路(6)，所述信号隔离控制电路(6)连接所述伺服控制电机减速系统(7)，实现无级变速感应信号的连续输出指令。

2.根据权利要求1所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，其特征在于所述绳轮及吊钩系统(8)安装在所述伺服控制电机减速系统(7)的重力线上，使得承重中心线与所述绳轮及吊钩系统在同一条竖直线上。

3.根据权利要求1所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，其特征在于所述信号隔离控制电路(6)分别连接所述伺服控制电机减速系统(7)、上升限位系统(9)、下降限位系统(10)及钢丝绳松动限位系统(11)。

4.根据权利要求1所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，其特征在于所述传感器电路(1)由两组感应器和两组信号发生器组成，输出2路电量信号，输入电压3.5～6.5V，输出电压为2.5V～4.25V。

5.根据权利要求1所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，其特征在于所述比例放大电路(2)输入电压为2.5V～4.25V，输出0～5V的2路输出电压。

6.根据权利要求1所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，其特征在于所 述电源电路(5)由专用芯片1和反转电源转换器组成，专用芯片1电压输入范围7～40V，输出5V，最大输出电流3A，反转电源转换器，输入电压5V，输出-5V，输出电流100mA。

7.根据权利要求1所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，其特征在于所述安全逻辑电路(3)留有一个接口P3。

8.根据权利要求1所述的一种无级调速提升机控制驱动系统，其特征在于所述信号隔离控制电路(6)包括将所述控制接口电路(4)输送出的信号转换成所述伺服控制电机减速系统(7)可识别信号的电子元件1和电子元件2。