一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于：包括微控制器、電機(jī)管理電路、外部電源控制電路、工作狀態(tài)指示電路、方向盤(pán)傳感器電路、中心定位傳感器電路、電源管理電路、EEPROM存儲(chǔ)電路、上位機(jī)通信接口電路，所述的電機(jī)管理電路、外部電源控制電路、工作狀態(tài)指示電路、方向盤(pán)傳感器電路、中心定位傳感器電路、電源管理電路、EEPROM存儲(chǔ)電路、上位機(jī)通信接口電路分別與微控制器連接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制電路，尤其是涉及一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的貨物搬運(yùn)車(chē)轉(zhuǎn)向部分大多采用機(jī)械轉(zhuǎn)向方式，隨著搬運(yùn)車(chē)體的不斷增大，承重貨物能力的不斷提高，這種采用機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向的搬運(yùn)車(chē)不僅操作費(fèi)力，而且難以在各種顛簸的地面平穩(wěn)行駛，尤其時(shí)低速轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，覺(jué)得方向比較沉重。使得駕使人員在駕使時(shí)容易疲勞，降低了工作效率。
[0003]隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及，人們對(duì)貨物搬運(yùn)車(chē)的智能化，節(jié)能化和安全性提出了更高的要求。隨之而來(lái)的各種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)漸入頭角，一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器包括:方向盤(pán)傳感器、轉(zhuǎn)向電動(dòng)傳感器、MCU控制電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等。由方向盤(pán)傳感器獲得方向、角度，傳輸給MCU控制電路計(jì)算參數(shù)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)現(xiàn)實(shí)輪子的轉(zhuǎn)向。這些電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向控制，操作手感不理想，并且不具備各種全面的全安保護(hù)措施，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法作出精確的判斷，只是簡(jiǎn)單的斷開(kāi)主電源，這將造成操作人員對(duì)故障的不明確，不能及時(shí)的修復(fù)故障，影響正常工作，并會(huì)有很大的安全隱患。
[0004]本實(shí)用新型為了克服上述缺陷，進(jìn)行了有益的改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種智能型、節(jié)能型、高安全性的用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特殊之處在于:包括微控制器、電機(jī)管理電路、外部電源控制電路、工作狀態(tài)指示電路、方向盤(pán)傳感器電路、中心定位傳感器電路、電源管理電路、EEPROM存儲(chǔ)電路、上位機(jī)通信接口電路，所述的電機(jī)管理電路、夕卜部電源控制電路、工作狀態(tài)指示電路、方向盤(pán)傳感器電路、中心定位傳感器電路、電源管理電路、EEPROM存儲(chǔ)電路、上位機(jī)通信接口電路分別與微控制器連接；
[0008]進(jìn)一步地，所述微控制器為8位內(nèi)核的單片機(jī)，內(nèi)部自帶溫度檢測(cè)功能，所述單片機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)外部電路的信號(hào)處理及控制；
[0009]進(jìn)一步地，所述的電源管理電路，由蓄電池電源、防反接電路一、防反接電路二、防反接電路三、防反接電路四、15V第一電源、5V第二電源、5V第三電源、5V第四電源和電池電源檢測(cè)電路組成，所述的蓄電池電源電壓為直流24伏，為接近開(kāi)關(guān)和直流電機(jī)供電；所述的15V第一電源為電流信號(hào)濾波放大電路和H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路供電；所述的5V第二電源為單片機(jī)及片外數(shù)字電路供電；所述的片外數(shù)字電路包括:施密特信號(hào)傳輸電路一、施密特信號(hào)傳輸電路二、控制信號(hào)處理電路、信號(hào)比較電路、整形電路、硬件過(guò)流保護(hù)電路、MOS管溫度檢測(cè)電路、外部電源控制電路、中心定位傳感器故障檢測(cè)電路、方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路、電池電壓檢測(cè)電路、EEPROM電路和上位機(jī)通信電路供電；所述的5V第三電源為方向盤(pán)傳感器供電；所述的5V第四電源為電機(jī)傳感器供電；
[0010]進(jìn)一步地，所述電機(jī)管理電路主要由電機(jī)電源控制電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器故障檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器信號(hào)處理電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路、H橋驅(qū)動(dòng)電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)、電機(jī)電流采集處理電路、MOS管溫度檢測(cè)電路、MOS管故障檢測(cè)電路組成，其中，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)為直流有刷電機(jī)；所述的電機(jī)電源控制電路由所述的微控制器控制開(kāi)啟和關(guān)閉，所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器故障檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換成方向信號(hào)和速度信號(hào)，所述速度信號(hào)經(jīng)施密特信號(hào)傳輸電路一、方向信號(hào)經(jīng)施密特信號(hào)傳輸電路二分別傳輸給所述微控制器進(jìn)行分析處理；所述轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器為磁編碼傳感器，當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)加速時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器輸出的速度信號(hào)脈沖頻率增加、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)減速時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器輸出的速度信號(hào)脈沖頻率減小、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