專利名稱：工程機(jī)械用手柄位置檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種工程機(jī)械用手柄位置檢測器。
背景技術(shù)：
目前，公知的手柄位置檢測是通過手柄、電位器、PLC控制器和機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。將電位器通過機(jī)械機(jī)構(gòu)內(nèi)置于控制手柄中，前后推動控制手柄時引起電位器的阻值變化，通電后PLC控制器檢測電位器因阻值變化而引起的電壓信號變化值，來判斷手柄當(dāng)前的實(shí)際位置。但是，使用該方式需要專用PLC控制器配合特制手柄來檢測電壓信號的變化值，僅適用于配置顯示器和電噴發(fā)動機(jī)的工程設(shè)備，故在部分工程機(jī)械中對手柄位置檢測的精度要求并不嚴(yán)格時，公知的檢測方式成本相對較為昂貴且適用范圍較窄。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種工程機(jī)械用手柄位置檢測器，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)成本低，功能靈活性較高，功耗低，故障率低，可擴(kuò)展性能好，使用壽命長，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種工程機(jī)械用手柄位置檢測器，其特征在于包括比較器和各用電單元供電的電源單元，所述比較器的輸入端接有檢測電壓設(shè)定單元、用于采集手柄位置的手柄位置采集單元、用于設(shè)置前進(jìn)位置的前進(jìn)位置設(shè)置單元、用于設(shè)置后退位置的后退位置設(shè)置單元和用于設(shè)置倒車位置的倒車位置設(shè)置單元，所述手柄位置采集單元的輸入端接有手柄信號輸出單元，所述比較器的輸出端接有用于輸出工程機(jī)械作業(yè)控制信號的控制信號輸出單元，所述控制信號輸出單元包括第一繼電器、第二繼電器、與第一繼電器相接的第一繼電器驅(qū)動器和與第二繼電器相接的第二繼電器驅(qū)動器，所述第一繼電器驅(qū)動器和第二繼電器驅(qū)動器均與比較器的輸出端相接。上述的工程機(jī)械用手柄位置檢測器，其特征在于所述比較器為芯片LM339N，所述電源單元包括24V電源、芯片LM7818、芯片LM7812、芯片LM7809、芯片7805以及電容Cl、C2和C3，所述手柄位置采集單元為電位器RPl，所述前進(jìn)位置采集單元包括電位器RP2和電阻R2，所述后退位置采集單元包括電位器RP3和電阻R3，所述倒車位置采集單元包括電位器RP4和電阻R4，所述第一繼電器驅(qū)動器包括三極管BGl和二極管Dl，所述第一繼電器為繼電器JKl，所述第二繼電器驅(qū)動器包括三極管BG2和二極管D2，所述第二繼電器為繼電器JK2 ;所述芯片LM339N的引腳I和引腳2均與三極管BG2的基極相接，所述芯片LM339N的引腳3與繼電器JK2線圈的一端相接且通過電容C2接地，所述芯片LM339N的引腳4與電位器RP2的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳5和引腳6均與檢測電壓設(shè)定單元相接，所述芯片LM339N的引腳7與電位器RP3的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳8與電位器RP4的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳9與電位器RPl的一個固定端相接，所述芯片LM339N的引腳12接地，所述芯片LM339N的引腳14與三極管BG2的基極相接，所述芯片LM339N的引腳I與引腳3之間并聯(lián)有電阻R4，所述芯片LM339N的引腳3與引腳14之間并聯(lián)有電阻R5 ;所述芯片LM7818的引腳I與24V電源的輸出端相接，所述芯片LM7818的引腳3與芯片LM7812的引腳I相接，所述芯片LM7812的引腳3與芯片LM7809的引腳I相接且通過電容Cl接地，所述芯片LM7809的引腳3與芯片LM7805的引腳I相接且通過電容C2接地，所述芯片LM7805的引腳3通過電容C3接地，所述芯片LM7818的引腳2、芯片LM7812的引腳2、芯片LM7809的引腳2和芯片LM7805的引腳2均接地；所述電位器RPl的滑動端和另一個固定端均與手柄信號輸出單元相接；所述電位器RP2的一個固定端通過電阻R2與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP2的另一個固定端接地；所述電位器RP3的一個固定端與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP3的另一個固定端通過電阻R3接地；所述電位器RP4的一個固定端與芯片7805的引腳3相接,所述電位器RP4的另一個固定端通過電阻R4接地；所述三極管BGl的集電極與二極管Dl的正極和繼電器JKl線圈的一端相接，所述三極管BGl的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的負(fù)極和繼電器JKl線圈的另一端均與芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JKl觸點(diǎn)的一端與24V電源的輸出端或芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JKl觸點(diǎn)的另一端為24V或12V電壓輸出端；所述三極管BG2的集電極與二極管D2的正極和繼電器JK2線圈的一端相接，所述三極管BG2的發(fā)射極接地，所述二極管D2的負(fù)極和繼電器JK2線圈的另一端均與芯片LM7809的引腳3相接，所述繼電器JK2觸點(diǎn)的一端與芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JK2觸點(diǎn)的另一端為9 12V電壓輸出端。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，無需專用集成電路或者處理器等復(fù)雜電路支持，僅單純通過比較器來達(dá)到所需功能，實(shí)現(xiàn)成本低。2、本實(shí)用新型的功耗低，故障率低，無需運(yùn)算大量數(shù)據(jù)且無需軟件或者程序的支持，故不存在發(fā)熱高、散熱差或者故障難以檢修等問題。3、本實(shí)用新型的功能靈活性較高，通過任意設(shè)定各個比較器的輸入電壓值，利用不同電壓值的不同組合，可以實(shí)現(xiàn)不同種類的控制方法。4、本實(shí)用新型僅使用了芯片LM339N中的三個比較器，利用第四個比較器還可以自主添加其他種類控制功能，可擴(kuò)展性能好。5、本實(shí)用新型的控制方式豐富，利用繼電器常開常閉觸點(diǎn)可靈活控制較寬電壓范圍的電路，例如DC5 32V均可，而繼電器是否閉合則由三極管來控制，使用壽命長。6、本實(shí)用新型的實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)成本低，功能靈活性較高，功耗低，故障率低，可擴(kuò)展性能好，使用壽命長，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖I為本實(shí)用新型的電路框圖。圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。附圖標(biāo)記說明I-比較器；2-電源單元；3-檢測電壓設(shè)定單元；、[0019]4-手柄位置采集單元；5_前進(jìn)位置設(shè)置單元；6_后退位置設(shè)置單元；7-倒車位置 設(shè)置單元；8_手柄信號輸出單元；9_第一繼電器；10-第二繼電器；11-第一繼電器驅(qū)動器；12-第二繼電器驅(qū)動器； 13-24V或12V電壓輸出端；14-9 12V電壓輸出端； 15-24V電源。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型包括比較器I和各用電單元供電的電源單元2，所述比較器I的輸入端接有檢測電壓設(shè)定單元3、用于采集手柄位置的手柄位置采集單元4、用于設(shè)置前進(jìn)位置的前進(jìn)位置設(shè)置單元5、用于設(shè)置后退位置的后退位置設(shè)置單元6和用于設(shè)置倒車位置的倒車位置設(shè)置單元7，所述手柄位置采集單元4的輸入端接有手柄信號輸出單元8，所述比較器I的輸出端接有用于輸出工程機(jī)械作業(yè)控制信號的控制信號輸出單元，所述控制信號輸出單兀包括第一繼電器9、第二繼電器10、與第一繼電器9相接的第一繼電器驅(qū)動器11和與第二繼電器10相接的第二繼電器驅(qū)動器12，所述第一繼電器驅(qū)動器11和第二繼電器驅(qū)動器12均與比較器I的輸出端相接。