CN2512464Y - 高空消防车自动调平控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高空消防车自动调平控制电路,它包括传感器电路和电源电路,三条传感器电路和初始设定电路分别连接到模数转换电路的输入端,模数转换电路的输出端连接到微处理器系统的输入端,微处理器系统的输出端连接到数模转换电路的输入端,数模转换电路的输出端连接到极性转换电路的输入端,极性转换电路的输出端连接到比例放大电路。利用传感器电路来测量主臂与转台,主臂与曲臂,曲臂与吊篮之间的夹角,传感器获得的信号通过模数转换电路、微处理器系统、数模转换电路传给液压控制系统,调整吊篮,使吊篮保持水平状态。该电路能克服稳定性较差、自激和抖动的缺陷。可作为高空作业车特别是高空消防车的自动调平控制电路使用。

Description

高空消防车自动调平控制电路
                           技术领域
本实用新型涉及一种高空作业车的调平控制电路。
                           背景技术
公知的调平控制电路采用模拟技术，由集成运算放大器构成信号处理器，实现自动控制。由于其输出与传感器成线性关系，稳定较差，经常出现吊篮自激现象，在跟随过程中还出现抖动现象，因而控制效果不够好。
                           发明内容
本实用新型的目的是要提供一种高空消防车自动调平控制电路，该电路能克服稳定性较差、自激和抖动的缺陷。
本实用新型的目的是这样实现的：该调平控制电路包括传感器电路和电源电路，三条传感器电路和初始设定电路分别连接到模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端连接到微处理器系统的输入端，微处理器系统的输出端连接到数模转换电路的输入端，数模转换电路的输出端连接到极性转换电路的输入端，极性转换电路的输出端连接到比例放大电路，比例放大电路的电磁阀控制液压系统调整吊篮使其角度满足要求，保证吊篮永远处于水平状态。
所述的传感器电路是两条电压跟随电路的输出端连接到比例放大器的负端，比例放大器的输出端通过电阻连接到模数转换电路的输入端；所述的电压跟随电路是电位器的上端连接到电源，电位器的下端连接到地，电位器的中端连接到运算放大器的正端，运算放大器的负端连接到运算放大器的输出端，运算放大器的输出端通过电阻连接到比例放大器的负端；所述的比例放大器包括一个运算放大器，该运算放大器的负端通过电阻连接到运算放大器的输出端，运算放大器的正端接地。
所述的初始设定电路是电位器的上端连接到电源，电位器的下端连接到地，电位器的中端连接到运算放大器的正端，运算放大器的负端连接到运算放大器的输出端，运算放大器的输出端通过电阻连接到模数转换电路的输入端。
所述的微处理器系统是单片机连接有锁存器、程序存贮器和晶振电路。
所述的极性转换电路是数模转换电路的一个输出端连接到基准源电路，同时该输出端还通过电阻连接到运算放大器的负端，该运算放大器的正端连接到地，运算放大器的输出端通过电阻连接到另一运算放大器的负端；数模转换电路的另一个输出端通过电阻连接到上述后一运算放大器的负端，此运算放大器的正端连接到地，此运算放大器的负端通过电阻连接到此运算放大器的输出端，此运算放大器的输出端通过电阻连接到电位器的上端，电位器的下端连接到地，电位器的上端和下端之间并联有电容器，电位器的中端连接到比例放大电路的输入端。
本实用新型采用离散的数字信号，利用传感器电路来测量主臂与转台，主臂与曲臂，曲臂与吊篮之间的夹角，传感器获得的信号通过模数转换电路、微处理器系统、数模转换电路传给液压控制系统，调整吊篮，使吊篮保持水平状态。该电路能克服稳定性较差、自激和抖动的缺陷。成本低，适应范围广。可作为高空作业车特别是高空消防车的自动调平控制电路使用。
下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。
                           附图说明
图1是本实用新型的一个实施例的电路框图。
图2是图1中的传感器电路图。
