CN2447816Y

CN2447816Y - 控制手柄

Info

Publication number: CN2447816Y
Application number: CN 00225930
Authority: CN
Inventors: 何清华; 邓伯禄; 王恒生
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2001-09-12
Anticipated expiration: 2010-11-09

Abstract

一种控制手柄，由机械部件和信号处理电路两部分组成，机械部件包括操作杆、球轴承、转轴、角位移传感器，信号处理电路包括信号缓冲及放大电路、定值比较及方向判定电路、电平转换电路、选择放大电路。这种控制手柄结构简单、控制精度高，用其输出的模拟电信号和开关信号分别驱动电磁换向阀和电液比例阀，可以实现各种复杂的电液控制。

Description

控制手柄

本实用新型属于一种控制装置，更确切说是一种控制手柄。

现有的控制手柄包括机械部件和信号处理电路两部分，广泛应用于工业控制系统中，其工作过程大致为：摇动手柄，与手柄相连的操作杆一起转动，操作杆带动两个半圆形轴转动，这时两个半圆形轴上的位移传感电位器输出反应手柄位置的电信号，此信号经信号处理电路处理，再输出相应的控制信号。这种控制手柄存在的缺点是只输出与角位移成正比的模拟电压信号，控制系统复杂、精度不高，难以完成复杂的控制。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、控制精度高的控制手柄，这种控制手柄除了能输出两个与角位移成正比的模拟电压信号外，还能输出反应手柄实际运动方向的开关信号。

为实现上述目的，本实用新型由机械部件和信号处理电路两部分组成，机械部件包括操作杆、球轴承、转轴、角位移传感器，信号处理电路包括信号缓冲及放大电路、定值比较及方向判定电路、电平转换电路、选择放大电路。

本实用新型的工作原理简述如下：拨动操作杆，操作杆带动两个转轴转动，与转轴相连的角位移传感器输出与各自摆角成正比的模拟电压信号，此模拟电压信号经缓冲放大后分两路输出：一路输出送到定值比较及方向判定电路，经比较及方向判定后输出两路开关信号，这两路开关信号经电平转换后输出；另一路输出送到选择放大电路，经选择放大后输出电压信号。

下面结合附图详细说明本实用新型的结构及工作原理。

图1，本实用新型的俯视图。

图2，本实用新型的A-A剖视图。

图3，本实用新型的B-B剖视图。

图4，本实用新型的电路框图

图5，本实用新型的电路图。

参见图1、2、3、4、5，本实用新型由机械部分和信号处理电路两部分组成，机械部分包括操作杆1、转轴2、轴承3、转轴4、轴承5、角位移传感器6、球轴承7，操作杆1可绕球轴承7转动，转轴2与转轴4为互相垂直、轴心重合的半圆形轴，转轴2和转轴4上开有环形槽，操作杆1的下端穿过转轴2和转轴4的环形槽，转轴2和转轴4上设有角位移传感器6；角位移传感器6为电位器式传感器R₆₁，信号处理电路包括信号缓冲及放大电路8、定值比较及方向判定电路9、电平转换电路10、选择放大电路11，信号缓冲及放大电路8由U_3A、R₁₀、R₁₁、C₁₀组成，U_3A的3脚与R₆₁的调节端、C₁₀相接，U_3A的2脚与R₁₀、R₁₁相接，U_3A的1脚与U_1A的5脚、U_1B的6脚、R₁₁、R₁₃、继电器J₁的2端相接，定值比较及方向判定电路9由U_1A、U_1B、R₁～R₆组成，U_1A的4脚与R₁、R₂相接，U_1A的3脚与U_2A的1脚、U_2B的3脚、R₅相接，U_1B的7脚与R₄、R₃相接，U_1B的8脚与U_2C的5脚、R₆相接，R₁和R₂、R₃和R₄串接后的分压分别组成的定值比较及方向判定电路的基准电压，电位器R₂、R₃可调节操作杆的位置死区，电平转换电路10由U_2A、U_2B、U_2C组成，U_2A的2脚与继电器J₁相接，选择放大电路11由J₁、U_3C、R₁₂～R₁₄、C₁₂组成，U_3c的10脚与R₁₂相接，U_3c的9脚与R₁₃、R₁₄、C₁₁相接，U_3c的8脚与R₁₄、C₁₁相接，R₁₂与J₁的1端相接，选择放大电路11的比例系数由继电器J₁决定。

本实用新型的工作原理详述如下：操作杆1绕球轴承7转动时，操作杆1的下端带动转轴2和转轴4转动，与转轴相连的角位移传感器6输出与各自摆角成正比的模拟电压信号，此信号为-10v+10v双极性信号并送到信号缓冲及放大电路的输入端U_3A的3脚，经缓冲及放大电路后从U_3A的1脚分两路输出：一路输出送到定值比较及方向判定电路的输入端，即U_1A的4脚和U_1B的7脚，经比较判定后从U_1A的2脚和U_1B的8脚输出转轴运动方向的“左”“右”两个开关信号，这两个开关信号经U_2B、U_2C电平转换后作为电液控制过程中电磁换向阀的控制信号输出，同时U_1A的2脚输出的开关信号经U_2A电平转换后驱动继电器J₁使选择放大器选择不同的比例系数；另一路输出送到选择放大电路的输入端U_3C的9脚，经选择放大后从U_3C的8脚输出，此模拟信号作为电液控制过程中电液比例阀的控制信号。

以上所述的是一个转轴上角位移传感器的输出信号处理过程，另一个转轴上角位移传感器的输出信号处理过程完全相同，且两路输出信号相互独立，互不影响。

根据以上所述可知，当操作杆向A、B、C任一方向摆动，这时与转轴连接的角位移传感器输出1路或2路与操作杆摆角成正比的模拟电信号，此信号经信号处理电路处理后，输出1路或2路模拟电信号以及2路或4路开关信号，用此模拟电信号和开关信号分别驱动电磁换向阀和电液比例阀，可实现各种复杂的电液控制。

综上所述，本实用新型结构简单、控制精度高，它不仅能输出两个与角位移成正比的模拟电压信号外，还能输出反应实际运动方向的开关信号，用此模拟电信号和开关信号分别驱动电磁换向阀和电液比例阀，可以实现各种复杂的电液控制。

Claims

一种控制手柄，由机械部件和信号处理电路两部分组成，机械部件包括操作杆(1)、球轴承(7)、转轴(2)、轴承(3)、转轴(4)、轴承(5)、角位移传感器(6)，信号处理电路包括信号缓冲及放大电路(8)、定值比较及方向判定电路(9)、电平转换电路(10)、选择放大电路(11)，其特征在于：角位移传感器(6)的输出信号送到缓冲及放大电路(8)的输入端，经缓冲及放大后分两路输出，一路送到定值比较及方向判定电路(9)的输入端，经比较及方向判定后输出三个开关信号，这三个开关信号经电平转换电路(10)电平转换后，一个通过继电器J1控制选择放大电路(11)的比例系数，另两个作为反应转轴运动方向的开关信号输出，缓冲及放大电路(8)的另一路输出信号送到选择放大电路(11)的输入端，经放大后输出模拟信号。