專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路。
背景技術(shù)：
在多種直流電機(jī)系統(tǒng)中，通常要求系統(tǒng)具備限位功能。限位有很多方法，比如磁限 位、光限位、利用行程開(kāi)關(guān)限位、機(jī)械限位等。本發(fā)明涉及行程開(kāi)關(guān)限位。習(xí)知的行程開(kāi)關(guān)限 位的方法，見(jiàn)圖1所示全橋功率驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8壓下行 程開(kāi)關(guān)后，行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)連上，電平信號(hào)發(fā)生反轉(zhuǎn)，CPU獲得限位信號(hào)，控制P麗信號(hào)輸出， 使全橋功率驅(qū)動(dòng)電路處于截止?fàn)顟B(tài)，從而使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到限位目的。這種方法的缺點(diǎn) 是行程式限位開(kāi)關(guān)的動(dòng)作并沒(méi)有直接控制電機(jī)的斷開(kāi)，而是由CPU通過(guò)控制功率驅(qū)動(dòng)電路
使電機(jī)斷開(kāi)，此時(shí)如果光電藕荷器件或功率驅(qū)動(dòng)電路短路失效，可能引起電機(jī)系統(tǒng)的飛車(chē)， 造成嚴(yán)重事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述缺點(diǎn)，提供了一種行程開(kāi)關(guān)限位電路，將行程開(kāi)關(guān)直接串接 在電機(jī)回路中，省去了 CPU對(duì)限位信號(hào)判斷的麻煩，并提高了電路的可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下 —種直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路，見(jiàn)圖2所示，電路中包括全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、 前限位行程開(kāi)關(guān)K1、二極管D1、二極管D2、直流電機(jī)、后限位行程開(kāi)關(guān)K2、二極管D3、二極管 D4。 各部件的連接方式前限位行程開(kāi)關(guān)K1和后限位行程開(kāi)關(guān)K2選用的是常閉觸點(diǎn)。 全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0NJ)UT1腳與前限位模塊6的a腳連接，前限位模塊6的b腳與 直流電機(jī)7的M+腳連接，全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0NJ)UT2腳與后限位模塊5的c腳連 接，后限位模塊5的d腳與直流電機(jī)M —腳連接。 前限位模塊6的內(nèi)部連線二極管D1正極與二極管D2負(fù)極連接，二極管D1負(fù)極 與前限位行程開(kāi)關(guān)Kl 一端連接，二極管D2正極與前限位行程開(kāi)關(guān)Kl另一端連接。
后限位模塊5的內(nèi)部連線二極管D3正極與二極管D4負(fù)極連接，二極管D3負(fù)極 與后限位行程開(kāi)關(guān)K2 —端連接，二極管D4正極與后限位行程開(kāi)關(guān)K2另一端連接。
通電后信號(hào)流程 1. C0N_0UT1點(diǎn)加正電壓，C0N_0UT2點(diǎn)加負(fù)電壓。
有三種狀態(tài) 狀態(tài)一 前限位行程開(kāi)關(guān)Kl和后限位行程開(kāi)關(guān)K2均未壓下。 電流從全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0NJ)UT1腳經(jīng)過(guò)前限位行程開(kāi)關(guān)Kl、直流電機(jī)
7、后限位行程開(kāi)關(guān)K2最后流到全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0NJ)UT2腳，形成閉合回路，電機(jī)
正向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8向前限位行程開(kāi)關(guān)K1方向移動(dòng)。 如果K1壓下，進(jìn)入狀態(tài)二。
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狀態(tài)二 前限位行程開(kāi)關(guān)Kl壓下，后限位行程開(kāi)關(guān)K2未壓下。 由于前限位行程開(kāi)關(guān)K1壓下，K1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電路形成斷路，電機(jī)斷電，電機(jī)傳
動(dòng)機(jī)構(gòu)8停止運(yùn)動(dòng)。 狀態(tài)三前限位行程開(kāi)關(guān)Kl未壓下，后限位行程開(kāi)關(guān)K2壓下。 此時(shí)，后限位行程開(kāi)關(guān)K2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電流從全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0N—
0UT1腳經(jīng)過(guò)前限位行程開(kāi)關(guān)Kl、直流電機(jī)7、二極管D4、二極管D3，最后流到全橋功率級(jí)驅(qū)
動(dòng)電路4的C0NJ)UT2腳，形成閉合回路，電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8向前限位行程開(kāi)關(guān)
