CN207123725U - 一种两用可无级变速的智能控制设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种两用可无级变速的智能控制设备，包括：有线控制部和无线控制部，其中：所述有线控制部与无线控制部连接同一单片机；所述有线控制部设置第一接收电路以获取输入指令，并经所配置的CAN总线通讯协议发送指令；所述无线控制部设置SPI接口的433Mhz无线接收模块以获取指令，并经所配置的SPI接口的433Mhz无线发送模块发送指令；所述单片机连接双向无级变速拨轮。本实用新型大大提高了机械装备操作的灵活性，精准度和安全性，提高了作业效率，扩大了机械装备的适应能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及智控设备技术领域，更具体地说，涉及一种两用可无级变速的智能控制设备。
背景技术
目前，工业用机械装备的控制设备主要以有线方式与设备主体进行连接。由于无线信号传输的抗干扰能力较有线控制设备差，无线控制设备一直没有得到广泛普及。且目前应用于机械装备的控制设备多为单、双速控制，部分可实现三速控制，无级变速控制尚未得到应用。
人们对机械装备控制的便捷性，安全性和智能化的要求日益提高，故而，无级变速功能的智能控制设备具有广泛的应用前景。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种两用可无级变速的智能控制设备，以实现提高工业机械装备的的便捷性，安全性和智能化性能。
一种两用可无级变速的智能控制设备，包括：有线控制部和无线控制部，其中：
所述有线控制部与无线控制部连接同一单片机；
所述有线控制部设置第一接收电路以获取输入指令，并经所配置的CAN总线通讯协议发送指令；
所述无线控制部设置SPI接口的433Mhz无线接收模块以获取指令，并经所配置的SPI接口的433Mhz无线发送模块发送指令；
所述单片机连接双向无级变速拨轮。
优选地，所述单片机为STM32型号单片机，所述双向无级变速拨轮的模拟量输入端与所述STM32型号单片机的AD模块连接。
优选地，该控制设备还包括：与所述单片机I/O接口连接的人机交互部件，所述人机交互部件包括工作模式切换键。
优选地，该控制设备还包括：急停输出功能键
优选地，该控制设备还包括：所述无线通讯模块为433MHz通讯模块。
优选地，该控制设备还包括：与所述单片机连接的显示模块，所述显示模块为点阵LCD液晶屏。
优选地，该控制设备还包括：与所述单片机连接的供电模块，所述供电模块包括：储能模块和电量管理模块。
优选地，该控制设备还包括：所述储能模块为锂离子电池，所述管理模块为锂离子电池电量监控电路。
优选地，所述控制设备包覆有手柄式外壳。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型实现了控制设备有线控制和无线控制的无缝切换，使用者可以根据不同的使用环境选择有线控制方式或无线控制方式。本智能控制设备可通过按键方便的设置机械装备的最大运行速度和运行范围；调节不同运行范围内的运行速度；在最大速度范围内对机械装备进行无级变速控制；具有不同的控制模式可以自由切换；可选择的显示机械装备的运行参数，如运行模式，运行速度，负载重量等，使操作者实时掌握设备的运行情况。本实用新型可进行电池状态的监控，并在有线控制时控制设备内置可充电电池会自动充电，以保证电池电量的充沛。本实用新型大大提高了机械装备操作的灵活性，精准度和安全性，提高了作业效率，扩大了机械装备的适应能力。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的一种两用可无级变速的智能控制设备结构示意图；
图2为本实用新型实施例公开的一种两用可无级变速的智能控制设备中部件电路示意图；
图3为本实用新型实施例公开的一种两用可无级变速的智能控制设备中部件电路示意图；
图4为本实用新型实施例公开的一种两用可无级变速的智能控制设备中部件电路示意图；
图5为本实用新型实施例公开的一种两用可无级变速的智能控制设备中部件电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种两用可无级变速的智能控制设备，以实现提高工业机械装备的的便捷性，安全性和智能化性能。
图1示出了一种两用可无级变速的智能控制设备，包括：
有线控制部1和无线控制部2，其中：
所述有线控制部1与无线控制部2连接同一单片机3；
所述有线控制部1设置第一接收电路以获取输入指令，并经所配置的CAN总线通讯协议发送指令；
工业设备的控制接收端通过CAN总线通讯协议接收所述有线控制部1发送过来的CAN数据，并通过程序解析为代表操纵内容的数字信号。
所述无线控制部2设置SPI接口的433Mhz无线接收模块以获取指令，并经所配置的SPI接口的433Mhz无线发送模块22发送指令；
串行SPI接口的433Mhz无线接收模块21接收由发射器发出的电波，读取发射器发出的载波信号并解调译码为代表操纵内容的数字信号。
工业场合由于强磁场、强电信号较多，无线传播的环境较为复杂，因此选用抗干扰性强的CC1101无线433Mhz模块。
所述单片机3连接双向无级变速拨轮4。单片机为STM32型号单片机，所述双向无级变速拨轮的模拟量输入端与所述STM32型号单片机的AD模块连接，因此采用双向无级变速拨轮，实现工业机械在提升过程中的速度变化迅速、平稳。参见图2的电路设计，该设计为优选双向无级变速拨轮的设计电路，并不唯一也并不作为局限本实用新型的实施例。
该双向无级变速拨轮输出为模拟量输出。STM32F单片机具有12位AD输入，因此将双向无级变速拨轮的模拟量通过信号放大、滤波后输入单片机的AD采集引脚，单片机将采集到的值转换为一个速度值(取值范围为：负向最大～正向最大)，同时将这个速度值通过无线模块或者是有线CAN总线发送到控制接收端，用来控制电机脉冲逻辑。
