[發明專利]一種單升降停車設備的單片機控制系統

有效

• 申請號: 201611068774.3
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106527270B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 梁崇彥
• 申請（專利權）人: 梁崇彥
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單升降停車設備的單片機控制系統，其特征在于：所述單升降停車設備是指層數為兩層且只存在載車板升降運行的停車設備，由結構件和單片機控制系統組成；

所述結構件包括立柱（6）、載車板（7）、升降電機（2）以及機械傳動裝置、鏈索（3）；立柱（6）緊固安裝在地面層；載車板（7）位于立柱（6）的結構的內部區域，用于承載第二層的車輛；升降電機（2）用于帶動機械傳動裝置，為載車板（7）提供上升或者下降的動力；鏈索（3）至少為兩根，一端連結機械傳動裝置動力輸出端的曳引卷筒，一端連結載車板（7）；載車板（7）在多根鏈索（3）的曳引并在立柱（6）的支承下實現上升或者下降；

所述單片機控制系統包括單片機系統以及配套的檢測系統、操控元件、強電系統，還包括單片機系統的控制程序；其中：單片機系統包括人機界面裝置（5-5）、單片機裝置（5-9）；檢測系統包括上升到位檢測裝置（5-3）、荷載檢測裝置（5-10）、物體檢測裝置（5-11）；操控元件包括上升超限測控裝置（5-2）、急停開關（5-4）、防墜裝置（5-8）；強電系統包括供電電源（1）、變頻裝置（8）、低壓電源模塊（9）；單片機系統的控制程序是指單片機裝置（5-9）內部設定的對外圍相關元器件實施運行控制的邏輯和程序；

所述人機界面裝置（5-5）采用以下兩種方式之一：第一種方式是采用一個用于顯示按鍵信息、提示信息、故障信息的觸摸屏模塊，該模塊至少設立三個供用戶操作選擇的按鍵單元，其意義分別為“上升”、“下降”和“暫停/繼續”；第二種方式是由一個顯示模塊加上至少三個獨立的按鍵單元組成；其中：顯示模塊用于顯示提示信息、故障信息，三個獨立的按鍵單元供用戶操作選擇，其意義分別為“上升”、“下降”和“暫停/繼續”；所述單片機裝置（5-9）為單片機芯片加上必要的外圍元件組成，該外圍元件包括配合接收輸入信號以及發送輸出信號所需的光電耦合、數據緩沖、數據鎖存、電平轉換、繼電器；所述人機界面裝置（5-5）和單片機裝置（5-9）信號連接，人機界面裝置（5-5）所需的顯示信息由單片機裝置（5-9）輸出控制，人機界面裝置（5-5）接收到的用戶按鍵信息輸送至單片機裝置（5-9）作進一步處理；

所述上升到位檢測裝置（5-3）是位置檢測元件，安裝在立柱（6）的上方位置，其輸出信號管腳與單片機裝置（5-9）的輸入管腳信號連接，當載車板（7）上升至對應上升到位檢測裝置（5-3）的位置時，即觸發上升到位檢測裝置（5-3）對外發出“到位”信號，該“到位”信號輸入至單片機裝置（5-9），使得單片機裝置（5-9）指令變頻裝置（8）斷電，載車板（7）停止上升；所述荷載檢測裝置（5-10）與鏈索（3）的數量相同，與鏈索（3）配對使用，安裝在鏈索（3）的中間位置，與鏈索（3）形成一個整體，用于實時檢測鏈索（3）曳引載車板（7）的受力情況，荷載檢測裝置（5-10）為壓力或者拉力傳感器，在額定檢測范圍內對外輸出與實際承受荷載呈線性比例的電流或者電壓；所述物體檢測裝置（5-11）安裝在載車板（7）底部位置，至少安裝一個，為障礙物檢測傳感器或者是距離傳感器，測量方向為垂直向下，在額定檢測范圍內對外輸出與實際檢測到的物體距離呈線性比例的電流或者電壓；上述荷載檢測裝置（5-10）以及物體檢測裝置（5-11）對外輸出模擬信號，這些輸出信號直接接入單片機裝置（5-9）的A/D信號輸入管腳；或者，在單片機裝置（5-9）增加設置一個多路選擇器芯片，上述輸出信號與多路選擇器芯片的信號輸入管腳信號連接，單片機裝置（5-9）的單片機芯片的信號輸出管腳與多路選擇器芯片的通道選擇信號輸入管腳信號連接，單片機裝置（5-9）的單片機芯片的A/D信號輸入管腳與多路選擇器芯片的信號輸出管腳信號連接，當單片機裝置（5-9）選中多路選擇器的其中一個信號輸入通道，則連接該通道的模擬信號立即被輸送至單片機裝置（5-9）的A/D信號輸入管腳；當單片機裝置（5-9）在執行載車板（7）的“上升”或者“下降”程序時，單片機裝置（5-9）讀取到荷載檢測裝置（5-10）輸出的模擬信號轉換得出的數字信號，即能夠獲得該荷載檢測裝置（5-10）當前承受的實際荷載數據；在讀取到所有的荷載檢測裝置（5-10）的實際荷載數據之后，即可分析得出曳引載車板（7）的鏈索（3）是否處于故障狀態或者處于正常狀態；其中：故障狀態包括單根鏈索（3）超載或者總荷載超載或者存在偏載，上述故障狀態即觸發單片機裝置（5-9）轉入故障處置程序；正常狀態包括無超載、無偏載；包括載車板（7）由于被地面層支承或者被防墜裝置（5-8）的承載部件有效支承，因此總荷載為零；上述正常狀態將使得單片機裝置（5-9）的運行程序得以順序執行；當單片機裝置（5-9）在執行載車板（7）的“下降”程序時，單片機裝置（5-9）讀取到物體檢測裝置（5-11）輸出的模擬信號轉換得出的數字信號，即能夠獲得該物體檢測裝置（5-11）與下方物體之間的實際距離數據，當分析得出載車板（7）下方存在妨礙載車板（7）下降的障礙物，即觸發單片機裝置（5-9）轉入故障處置程序；否則，單片機裝置（5-9）的載車板（7）的下降程序得以順序執行；

