TWI413719B - Manual turntable servo motor drive control device - Google Patents

Description

手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置

本發明係有關於一種電子控制技術，特別是有關於一種手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其可應用於搭配至一具有伺服馬達的機電設備，例如為縫紉機設備，用以讓使用者可方便及安全地以手控方式操控該縫紉機設備中之伺服馬達的運轉。

縫紉機是一種可用來製做紡織品的機器，可以將紡織品用線自動縫成一體。目前自動化的縫紉機設備的機構通常包括一伺服馬達和一車縫針，其中伺服馬達即用以驅動車縫針進行一車縫動作來將線縫入紡織品的布料之中。

目前之縫紉機設備通常採用一種直接驅動的設計方式，亦即令伺服馬達直接透過一連接軸來固定於縫紉機之主軸上，以讓伺服馬達的運轉可轉動主軸而驅動車縫針進行車縫動作。此外，伺服馬達的周邊通常設置有其它的機構或設備，例如散熱風扇，因此使得人員不易以手觸及伺服馬達的轉軸部分。此種機構設計方式於實際應用上造成的一項缺點在於當縫紉機設備發生故障狀況時，不易讓維修人員藉由手動方式來調整伺服馬達的轉軸而調整車縫針的位置來進行維修。即使維修人員可用手觸及伺服馬達的轉軸來將其轉動，但此作法卻可能有安全上的顧慮。

以下配合第3圖及第4圖簡述上述之先前技術的缺點。第3圖顯示一縫紉機設備310搭配一習知之機械手輪311的立體示意圖。如圖所示，於實際使 用時，此縫紉機設備310的作業人員係位於標號312所指之位置，因此可明顯看出作業人員無法直接從其通常所在之工作位置接觸到該機械手輪311，而需要移動至此機械手輪311之設置處來作調整，因此造成操作上的不便。第4圖顯示另一種縫紉機設備320搭配一習知之機械手輪321的立體示意圖。如圖所示，於實際使用時，此縫紉機設備320的作業人員係位於標號322所指之位置，因此可明顯看出作業人員無法直接從其通常所在之工作位置接觸到該機械手輪321，而需要移動至此機械手輪322之設置處來作調整，因此亦造成操作上的不便。

鑒於以上所述習知技術之缺點，本發明之主要目的便是在於提供一種手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其可讓使用者方便及安全地以手控方式來遠端操控縫紉機設備中之伺服馬達作運轉動作，而不必用手觸及伺服馬達的轉軸。

本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置係設計來應用於搭配至一具有伺服馬達的機電設備，例如為縫紉機設備，用以讓使用者可方便及安全地以手控方式操控該縫紉機設備中之伺服馬達作運轉動作。

於構造上，本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置至少包含以下之構件：(A)一手動轉輪模組；(B)一控制信號產生模組，其至少包括：(B1)一方向控制信號產生單元和(B2)一速度控制信號產生單元；以及(C)一伺服馬達驅動模組；並進而包含：(D)一伺服馬達運轉狀態偵測模組。

本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置的特點在於使用者只要藉由設置於縫紉機設備外部之手動轉輪模組即可遠端操控伺服馬達的運轉，而不必觸及設置於縫紉機設備之內部的伺服馬達及其周邊的機構或裝置，因此可對使用者提供使用上的方便性及安全性。

10‧‧‧縫紉機設備

11‧‧‧車縫針

12‧‧‧伺服馬達

100‧‧‧本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置

110‧‧‧手動轉輪模組

120‧‧‧控制信號產生模組

121‧‧‧方向控制信號產生單元

122‧‧‧速度控制信號產生單元

130‧‧‧伺服馬達驅動模組

210‧‧‧伺服馬達運轉狀態偵測模組

310‧‧‧第一型縫紉機設備

311‧‧‧第一種習知之機械手輪

312‧‧‧作業人員所在位置

320‧‧‧第二型縫紉機設備

321‧‧‧第二種習知之機械手輪

322‧‧‧作業人員所在位置

330‧‧‧縫紉機設備

331‧‧‧本發明中的電子手輪的第一實施例

332‧‧‧作業人員所在位置

340‧‧‧縫紉機設備

341‧‧‧本發明中的電子手輪的第二實施例

342‧‧‧電腦裝置

第1圖為一應用示意圖，用以顯示本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置搭配至一縫紉機設備的應用方式；第2圖為一架構示意圖，用以顯示本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置的基本架構；第3圖為一立體示意圖，用以顯示一習知之機械手輪搭配至一第一型之縫紉機設備的應用方式；第4圖為一立體示意圖，用以顯示一習知之機械手輪搭配至一第二型之縫紉機設備的應用方式；第5圖為一立體示意圖，用以顯示本發明中的電子手輪的第一實施方式搭配至一縫紉機設備的應用方式；第6圖為一立體示意圖，用以顯示本發明中的電子手輪的第二實施方式搭配至一縫紉機設備的應用方式；第7圖為一側視示意圖，用以顯示第6圖所示之縫紉機設備的側視結構。