器的方向信號(hào)為正邏輯輸出、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器的方向信號(hào)為負(fù)邏輯輸出；所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路對(duì)所述的微控制器輸出的剎車(chē)信號(hào)、速度信號(hào)、方向信號(hào)和使能信號(hào)通過(guò)控制信號(hào)處理電路進(jìn)行分析處理，并將處理過(guò)的信號(hào)傳輸給所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路，再經(jīng)過(guò)所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)；同時(shí)所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路還與電機(jī)電流采集處理電路連接，所述H橋驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的信號(hào)經(jīng)電機(jī)電流檢測(cè)電路后分別再經(jīng)信號(hào)比較電路、整形電路、信號(hào)濾波放大電路，轉(zhuǎn)換成三種形式的電流信號(hào)，其中所述信號(hào)比較電路經(jīng)過(guò)硬件過(guò)流保護(hù)電路處理直接硬件控制所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路中的信號(hào)電路來(lái)保護(hù)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)，其中所述的信號(hào)比較電路另外一路信號(hào)傳輸給整形電路，經(jīng)硬件中斷濾波電路傳輸給所述的微控制器進(jìn)行過(guò)流智能處理并判斷是否需要采取保護(hù)措施，其中信號(hào)濾波放大電路將所述的電機(jī)電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，經(jīng)過(guò)軟件電流檢測(cè)電路處理，傳輸給所述的微控制器檢測(cè)運(yùn)行過(guò)程中所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)電流是否正常，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作電流，從而實(shí)現(xiàn)三重電機(jī)電流保護(hù)功能；所述的MOS管溫度檢測(cè)電路，用來(lái)檢測(cè)MOS管溫度是否在正常溫度范圍之內(nèi)，當(dāng)MOS管的溫度異常時(shí)，將通知所述的微處理器進(jìn)行保護(hù)控制，所述的MOS管正常溫度范圍為負(fù)40攝氏度到正110攝氏度之間；所述的MOS管故障檢測(cè)電路，用來(lái)檢測(cè)MOS管是否良好，當(dāng)MOS管故障時(shí)將通知所述的微處理器進(jìn)行保護(hù)控制；
[0011]進(jìn)一步地，所述H橋驅(qū)動(dòng)電路S26由H橋驅(qū)動(dòng)芯片、四個(gè)MOS管、自舉電容、二極管組成；
[0012]進(jìn)一步地，所述中心定位傳感器電路，由中心定位傳感器、電平轉(zhuǎn)換與濾波電路和中心定位傳感器故障檢測(cè)電路組成，所述的中心定位傳感器為24V供電的接近開(kāi)關(guān)，中心定位傳感器故障檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)中心定位傳感器是否正常，一旦出現(xiàn)異常將通知所述的微控制器進(jìn)行保護(hù)；
[0013]進(jìn)一步地，所述的方向盤(pán)傳感器電路，由方向盤(pán)傳感器、濾波電路和方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路組成，所述的方向盤(pán)傳感器為磁編碼角度傳感器，輸出為976.5625Hz的PWM信號(hào)，分辨率為I / 1024，當(dāng)方向盤(pán)角度變化時(shí)，輸出PWM信號(hào)的占空比也跟隨改變；
[0014]進(jìn)一步地,所述的工作狀態(tài)指示電路，由工作狀態(tài)指示LED —和工作狀態(tài)指示LED二組成，所述的工作狀態(tài)指示電路用來(lái)顯示所述智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的工作狀態(tài)；
[0015]進(jìn)一步地，所述的EEPROM存儲(chǔ)電路，為電可擦除存儲(chǔ)電路，可讀可寫(xiě)，用來(lái)記錄所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的開(kāi)機(jī)運(yùn)行次數(shù)、不同類(lèi)型的故障出現(xiàn)次數(shù)以及用來(lái)保存與所述的直流電機(jī)相關(guān)的一些性能參數(shù)；
[0016]進(jìn)一步地，所述上位機(jī)通信接口電路，為串口 RS232接口電路，所述的上位機(jī)通信接口電路用來(lái)與上位機(jī)進(jìn)行通信；可以用上位機(jī)軟件經(jīng)過(guò)所述的上位機(jī)通信接口電路對(duì)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的修改和讀取，以及對(duì)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的故障進(jìn)行分析和修復(fù)；
[0017]進(jìn)一步地，所述的外部電源控制電路由所述的微處理器控制，可提供二種邏輯的電源輸出，其中當(dāng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行正常時(shí)，外部電源控制低電平有效電路輸出直流0V，外部電源控制高電平有效電路輸出直流24V ;當(dāng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行異常時(shí)，外部電源控制低電平有效電路輸出直流24V，外部電源控制高電平有效電路輸出直流OV0
[0018]所述的微控制器實(shí)時(shí)采樣來(lái)自方向盤(pán)傳感器的角度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理，轉(zhuǎn)換成方向和速度信號(hào)，經(jīng)過(guò)所述的控制信號(hào)處理電路，傳輸給所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)，從而控制所述的貨物搬運(yùn)車(chē)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。通過(guò)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器，實(shí)時(shí)反饋電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的方向和速度信號(hào)，傳輸給所述的微控制器進(jìn)行分析運(yùn)算，使得所述的方向盤(pán)傳感器、所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)和所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器通過(guò)所述的微控制器實(shí)現(xiàn)方向和速度閉環(huán)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述的貨物搬運(yùn)車(chē)的轉(zhuǎn)向輪隨所述的方向盤(pán)同步跟蹤。所述的中心定位傳感器電路與所述的微控制器相連，當(dāng)所述智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)用來(lái)檢測(cè)所述的貨物搬運(yùn)車(chē)的轉(zhuǎn)向輪中心位置，實(shí)現(xiàn)所述的轉(zhuǎn)向輪中心定位，當(dāng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向輪每一次經(jīng)過(guò)中心位置時(shí)，所述的中心定位傳感器電路都會(huì)檢測(cè)誤差，并傳送給所述的微控制器，實(shí)現(xiàn)誤差自校正功能。所述的電源管理電路為所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器各個(gè)子電路供電。