所述上升超限測控裝置（5-2）是位置檢測元件，同時作為直接控制元件，安裝在立柱（6）上方位置且高于上升到位檢測裝置（5-3），其信號輸出與單片機裝置（5-9）的中斷信號輸入管腳信號連接，同時與變頻裝置（8）的執行元件信號連接；當載車板（7）上升至對應上升到位檢測裝置（5-3）位置但未能及時停止，繼續上升的結果即觸發上升超限測控裝置（5-2）對外發出“超限”的故障信號，觸發單片機裝置（5-9）執行中斷處理控制流程，并通過變頻裝置（8）斷開輸出至升降電機（2）的驅動電源，載車板（7）停止運行；所述急停開關（5-4）為帶鎖止功能的開關裝置，安裝在立柱（6）便于用戶操作的位置，為直接控制元件，輸出信號與單片機裝置（5-9）的中斷信號輸入管腳信號連接，同時與變頻裝置（8）的執行元件信號連接，當用戶按下急停開關（5-4），即對外發出“緊急停止運行”的信號，觸發單片機裝置（5-9）執行中斷處理控制流程，并通過變頻裝置（8）斷開輸出至升降電機（2）的驅動電源，載車板（7）停止運行；所述防墜裝置（5-8）安裝在立柱（6）的上方位置，至少安裝兩個，為電磁驅動元器件，受外部觸發信號控制，在電磁力的作用下，分別處于承載部件伸出的工作狀態以及承載部件回縮的避讓狀態，其中的工作狀態為復位狀態，承載部件的伸出到位以及承載部件的回縮到位分別對外輸出相應的信號；上述防墜裝置的外部觸發信號輸入管腳與單片機裝置（5-9）的輸出管腳信號連接，對外輸出信號管腳與單片機裝置（5-9）的輸入管腳信號連接，使得承載部件的動作受單片機裝置（5-9）控制，承載部件的動作到位信號分別輸送至單片機裝置（5-9），用于進一步的程序控制；

所述供電電源（1）為220v單相或380v三相的市電電源，向整個停車設備提供動力源；所述變頻裝置（8）包括開關、接觸器以及強電保護裝置，包括向升降電機（2）提供動力電源的變頻驅動部件；變頻裝置（8）的控制信號輸入管腳與單片機裝置（5-9）的輸出管腳信號連接，單片機裝置（5-9）采用并行數據信號或者串行數據信號對變頻裝置（8）的動力電源的輸出頻率及通/斷進行控制，并讀取變頻裝置（8）的運行狀態；所述低壓電源模塊（9）的作用是向停車設備除升降電機（2）之外的元器件提供低壓交流電電源或者低壓直流電電源；

