一種電磁控制運(yùn)動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電磁控制運(yùn)動裝置，用于控制受控對象，其包括：第一線圈、第一驅(qū)動電路、單片機(jī)、液晶顯示模塊、按鍵模塊、角度傳感器，其中：第一線圈的繞線兩端分別與第一驅(qū)動電路的輸出口相連，第一驅(qū)動電路的輸入口及液晶顯示模塊與單片機(jī)的輸出口相連，按鍵模塊及角度傳感器與單片機(jī)的輸入口相連。本發(fā)明提供的電磁控制運(yùn)動裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作安裝容易，成本低，工作可靠。
【專利說明】—種電磁控制運(yùn)動裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動力裝置，特別涉及一種電磁控制運(yùn)動裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的用于單擺運(yùn)動的自動驅(qū)動裝置例如機(jī)械發(fā)條或電機(jī)傳動，采用多級齒輪及減速箱傳動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝制造困難，成本高，可靠性差，為了能夠使其普遍推廣應(yīng)用，需要一種結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確度高的驅(qū)動裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種電磁控制運(yùn)動裝置，結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確度高，解決了現(xiàn)有驅(qū)動中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、可靠性差等問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種電磁控制運(yùn)動裝置，用于控制受控對象，其包括:第一線圈、第一驅(qū)動電路、單片機(jī)、液晶顯示模塊、按鍵模塊、角度傳感器，其中:所述第一線圈的繞線兩端分別與第一驅(qū)動電路的輸出口相連，所述第一驅(qū)動電路的輸入口及所述液晶顯示模塊與所述單片機(jī)的輸出口相連，所述按鍵模塊及所述角度傳感器與所述單片機(jī)的輸入口相連。
[0005]通過所述按鍵模塊預(yù)設(shè)所述受控對象的角度值；所述角度傳感器將所述受控對象的角度偏移量轉(zhuǎn)化為電壓，送到所述單片機(jī)的輸入口 ；所述單片機(jī)對所述角度傳感器采集到的電壓進(jìn)行分析，從而控制所述第一線圈產(chǎn)生不同的磁場來給所述受控對象不同的作用力，使得所述受控對象擺到預(yù)設(shè)的角度值；所述液晶顯示模塊實時顯示所述預(yù)設(shè)的角度值和實時角度值。
[0006]所述單片機(jī)是通過輸出脈寬調(diào)制波PWM，經(jīng)過所述第一驅(qū)動電路后加載到第一線圈的兩端，實現(xiàn)對電流I的控制，從而控制所述第一線圈產(chǎn)生磁場來控制所述受控對象發(fā)生角度偏移。
[0007]較佳地，所述第一線圈的繞線的線徑為0.41mm。
[0008]較佳地，所述第一線圈的內(nèi)徑為一圓柱體，繞線的匝數(shù)上面少，下面多，形成一上小下大的梯形線圈。這樣主要是為了保證當(dāng)受控對象偏離中心面較遠(yuǎn)時，線圈下面的繞線對線圈產(chǎn)生的磁場力已經(jīng)很小，故增加其繞線匝數(shù)，以保證當(dāng)受控對象頂端的磁鐵在受控對象擺到較遠(yuǎn)位置時，仍有較為均勻的作用力。
[0009]較佳地，所述第一驅(qū)動電路采用L298芯片。
[0010]較佳地，所述單片機(jī)為STC12C5A60S2。
[0011]較佳地,所述液晶顯示模塊為IXD12864。
[0012]較佳地，所述按鍵模塊包括第一按鍵、第二按鍵及第三按鍵，其中:第一按鍵為增加角度鍵，每按一次角度加一度；第二按鍵為減小角度鍵，每按一次角度減一度；第三按鍵為啟動/停止鍵，按一次單片機(jī)輸出控制信號，控制第一線圈工作，再按一次單片機(jī)輸出停止信號，控制第一線圈停止工作。