結(jié)合圖2，本實(shí)施例中，所述比較器I為芯片LM339N，所述電源單元2包括24V電源15、芯片LM7818、芯片LM7812、芯片LM7809、芯片7805以及電容Cl、C2和C3，所述手柄位置采集單元4為電位器RPl，所述前進(jìn)位置采集單元5包括電位器RP2和電阻R2，所述后退位置采集單元6包括電位器RP3和電阻R3，所述倒車位置采集單元7包括電位器RP4和電阻R4，所述第一繼電器驅(qū)動器11包括三極管BGl和二極管Dl，所述第一繼電器9為繼電器JKl，所述第二繼電器驅(qū)動器12包括三極管BG2和二極管D2，所述第二繼電器10為繼電器JK2 ;所述芯片LM339N的引腳I和引腳2均與三極管BG2的基極相接，所述芯片LM339N的引腳3與繼電器JK2線圈的一端相接且通過電容C2接地，所述芯片LM339N的引腳4與電位器RP2的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳5和引腳6均與檢測電壓設(shè)定單元3相接，所述芯片LM339N的引腳7與電位器RP3的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳8與電位器RP4的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳9與電位器RPl的一個固定端相接，所述芯片LM339N的引腳12接地，所述芯片LM339N的引腳14與三極管BG2的基極相接，所述芯片LM339N的引腳I與引腳3之間并聯(lián)有電阻R4，所述芯片LM339N的引腳3與引腳14之間并聯(lián)有電阻R5 ;所述芯片LM7818的引腳I與24V電源的輸出端相接，所述芯片LM7818的引腳3與芯片LM7812的引腳I相接，所述芯片LM7812的引腳3與芯片LM7809的引腳I相接且通過電容Cl接地，所述芯片LM7809的引腳3與芯片LM7805的引腳I相接且通過電容C2接地，所述芯片LM7805的引腳3通過電容C3接地，所述芯片LM7818的引腳2、芯片LM7812的引腳2、芯片LM7809的引腳2和芯片LM7805的引腳2均接地；所述電位器RPl的滑動端和另一個固定端均與手柄信號輸出單元8相接；所述電位器RP2的一個固定端通過電阻R2與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP2的另一個固定端接地；所述電位器RP3的一個固定端與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP3的另一個固定端通過電阻R3接地；所述電位器RP4的一個固定端與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP4的另一個固定端通過電阻R4接地；所述三極管BGl的集電極與二極管Dl的正極和繼電器JKl線圈的一端相接，所述三極管BGl的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的負(fù)極和繼電器JKl線圈的另一端均與芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JKl觸點(diǎn)的一端與24V電源的輸出端或芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JKl觸點(diǎn)的另一端為24V或12V電壓輸出端13 ;所述三極管BG2的集電極與二極管D2的正極和繼電器JK2線圈的一端相接，所述三極管BG2的發(fā)射極接地，所述二極管D2的負(fù)極和繼電器JK2線圈的另一端均與芯片LM7809的引腳3相接，所述繼電器JK2觸點(diǎn)的一端與芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JK2觸點(diǎn)的另一端為9 12V電壓輸出端14。本實(shí)用新型中的核心控制器采用電壓比較器芯片LM339N，該芯片內(nèi)部裝有4個獨(dú)立的電壓比較器，可以方便地組成各種比較器電路和振蕩器電路；該電壓比較器輸入端電壓差別大于IOmv就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)，因此把LM339N用 在弱信號檢測場合是比較理想的。