以下即配合所附之圖式，詳細揭露說明本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置之實施例。

第1圖即顯示本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置(如標號100所指之方塊)的應用方式。如圖所示，本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置100於實際應用上係搭配至一機電設備，例如為一自動化之縫紉機設備10，其具有一車縫針11，且該車縫針11的運作係受控於一伺服馬達12；亦即該伺服馬達12於運轉時即可驅動該車縫針11進行一車縫動作。本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置100的功能即在於可讓使用者以手動方式遠端操控該縫紉機設備10中之伺服馬達12的運轉，藉以控制該縫紉機設備10的車縫針11的車縫動作達到使用者所希求的方向、速度、及位置。

如第2圖所示，於構造上，本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置100至少包含以下之構件：(A)一手動轉輪模組110；(B)一控制信號產生模組120，其至少包括：(B1)一方向控制信號產生單元121和(B2)一速度控制信號產生單元122；以及(C)一伺服馬達驅動模組130；並進而包含：(D)一伺服馬達運轉狀態偵測模組210。以下即首先分別說明此些構件的個別屬性及功能。

手動轉輪模組110(以下又稱為"電子手輪")為一機械性之圓盤機構，可讓使用者以手來對其以順時針或反時針方向施加一旋轉動作。若使用者欲讓該伺服馬達12作順時針方向的運轉，則便須對此手動轉輪模組110以手推方式施加一對應方向的旋轉動作，例如亦為順時針方向的旋轉動作；反之，若欲讓該伺服馬達12作反時針方向的運轉，則便須對此手動轉輪模組110以手推方式施加另一對應方向的旋轉動作，例如亦為反時針方向的旋轉動作。此外，若使用者欲讓該伺服馬達12作一較快速度的運轉，則便須對此手動轉輪模組110施加快速度的旋轉動作；反之，若欲讓該伺服馬達12作一較慢速度的運轉，則便須對此手動轉輪模組110施加慢速度的旋轉動作。

控制信號產生模組120係用來回應上述之手動轉輪模組110的旋轉動作而產生一組對應之伺服馬達控制信號，包括至少一馬達轉向控制信號和至少一馬達轉速控制信號。於具體實施上，此控制信號產生模組120例如可建基於一種磁力感應式之脈波產生電路裝置，且該手動轉輪模組110的圓週上間隔一定距離上設置有複數個感應點，可於各個感應點通過該磁力感應式脈波產生電路裝置時令其產生單一個脈波。因此當手動轉輪模組110作連續轉動時，其即可致使該磁力感應式之脈波產生電路裝置產生一串列之脈波。但除磁力感應式之外，此控制信號產生模組120所採用之脈波產生方式亦可為光電感應式、光遮斷式、或其它等等。再者，於具體實施上此控制信號產生模組120所產生之馬達轉向控制信號和馬達轉速控制信號可透過有線 方式或無線方式傳送至後續之伺服馬達驅動模組130。若採用無線方式，則此控制信號產生模組120與前述之手動轉輪模組110(即電子手輪)即可整合為一獨立之可攜式單元，可讓使用者隨意將其放置於任何適當及方便操作使用的位置。

方向控制信號產生單元121可偵測上述之手動轉輪模組110的轉動方向為順時針方向或反時針方向，並對應地產生一電子式之馬達轉向控制信號。於具體實施上，此方向控制信號產生單元121例如可採用一脈波計數方式來決定馬達轉向控制信號為令伺服馬達12作順時針方向或反時針方向的運轉；亦即當手動轉輪模組110作順時針方向轉動時，即於每次感應時將一脈波計數值加1；反之當手動轉輪模組110作反時針方向轉動時，即於每次感應時將該脈波計數值減1。方向控制信號產生單元121即可依據該脈波計數值為遞增或遞減來決定伺服馬達運轉方向。

速度控制信號產生模組122係耦接至該手動轉輪模組110，可相應該手動轉輪模組110的轉動速度而產生一對應頻率之馬達轉速控制信號；亦即該馬達轉速控制信號為一串列之脈波，而其脈波出現的頻率即正比於該手動轉輪模組110的轉動速度。