[0013]較佳地，所述角度傳感器為ADXL345。
[0014]較佳地，電磁控制運(yùn)動裝置還包括第二線圈、第三線圈及第二驅(qū)動電路；其中:所述第二線圈的繞線兩端分別與第一驅(qū)動電路的輸出口相連，所述第三線圈的繞線兩端分別與第二驅(qū)動電路的輸出口相連。
[0015]較佳地，所述第二線圈及所述第三線圈跟第一線圈一樣，繞線的線徑為0.41mm;所述第二線圈及所述第三線圈的內(nèi)徑為圓柱體，繞線的匝數(shù)上面少，下面多，形成上小下大的梯形線圈。
[0016]較佳地，所述按鍵模塊還包括第四按鍵，所述第四按鍵為工作模式選擇鍵，按一次為第一工作模式，再按一次為第二工作模式；所述第一工作模式為受控對象在指定角度內(nèi)維持穩(wěn)定的擺動，所述第二工作模式為受控對象固定在某一角度。
[0017]其中，處于所述第一工作模式時，再由第一按鍵/第二按鍵來設(shè)置角度，設(shè)置好之后由第三按鍵來啟動/停止工作，第三按鍵按一次單片機(jī)輸出控制信號，控制第一線圈工作，再按一次單片機(jī)輸出停止信號，控制第一線圈停止工作；處于所述第二工作模式時，再由第一按鍵/第二按鍵來設(shè)置角度，設(shè)置好之后由第三按鍵來啟動/停止工作，第三按鍵按一次單片機(jī)輸出控制信號，控制第一線圈和第二線圈或第一線圈和第三線圈工作，再按一次單片機(jī)輸出停止信號，控制第一線圈和第二線圈或第一線圈和第三線圈停止工作。
[0018]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明提供的電磁控制運(yùn)動裝置，為非接觸式動力裝置，結(jié)構(gòu)簡單，制作安裝容易，成本低，工作可靠；該裝置通過選擇合適的線圈線徑，上小下大的梯形繞線結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了磁場分布的均勻性，從而提高了裝置的準(zhǔn)確性；該裝置控制數(shù)據(jù)可以通過按鍵模塊進(jìn)行設(shè)置，易于操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明的電磁控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明的線圈設(shè)置方式示意圖；
圖3為本發(fā)明的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖；
圖4為本發(fā)明的角度傳感器的電路原理圖；
圖5為本發(fā)明的液晶顯示模塊的電路圖；
圖6為本發(fā)明實施例1的電磁控制裝置控制擺桿運(yùn)動時第一線圈安裝位置示意圖；
圖7為本發(fā)明實施例1的第一驅(qū)動電路電路圖；
圖8為本發(fā)明實施例1的按鍵模塊電路圖；
圖9為本發(fā)明實施例2的電磁控制裝置控制擺桿運(yùn)動時第一線圈、第二線圈及第三線圈安裝位置不意圖；
圖10為本發(fā)明實施例2的第一驅(qū)動電路電路圖；
圖11為本發(fā)明實施例2的第二驅(qū)動電路圖；
圖12為本發(fā)明實施例2的按鍵模塊電路圖。
[0020]標(biāo)號說明:1-第一線圈,2-第一驅(qū)動電路，3_單片機(jī),4_液晶顯不模塊,5_按鍵模土夾，6-角度傳感器，7-擺桿，8-轉(zhuǎn)軸，9-磁鐵，10-第二線圈，11-第三線圈，12-第二驅(qū)動電路，Kl-第一按鍵，K2-第二按鍵，K3-第三按鍵，K4-第四按鍵。

【具體實施方式】
[0021]下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0022]實施例1:
本實施例以擺桿7為受控對象來詳細(xì)描述本發(fā)明的電磁控制運(yùn)動裝置，電磁控制運(yùn)動裝置包括第一線圈1、第一驅(qū)動電路2、單片機(jī)3、液晶顯示模塊4、按鍵模塊5、角度傳感器6，其中:
第一線圈I的繞線兩端分別與第一驅(qū)動電路2的輸出口連接，第一驅(qū)動電路2的輸入口及液晶顯示模塊4與單片機(jī)3的輸出口相連，按鍵模塊5及角度傳感器6與單片機(jī)3的輸入口相連。