图3是图1中的模数转换电路、微处理器系统、数模转换电路、极性转换电路图。
图4是图1中的微处理器系统的锁存器和程序存贮器电路图。
图5是本实用新型的电源电路图。
图中的运算放大器均为LM224、模数转换电路U5为TLC1542、微处理器系统的单片机为8031、锁存器U2为373、程序存储器U3为2732、数模转换电路U6为TLC5615、基准源U4为REF191、稳压块U13为7812、U14为7805、U15为7906、U12为NRS12/12。
                          具体实施方式
在图1中，三条传感器电路连接到模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端连接到微处理器系统的输入端，微处理器系统的输出端连接到数模转换电路的输入端，数模转换电路的输出端连接到极性转换电路的输入端，极性转换电路的输出端连接到比例放大电路，比例放大电路的电磁阀控制液压系统调整吊篮使其角度满足要求，保证吊篮永远处于水平状态。
在图2中，第一条传感器电路是两条电压跟随电路的输出端连接到比例放大器的端U8：D的13脚，比例放大器的输出端运算放大器U8：D的14脚通过电阻R12连接到模数转换电路U5的输入端1。第一条电压跟随电路是电位器CN1的上端连接到电源+5V，电位器CN1的下端连接到地，电位器CN1的中端连接到运算放大器U8：C的正端10，运算放大器U8：C的端8连接到运算放大器U8：C的输出端9，运算放大器U8：C的输出端9通过电阻R5连接到比例放大器U8：D的端13。第二条电压跟随电路包括电位器P1和运算放大器U8：B，其结构与第一条电压跟随电路相同。比例放大器包括运算放大器U8：D，该运算放大器U8：D的端13通过电阻R3连接到运算放大器U8：D的输出端14，运算放大器U8：D的正端12接地。
第二条和第三条传感器电路与第一条传感器电路结构相同，它们的输出端分别通过电阻R13和电阻R14连接到模数转换电路U5的输入端2和输入端3。
初始设定电路是电位器P5的上端连接到电源12V，电位器P5的下端连接到地，电位器P5的中端连接到运算放大器U11：C的正端10，运算放大器U11：C的负端9连接到运算放大器U11：C的输出端8，运算放大器U11：C的输出端8通过电阻R15连接到模数转换电路U5的输入端4。
在图3中，模数转换电路U5的四个输出端19、18、17、16、15分别连接微处理器系统的单片机U1的输入端1、2、5、4、3。
微处理器系统采用的单片机U1连接有晶振电路，单片机U1的7脚和8脚之间串接晶振12M，晶振12M的两端与地之间分别串接有电容20P，单片机U1的9脚与地之间串接有电阻R1，9脚还通过电容E1接电源+5V。微处理器系统的输出端U1的6、7、8分别连接到数模转换电路U6的输入端3、2、1，数模转换电路U6的8脚接+5V，数模转换电路U6的5脚接地。
极性转换电路是数模转换电路U6的一个输出端6连接到基准源电路U4。同时，该输出端6还通过电阻R21连接到运算放大器U7：B的负端6，该运算放大器U7：B的正端5连接到地，运算放大器U7：B的负端6和输出端7之间串接电阻R20，运算放大器U7：B的输出端7通过电阻R22连接到另一运算放大器U7：C的负端9；数模转换电路U6的另一个输出端7通过电阻R18连接到上述后一运算放大器U7：C的负端9，此运算放大器U7：C的正端10连接到地，此运算放大器U7：C的负端9通过电阻R19连接到此运算放大器U7：C的输出端8，此运算放大器U7：C的输出端8通过电阻R20连接到电位器P6的上端，电位器P6的下端连接到地，电位器P6的上端和下端之间并联有电容器E7，电位器P6的中端OUT通过电源电路中的插头CN3连接到比例放大电路的输入端NG6，比例放大电路NG6用于控制电磁阀。
在图4中，微处理器系统采用的单片机U1连接有锁存器U2和程序存贮器U3。
在图5中，电源电路由稳压集成电路U13、U14、U15及U12和二极管D1、电容E7、电容E5、电容E4及电容E6构成，输出的电压有+24V、+5V、-6V。
