一種無級調速提升機控制驅動系統的制作方法

技術領域：

本發明涉及提升機生產制造領域，具體為一種無級調速提升機控制驅動系統。

背景技術：
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通常，提升機的種類比較繁多，單速電機轉速是固定的，電機的極數也是固定的，比如：2極---3000轉，4極---1500轉，6極---1000轉，8極---750轉，即使采用雙速電機，一般是變極電機，具體來說通過改變接法(如δ/yy)，可以改變電機的極數，也不能克服達到無級調速的目的。

提升機的速度是固定的，目前控制器方面是由按壓式按鈕、急停開關組成，通過按鈕的接觸式觸點提供控制信號，實現提升機的定速升、降控制，在實際初始化設置及升降換向、啟停控制過程中，接觸式觸點開關受到機械沖擊容易損壞，同時由于電壓的瞬時接觸或者斷開引起觸電火花，容易燒毀控制及驅動電路，降低了提升機的使用壽命；在潮濕的天氣或者操作工使用不當，還容易引起觸電事故的發生，造成比較大的安全事故，因此提升機的無級控制驅動系統成為提升機生產制造領域亟待解決的重要問題。

雖然市場上具有一些無級變速產品，以液壓傳動無級變速及齒輪傳動無級變速居多，或者其他領域的一些無級變速技術，但是在提升機生產制造領域，具有某些不同的使用條件，跟其他領域的無級變速控制驅動系統有一定的不同之處，即使在提升機上能夠實現無級調速，那么市場價格可能比較昂貴，因此符合提升機生產制造領域的無級變速控制驅動系統能建設性地滿足當前需求。

技術實現要素：
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為了克服上述起升機無級調速方面遇到的問題，本發明提供了一種無級調速提升機控制驅動系統，所述一種無級調速提升機控制驅動系統包括傳感器電路、比例放大電路、安全邏輯電路、控制接口電路、電源電路、信號隔離控制電路、伺服控制電機減速系統、繩輪及吊鉤系統、上升限位系統、下降限位系統、鋼絲繩松動限位系統，所述電源電路分別連接傳感器電路、比例放大電路、安全邏輯電路、控制接口電路，所述傳感器電路連接比例放大電路，所述比例放大電路連接安全邏輯電路，所述安全邏輯電路連接控制接口電路，所述控制接口電路連接所述信號隔離控制電路，所述信號隔離控制電路分別連接所述伺服控制電機減速系統、上升限位系統、下降限位系統及鋼絲繩松動限位系統，所述伺服控制電機減速系統連接所述繩輪及吊鉤系統。

需要提出的是，在提升機生產制造領域，本發明所述的一種無級調速提升機控制驅動系統，特別地，適用所述提升機控制驅動領域，區別于其他公眾所熟知的一般領域。

所述伺服控制電機減速系統、繩輪及吊鉤系統是本發明所述一種無級調速提升機控制驅動系統執行裝置，所述伺服控制電機減速系統包括電動機、減速器、同步齒輪組、卷筒，所述電動機連接所述減速器，所述減速器連接所述同步齒輪組，所述同步齒輪組連接所述卷筒，所述卷筒連接繩輪及吊鉤系統，所述所述繩輪及吊鉤系統安裝在所述伺服控制電機減速系統的重力線上，使得承重中心線與所述繩輪及吊鉤系統在同一條豎直線上，符合重心驅動原則，減小所述執行裝置在提升負荷時的震動及傾覆力矩影響。

所述傳感器電路由兩組感應器和兩組信號發生器組成，所述感應器包括感應器一及感應器二，所述信號發生器包括信號發生器一及信號發生器二，感應器一主要感應信號發生器一發出不同的信號強度，感應器二主要感應信號發生器二發出不同的信號強度，無論是感應器一還是感應器二，均輸出2路電量信號，所強調的是，在提升機生產制造領域，所述2路電量信號中，1路是提升機移動距離大小信號，1路是提升機移動方向信號，包括上升或者下降，進一步地，所述感應器輸入電壓3.5～6.5v，所優選輸入電壓5v，輸出電壓信號隨信號發生器信號強度在0.8v～2.5v～4.25v之間線性變化，在信號發生器信號強度反方向最大時，感應器輸出電壓0.8v，在信號發生器信號強度為0時，感應器輸出電壓2.5v，在信號發生器信號強度正方向最大時，感應器輸出電壓4.25v，本發明中所述感應器輸出電壓為2.5v～4.25v。

