【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及磁懸浮，具體為一種在自動化領域，磁懸浮運輸線中，動子發生碰撞之后的保護應用，包括但不限于磁懸浮運輸線、物流線等多種磁懸浮控制中的動子碰撞后的保護，減少動子對其他人或物的損傷。
技術介紹
1、磁懸浮運輸線是一種不僅速度很高，動力也很足的產品，其在運行時，運行效率非常高，在此過程中，一旦與操作人員或者配合設備發生碰撞，將產生較大的損失，不僅對人員或者設備造成傷害，系統恢復正常運行需要較長的調整時間，嚴重降低生產效率。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種磁懸浮碰撞保護組件及方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種磁懸浮碰撞保護組件，包括：磁懸浮控制器、驅動器、動子和防撞塊，利用磁懸浮控制技術，結合磁懸浮控制器對電流、速度、扭矩進行閾值判斷，啟用保護方法，對碰撞后的人或物進行保護，減少傷害，具體如下：
3、磁懸浮控制器，所述磁懸浮控制器包括扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊、運動控制模塊、保護檢測模塊、碰撞檢測模塊和碰撞保護模塊，磁懸浮控制器通過ethercat總線與驅動器進行通訊，進行運動命令的發送和動子狀態與驅動信息的收集；
4、驅動器，驅動器與磁懸浮系統的編碼器和電機進行連接，編碼器具有霍爾傳感器等，但不限于此，驅動器通過編碼器獲取動子位置，通過adc檢查電機電流和動子扭矩，控制電機產生特定磁場，驅動動子運動；
5、動子，是執行機構，包括永磁體和滑塊、承
6、防撞塊，是保護機構，為長方體的樹脂或者橡膠材質。
7、優選的，所述磁懸浮控制器的扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊分別對扭矩、電流、速度進行采集，采集完成后將數據進行濾波，得到準確數據。
8、優選的，所述磁懸浮控制器的碰撞檢測模塊，分別對扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊收集的數據進行檢測和判斷，檢測是實時的，并且檢測對象是動態變化的，動子數量越多，檢測對象越多，能夠支持256個對象同時進行檢測。
9、優選的，所述磁懸浮控制器的保護檢測模塊，實時對是否發生碰撞進行檢測，并且對發生碰撞的對象進行實時監控，當碰撞檢測模塊輸出發生碰撞，碰撞保護檢測模塊開啟，并且確定碰撞發生對象，開啟碰撞保護模塊。
10、優選的，所述磁懸浮控制器的碰撞保護模塊，由保護檢測模塊的輸出決定是否開啟，開啟后會對減速度和電流作最優限制，結合物理防撞塊和算法的安全距離對控制對象動子和物體進行保護。
11、優選的，所述碰撞檢測模塊的驅動器通過串口與電機、編碼器進行連接，編碼器通過霍爾傳感器獲得動子位置反饋給驅動器，驅動器通過adc實時獲得電機電流和動子扭矩，實時反饋給磁懸浮控制器，由扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊進行處理和分析。
12、優選的，所述保護檢測模塊收集數據并進行處理，速度收集數據為v,扭矩收集數據為t,電流收集數據為a,實驗測試安全數據速度為vs,扭矩安全數據為ts,電流安全數據為as,速度波動調整參數為扭矩波動調整參數為電流波動調整參數最終綜合保護檢測方程為：
13、
14、其中數值x可以表示速度的實時反饋值，或者扭矩的實時反饋值，或電流的實時反饋值，閾值xs是速度安全數據或者扭矩安全數據或者電流安全數據，代表速度波動調整參數或者扭矩波動調整參數或者電流波動調整參數。
15、優選的，所述碰撞保護模塊通過保護檢測模塊輸出值safeenable為真時，開啟保護模塊，通過運動算法進行計算各個動子之間距離lm與安全距離ls的差值，得到最大停止距離lt，考慮波動參數最終得出限制速度和加速度、減速度，通過速度環進行調整，將速度、加速度、減速度通過ethercat協議寫入驅動器，驅動器執行扭矩和電流限制，最終使得動子安全停止，具體公式如下：
16、
17、lt＝amaxt2????????????????????????(2)
18、v＝amaxt?????????????????????????(3)
19、通過lt能夠得出加速段和減速段極限時間t,從而得到速度v。