伺服馬達驅動模組130可依據上述之方向控制信號產生單元121所產生的馬達轉向控制信號來驅動伺服馬達12於對應之轉向上作轉動；並進而依據上述之速度控制信號產生單元122所產生的馬達轉速控制信號來驅動伺服馬達12以對應之速度作轉動。於具體實施上，伺服馬達驅動模組130可依據該馬達轉速控制信號的頻率來輸出一對應比例的驅動電壓至伺服馬達12；因此馬達轉速控制信號的頻率愈高，則伺服馬達12的轉動速度也就愈快。由於此將頻率轉換成對應比例之電壓的轉換電路為習知電子技術，因此以下將不對其作詳細之描述。

伺服馬達運轉狀態偵測模組210係用以偵測伺服馬達12是否處於正常之 運轉狀態(即是否實際被啟動來驅動車縫針11進行車縫動作)；若是，則發出一禁能信號來禁能本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置100的操作；反之若否，則發出一致能信號來致能本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置100的操作。換言之，使用者必須在縫紉機設備10未被實際啟動來驅動車縫針11進行車縫動作時，即可能有需要對縫紉機設備10進行維修時，才會令本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置100被致能來讓人員可用手動方式操控伺服馬達12的運轉。

以下即利用一應用實例來說明本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置100於實際應用時的運作方式。

於實際操作時，若使用者欲令縫紉機設備10的伺服馬達12作順時針方向的運轉，則其只要用手以人力於順時針方向轉動本發明中的手動轉輪模組110，即可致使方向控制信號產生單元121產生一相應之馬達轉向控制信號，令伺服馬達驅動模組130控制伺服馬達12作順時針方向的運轉。反之，若使用者欲令縫紉機設備10的伺服馬達12作反時針方向的運轉，則其只要用手以人力於反時針方向轉動本發明中的手動轉輪模組110，即可致使方向控制信號產生單元121產生一相應之馬達轉向控制信號，令伺服馬達驅動模組130控制伺服馬達12作反反針方向的運轉。

再者，若使用者欲令縫紉機設備10的伺服馬達12作一較快速度的運轉，則其只要用手以人力快速地轉動本發明中的手動轉輪模組110，即可致使速度控制信號產生模組122產生一相應之頻率較高之馬達轉速控制信號，令伺服馬達驅動模組130控制伺服馬達12以一較快之轉速來運轉。反之，若使用者欲令伺服馬達12作一較慢速度的運轉，則其只要改為慢速地轉動本發明中的手動轉輪模組110，即可致使速度控制信號產生模組122產生一相應之頻率較低之馬達轉速控制信號，令伺服馬達驅動模組130控制伺服馬達12以一較慢之轉速來運轉。

若使用者欲將縫紉機設備10的車縫針11調整至一適當之高度位置，則其只要用手以人力及適當之轉向及轉速轉動本發明中的手動轉輪模組110，即可致使伺服馬達12作相應之轉動而致使車縫針11移動至所需之高度位置。

於上述之操作過程中，由於使用者只要藉由設置於縫紉機設備10外部之手動轉輪模組110即可操控伺服馬達12的運轉，而不必觸及設置於縫紉機設備10之內部的伺服馬達12及其周邊的機構或裝置，因此可對使用者提供使用上的方便性及安全性。

以下配合第5圖至第7圖來簡述本發明相較於先前技術的優點。第5圖顯示一縫紉機設備330搭配本發明的立體示意圖，其中本發明中的手動轉輪模組110於此實施為一電子手輪331。如圖所示，於實際使用時，此縫紉機設備330的作業人員係位於標號332所指之位置，因此可明顯看出作業人員可易於直接從其通常所在之工作位置接觸到本發明中的電子手輪331，因此使得操作上較為方便。若採用無線方式的實施方式，則此電子手輪331(其中包括手動轉輪模組110和控制信號產生模組120)即可實施為一獨立之可攜式單元，可讓使用者隨意將其放置於任何適當及方便操作使用的位置。

第6圖及第7圖顯示另一種縫紉機設備340搭配本發明的示意圖，其中本發明中的手動轉輪模組110於此實施為一電子手輪341，且透過一電腦裝置342作一延伸性的連結，令其可隨意性地移動其放置位置。如圖所示，於實際使用時，此電子手輪341可隨意放置於縫紉機設備340上的任何方便的位置，以讓作業人員可易於直接從其通常所在之工作位置接觸到此電子手輪341，因此使得操作上較為方便。若採用無線方式的實施方式，亦即令電子手輪341與電腦裝置342之間以無線方式連結，則電子手輪341(其中包括手動轉輪模組110和控制信號產生模組120)即可實施為一獨立之可攜式單元，可讓使用者隨意將其放置於任何適當及方便操作使用的位置。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之實質技術內容的範圍。本發明之實質技術內容係廣義地定義於下述之申請專利範圍中。若任何他人所完成之技術實體或方法與下述之申請專利範圍所定義者為完全相同、或是為一種等效之變更，均將被視為涵蓋於本發明之申請專利範圍之中。