本實(shí)用新型的工作原理及工作過程是(I)將電位器RPl與手柄信號輸出單元8連接后，隨控制手柄位置改變，電位器RPl會產(chǎn)生一個O 5V變化的電壓值A(chǔ)，因該電壓變化與手柄位置變化同步，故輸入芯片LM339N的引腳9作為檢測手柄實(shí)際位置的依據(jù)；同時，通過檢測電壓設(shè)定單元3設(shè)定檢測電壓并通過芯片LM339N的引腳5和引腳6輸入芯片LM339N，作為比較電壓值A(chǔ) ;(2)通過電位器RP2設(shè)定一個O 5V變化的電壓值B并輸入芯片LM339N的引腳4，作為手柄的前進(jìn)位置電壓；通過電位器RP 3設(shè)定一個O 5V變化的電壓值C并輸入芯片LM339N的引腳7，作為手柄的后退位置電壓；則有當(dāng)電壓值A(chǔ)小于電壓值B時，手柄位置為前進(jìn)位置；當(dāng)電壓值A(chǔ)大于電壓值C時，手柄位置為后退位置；當(dāng)電壓值A(chǔ)位于電壓值B和電壓值C之間時，手柄位置為中間位置。初次使用時設(shè)定好合適的電壓值B和電壓值C后，芯片LM339N會隨時把變化的電壓值A(chǔ)與設(shè)定后的電壓值B和電壓值C的大小進(jìn)行比較，根據(jù)電壓值A(chǔ)的變化范圍來檢測手柄的實(shí)際位置。換言之，就是使用芯片LM339N的其中2個比較器設(shè)定好手柄前進(jìn)和后退位置的電壓值，與手柄當(dāng)前位置的電壓值做比較，利用比較結(jié)果來判斷手柄的前進(jìn)、后退和中位位置；通過輸出結(jié)果來控制三極管BGl是否導(dǎo)通，進(jìn)而控制繼電器JKl是否閉合，依據(jù)此可以靈活設(shè)置當(dāng)手柄到達(dá)指定電壓值B和電壓值C位置時所希望的操作，例如，實(shí)際應(yīng)用中利用此控制工程機(jī)械中壓路機(jī)的自動灑水和振動等功能。(3)通過電位器RP3設(shè)定一個O 5V變化的電壓值D并輸入芯片LM339N的引腳8，作為手柄的倒車位置電壓；同樣利用芯片LM339N將電壓值D與上述電壓值A(chǔ)作比較，通過輸出結(jié)果來控制三極管BG2是否導(dǎo)通，進(jìn)而控制繼電器JK2是否閉合，依據(jù)此可以靈活設(shè)置當(dāng)手柄到達(dá)指定電壓值D位置時所希望的操作，例如，實(shí)際應(yīng)用中利用此控制工程機(jī)械中壓路機(jī)的倒車報警燈。另外，本實(shí)用新型僅使用了芯片LM339N中的三個比較器，利用第四個比較器還可以自主添加其他種類控制功能。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種工程機(jī)械用手柄位置檢測器，其特征在于包括比較器(I)和各用電單元供電的電源單元(2)，所述比較器(I)的輸入端接有檢測電壓設(shè)定單元(3)、用于采集手柄位置的手柄位置采集單元(4)、用于設(shè)置前進(jìn)位置的前進(jìn)位置設(shè)置單元(5)、用于設(shè)置后退位置的后退位置設(shè)置單元(6)和用于設(shè)置倒車位置的倒車位置設(shè)置單元(7)，所述手柄位置采集單元(4)的輸入端接有手柄信號輸出單元(8)，所述比較器(I)的輸出端接有用于輸出工程機(jī)械作業(yè)控制信號的控制信號輸出單元，所述控制信號輸出單元包括第一繼電器(9)、第二繼電器(10)、與第一繼電器(9)相接的第一繼電器驅(qū)動器(11)和與第二繼電器(10)相接的第二繼電器驅(qū)動器(12)，所述第一繼電器驅(qū)動器(11)和第二繼電器驅(qū)動器(12)均與比較器⑴的輸出端相接。
2.按照權(quán)利要求I所述的工程機(jī)械用手柄位置檢測器，其特征在于所述比較器(I)為芯片LM339N，所述電源單元(2)包括24V電源(15)、芯片LM7818、芯片LM7812、芯片LM7809、芯片7805以及電容Cl、C2和C3，所述手柄位置采集單元(4)為電位器RPl，所述前進(jìn)位置采集單元(5)包括電位器RP2和電阻R2，所述后退位置采集單元(6)包括電位器RP3和電阻R3，所述倒車位置采集單元(7)包括電位器RP4和電阻R4，所述第一繼電器驅(qū)動器(11)包括三極管BGl和二極管Dl，所述第一繼電器(9)為繼電器JKl，所述第二繼電器驅(qū)動器(12)包括三極管BG2和二極管D2，所述第二繼電器(10)為繼電器JK2 ;所述芯片LM339N的引腳I和引腳2均與三極管BG2的基極相接，所述芯片LM339N的引腳3與繼電器JK2線圈的一端相接且通過電容C2接地，所述芯片LM339N的引腳4與電位器RP2的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳5和引腳6均與檢測電壓設(shè)定單元(3)相接，所述芯片LM339N的引腳7與電位器RP3的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳8與電位器RP4的滑動端相接，所述芯片LM339N的引腳9與電位器RPl的一個固定端相接，所述芯片LM339N的引腳12接地，所述芯片LM339N的引腳14與三極管BG 2的基極相接，所述芯片LM339N的引腳I與引腳3之間并聯(lián)有電阻R4，所述芯片LM339N的引腳3與引腳14之間并聯(lián)有電阻R5 ;所述芯片LM7818的引腳I與24V電源的輸出端相接，所述芯片LM7818的引腳3與芯片LM7812的引腳I相接，所述芯片LM7812的引腳3與芯片LM7809的引腳I相接且通過電容Cl接地，所述芯片LM7809的引腳3與芯片LM7805的引腳I相接且通過電容C2接地，所述芯片LM7805的引腳3通過電容C3接地，所述芯片LM7818的引腳2、芯片LM7812的引腳2、芯片LM7809的引腳2和芯片LM7805的引腳2均接地；所述電位器RPl的滑動端和另一個固定端均與手柄信號輸出單元(8)相接；所述電位器RP2的一個固定端通過電阻R2與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP2的另一個固定端接地；所述電位器RP3的一個固定端與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP3的另一個固定端通過電阻R3接地；所述電位器RP4的一個固定端與芯片7805的引腳3相接，所述電位器RP4的另一個固定端通過電阻R4接地；所述三極管BGl的集電極與二極管Dl的正極和繼電器JKl線圈的一端相接，所述三極管BGl的發(fā)射極接地，所述二極管Dl的負(fù)極和繼電器JKl線圈的另一端均與芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JKl觸點(diǎn)的一端與24V電源的輸出端或芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JKl觸點(diǎn)的另一端為24V或12V電壓輸出端(13);所述三極管BG2的集電極與二極管D2的正極和繼電器JK2線圈的一端相接，所述三極管BG2的發(fā)射極接地，所述二極管D2的負(fù)極和繼電器JK2線圈的另一端均與芯片LM7809的引腳3相接，所述繼電器JK2觸點(diǎn)的一端與芯片LM7812的引腳3相接，所述繼電器JK2觸點(diǎn)的另一端為9 12V電壓 輸出端(14)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種工程機(jī)械用手柄位置檢測器，包括比較器和電源單元，比較器的輸入端接有檢測電壓設(shè)定單元、手柄位置采集單元、前進(jìn)位置設(shè)置單元、后退位置設(shè)置單元和倒車位置設(shè)置單元，手柄位置采集單元的輸入端接有手柄信號輸出單元，比較器的輸出端接有用于輸出工程機(jī)械作業(yè)控制信號的控制信號輸出單元，控制信號輸出單元包括第一繼電器、第二繼電器、與第一繼電器相接的第一繼電器驅(qū)動器和與第二繼電器相接的第二繼電器驅(qū)動器，第一繼電器驅(qū)動器和第二繼電器驅(qū)動器均與比較器的輸出端相接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)成本低，功能靈活性較高，功耗低，故障率低，可擴(kuò)展性能好，使用壽命長，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。
文檔編號G01D5/14GK202372184SQ20112051478
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月11日
發(fā)明者段駿, 綦開隆 申請人:陜西中大機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司