一種由微處理器控制自動平衡吊具的設(shè)計(jì)方案

2 控制系統(tǒng)概述

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，這里把整個系統(tǒng)按照檢測、控制、通信、執(zhí)行的順序劃分成四大塊，各部分的工作如下：

檢測部分：主要包括傾角和接近傳感器等硬件。其中前者用于獲得吊具的俯仰角和橫滾角并傳送給SP2539的子串口，為下位機(jī)判斷電機(jī)轉(zhuǎn)動方向，計(jì)算移動行程提供依據(jù)。后者分為軟件停機(jī)傳感器組和機(jī)械斷電傳感器組，采用雙重制動策略，保障吊具在使用過程中平穩(wěn)調(diào)平和安全使用。

控制部分：單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)是控制機(jī)構(gòu)的核心部件，首先接收檢測部分的輸出值，包括吊具的實(shí)時姿態(tài)、軟件停機(jī)傳感器組狀態(tài)，同時調(diào)用子程序，處理輸入信號并給出動作信號給1、2號變頻器，使x，y向電機(jī)遵循指令進(jìn)行動作。最后，單片機(jī)還需要和上位機(jī)設(shè)備進(jìn)行交流，方便操作人員隨時掌握系統(tǒng)的狀態(tài)。

通信部分：這部分解決單片機(jī)分別與檢測機(jī)構(gòu)、上位機(jī)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信息傳輸。具體的講，主要是指單片機(jī)與傾角和接近傳感器、上位機(jī)調(diào)平控制指令、1、2號變頻器輸出頻率、角度顯示以及SP2539串口擴(kuò)展系統(tǒng)之間的信息傳輸。

執(zhí)行部分：接收單片機(jī)的輸出信號，并按照上位機(jī)自動、手動調(diào)平指令調(diào)節(jié)1、2號變頻器輸出，從而驅(qū)動x、y向電機(jī)轉(zhuǎn)動方向，促使主吊點(diǎn)偏移完成調(diào)平工作。無線組件將上位機(jī)和下位機(jī)無縫連接，使得上位機(jī)的控制和數(shù)據(jù)獲取更加實(shí)時。

3 吊具結(jié)構(gòu)及承重系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 吊環(huán)

考慮吊具自身重量，并考慮起吊過程的沖擊加速度，根據(jù)GB825—88，選擇螺釘GB 825 M36，垂直懸吊2.3t。