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一種自動化交互式運動控制器的制作方法

文檔序號:19087436發布日期:2019-11-08 23:34
一種自動化交互式運動控制器的制作方法

本實用新型屬于工業設備自動化控制技術領域,具體涉及一種自動化交互式運動控制器。



背景技術:

在電機的應用中,優良的控制系統十分重要。隨著機械設備自動化智能化的發展,許多自動化設備正逐步進入和取代傳統機械設備,進而用來提高設備的生產效率和可靠性。

目前,小型專用定制化設備的自動化改造處于一個滯后和被忽略的狀態,尤其是工業生產中處于主要地位的機械運動控制系統。由于該類設備屬于非標準設備,所以其應用階段也沒有達到足夠大的產業規模。對于目前的粗放型和非標準的現狀,需要一類能夠對接和滿足該領域自動化需求的機械設備控制系統。



技術實現要素:

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處,提供一種結構簡單、可定制功能、靈活性強、可外接多種傳感器和執行器的自動化交互式運動控制器。

為解決上述技術問題,本實用新型采用如下技術方案:一種自動化交互式運動控制器,包括觸控液晶屏、STM32單片機、BLDC電機、電源模塊、被控制運動元件和多個外設模塊;外設模塊包括MOS驅動器模塊、電機監測模塊、驅動保護模塊和位置傳感器模塊;

觸控液晶屏與STM32單片機之間雙向電信號連接,STM32單片機的信號輸出端分別與MOS驅動器模塊和驅動保護模塊的信號輸入端連接,電源模塊為STM32單片機和MOS驅動器模塊提供電能,BLDC電機的信號輸入端分別與MOS驅動器模塊和驅動保護模塊的信號輸出端連接,BLDC電機的信號輸出端與電機監測模塊的信號輸入端連接,位置傳感器模塊用于監測被控制運動元件的運動位置,STM32單片機的信號輸入端分別與位置傳感器模塊和電機監測模塊的信號輸出端連接;BLDC電機的動力輸出端與被控制運動元件的動力輸入端連接。

觸控液晶屏采用型號為SDWE070C05的電容觸控屏。

被控制運動元件包括導軌和滑動連接在導軌上的滑塊,BLDC電機的動力輸出端通過旋轉變直線運動機構與滑塊傳動連接。

旋轉變直線運動機構包括帶傳動機構、鏈輪傳動機構、齒輪齒條傳動機構、蝸輪蝸桿傳動機構或絲杠傳動機構。

采用上述技術方案,本實用新型的工作使用原理及其具有以下技術效果為:

觸控液晶屏是實現人機交互的主要元件。該觸控液晶屏界面設定的有電機控制按鍵頁面、電機參數顯示頁面等等。按下電機控制按鍵頁面相應的按鍵區域,可以實現BLDC電機的轉動、停止、正反轉、調速等,BLDC電機運行狀態則通過旋轉變直線運動機構驅動滑塊在導軌上的運動來體現。

STM32單片機為本實用新型的核心控制元件。STM32單片機接收到觸控液晶屏發出的信號,向對應外設模塊發送指令,然后使BLDC電機的運行狀態做出相應的改變。同時STM32單片機也接收外設模塊發出的信號,對BLDC電機的運行狀態進行判斷,以便做出相應的調整和在觸控液晶屏中顯示出BLDC電機運行參數。

外設模塊包括MOS驅動器模塊、電機監測模塊、驅動保護模塊、位置傳感器模塊。MOS驅動器模塊是控制BLDC電機的開關,MOS驅動器模塊通過接收的驅動電平信號控制對應的MOS管通斷路來驅動BLDC電機旋轉。電機監測模塊主要是通過BLDC電機上安裝的霍爾傳感器發出脈沖信號,傳輸到STM32單片機來對電機的運行參數來進行監測。位置傳感器模塊是定位到導軌兩端的霍爾傳感器,用來監測STM32電機的極限位置,當導軌上的滑塊運動到極限位置時,STM32單片機通過捕捉相應位置的霍爾傳感器信號發出相應的脈沖信號,使STM32電機停止轉動,并在一定延時后進行反向轉動,實現被控制元件的往復變速運動。驅動保護模塊可以實現當電機運行狀態出現異常時進行報警、斷電等保護功能。