图1还示出了与所述单片机I/O接口连接的人机交互部件，在图1中示出的人机交互部件为按键键盘5，所述控制设备包覆有手柄式外壳。
所述人机交互部件不局限于实体按键或模拟键盘。
所述按键键盘5电路主要是利用STM32F103单片机的普通I/O进行扩展设计，实现对键值数据的采集。控制设备上有5个按键，分别与单片机的5个I/O相连，对应浮动按键，菜单键，速度档位调节键，扩展按键2个。正常状态时，按键所在的I/O被上拉到3.3V，当键按下时，与之相连的I/O口与地导通而被拉低，此时可以获得按键的输入值。由于STM32F103单片机的I/O口具有中断功能，因此，在软件设计时可以采用键盘扫描的方式采集键值，也可以利用I/O的中断功能实现键盘输入的采集。
更为具体地，所述按键键盘5包括工作模式切换键，作为优选，为了方便操作人员清楚当前的工作模式，使用三色LED来区分当前的工作状态，即无线模式、有线模式和错误状态。参见图3，该设计为优选工作模式的设计电路，并不唯一也并不作为局限本实用新型的实施例。
POWER_DETECT连接STM32F103的I/O口，当外接电源DC_IN有输入时，POWER_DETECT引脚输入为低电平，控制设备工作在有线模式下，否则，POWER_DETECT为高电平，控制设备工作在无线模式下。
图1还示出了与所述单片机I/O接口连接的还包括：急停输出功能键6:
参见图4的电路设计，该设计为优选设计电路，并不唯一也并不作为局限本实用新型的实施例。由于于工业场合的安全性需要，控制设备增加了急停按键的输出功能，此急停按键为常规急停按钮。在无线控制模式下，STM32F103单片机采集到急停输出，立刻发送停止命令给控制接收端，由控制端控制继电器切断伺服电机的动力电源，并锁伺服电机抱闸。在有线控制模式下，急停按键直接输出硬开关量信号，控制继电器切断伺服电机的动力电源，并锁伺服抱闸。
所述智能控制设备设置的显示模块为点阵LCD液晶屏7。
可显示设备的各种状态如运行模式，运行速度，负载重量等。此点阵LCD液晶屏驱动方式为并口控制，因此使用STM32F103单片机的I/O口模拟并行总线驱动LCD。
需要说明的是，与所述单片机连接的供电模块8，所述供电模块包括：储能模块和电量提示模块。
优选地，所述储能模块为锂离子电池，所述管理模块为锂离子电池电量监控电路。
参见图5的电路设计，该设计为优选设计电路，并不唯一也并不作为局限本实用新型的实施例。当有外接电源DC_IN时，D10导通，MOS管Q12不导通，此时控制设备电源DP_OUT使用外接电源。
当外接电源DC_IN不存在时，D10不导通，D12导通，MOS管Q12导通，此时控制设备电源DP_OUT使用锂离子电池Vbat为电源。
当控制设备无外接电源，并且当Vbat电压大于阈值M时，控制设备使用Vbat为电源。当Vbat电压小于阈值M时，Vbat不能作为供电电源使用，从而保护了电池不会由于过放造成电池损坏。
综上所述：
本实用新型实现了控制设备有线控制和无线控制的无缝切换，使用者可以根据不同的使用环境选择有线控制方式或无线控制方式。本智能控制设备可通过按键方便的设置机械装备的最大运行速度和运行范围；调节不同运行范围内的运行速度；在最大速度范围内对机械装备进行无级变速控制；具有不同的控制模式可以自由切换；可选择的显示机械装备的运行参数，如运行模式，运行速度，负载重量等，使操作者实时掌握设备的运行情况。本实用新型可进行电池状态的监控，并在有线控制时控制设备内置可充电电池会自动充电，以保证电池电量的充沛。本实用新型大大提高了机械装备操作的灵活性，精准度和安全性，提高了作业效率，扩大了机械装备的适应能力。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，包括：有线控制部和无线控制部，其中：
所述有线控制部与无线控制部连接同一单片机；
所述有线控制部设置第一接收电路以获取输入指令，并经所配置的CAN总线通讯协议发送指令；
所述无线控制部设置SPI接口的433Mhz无线接收模块以获取指令，并经所配置的SPI接口的433Mhz无线发送模块发送指令；
所述单片机连接双向无级变速拨轮。
2.如权利要求1所述的两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，所述单片机为STM32型号单片机，所述双向无级变速拨轮的模拟量输入端与所述STM32型号单片机的AD模块连接。
3.如权利要求1或2所述的两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，还包括与所述单片机I/O接口连接的人机交互部件，所述人机交互部件包括工作模式切换键；
还包括：急停输出功能键。
4.如权利要求1所述的两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，所述无线通讯模块为433MHz通讯模块。
5.如权利要求1所述的两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，还包括：与所述单片机连接的显示模块，所述显示模块为点阵LCD液晶屏。
6.如权利要求1所述的两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，还包括：与所述单片机连接的供电模块，所述供电模块包括：储能模块和电量管理模块。
7.如权利要求6所述的两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，所述储能模块为锂离子电池，所述管理模块为锂离子电池电量监控电路。
8.如权利要求1所述的两用可无级变速的智能控制设备，其特征在于，所述控制设备包覆有手柄式外壳。
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