12‧‧‧伺服馬達

100‧‧‧本發明之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置

110‧‧‧手動轉輪模組

120‧‧‧控制信號產生模組

121‧‧‧方向控制信號產生單元

122‧‧‧速度控制信號產生單元

130‧‧‧伺服馬達驅動模組

210‧‧‧伺服馬達運轉狀態偵測模組

Claims (14)

1. 一種手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其可搭配至一機電設備，且該機電設備設置有一伺服馬達，用以對該伺服馬達的運轉提供一人為之手動操控功能；此手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置至少包含：一手動轉輪模組，可受一人為手動施加之旋轉力而產生一旋轉動作，且該手動轉輪模組的圓週上間隔一定距離上設置有複數個感應點；一控制信號產生模組，其可感應該手動轉輪模組的轉動而回應地產生一脈波串列信號，且該脈波串列信號中的每一個脈波係對應至該手動轉輪模組上的其中一個感應點，其至少包括：一方向控制信號產生單元，可用一脈波計數方式來處理該脈波串列信號，藉以判定該手動轉輪模組的旋動方向，據此產生至少一馬達轉向控制信號；一速度控制信號產生單元，可偵測該脈波串列信號的脈波出現頻率而回應地產生至少一馬達轉速控制信號；以及一伺服馬達驅動模組，可依據該方向控制信號產生單元所產生的馬達轉向控制信號來驅動該伺服馬達於對應之轉向上作轉動；並進而依據該速度控制信號產生單元所產生的馬達轉速控制信號來驅動該伺服馬達以對應之速度作轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其更進而包含一伺服馬達運轉狀態偵測模組，其可偵測該伺服馬達是否正在實際運轉；若是，則禁能此手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置的操作功能；反之若否，則致能其運作功能。
3. 如申請專利範圍第1項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組為一磁力感應式之脈波產生電路裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組為一光電感應式之脈波產生電路裝置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組為一光遮斷式之脈波產生電路裝置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組所產生之馬達轉向控制信號和馬達轉速控制信號係透過一有線方式傳送至該伺服馬達驅動模組。
7. 如申請專利範圍第1項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組所產生之馬達轉向控制信號和馬達轉速控制信號係透過一無線方式傳送至該伺服馬達驅動模組。
8. 一種手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其可搭配至一縫紉機設備，且該縫紉機設備設置有一伺服馬達，用以對該伺服馬達的運轉提供一人為之手動操控功能；此手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置至少包含：一手動轉輪模組，可受一人為手動施加之旋轉力而產生一旋轉動作，且該手動轉輪模組的圓週上間隔一定距離上設置有複數個感應點；一控制信號產生模組，其可感應該手動轉輪模組的轉動而回應地產生一脈波串列信號，且該脈波串列信號中的每一個脈波係對應至該手動轉輪模組上的其中一個感應點，其至少包括：一方向控制信號產生單元，可用一脈波計數方式來處理該脈波串列信號，藉以判定該手動轉輪模組的旋動方向，據此產生至少一馬達轉向控制信號；一速度控制信號產生單元，可偵測該脈波串列信號的脈波出現頻率而回 應地產生至少一馬達轉速控制信號；一伺服馬達驅動模組，可依據該方向控制信號產生單元所產生的馬達轉向控制信號來驅動該伺服馬達於對應之轉向上作轉動；並進而依據該速度控制信號產生單元所產生的馬達轉速控制信號來驅動該伺服馬達以對應之速度作轉動；以及一伺服馬達運轉狀態偵測模組，其可偵測該伺服馬達是否正在實際運轉；若是，則禁能此手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置的操作功能；反之若否，則致能其運作功能。
9. 如申請專利範圍第8項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組為一磁力感應式之脈波產生電路裝置。
10. 如申請專利範圍第8項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組為一光電感應式之脈波產生電路裝置。
11. 如申請專利範圍第8項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組為一光遮斷式之脈波產生電路裝置。
12. 如申請專利範圍第8項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該手動轉輪模組係透過一電腦裝置來作一延伸性的連結，令其可隨意性地移動放置位置。
13. 如申請專利範圍第8項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組所產生之馬達轉向控制信號和馬達轉速控制信號係透過一有線方式傳送至該伺服馬達驅動模組。
14. 如申請專利範圍第8項所述之手動轉盤操控式伺服馬達驅動控制裝置，其中該控制信號產生模組所產生之馬達轉向控制信號和馬達轉速控制信號係透過一無線方式傳送至該伺服馬達驅動模組。