[0023]角度傳感器6安裝在擺桿7的轉(zhuǎn)軸8上，能夠及時準(zhǔn)確地采集擺桿7的位置信息，做到精細(xì)控制；第一線圈I放置在擺桿7處于垂直位置時的正下方。
[0024]本實施例的第一線圈I所選用制作線圈的繞線的線徑在0.41_左右，其關(guān)系到線圈內(nèi)電流值大小和產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度大小。
[0025]本實施例中第一驅(qū)動電路2采用L298芯片，單片機(jī)3為STC12C5A60S2 ;液晶顯示模塊4為LCD12864 ;角度傳感器為ADXL345。
[0026]按鍵模塊5包括第一按鍵K1、第二按鍵K2及第三按鍵K3，其中:第一按鍵Kl為增加角度鍵，每按一次角度加一度；第二按鍵K2為減小角度鍵，每按一次角度減一度；第三按鍵K3為啟動/停止鍵，按一次單片機(jī)3輸出控制信號，控制第一線圈I工作，再按一次單片機(jī)3輸出停止信號，控制第一線圈I停止工作。本實施例以STC12C5A60S2單片機(jī)作為主控制器，單片機(jī)3產(chǎn)生PWM波，經(jīng)過第一驅(qū)動電路2控制第一線圈I產(chǎn)生磁場，從而控制頂端帶有磁鐵9的擺桿7發(fā)生角度偏移。
[0027]通過按鍵模塊5來設(shè)置擺桿7的預(yù)設(shè)角度值，由角度傳感器6將擺桿7角度的變化轉(zhuǎn)化為電壓，送到單片機(jī)3的輸入口，單片機(jī)3對角度傳感器6采集到的數(shù)值進(jìn)行分析，從而控制第一線圈I的通斷來給擺桿7不同的作用力，使得擺桿7能夠擺到預(yù)設(shè)的角度值。擺桿7的角度預(yù)設(shè)值和實時角度值由IXD12864實時顯示。
[0028]實施例2:
本實施例是在實施例1的基礎(chǔ)上，增加了使擺桿在某一角度停止的功能，通過設(shè)置使其停在不同的位置，使用更加便捷，方便使用者在某一特定位置加載或卸載對像。
[0029]為了實現(xiàn)這一功能，本實施例采用增加兩組線圈，分別是第二線圈10、第三線圈11，第二線圈10和第三線圈11分別在第一線圈I的左側(cè)和右側(cè)。當(dāng)受控對象需停在左側(cè)某一角度時，單片機(jī)3控制第一線圈I和第二線圈10工作，使受控對象穩(wěn)定在其要求位置；當(dāng)受控對象需停在右側(cè)某一角度時，單片機(jī)3控制第一線圈I和第三線圈11工作，使受控對象穩(wěn)定在其要求位置。
[0030]為了達(dá)到控制三組線圈的目的，增加了第二驅(qū)動電路12，第二線圈10的繞線兩端分別與第一驅(qū)動電路2的輸出端相連，第三線圈11的繞線兩端分別于第二驅(qū)動電路12的輸出端相連。第二驅(qū)動電路12也采用L298芯片。
[0031]為了使電磁控制運(yùn)動裝置能夠在實施例1的第一工作模式和實施例2的第二工作模式之間進(jìn)行切換，按鍵模塊5還包括第四按鍵K4，第四按鍵K4為模式選擇鍵，按一次為第一工作模式，再按一次為第二工作模式；
處于所述第一工作模式時，再由第一按鍵Kl/第二按鍵K2來設(shè)置角度，設(shè)置好之后由第三按鍵K3來啟動/停止工作，第三按鍵K3按一次單片機(jī)3輸出控制信號，控制第一線圈I工作，再按一次單片機(jī)3輸出停止信號，控制第一線圈I停止工作。
[0032]處于所述第二工作模式時，再由第一按鍵Kl/第二按鍵K2來設(shè)置角度，設(shè)置好之后由第三按鍵K3來啟動/停止工作，第三按鍵K3按一次單片機(jī)3輸出控制信號，控制第一線圈I和第二線圈10或第一線圈I和第三線圈11工作，再按一次單片機(jī)3輸出停止信號，控制第一線圈I和第二線圈10或第一線圈I和第三線圈11停止工作。