20、所述磁懸浮控制器包括扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊、運動控制模塊、保護檢測模塊、碰撞檢測模塊和碰撞保護模塊；扭矩處理模塊是用來控制扭矩和檢測發生碰撞后扭矩是否超出閾值，超出閾值后啟用碰撞保護檢測模塊，碰撞保護檢測模塊檢測動子位置與安全距離，得出停止距離，超出最小停止距離后，開啟碰撞保護；電流采集模塊是通過實時總線獲得驅動器反饋的電機電流，進入碰撞算法檢測，檢測電流值是否超出閾值，超出后進入保護檢測模塊，檢測模塊檢測動子位置與安全距離，得出停止距離，超出最小停止距離后，開啟碰撞保護；速度處理模塊，通過ethercat協議與驅動器進行交互，發送控制命令到驅動器，也能夠從驅動器反饋實時速度，進行速度閾值判斷，如果超出閾值，進行碰撞保護檢測，檢測動子位置與安全距離，得出停止距離，超出最小停止距離后，開啟碰撞保護。
21、碰撞保護的工作機制如下：
22、磁懸浮系統啟動后，啟用碰撞檢測模塊，控制器的運動控制模塊將運動控制命令，通過ethercat協議方式發送給驅動器，驅動器控制產生扭矩和電流，通過控制電流流動方向產生不同的磁場，與動子的永磁鐵磁場進行相互作用，推動動子運動；磁懸浮控制器通過總線類實時通訊協議從驅動器獲取速度、扭矩、電流，分別調用扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊對數據進行處理，實時監測數值變化，碰撞檢測模塊是當速度、扭矩、電流其中任何一個超出閾值，碰撞檢測為真，啟動碰撞保護檢測模塊，碰撞保護模塊，對動子間距和停止距離進行實時監控，當停止距離達到閾值時，啟動碰撞保護，碰撞保護模塊調用運動控制模塊，產生安全速度和安全加減速度，通過實時總線，寫入驅動器，控制動子進行平穩停止，減少傷害。
23、本專利技術提出的一種磁懸浮碰撞保護組件及方法，有益效果在于：
24、1、本專利技術運用碰撞檢測模塊，根據驅動器實時反饋的位置，根據動子動態位置，當動子位置超出閾值時，發生碰撞；
25、2、本專利技術運用保護檢測模塊，動態計算速度，實時檢測速度是否超出閾值，超出閾值就認為開啟碰保護；根據驅動器實時反饋的扭矩，實時檢測扭矩是否超出閾值，超出閾值就認為發生開啟碰保護；根據驅動器實時反饋的電流，實時檢測電流是否超出閾值，超出閾值就開啟碰保護；
26、3、本專利技術運用碰撞保護模塊，根據驅動器實時反饋的位置，動態計算動子之間距離和安全距離，根據動子之間距離和安全距離，實時計算最小停止距離，根據停止距離得到速度和加速度或者減速度，到達最優停止，減少對人或物的傷害。
27、4、本專利技術可以提高磁懸浮運輸線安全，減少磁懸浮動子對其他物體和人的損害，減少動子本身的損壞，相比沒有存在碰撞保護方案的磁懸浮運本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于，所述碰撞保護組件包括磁懸浮控制器、驅動器、動子和防撞塊，利用磁懸浮控制技術，結合磁懸浮控制器對電流、速度、扭矩進行閾值判斷，啟用保護方法，對碰撞后的人或物進行保護，減少傷害，具體如下：
2.根據權利要求1所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述磁懸浮控制器的扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊分別對扭矩、電流、速度進行采集，采集完成后將數據進行濾波，得到準確數據。
3.根據權利要求2所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述磁懸浮控制器的碰撞檢測模塊，分別對扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊收集的數據進行檢測和判斷，檢測是實時的，并且檢測對象是動態變化的，動子數量越多，檢測對象越多，能夠支持256個對象同時進行檢測。
4.根據權利要求3所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述磁懸浮控制器的保護檢測模塊，實時對是否發生碰撞進行檢測，并且對發生碰撞的對象進行實時監控，當碰撞檢測模塊輸出發生碰撞，碰撞保護檢測模塊開啟，并且確定碰撞發生對象，開啟碰撞保護模塊。
5.根據權利要
6.根據權利要求5所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述碰撞檢測模塊的驅動器通過串口與電機、編碼器進行連接，編碼器通過霍爾傳感器獲得動子位置反饋給驅動器，驅動器通過ADC實時獲得電機電流和動子扭矩，實時反饋給磁懸浮控制器，由扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊進行處理和分析。
