[發明專利]一種可進行升降控制并實時顯示高度值的控制系統

在審

• 申請號: 201910254501.5
• 申請日: 2019-03-31
• 公開（公告）號: CN110027948A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 陳赟;沈建國
• 申請（專利權）人: 天津大學青島海洋技術研究院
• 主分類號: B66B3/02
• 分類號: B66B3/02;B66B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種可進行升降控制并實時顯示高度值的控制系統由單片機控制系統、步進電機、24V電源、驅動器和光電編碼器組成；24V電源給驅動器供電，單片機給驅動器提供控制信號，來驅動步進電機。步進電機旋轉，一方面帶動光電編碼器上的帶輪進行旋轉，另一方面帶動牽引繩進行收緊或釋放從而實現實驗儀器在豎直方向上進行移動。另外，光電編碼器的轉動將發出脈沖信號，被單片機接收后，經過內部處理轉化可在數碼管進行移動距離的實時顯示，便于操作者根據實驗需求作出相應調整動作。

技術領域

本發明屬于升降平臺領域，特別涉及一種可進行升降控制并實時顯示高度值的控制系統。

背景技術

發射與接收線圈共軸放置，組成實驗儀器，在向發射線圈中通以連續階躍方波信號時，將在接收線圈中感應出電動勢。隨著實驗儀器高度值的變化，改變了儀器實驗環境，感應線圈接收到的信號值大小也將發生變化，我們想要通過改變實驗儀器所處高度進行多組實驗測試，最終得出接收信號值與儀器高度間的對應關系。

為了將實驗儀器進行軸向設定距離的牽引移動，之前主要通過手動對實驗儀器進行等間距高度值的移動，這樣人為因素對實驗準確性的影響就比較大，等間距移動的距離準確性也很難達到我們的要求；并且人為移動對于人的束縛性也比較強，勞動強度比較大。因而，需要一種可牽引實驗儀器進行準確距離軸向移動的自動控制裝置。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明為一種可進行升降控制并實時顯示高度值的控制系統。24V電源給驅動器供電，單片機給驅動器提供控制信號，來驅動步進電機。步進電機旋轉，一方面帶動光電編碼器上的帶輪進行旋轉，另一方面帶動牽引繩進行收緊或釋放從而實現實驗儀器在豎直方向上進行移動。另外，光電編碼器的轉動將發出脈沖信號，被單片機接收后，經過內部處理轉化可在數碼管進行移動距離的實時顯示，便于操作者根據實驗需求作出相應調整動作。

系統共由以下五部分構成：

一、單片機控制系統： 部分I/O端口與驅動器連接，輸出控制信號，進行步進電機的旋轉控制；另一部分I/O端口接收光電編碼器傳送回的脈沖信號，經過轉換，在數碼管上實現高度值的實時顯示；5V端口為光電編碼器進行供電；按鍵可對數碼管的初始高度值進行設定；串口可進行與外部上位機間通信，一方面可實現對數碼管初始值的設定，另一方面可將高度值輸出到上位機界面進行顯示。

二、步進電機：由驅動器進行驅動控制，通過傳動帶動牽引繩纏繞和釋放，進而帶動實驗儀器在豎直方向進行上下移動。

三、24V電源：為驅動步進電機的驅動器提供一個24V的直流穩壓電源，該電源可以是可調伏值的穩壓源，也可以是固定伏值的電壓源。

四、驅動器：在24V電源供電情況下，單片機發出脈沖控制信號，驅動步進電機按設定的方向轉動一個的角度，最終實現實驗儀器的移動。

五、光電編碼器：通過與步進電機軸的傳動，編碼器旋轉軸得以旋轉，該旋轉經編碼器內部檢測裝置檢測后，可輸出旋轉脈沖信號，信號送入單片機上編碼器信號接收端口，經過處理和運算，得出牽引繩的移動距離，即實驗儀器移動的高度值，該高度值可經過單片機的處理轉化后顯示在數碼管上。

本發明的有益效果為，實現了實驗儀器進行軸向的自動控制移動，并能實時觀察到移動的距離，滿足了實驗軸向等間距移動需求，為后續完成多組實驗數據的有效采集提供了便利條件。

附圖說明

圖1是 控制系統組成結構圖；

圖2是 步進電機引腳示意圖；

圖3是 24V電源引腳示意圖；

圖4 是 驅動器引腳示意圖；

圖5是 光電編碼器引腳示意圖；

圖6是 脈沖信號示意圖；