[0033]此處公開的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并不是對本發(fā)明的限定。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在說明書范圍內(nèi)所做的修改和變化，均應(yīng)落在本發(fā)明所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁控制運(yùn)動裝置，用于控制受控對象，其特征在于，包括:第一線圈、第一驅(qū)動電路、單片機(jī)、液晶顯示模塊、按鍵模塊、角度傳感器，其中: 所述第一線圈的繞線兩端分別與所述第一驅(qū)動電路的輸出口相連，所述第一驅(qū)動電路的輸入口及所述液晶顯示模塊與所述單片機(jī)的輸出口相連，所述按鍵模塊及所述角度傳感器與所述單片機(jī)的輸入口相連； 所述按鍵模塊預(yù)設(shè)所述受控對象的角度值；所述角度傳感器將所述受控對象的角度偏移量轉(zhuǎn)化為電壓，送到所述單片機(jī)的輸入口 ；所述單片機(jī)對所述角度傳感器采集到的電壓進(jìn)行分析，輸出控制信號給第一驅(qū)動電路，從而控制所述第一線圈產(chǎn)生不同的磁場來給所述受控對象不同的作用力，使得所述受控對象擺到預(yù)設(shè)的角度值；所述液晶顯示模塊實時顯示所述預(yù)設(shè)的角度值和實時角度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，所述第一線圈的繞線的線徑為 0.41mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，所述第一線圈的內(nèi)徑為一圓柱體，繞線的匝數(shù)上面少，下面多，形成一上小下大的梯形線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁控制裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動電路采用L298芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，所述單片機(jī)為STC12C5A60S2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，所述按鍵模塊包括第一按鍵、第二按鍵及第三按鍵，其中: 第一按鍵為增加角度鍵，每按一次角度加一度； 第二按鍵為減小角度鍵，每按一次角度減一度； 第三按鍵為啟動/停止鍵，按一次單片機(jī)輸出控制信號，控制第一線圈工作，再按一次單片機(jī)輸出停止信號，控制第一線圈停止工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，所述角度傳感器為ADXL345。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，還包括第二線圈、第三線圈及第二驅(qū)動電路；其中: 所述第二線圈的繞線兩端分別與第一驅(qū)動電路的輸出口相連，所述第三線圈的繞線兩端分別與第二驅(qū)動電路的輸出口相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，所述第二線圈及所述第三線圈的繞線的線徑為0.41mm;所述第二線圈及所述第三線圈的內(nèi)徑為圓柱體，繞線的匝數(shù)上面少，下面多，形成上小下大的梯形線圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁控制運(yùn)動裝置，其特征在于，所述按鍵模塊還包括第四按鍵，所述第四按鍵為工作模式選擇鍵，按一次為第一工作模式，再按一次為第二工作模式； 所述第一工作模式為所述受控對象在指定角度內(nèi)維持穩(wěn)定的擺動，所述第二工作模式為所述受控對象固定在某一角度； 處于所述第一工作模式時，再由第一按鍵/第二按鍵來設(shè)置角度，設(shè)置好之后由第三按鍵來啟動/停止工作，第三按鍵按一次單片機(jī)輸出控制信號，控制第一線圈工作，再按一次單片機(jī)輸出停止信號，控制第一線圈停止工作； 處于所述第二工作模式時，再由第一按鍵/第二按鍵來設(shè)置角度，設(shè)置好之后由第三按鍵來啟動/停止工作，第三按鍵按一次單片機(jī)輸出控制信號，控制第一線圈和第二線圈或第一線圈和第三線圈工作，再按一次單片機(jī)輸出停止信號，控制第一線圈和第二線圈或第一線圈和第三線圈停止工作。
【文檔編號】G05B19/042GK104166364SQ201410439198
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】王曉蘭, 徐艷, 蔣中 申請人:蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院