工作原理：作为传感器的电位器CN1通过运算放大器U8：C改变输入阻抗，再通过运算放大器U8：D进行比例放大输入到模数转换电路U5。U8是四运算集成电路。初始设定电路的电位器P5通过运算放大器U11：C改变输入阻抗输入到模数转换电路U5的A3端，作为系统设定值。模数转换电路U5把A0～A3三路模拟信号变为数字信号，传输给微处理器系统的单片机U1，微处理器系统对数字信号进行处理。单片机U1把数字信号传输给数模转换电路U6，产生模拟信号，再由模拟运算放大器构成的极性转换电路把数模转换电路产生的单极信号转换成双极性信号，通过电位器P6输出到比例放大电路NG6，比例放大电路NG6通过电磁阀控制液压系统的工作。比例放大电路NG6为博世公司生产，可市场购买。
安装时，以底盘作为基准平面，在主臂与转台，主臂与曲臂，曲臂与吊蓝之间分别安装有角度传感器即电位器CN1和P1、CN2和P2、CN3和P3，用来测量在主臂与转台，主臂与吊篮之间的夹角，并把这三个值传给控制电路。由于吊篮水平的条件是三个角的和为定值，控制电路对这三个角度进行相加处理。当三者之和与给定值存在差异时，用液压系统来调整吊篮，使角度满足要求，保整吊篮永远处于水平状态。
接线方式：
1.电源正极接插头CN4的+端：DC17-30V；
2.插头CN4的中间端OUT输出：DC±10V；
3.电源负极接插头CN4的-端。
调试方法：
1.零位调整
先将调平控制电路的线路板安装在控制盒内，线路板的接线端只接好电源线和地线，然后可用手动调平或通过调整曲臂或变幅使吊篮处于平衡状态。当吊篮达到所要的状态后，调整调零电位器P5，顺时针调整输出电压增大，逆时针调整输出电压减小。最后调整到输出到电压为零，零位调整结束，接好信号线。
2.增益调整
将增益电位器P6顺时针旋转到接近极限，然后逆时针旋转增益电位器使增益降低，最终达到一个稳定度和跟随都有比较理想的状态。
3.程序及数据调整
当改变电磁阀或液压系统发生较大的变化时，需要调整基本的跟随曲线，从而使调平具有较广泛的使用范围。一般情况下不进行程序及数据调整。

Claims (4)

1.一种高空消防车自动调平控制电路，它包括传感器电路和电源电路，其特征是三条传感器电路和初始设定电路分别连接到模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端连接到微处理器系统的输入端，微处理器系统的输出端连接到数模转换电路的输入端，数模转换电路的输出端连接到极性转换电路的输入端，极性转换电路的输出端连接到比例放大电路。
2.根据权利要求1所述的高空消防车自动调平控制电路，其特征是所述的传感器电路是两条电压跟随电路的输出端连接到比例放大器的负端，比例放大器的输出端通过电阻连接到模数转换电路的输入端；所述的电压跟随电路是电位器的上端连接到电源，电位器的下端连接到地，电位器的中端连接到运算放大器的正端，运算放大器的负端连接到运算放大器的输出端，运算放大器的输出端通过电阻连接到比例放大器的负端；所述的比例放大器包括一个运算放大器，该运算放大器的负端通过电阻连接到运算放大器的输出端，运算放大器的正端接地。
3.根据权利要求1所述的高空消防车自动调平控制电路，其特征是所述的初始设定电路是电位器的上端连接到电源，电位器的下端连接到地，电位器的中端连接到运算放大器的正端，运算放大器的负端连接到运算放大器的输出端，运算放大器的输出端通过电阻连接到模数转换电路的输入端。
4.根据权利要求1所述的高空消防车自动调平控制电路，其特征是所述的极性转换电路是数模转换电路的一个输出端连接到基准源电路，同时该输出端还通过电阻连接到运算放大器的负端，该运算放大器的正端连接到地，运算放大器的输出端通过电阻连接到另一运算放大器的负端；数模转换电路的另一个输出端通过电阻连接到上述后一运算放大器的负端，此运算放大器的正端连接到地，此运算放大器的负端通过电阻连接到此运算放大器的输出端，此运算放大器的输出端通过电阻连接到电位器的上端，电位器的下端连接到地，电位器的上端和下端之间并联有电容器，电位器的中端连接到比例放大电路的输入端。
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