Kl方向移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中后限位行程開(kāi)關(guān)K2彈開(kāi)，進(jìn)入狀態(tài)一。 2. C0N_0UT2點(diǎn)加正電壓，C0N_0UT1點(diǎn)加負(fù)電壓。 有三種狀態(tài) 狀態(tài)一 前限位行程開(kāi)關(guān)Kl和后限位行程開(kāi)關(guān)K2均未壓下。 電流從全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0NJ)UT2腳經(jīng)過(guò)后限位行程開(kāi)關(guān)K2、直流電機(jī)
7、前限位行程開(kāi)關(guān)Kl最后流到全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0NJ)UT1腳，形成閉合回路，電機(jī)
反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8向后限位行程開(kāi)關(guān)K2方向移動(dòng)。如果K2壓下，則進(jìn)入狀態(tài)三。 狀態(tài)二 前限位行程開(kāi)關(guān)Kl壓下，后限位行程開(kāi)關(guān)K2未壓下。 此時(shí)，前限位行程開(kāi)關(guān)Kl常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電流從全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4的C0N_
0UT2腳經(jīng)過(guò)后限位行程開(kāi)關(guān)K2、直流電機(jī)7、二極管D2、二極管Dl，最后流到全橋功率級(jí)驅(qū)
動(dòng)電路4的C0NJ)UT1腳，形成閉合回路，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8向后限位行程開(kāi)關(guān)
K2方向移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中前限位行程開(kāi)關(guān)K1彈開(kāi)，進(jìn)入狀態(tài)一。 狀態(tài)三前限位行程開(kāi)關(guān)Kl未壓下，后限位行程開(kāi)關(guān)K2壓下。 由于后限位行程開(kāi)關(guān)K2壓下，K2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電路形成斷路，電機(jī)斷電，電機(jī)傳
動(dòng)機(jī)構(gòu)8停止運(yùn)動(dòng)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 1.圖2中，將二極管D1與二極管D2串聯(lián)，是為了提高電路可靠性，當(dāng)其中一個(gè)二極管短路時(shí)，不影響電路正常工作。同理，二極管D3與二極管D4串聯(lián)可達(dá)到同樣目的。
2.如果按照已知的圖1中的限位電路，結(jié)合圖3所示的全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路，如果三極管V3或V4其中任何一個(gè)出現(xiàn)短路失效狀態(tài)，雖然有限位電路的判斷，但仍然會(huì)導(dǎo)致電機(jī)系統(tǒng)飛車(chē)。本發(fā)明的限位電路可以避免這種情況，安全可靠。


圖1是已知的直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路原理圖。 圖2是本發(fā)明直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路原理圖。 圖3是全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路。 圖4是直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路實(shí)施例。 圖5是行程開(kāi)關(guān)K1、K2與電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置關(guān)系示意圖。 狀態(tài)一 前限位行程開(kāi)關(guān)Kl和后限位行程開(kāi)關(guān)K2均未壓下。 狀態(tài)二 前限位行程開(kāi)關(guān)Kl壓下，后限位行程開(kāi)關(guān)K2未壓下。 狀態(tài)三前限位行程開(kāi)關(guān)Kl未壓下，后限位行程開(kāi)關(guān)K2壓下。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施方式如下 圖4為直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路實(shí)施例。該系統(tǒng)是一個(gè)位置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成如下CPUl，光電耦合器電路2，A/D轉(zhuǎn)換器3，全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4，后限位模塊5，前限位模塊6，直流電機(jī)7，電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8及位置傳感器9。 其中CPU1型號(hào)AT59C51 ;光電耦合器電路2型號(hào)4N48 ;A/D轉(zhuǎn)換器型號(hào)AD574 ;直流電機(jī)7型號(hào)RE 10-118391 ;電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8 :齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；位置傳感器9型號(hào)12HPS-5。 