所述比例放大電路由電位器、集成電路及電阻組成，所述比例放大電路對2路輸入電壓為2.5v～4.25v的信號進行加減運算、比例回放、運放調零、放大處理后，將輸出0～5v的2路輸出電壓，所述集成電路優選lm324。

所述安全邏輯電路由集成電路1、集成電路2和集成電路3、2個電位器組成。為保證輸出安全，所述安全邏輯電路預留一個接口p3，用于封鎖禁止所有信號輸出，所述安全邏輯電路能夠對信號進行邏輯運算，如果所述傳感器電路由兩組感應器都有信號輸出，或輸出很小的誤差信號，所述安全邏輯電路會禁止輸出。

所述集成電路1集成4個電壓比較器，用電位器r3、r53整定比較電壓門限值，只有當輸入信號v1、v2大于比較電壓門限值時，電壓比較器輸出out1、out2信號為高電平，比較電壓門限值調整范圍0～0.25v。

所述集成電路2作為電壓跟隨器，提高輸出負荷能力。

所述集成電路3內部封裝4個獨立的模擬開關，通過運算處理3種邏輯關系，控制2個數字信號out1、out2和1個速度模擬量信號a0的輸出狀態：如果輸入out1、out2信號都為低電平，模擬信號a0輸出為零；當輸入信號out1為高電平，模擬信號a0輸出等于v1，當輸入信號out2為高電平，模擬信號a0輸出等于v2，如果2個信號out1、out2都為高電平輸入，out1、out2同時禁止輸出。

所述控制接口電路由電氣插接件組成，輸出所述安全邏輯電路產生的上升信號out1、下降信號out2和速度信號a0。

所述電源電路由專用芯片1和反轉電源轉換器組成，為所述傳感器電路、比例放大電路、安全邏輯電路提供正負5v工作電源。專用芯片1電壓輸入范圍7～40v，輸出5v，最大輸出電流3a。反轉電源轉換器，輸入電壓5v，輸出-5v，輸出電流100ma。

所述信號隔離控制電路主要包括電子元件1和電子元件2，將所述控制接口電路輸送出的信號轉換成所述伺服控制電機減速系統可識別的信號。

所述伺服控制電機減速系統包括伺服控制器、伺服電機、減速機。根據提升機的負荷重量和提升速度，可選擇不同型號的伺服控制器、伺服電機、和減速機。由于本發明所述的信號隔離控制電路的信號轉換，可使用不同品牌的伺服控制器，在提升機生產制造領域，本發明所述所述的一種無級調速提升機控制驅動系統伺服控制器和伺服電機可以利用類似的驅動裝置及類似的驅動伺服機構，所優先考慮地是可以采用變頻器和變頻電機來替換。

所述繩輪及吊鉤系統包括繩輪、鋼絲繩和吊鉤，繩輪正反向旋轉通過鋼絲繩驅動吊鉤上下移動，在繩輪上方裝有2個限位系統：上升限位系統及下降限位系統，吊鉤上升時，繩輪上的鋼絲增多，上升限位系統采用非接觸式電磁感應接近開關感應繩輪上的鋼絲增多，產生增多信號，經所述信號隔離控制電路進行信號轉換，輸送到所述伺服控制電機減速系統，禁止所述伺服電機運動；吊鉤下降時，繩輪上的鋼絲減少，下降限位系統采用非接觸式電磁感應接近開關感應繩輪上的鋼絲減少，產生減少信號，經所述信號隔離控制電路進行信號轉換，輸送到所述伺服控制電機減速系統，禁止所述伺服電機運動。所述鋼絲繩松動限位系統用于檢測鋼絲繩張力，當吊鉤落地或其它原因，造成鋼絲繩松動，所述鋼絲繩松動限位系統動作，經所述信號隔離控制電路進行信號轉換，輸送到所述伺服控制電機減速系統，禁止所述伺服電機運動，防止鋼絲繩脫落。

本發明的有益效果是通過本發明提供了一種無級調速提升機控制驅動系統，用很小的力量操作無級調速手持操作器，就可以控制提升很重的物體，而且速度與隨力量大小做無級調速，可以做到智能提升的效果，克服了接觸式觸點開關受到機械沖擊容易損壞及電壓的瞬時接觸或者斷開引起觸電火花，容易燒毀控制及驅動電路的現象，提高了提升機的使用壽命。