綜上所述,該控制系統對BLDC電機的驅動控制功能非常靈活強大。同時維護性強,易于控制,使得BLDC電機的控制性能大幅改進,有利于電機的小型化和智能化,又可以大幅節約成本。同時利用液晶觸控屏實現人機交互,使設備的運動控制更加便捷。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖。

具體實施方式

如圖1所示,本實用新型的一種自動化交互式運動控制器,包括觸控液晶屏1、STM32單片機2、BLDC電機3、電源模塊9、被控制運動元件4和多個外設模塊;外設模塊包括MOS驅動器模塊5、電機監測模塊6、驅動保護模塊7和位置傳感器模塊8;

觸控液晶屏1與STM32單片機2之間雙向電信號連接,STM32單片機2的信號輸出端分別與MOS驅動器模塊5和驅動保護模塊7的信號輸入端連接,電源模塊9為STM32單片機2和MOS驅動器模塊5提供電能,BLDC電機3的信號輸入端分別與MOS驅動器模塊5和驅動保護模塊7的信號輸出端連接,BLDC電機3的信號輸出端與電機監測模塊6的信號輸入端連接,位置傳感器模塊8用于監測被控制運動元件4的運動位置,STM32單片機2的信號輸入端分別與位置傳感器模塊8和電機監測模塊6的信號輸出端連接;BLDC電機3的動力輸出端與被控制運動元件4的動力輸入端連接。

觸控液晶屏1采用型號為SDWE070C05的電容觸控屏。

被控制運動元件4包括導軌和滑動連接在導軌上的滑塊,BLDC電機3的動力輸出端通過旋轉變直線運動機構與滑塊傳動連接。

旋轉變直線運動機構包括帶傳動機構、鏈輪傳動機構、齒輪齒條傳動機構、蝸輪蝸桿傳動機構或絲杠傳動機構。旋轉變直線運動機構為現有常規技術,具體構造不再贅述。

本實用新型的工作使用原理及其具有以下技術效果為:

觸控液晶屏1是實現人機交互的主要元件。該觸控液晶屏1界面設定的有電機控制按鍵頁面、電機參數顯示頁面等等。按下電機控制按鍵頁面相應的按鍵區域,可以實現BLDC電機3的轉動、停止、正反轉、調速等,BLDC電機3運行狀態則通過旋轉變直線運動機構驅動滑塊在導軌上的運動來體現。

STM32單片機2為本實用新型的核心控制元件。STM32單片機接收到觸控液晶屏1發出的信號,向對應外設模塊發送指令,然后使BLDC電機3的運行狀態做出相應的改變。同時STM32單片機2也接收外設模塊發出的信號,對BLDC電機3的運行狀態進行判斷,以便做出相應的調整和在觸控液晶屏1中顯示出BLDC電機3運行參數。

外設模塊包括MOS驅動器模塊5、電機監測模塊6、驅動保護模塊7、位置傳感器模塊8。MOS驅動器模塊5是控制BLDC電機3的開關,MOS驅動器模塊5通過接收的驅動電平信號控制對應的MOS管通斷路來驅動BLDC電機3旋轉。電機監測模塊6主要是通過BLDC電機3上安裝的霍爾傳感器發出脈沖信號,傳輸到STM32單片機2來對電機的運行參數來進行監測。位置傳感器模塊8是定位到導軌兩端的霍爾傳感器,用來監測STM32電機的極限位置,當導軌上的滑塊運動到極限位置時,STM32單片機2通過捕捉相應位置的霍爾傳感器信號發出相應的脈沖信號,使STM32電機停止轉動,并在一定延時后進行反向轉動,實現被控制元件的往復變速運動。驅動保護模塊7可以實現當電機運行狀態出現異常時進行報警、斷電等保護功能。

需要著重指出的是:本實用新型中涉及到的觸控液晶屏1、STM32單片機2、BLDC電機3、被控制運動元件4、MOS驅動器模塊5、電機監測模塊6、驅動保護模塊7和位置傳感器模塊8均為已知硬件,市場上均可以購置,其具體構造及型號不再贅述。所述硬件中分別內置有已知軟件實現各自的功能。本實用新型的功能是由選擇的硬件設備及其相互之間的連接關系帶來的,不需要進行程序控制上的改進,不需要設計新的軟件。

本實施例并非對本實用新型的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制,凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均屬于本實用新型技術方案的保護范圍。

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