軌道式登樓椅升降電機控制器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種軌道式登樓椅升降電機控制器，包括速度調節器模塊，電流調節模塊，PWM調節模塊，驅動電路模塊，電流檢測模塊和轉速檢測模塊；所述速度調節器模塊輸入端接轉速檢測模塊輸出端并可設定轉速，速度調節器模塊和電流檢測模塊的輸出端還分別接電流調節模塊的輸入端，電流調節模塊的輸出端接PWM調節模塊的輸入端，PWM調節模塊的輸出端接驅動電路模塊的輸入端，驅動電路模塊的輸出端分別接主電機和電流檢測模塊的輸入端，轉速檢測模塊的輸入端接收主電機的轉速信息。本實用新型專利技術的有益效果是：在保證速度達到要求的前提下，使電機電流不超過電機最大電流。結構合理，舒適性，安全性好。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種軌道式登樓椅升降電機控制器，包括速度調節器模塊，電流調節模塊，PWM調節模塊，驅動電路模塊，電流檢測模塊和轉速檢測模塊；所述速度調節器模塊輸入端接轉速檢測模塊輸出端并可設定轉速，速度調節器模塊和電流檢測模塊的輸出端還分別接電流調節模塊的輸入端，電流調節模塊的輸出端接PWM調節模塊的輸入端，PWM調節模塊的輸出端接驅動電路模塊的輸入端，驅動電路模塊的輸出端分別接主電機和電流檢測模塊的輸入端，轉速檢測模塊的輸入端接收主電機的轉速信息。本技術的有益效果是：在保證速度達到要求的前提下，使電機電流不超過電機最大電流。結構合理，舒適性，安全性好。【專利說明】軌道式登樓椅升降電機控制器
本技術涉及一種電機控制器，更具體說，它涉及一種軌道式登樓椅升降電機控制器。
技術介紹
隨著21世紀的到來，我國現己進入老齡化社會，現在我國的老年人己達到1.3億以上，并以年均3.3%的速度持續增長，此外，我國還有各類殘疾人約6千萬，大量的老年人和殘疾人使助老助殘問題日益成為一個重大的社會問題。在助老助殘問題中，其中很重要的就是老人、殘疾人上下樓梯的問題。而許多樓層較低(例如七層以下)的普通居民樓中沒有安裝電梯，老式小區這種情況頗為普遍。據調查，杭州60歲及以上老年人口有122萬余人，占總人口數的17.53%。他們大多居住在沒有安裝電梯的老小區。在這些情況下，腿腳不便的老人、殘疾人上下樓問題阻礙了他們的戶外活動，影響到他們的健康，成為子女們的心病，是一個社會性的公益問題。因此，輔助殘障人的登樓椅設施的研制顯得非常有價值和意義。在登樓椅產品的研制方面，目前國內外的研究主要分為二類，第一類是無軌道的登樓輪椅；第二類是有軌道的登樓椅。其中第二類國內的研究還處于起步階段。在第一類無軌道的登樓椅研究方面，例如長春工業大學機電工程學院設計了一種三星輪式爬樓梯電動輪椅，其中一個星輪為輪椅電機。采用三星輪機構實現爬樓越障，該電動輪椅可以在平地行駛，也可以借助三星輪機構實現爬樓動作。不足之處是該輪椅的爬樓速度為1-12階/min，速度偏慢，而且處于設計仿真階段，尚未形成產品。英國BAR0NMEAD公司推出了一款Stairmatic，該產品是一款間歇性爬樓輪椅，在歐洲得到了量產和應用，結構穩定，質量可靠，但售價較高(約為8萬人民幣)，只能用于上下樓梯，不具有自主的平地適應性，受到一定限制。再如北京金運世紀高新技術有限公司總經理李榮標老人專利技術了一款“手扶電動多功能爬樓輪椅”，該輪椅是一款無軌連續式爬樓輪椅，該產品采用星輪系結構，共用了 14個輪子，可實現上下樓梯，一次充電最多可以爬2900多個臺階，速度能達到6-12個臺階/min，自重49公斤，受到媒體的關注，但目前也未能得到較廣應用。在連續式爬樓椅方面比較突出的是美國Ind印endence公司生產的IBOT型輪椅，它是目前星型輪機構爬樓梯輪椅中性能指標最高的產品。它結構非常緊湊，運動靈活，操作簡便，不僅能爬上21cm以下高度的樓梯和不超過15cm高的馬路牙子，不僅采用了比普通輪椅復雜的驅動結構，還安裝了多個感知人體、輪椅重心位置的陀螺儀，功能非常完備，但其售價為2.9萬美元，是普通人所難以承受的。第二類有軌登樓椅方面，目前國內的研究尚屬初級階段，大多數在研究脫軌式登樓輪椅，已如上所述。研究相對就比較滯后了。國外很多國家，尤其是一些發達國家進行了很多登樓機械裝置的開發，主要的開發公司有瑞士的Liftech和Deckenlift,德國的Rehalift、荷蘭的 Freelift、美國的 AmeriGlide、Bruno、Acom、Summit 等等，此外還有英國、加拿大和日本等國家的一些公司。