專利名稱：車縫速度控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車縫速度控制電路，尤指一種利用非接觸式線圈感應(yīng)與脈寬量測手段以對車縫速度進(jìn)行有效控制。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)用縫紉機(jī)馬達(dá)控制器的速度控制，是采用電壓檢出控制方式；該做法是先將車縫踏板的前踩量轉(zhuǎn)換為一組在0～aV間變化的模擬電壓，其中，a為固定參考電壓值，再由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將此變化的模擬電壓轉(zhuǎn)換為一組介于0～N間的值，(N由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的解析位數(shù)決定)，通過判斷該值的大小，來調(diào)整車縫速度和動作的控制。
而目前廣泛用來偵測前踩量的組件有可變電阻和霍爾(Hall)感應(yīng)器；然而，這兩種檢出方式在使用實(shí)施上，至少存在如下所述的缺失及限制一、控制分辨率受模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的解析位數(shù)影響一般模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器只有8個位數(shù)，其所能表示的數(shù)值范圍為0～255，亦即只能劃分出256階的精度，如要采用高位數(shù)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，則成本相對提高。
二、可變電阻(VR)在實(shí)際使用時，會產(chǎn)生接觸式摩擦，所以精度有限，組件的磨損也較為厲害，直接影響到其使用壽命，即使采用高度耐摩擦的可變電阻，當(dāng)其損耗到一定程度時，亦會有接觸不良而影響使用精確度的情形發(fā)生；又由于，霍爾(Hall)感應(yīng)器屬規(guī)格特殊的主動組件，容易受環(huán)境溫度影響精度、取得不易且價格偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種車縫速度控制電路，由于其采用非接觸式感測方式，因此其使用壽命不受摩擦損耗的影響，且成本較為低廉，控制分辨率高。
為了解決上述問題，本發(fā)明車縫速度控制電路的技術(shù)方案主要包括第一反相比較電路、第二反相比較電路及RLC控制量檢出電路；其中，該第一反相比較電路和第二反相比較電路與縫紉機(jī)上的馬達(dá)控制器主控組件連接并受其控制，該RLC控制量檢出電路中具有可變電感器，該可變電感器由與縫紉機(jī)腳踏板連接的感應(yīng)棒及感應(yīng)線圈所組成，其電感值隨著受腳踏板控制的感應(yīng)棒伸入感應(yīng)線圈的深淺度而變化。
藉由上述設(shè)計，感應(yīng)棒伸入感應(yīng)線圈內(nèi)部的深淺量因使用者對腳踏板施壓力的不同而產(chǎn)生變化，而使本電路產(chǎn)生不同的電感值，由主控組件輸入的偵測訊號經(jīng)本電路轉(zhuǎn)換成不同分量的脈波寬度，送回主控組件中進(jìn)行脈波寬度計數(shù)處理，即可得到目前想要控制的動作及分量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明車縫速度控制電路的有益效果為1、成本低廉本發(fā)明采用成本低廉的線圈與導(dǎo)磁材料所制成的感應(yīng)棒作為感測組件，兩者皆非特殊規(guī)格組件，取得容易，因此，與現(xiàn)有的可變電組、霍爾組件相比較，有助于制造成本的降低。
2、使用壽命長且無摩擦耗損的限制本發(fā)明以非接觸式的線圈及導(dǎo)磁材料所制成的感應(yīng)棒作為感測組件，依感應(yīng)棒伸入線圈的程度，造成線圈的導(dǎo)磁系數(shù)改變，即可獲致控制量檢出的功效，有效地降低損壞機(jī)率，延長使用壽命。
3、提高檢出分辨率本發(fā)明采用處理器內(nèi)建的定時器作為脈寬計數(shù)，一般內(nèi)建的定時器皆具有16個位數(shù)，可劃分出65536階的精度，故可得較高的控制分辨率。