[0019]本實(shí)用新型專(zhuān)利與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1.本實(shí)用新型專(zhuān)利采用所述的中心定位傳感器電路，解決了所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)貨物搬運(yùn)車(chē)的轉(zhuǎn)向輪中心位置不定的問(wèn)題，另外當(dāng)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行時(shí)所述的中心定位傳感器電路能實(shí)現(xiàn)誤差自校正功能，再加上所述的方向盤(pán)角度傳感器電路的角度細(xì)分功能，從而保證所述的方向盤(pán)角度與所述的轉(zhuǎn)向輪角度嚴(yán)格對(duì)齊，解決了所述的貨物搬運(yùn)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中方向盤(pán)角度與所述的轉(zhuǎn)向輪角度不一致而導(dǎo)至的安全隱患，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性。
[0021]2.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的硬件過(guò)流保護(hù)電路快速實(shí)現(xiàn)硬件電機(jī)過(guò)流保護(hù)、通過(guò)所述的過(guò)流中斷濾波電路讓所述的微控制器產(chǎn)生中斷信號(hào)進(jìn)行過(guò)流智能處理并智判斷是否保護(hù)、通過(guò)所述的軟件電流檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行過(guò)程中所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)電流是否正常并適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作電流，實(shí)現(xiàn)三重電機(jī)過(guò)流保護(hù)功能，降低了所述所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器因所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)電流不正常引起的損壞風(fēng)險(xiǎn)，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性。。
[0022]3.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的MOS管故障檢測(cè)電路檢測(cè)所述的H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的MOS管是否正常，當(dāng)所述的MOS管損壞時(shí)，通過(guò)所述的微控制器關(guān)閉所述的電機(jī)電源控制電路停止所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，并報(bào)故障，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性，使得更加智能化。[0023]4.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)所述的方向盤(pán)傳感器是否正常共作，當(dāng)所述的方向盤(pán)傳感器故障時(shí)，通過(guò)所述的微控制器關(guān)閉所述的電機(jī)電源控制電路停止所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，并報(bào)故障，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性，使得更加智能化。
[0024]5.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器檢測(cè)電路，所述的傳向電機(jī)是否運(yùn)作正常，當(dāng)所述的傳向電機(jī)運(yùn)作異常時(shí)，通過(guò)所述的微控制器關(guān)閉所述的電機(jī)電源控制電路停止所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，并報(bào)故障，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性，使得更加智能化。
[0025]6.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的中心定位傳感器故障檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)所述的中心定位傳感器是否正常，當(dāng)所述的中心定位傳感器異常時(shí)，通過(guò)所述的微控制器關(guān)閉所述的電機(jī)電源控制電路停止所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，并報(bào)故障，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性，使得更加智能化。
[0026]7.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的MOS管溫度檢測(cè)電路檢測(cè)所述的H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的MOS管是否正常，當(dāng)所述的MOS管溫度小于零下40攝氏度或溫度高于110攝氏度的時(shí)候，通過(guò)所述的微控制器關(guān)閉所述的電機(jī)電源控制電路停止所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，并報(bào)故障，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性，使得更加智能化。