在這些研究中，輪椅依托于安裝在樓梯上的軌道，由相應的裝置進行拖動，其軌道與輪椅間的傳動主要有三種:第一種是鋼絲繩牽引；第二種是鏈傳動的方式；第三種是齒輪齒條嚙合的傳動方式。鋼絲繩傳動比較簡單，易實現，本身無摩擦，無需潤滑，造價也比較低。但存在兩大問題:一方面當其強度降低后潛伏著斷繩的危險；另一方面，鋼絲繩在卷人、卷出卷筒時，會有一定的波動。鏈傳動也是一種比較經濟的傳動方案，鏈條布在軌道上，鏈輪安裝在坐椅上，通過鏈輪與鏈條的嚙合，實現裝置的上下運動，其缺點是輸出速度不穩定。如果要求精確和等速翰出，鏈傳動并不是最佳選擇。而齒輪齒條傳動是目前應用最普遍的一種傳動方式。與上面兩種傳動方式比較，齒輪齒條傳動需要潤滑裝置，但其傳動的平穩性更好，而且造價也不高。從以上的分析看到，登樓裝置分為無軌式和有軌式二種，前者由于不依托于軌道，因此其安全可靠性要求特別高，登樓機械電氣機構復雜，因此造價極高、速度也較慢，而且是一種個體式設備，無法提供共享。而有軌式登樓椅與軌道進行傳動連接，由于軌道固定于樓梯上，因此安全性有保證、速度也較前者較快，造價也比前者低，而且一旦安裝于樓道，可以成為公用設施，供本單元的需要人士使用，利用率較高，適合于作為公益設施。其缺點是軌道安裝需要占用少許樓梯寬度，但影響不大。
技術實現思路
本技術的目的是克服現有技術中的不足，提供一種結構合理，舒適節能，穩定安全的軌道式登樓椅升降電機控制器。這種軌道式登樓椅升降電機控制器，包括速度調節器模塊，電流調節模塊，PWM調節模塊，驅動電路模塊，電流檢測模塊和轉速檢測模塊；所述速度調節器模塊輸入端接轉速檢測模塊輸出端并可設定轉速，速度調節器模塊和電流檢測模塊的輸出端還分別接電流調節模塊的輸入端，電流調節模塊的輸出端接PWM調節模塊的輸入端，PWM調節模塊的輸出端接驅動電路模塊的輸入端，驅動電路模塊的輸出端分別接主電機和電流檢測模塊的輸入端，轉速檢測模塊的輸入端接收主電機的轉速信息；所述驅動電路模塊:驅動部分包括前端驅動、場效應管和過電流保護組成的雙極性脈寬調制電路；兩路PWM信號從DSP出來經反相器后相位相反，分別經光電隔離器件6N137后變為P1、P2輸入到驅動器IR2112的輸入U9.U10 ;所述轉速檢測模塊包括霍爾傳感器和運算放大器LF353。本技術的有益效果是:結構合理，舒適節能，穩定安全。【專利附圖】【附圖說明】圖1是登樓椅運動控制總圖；圖2是主電機爬升側視和主視圖；圖3是主電機控制硬件結構圖；圖4是主電機控制框圖模型圖；圖5是主電機雙環控制回路模型圖；圖6是主電機速度控制曲線圖；圖7是主電機控制器硬件結構圖；圖8是控制驅動電路部分機構圖；圖9是IR2112驅動器內部結構和外圍引腳圖；圖10是測速反饋電路原理圖。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本技術做進一步描述。雖然本技術將結合較佳實施例進行描述，但應知道，并不表示本技術限制在所述實施例中。相反，本技術將涵蓋可包含在有附后權利要求書限定的本技術的范圍內的替換物、改進型和等同物。登樓椅的運行中，有兩個維度的運動系統，其一是椅身的上下樓運動(升降)，其二是椅身的維持水平運動(調平)。兩種運動的驅動都是由電機及其控制器完成。因此，課題需要研究電機的功率計算、電機選型、電機控制系統設計、控制系統仿真及參數選擇等，從而完成對登樓椅的運動控制。如圖1所示，運動系統由二個維度構成:其一，椅身的升降由主電機負責。由于升降速度比電機額定轉速本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軌道式登樓椅升降電機控制器，其特征在于：包括速度調節器模塊,電流調節模塊,PWM調節模塊,驅動電路模塊，電流檢測模塊和轉速檢測模塊；所述速度調節器模塊輸入端接轉速檢測模塊輸出端并可設定轉速，速度調節器模塊和電流檢測模塊的輸出端還分別接電流調節模塊的輸入端，電流調節模塊的輸出端接PWM調節模塊的輸入端，PWM調節模塊的輸出端接驅動電路模塊的輸入端，驅動電路模塊的輸出端分別接主電機和電流檢測模塊的輸入端，轉速檢測模塊的輸入端接收主電機的轉速信息；所述驅動電路模塊:驅動部分包括前端驅動、場效應管和過電流保護組成的雙極性脈寬調制電路；兩路PWM信號從DSP出來經反相器后相位相反，分別經光電隔離器件6N137后變為P1、P2輸入到驅動器IR2112的輸入U9、U10；所述轉速檢測模塊包括霍爾傳感器和運算放大器LF353。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：龐文堯，劉泓，肖鐸，
申請(專利權)人：浙江大學城市學院，
類型：新型
國別省市：浙江;33