圖1是本發(fā)明的動作示意圖；圖2是本發(fā)明的詳細(xì)電路圖；圖3A是感應(yīng)棒伸入感應(yīng)線圈內(nèi)部的伸入量為最小時所產(chǎn)生的波形圖；圖3B是感應(yīng)棒伸入感應(yīng)線圈內(nèi)部的伸入量為最大時所產(chǎn)生的波形圖。
主要組件符號說明10RLC控制量檢出電路11感應(yīng)線圈12感應(yīng)棒 21第一反相比較電路22第二反相比較電路 30主控組件31方波產(chǎn)生器 32定時器
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明車縫速度控制電路設(shè)于工業(yè)用縫紉機(jī)伺服馬達(dá)控制器中，因使用者對腳踏板施以不同的踩踏壓力而產(chǎn)生不同的電感值，從而輸出不同寬度的脈波訊號，再進(jìn)一步對該脈波訊號進(jìn)行脈寬計數(shù)，即可算出欲控制的分量。
首先，如圖1所示，本發(fā)明是通過與縫紉機(jī)腳踏板連結(jié)的RLC控制量檢出電路10，以感知使用者對腳踏板的施壓力度，其中，該RLC控制量檢出電路10具有隨腳踏板受壓程度不同而改變其電感值的可變電感器，該可變電感器由感應(yīng)線圈11以及結(jié)合于縫紉機(jī)腳踏板的感應(yīng)棒12所組成，其中，該感應(yīng)棒12是以導(dǎo)磁材料所制成，且可為線型或弧型，依使用者對縫紉機(jī)腳踏板的施壓力度不同，而使感應(yīng)棒12伸入感應(yīng)線圈11內(nèi)部的深淺量發(fā)生變化，令RLC控制量檢出電路10的電感值也隨之變化；其原理在于當(dāng)感應(yīng)棒12與感應(yīng)線圈11之間有相對位置變動時，會造成感應(yīng)線圈11內(nèi)的磁通量產(chǎn)生變化，同時產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流所產(chǎn)生的新磁場會抵抗原磁場的變化量，以阻止感應(yīng)棒12與感應(yīng)線圈11相對運(yùn)動。
有關(guān)本發(fā)明車縫速度控制電路的電路構(gòu)造部分，如圖2所示，前述的RLC控制量檢出電路10是通過第一反相比較電路21和第二反相比較電路22與縫紉機(jī)內(nèi)設(shè)的馬達(dá)控制器(圖中未示)的主控組件30構(gòu)成回路；又，該RLC控制量檢出電路10由電阻R19、電容CB9以及可變電感器所組成，該可變電感器由感應(yīng)線圈11及穿置于該感應(yīng)線圈11內(nèi)的感應(yīng)棒12組成；該感應(yīng)棒12是結(jié)合于縫紉機(jī)的腳踏板上并控制其伸入感應(yīng)線圈11的程度，可變電感器的電感值隨著感應(yīng)棒12伸入感應(yīng)線圈11內(nèi)的程度而變化；該第一反相比較電路21，設(shè)于主控組件30的輸出端與RLC控制量檢出電路10的輸入端間；該第二反相比較電路22，設(shè)于RLC控制量檢出電路10的輸出端與主控組件30的輸出端間；于本實(shí)施例中，該第一反相比較電路21和第二反相比較電路22由內(nèi)建四顆運(yùn)算放大器的LM324芯片構(gòu)成；該主控組件30，其至少包含有方波產(chǎn)生器31用以輸出偵測信號給第一反相比較電路21，以及定時器(Timer)32用以對第二反相比較電路22輸入的脈波訊號進(jìn)行脈寬計數(shù)；由于主控組件30是現(xiàn)有工業(yè)用縫紉機(jī)伺服馬達(dá)控制器的基本組件，且非本發(fā)明主要標(biāo)的所在，不再進(jìn)一步贅述其詳細(xì)的電路構(gòu)造。
由上述說明可看出本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)型態(tài)，至于其電路動作方式與工作波形圖，請參見圖3A以及圖3B所示，其中，圖3A是感應(yīng)棒12伸入感應(yīng)線圈11內(nèi)部的伸入量為最小時所產(chǎn)生的波形圖，圖3B是感應(yīng)棒12伸入感應(yīng)線圈11內(nèi)部的伸入量為最大時所產(chǎn)生的波形圖；首先，縫紉機(jī)開始運(yùn)作時，由主控組件30內(nèi)部的方波產(chǎn)生器31輸出一組頻率、工作周期固定的方波偵測訊號給第一反相比較電路21，在本實(shí)施例中，該方波偵測訊號的頻率為500Hz且工作周期為50％，如波形(1)；第一反相比較電路21對該方波訊號進(jìn)行反相處理后，送入后端的RLC控制量檢出電路10，并隔離后端的RLC控制量檢出電路10于方波訊號轉(zhuǎn)態(tài)的瞬時(transient