所述單片機裝置（5-9）運行程序的控制邏輯敘述如下：

當載車板（7）位于地面層，其上升至第二層的基本控制流程是：

人機界面裝置（5-5）接收用戶的“上升”按鍵輸入；

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“低速上升”指令；

→升降電機（2）正向低速旋轉，使得載車板（7）緩慢上升；

→單片機裝置（5-9）向防墜裝置（5-8）發送“回縮”指令，防墜裝置（5-8）的承載部件回縮，避讓載車板（7）上升；

→當載車板（7）完全離開地面層，所有荷載檢測裝置（5-10）均為有效荷載，單片機裝置（5-9）根據總荷載決定合適的上升曲線，然后向變頻裝置（8）發送相關的變頻上升驅動指令；

→載車板（7）上升期間，荷載檢測裝置（5-10）實時檢測鏈索（3）的荷載情況，若出現非正常情況，轉中斷處理；

→載車板（7）上升到位，觸發上升到位檢測裝置（5-3）動作，向單片機裝置（5-9）發送到位信號；

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“停止”指令，升降電機（2）停止運行，載車板（7）停止上升；

→單片機裝置（5-9）向防墜裝置（5-8）發送“復位”指令，防墜裝置（5-8）的承載部件伸出，處于防止載車板（7）墜落的工作狀態

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“低速下降”指令，升降電機（2）反向低速旋轉，載車板（7）緩慢下降；

→載車板（7）緩慢下降期間，荷載檢測裝置（5-10）實時檢測鏈索（3）的荷載情況；

→載車板（7）下降至接觸防墜裝置（5-8）的承載部件，荷載檢測裝置（5-10）檢測到荷載為零或者為最小檢測值；

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“停止”指令，升降電機（2）停止運行，載車板（7）停止下降；

至此，載車板（7）從地面層上升至第二層的基本控制流程結束；

當載車板（7）位于第二層，其下降至地面層的基本控制流程是：

人機界面裝置（5-5）接收用戶的“下降”按鍵輸入；

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“低速上升”指令；

→升降電機（2）正向低速旋轉，使得載車板（7）緩慢上升；

→載車板（7）上升至完全脫離防墜裝置（5-8）的承載部件，所有荷載檢測裝置（5-10）均檢測到有效荷載；

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“停止”指令，升降電機（2）停止運行，載車板（7）停止上升；

→單片機裝置（5-9）向防墜裝置（5-8）發送“回縮”指令，防墜裝置（5-8）的承載部件回縮，避讓載車板（7）下降；

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“低速下降”指令；

→升降電機（2）反向低速旋轉，使得載車板（7）低速下降；

→單片機裝置（5-9）根據荷載檢測裝置（5-10）檢測到的總荷載決定合適的下降曲線，然后向變頻裝置（8）發送相關的變頻下降驅動指令；

→載車板（7）下降期間，荷載檢測裝置（5-10）實時檢測鏈索（3）的荷載情況，若出現非正常情況，轉中斷處理；

→載車板（7）下降期間，物體檢測裝置（5-11）實時檢測載車板（7）下方是否存在妨礙載車板（7）下降的物體，若出現非正常情況，轉中斷處理；

→載車板（7）下降到位，接觸到地面層，荷載檢測裝置（5-10）檢測到荷載為零或者為最小檢測值；

→單片機裝置（5-9）向變頻裝置（8）發送“停止”指令，升降電機（2）停止運行，載車板（7）停止上升；

→單片機裝置（5-9）向防墜裝置（5-8）發送“復位”指令，防墜裝置（5-8）的承載部件伸出，處于復位狀態；

至此，載車板（7）從第二層下降至地面層的基本控制流程結束；

當單片機裝置（5-9）在執行載車板的“上升”或者“下降”程序時，用戶反復按下“暫停/繼續”鍵，其效果是使得單片機裝置（5-9）的相關運行程序在暫時運行、等待用戶下一次按鍵與繼續運行、等待用戶下一次按鍵或者程序正常運行至結束之間的轉換，為穩妥起見，用戶第一次按下“暫停/繼續”鍵之后，單片機裝置（5-9）即把載車板（7）的上升或者下降的速度降至最低；

單片機裝置（5-9）的中斷處理以及故障處理包括向變頻裝置（8）發送“停止”指令，使得升降電機（2）停止運行，然后發送警示信號，等待用戶完成故障處置之后轉入復位，待自檢正常之后進入原運行程序繼續運行。

2.根據權利要求1所述單升降停車設備的單片機控制系統，其特征在于：所述單片機控制系統同樣適用于其他類型兩層停車設備的載車板上升和下降控制。