附圖說明：

圖1是本發明所述的一種無級調速提升機控制驅動系統指令示意圖；

圖2是本發明所述的一種無級調速提升機控制驅動系統的傳感器結構及指令圖；

圖3是本發明所述的一種無級調速提升機控制驅動系統的傳感器電路、比例放大電路、安全邏輯電路、控制接口電路、電源電路的電路圖；

圖4是本發明所述的一種無級調速提升機控制驅動系統的信號隔離控制電路；

圖5是伺服控制電機減速系統、繩輪及吊鉤系統重心驅動安裝示意圖；

傳感器電路1、比例放大電路2、安全邏輯電路3、控制接口電路4、電源電路5、信號隔離控制電路6、伺服控制電機減速系統7、繩輪及吊鉤系統8、上升限位系統9、下降限位系統10、鋼絲繩松動限位系統11、感應器一111、感應器二114，信號發生器一113、信號發生器二112、電動機71、減速器72、同步齒輪組73、連接器74、卷筒75；

具體實施方式：

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

所述一種無級調速提升機控制驅動系統包括傳感器電路1、比例放大電路2、安全邏輯電路3、控制接口電路4、電源電路5、信號隔離控制電路6、伺服控制電機減速系統7、繩輪及吊鉤系統8、上升限位系統9、下降限位系統10、鋼絲繩松動限位系統11，所述電源電路5分別連接傳感器電路1、比例放大電路2、安全邏輯電路3、控制接口電路4，所述傳感器電路1連接比例放大電路2，所述比例放大電路2連接安全邏輯電路3，所述安全邏輯電路3連接控制接口電路4，所述控制接口電路4連接所述信號隔離控制電路6，所述信號隔離控制電路6分別連接所述伺服控制電機減速系統7、上升限位系統9、下降限位系統10及鋼絲繩松動限位系統11，所述伺服控制電機減速系統7連接所述繩輪及吊鉤系統8。

結合圖1，電源電路5為所述傳感器電路1、比例放大電路2、安全邏輯電路3、控制接口電路4上電后，傳感器1發出的電壓信號經比例放大電路放大后，安交由所述安全邏輯電路3能夠對信號進行邏輯運算，最后信號經所述控制接口電路4進行輸出，然后信號經所述信號隔離控制電路6進行轉換為所述伺服控制電機減速系統7所識別的信號，所述伺服控制電機減速系統7發出響應的信號控制所述繩輪及吊鉤系統8起升或者降落負載，若出現負載起升到限位位置、降落到限位位置或者出現某些原因導致鋼絲繩松動現象，所述上升限位系統9、下降限位系統10及鋼絲繩松動限位系統11發出信號，經所述信號隔離控制電路6進行信號轉換，輸送到所述伺服控制電機減速系統7，禁止所述伺服電機運動，從而完成本發明所述一種無級調速提升機控制驅動系統的指令流程。

實例1：

一、向上單手握住所述無級變速提升機手持操作器手柄套，使得手柄套往上挪動1-15mm；

二、所述一種無級調速提升機控制驅動系統傳遞響應的信號；

三、吊鉤吊起負載以每分鐘1-20米的速度往上整體提升；

四、繼續向上單手握住所述無級變速提升機手持操作器手柄套，使得手柄套保持往上挪動1-15mm；

五、吊鉤吊著負載以每分鐘1-20米的速度繼續往上整體提升，直到所述伺服控制電機減速系統7的伺服電機停止運動。

實例2：

一、向下單手握住所述無級變速提升機手持操作器手柄套，使得手柄套往下挪動7-25mm；

二、所述一種無級調速提升機控制驅動系統傳遞響應的信號；

三、吊鉤吊起負載以每分鐘5-35米的速度往下整體提升；

四、繼續向下單手握住所述無級變速提升機手持操作器手柄套，使得手柄套保持往下挪動1-15mm；

吊鉤吊著負載以每分鐘5-35米的速度繼續往下整體提升，直到所述伺服控制電機減速系統7的伺服電機停止運動。

實例3：

一、向下單手握住所述無級變速提升機手持操作器手柄套，使得手柄套往下挪動3-16mm；

二、所述一種無級調速提升機控制驅動系統傳遞響應的信號；

三、吊鉤吊起重10千克的負載以每分鐘7-30米的速度往下整體提升；

四、在保證機械及人身安全的工況下，用外力提起10千克的負載使得鋼絲繩松動；

五、所述伺服控制電機減速系統7的伺服電機停止運動。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征及本發明的優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內，本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。