7.根據權利要6所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述保護檢測模塊收集數據并進行處理，速度收集數據為V,扭矩收集數據為T,電流收集數據為A,實驗測試安全數據速度為Vs,扭矩安全數據為Ts,電流安全數據為As,速度波動調整參數為扭矩波動調整參數為電流波動調整參數最終綜合保護檢測方程為：
8.根據權利要求7所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述碰撞保護模塊通過保護檢測模塊輸出值SafeEnable為真時，開啟保護模塊，通過運動算法進行計算各個動子之間距離Lm與安全距離Ls的差值，得到最大停止距離Lt，考慮波動參數最終得出限制速度和加速度、減速度，通過速度環進行調整，將速度、加速度、減速度通過EtherCat協議寫入驅動器，驅動器執行扭矩和電流限制，最終使得動子安全停止，具體公式如下：
9.一種磁懸浮碰撞保護方法，其特征在于：包括以下步驟：磁懸浮系統啟動后，啟用碰撞檢測模塊，控制器的運動控制模塊將運動控制命令，通過Ethercat協議方式發送給驅動器，驅動器控制產生扭矩和電流，通過控制電流流動方向產生不同的磁場，與動子的永磁鐵磁場進行相互作用，推動動子運動；磁懸浮控制器通過總線類實時通訊協議從驅動器獲取速度、扭矩、電流，分別調用扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊對數據進行處理，實時監測數值變化，碰撞檢測模塊是當速度、扭矩、電流其中任何一個超出閾值，碰撞檢測為真，啟動碰撞保護檢測模塊，碰撞保護模塊，對動子間距和停止距離進行實時監控，當停止距離達到閾值時，啟動碰撞保護，碰撞保護模塊調用運動控制模塊，產生安全速度和安全加減速度，通過實時總線，寫入驅動器，控制動子進行平穩停止，減少傷害。
...【技術特征摘要】
1.一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于，所述碰撞保護組件包括磁懸浮控制器、驅動器、動子和防撞塊，利用磁懸浮控制技術，結合磁懸浮控制器對電流、速度、扭矩進行閾值判斷，啟用保護方法，對碰撞后的人或物進行保護，減少傷害，具體如下：
2.根據權利要求1所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述磁懸浮控制器的扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊分別對扭矩、電流、速度進行采集，采集完成后將數據進行濾波，得到準確數據。
3.根據權利要求2所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述磁懸浮控制器的碰撞檢測模塊，分別對扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處理模塊收集的數據進行檢測和判斷，檢測是實時的，并且檢測對象是動態變化的，動子數量越多，檢測對象越多，能夠支持256個對象同時進行檢測。
4.根據權利要求3所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述磁懸浮控制器的保護檢測模塊，實時對是否發生碰撞進行檢測，并且對發生碰撞的對象進行實時監控，當碰撞檢測模塊輸出發生碰撞，碰撞保護檢測模塊開啟，并且確定碰撞發生對象，開啟碰撞保護模塊。
5.根據權利要求4所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述磁懸浮控制器的碰撞保護模塊，由保護檢測模塊的輸出決定是否開啟，開啟后會對減速度和電流作最優限制，結合物理防撞塊和算法的安全距離對控制對象動子和物體進行保護。
6.根據權利要求5所述的一種磁懸浮碰撞保護組件，其特征在于：所述碰撞檢測模塊的驅動器通過串口與電機、編碼器進行連接，編碼器通過霍爾傳感器獲得動子位置反饋給驅動器，驅動器通過adc實時獲得電機電流和動子扭矩，實時反饋給磁懸浮控制器，由扭矩處理模塊、電流采集模塊、速度處...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郜秀春，李朝陽，章有啟，楊翔，
申請(專利權)人：蘇州元磁智控科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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