state)過程產(chǎn)生的瞬間負(fù)電壓(如波形(2)所示)，避免負(fù)電壓直接逆向侵襲主控組件30，而造成主控組件30內(nèi)部I/O埠的損壞；該方波訊號送入RLC控制量檢出電路10后將產(chǎn)生充放電的瞬時現(xiàn)象(如波形(3))；此時，可由使用者對腳踏板施以不同的踩踏力，令與腳踏板連結(jié)的感應(yīng)棒12改變其伸入感應(yīng)線圈13內(nèi)的深淺程度，使得RLC控制量檢出電路10的電感值也隨之變化，方波訊號于瞬時過程的充放電時間常數(shù)也跟著改變。
隨后方波訊號再由RLC控制量檢出電路10送入第二反相比較電路22中，第二反相比較電路22將在瞬時充放電現(xiàn)象的方波加上一個直流準(zhǔn)位(如波形(4))，亦即把方波的低電壓準(zhǔn)位由0V箝位至該直流準(zhǔn)位，以便能正確過濾出所需要的負(fù)電壓脈波寬度；經(jīng)電壓箝位后的方波(如波形(5))經(jīng)第二反相比較電路22作反相處理并與0V進(jìn)行比較運(yùn)算后，得到原本為負(fù)電壓部份的波形(如波形(6))；第二反相比較電路22將處理后的波形送回主控組件10，經(jīng)主控組件10內(nèi)部的定時器32計算其脈波寬度后，便可得到當(dāng)時使用者希望透過施予腳踏板不同壓力所產(chǎn)生不同的速度控制量。
由上述說明可知，本發(fā)明通過非接觸式的線圈感應(yīng)與脈寬計數(shù)方式，即可令使用者對車縫速度及壓腳提升、切線等動作進(jìn)行有效的控制，有效地解決了傳統(tǒng)的組件使用壽命短、低檢出分辨率的問題，并有助于電路成本的降低；由此可見，本發(fā)明確已具備顯著的實(shí)用性與進(jìn)步性，并符合發(fā)明專利要件，依法提起申請。
權(quán)利要求
1.一種車縫速度控制電路，設(shè)于工業(yè)用縫紉機(jī)伺服馬達(dá)控制器中，主要包括第一反相比較電路，其負(fù)端輸入設(shè)于該馬達(dá)控制器中所設(shè)主控組件的輸出端上，以接收由主控組件送出的固定頻率偵測訊號；第二反相比較電路，其輸出端與馬達(dá)控制器主控組件的輸入端連接，以輸出脈波訊號至主控組件；RLC控制量檢出電路，由電阻、電容以及可變電感器所組成，其輸入端與第一反相比較電路的輸出端連接，其輸出端連接至第二反相比較電路的負(fù)端輸入，又該可變電感器由感應(yīng)線圈及受穿置在感應(yīng)線圈內(nèi)且與縫紉機(jī)腳踏板連結(jié)、以導(dǎo)磁材料制成的感應(yīng)棒所組成。
2.如權(quán)利要求1所述的車縫速度控制電路，該第一/第二反相比較電路由內(nèi)建運(yùn)算放大器的芯片所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的車縫速度控制電路，該芯片是編號為LM324的芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于工業(yè)用縫紉機(jī)伺服馬達(dá)控制器的車縫速度控制電路，其主要包括受馬達(dá)控制器主控組件控制的第一反相比較電路、第二反相比較電路及RLC控制量檢出電路；其中，該RLC控制量檢出電路具有可變電感器，該可變電感器由與縫紉機(jī)腳踏板連接的感應(yīng)棒及感應(yīng)線圈所組成，該感應(yīng)棒以導(dǎo)磁材料所制成；使用時，馬達(dá)控制器的主控組件產(chǎn)生一組偵測信號送入本車縫速度控制電路中，依使用者對縫紉機(jī)腳踏板的施壓力不同，而使感應(yīng)棒伸入感應(yīng)線圈內(nèi)部的深淺量發(fā)生變化，令RLC控制量檢出電路的電感值亦隨之變化；該方波再經(jīng)轉(zhuǎn)換成不同分量的脈波寬度，送回主控組件中進(jìn)行脈波寬度計數(shù)處理，即可得到當(dāng)時所欲控制的動作及分量。
文檔編號H02P27/02GK101033578SQ20061005818
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者江建輝 申請人:永輝興電機(jī)工業(yè)股份有限公司