系統(tǒng)控制原理CPU1產(chǎn)生位置給定信號(hào)，實(shí)時(shí)采樣位置傳感器9通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器3得到的位置數(shù)據(jù)信號(hào)，并以P麗波方式輸出，P麗波經(jīng)過(guò)光電耦合器2后，輸出給全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4，全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路4驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)，直流電機(jī)7驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果壓住前限位行程開(kāi)關(guān)Kl， Kl動(dòng)作，Kl常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)回路斷開(kāi)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)如果電機(jī)需要反向轉(zhuǎn)動(dòng)，則P麗信號(hào)反向輸出，電流從C0NJ)UT2，前限位行程開(kāi)關(guān)K2，直流電機(jī)7， 二極管D2， 二極管Dl，流向C0NJ)UT1，電機(jī)達(dá)到反轉(zhuǎn)目的。同理，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，如果壓住后限位行程開(kāi)關(guān)K2，K2動(dòng)作，K2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。此時(shí)如果電機(jī)需要正向轉(zhuǎn)動(dòng)，則P麗信號(hào)正向輸出，電流從C0NJ)UT1，前限位行程開(kāi)關(guān)Kl，直流電機(jī)7，二極管D4，二極管D3，流向C0NJ)UT2，電機(jī)正轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
一種用于直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路，其特征在于該電路包括全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路(4)、前限位模塊(6)、直流電機(jī)(7)、后限位模塊(5)；電路的連接關(guān)系全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路(4)的CON_OUT1腳與前限位模塊(6)的a腳連接，直流電機(jī)(7)的M+腳與前限位模塊(6)的b腳連接，全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路(4)的CON_OUT2腳與后限位模塊(5)的a腳連接，直流電機(jī)(7)的M-腳與后限位模塊(5)的b腳連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路，其特征在于所述前限 位模塊(6)，包括二極管D1，二極管D2和前限位行程開(kāi)關(guān)K1，連接關(guān)系二極管D1正極與 二極管D2負(fù)極連接，第二極管Dl負(fù)極與前限位行程開(kāi)關(guān)Kl 一端連接，二極管D2正極與前 限位行程開(kāi)關(guān)K1另一端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路，其特征在于所述后限 位模塊(5)包括二極管D3，二極管D4，和后限位行程開(kāi)關(guān)K2，連接關(guān)系二極管D3正極與 二極管D4負(fù)極連接，第二極管D3負(fù)極與后限位行程開(kāi)關(guān)K2 —端連接，二極管D4正極與后 限位行程開(kāi)關(guān)K2另一端連接。
全文摘要
一種用于直流電機(jī)系統(tǒng)的限位電路，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。包括全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、前限位行程開(kāi)關(guān)K1、直流電機(jī)、后限位行程開(kāi)關(guān)K2。各部件的連接方式前限位行程開(kāi)關(guān)K1和后限位行程開(kāi)關(guān)K2選用的是常閉觸點(diǎn)。全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的CON_OUT1腳與前限位模塊的a腳連接，前限位模塊的b腳與直流電機(jī)的M+腳連接，全橋功率級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的CON_OUT2腳與后限位模塊的c腳連接，后限位模塊的d腳與直流電機(jī)M-腳連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)前限位模塊中二極管D1與D2串聯(lián)，后限位模塊中二極管D3與D4串聯(lián)，是為了提高電路可靠性，當(dāng)其中一個(gè)二極管短路時(shí)，不影響電路正常工作。本發(fā)明的限位電路可以避免電機(jī)系統(tǒng)飛車(chē)，安全可靠。
文檔編號(hào)G05D3/10GK101739032SQ20091021806
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者吳宏圣, 孫強(qiáng), 樸仁官 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所