[0027]8.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的微控制器內(nèi)部自帶的所述的片內(nèi)溫度檢測(cè)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)微控制器自身溫度，當(dāng)所述的微控制器自身溫度小于零下30攝氏度或溫度高于90攝氏度的時(shí)候，通過(guò)所述的微控制器關(guān)閉所述的電機(jī)電源控制電路停止所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，并報(bào)故障，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性，使得更加智能化。
[0028]9.本實(shí)用新型專(zhuān)利當(dāng)所述的微控制器檢測(cè)到外部信號(hào)異常報(bào)故障的同時(shí)通過(guò)所述的外部電源控制電路，關(guān)閉外部其他設(shè)備電源，防止轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不常引起事故，提高了所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行的安全可靠性，使得更加智能化。
[0029]10.本實(shí)用新型專(zhuān)利通過(guò)所述的EEPROM存儲(chǔ)電路實(shí)時(shí)記錄所述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)所述的上位機(jī)通信接口電路給上位機(jī)進(jìn)行分析和處理。使得所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器更加智能化。
[0030]11.本實(shí)用新型專(zhuān)利所述的貨物搬運(yùn)車(chē)無(wú)需轉(zhuǎn)向的時(shí)候通過(guò)所述的微控制器停止所述的電機(jī)電源控制電路關(guān)閉電機(jī)電源，大大降低了所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的能耗，使得更加節(jié)能。
[0031]12.本實(shí)用新型專(zhuān)利所述的電源管理電路，通過(guò)所述的防反接電路，有效避免因所述的微控制器電源接反引起事故。
[0032]13.本實(shí)用新型專(zhuān)利所述的電源管理電路，通過(guò)所述的15V第一電源、5V第二電源、5V第三電源、5V第四電源，為所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器各個(gè)子電路單獨(dú)供電，進(jìn)而有效解決了電源部分散熱問(wèn)題，提高了各的傳感器的工作性能，降低了所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的故障率，使得更加可靠安全。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本實(shí)用新型圖硬件框圖。【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0035]本實(shí)用新型的實(shí)施例參考圖1所示，本實(shí)用新型專(zhuān)利一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，它包括:微控制器S1、電機(jī)管理電路S2、外部電源控制電路S3、工作狀態(tài)指示電路S4、方向盤(pán)傳感器電路S5、中心定位傳感器電路S6、電源管理電路S7、EEPROM存儲(chǔ)電路S8、上位機(jī)通信接口電路S9。
[0036]所述的微控制器SI為8位內(nèi)核的單片機(jī)，內(nèi)部自帶溫度檢測(cè)功能。所述的8位內(nèi)核的單片機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)外部電路的信號(hào)處理及控制。
[0037]所述的電機(jī)管理電路S2，由電機(jī)電源控制電路S21、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器故障檢測(cè)電路S22、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器信號(hào)處理電路S23、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器S24、電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路S25、H橋驅(qū)動(dòng)電路S26、轉(zhuǎn)向電機(jī)S27、電機(jī)電流采集處理電路S28、MOS管溫度檢測(cè)電路S29、MOS管故障檢測(cè)電路S30組成。所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27為直流有刷電機(jī)；所述的電機(jī)電源控制電路S21由所述的微控制器SI控制開(kāi)和關(guān)，當(dāng)所述的電機(jī)電源控制電路S21打開(kāi)時(shí)為所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27提供電源，當(dāng)所述的電機(jī)電源控制電路S21關(guān)閉時(shí)，所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27斷開(kāi)供電；所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器故障檢測(cè)電路S22用來(lái)檢測(cè)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27的運(yùn)行狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換成方向和速度信號(hào)。速度信號(hào)經(jīng)施密特信號(hào)傳輸電路1S231、方向信號(hào)經(jīng)施密特信號(hào)傳輸電路2S232傳輸給所述的微控制器SI進(jìn)行分析處理；所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器S24為磁編碼傳感器，當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27加速時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器S24輸出的速度信號(hào)脈沖頻率增加、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27減速時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器S24輸出的速度信號(hào)脈沖頻率減小、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27正轉(zhuǎn)時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器S24的方向信號(hào)為正邏輯輸出、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27反轉(zhuǎn)時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器S24的方向信號(hào)為負(fù)邏輯輸出；所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路S25對(duì)所述的微控制器SI輸出的剎車(chē)信號(hào)S251、速度信號(hào)S252、方向信號(hào)S253和使能信號(hào)S254通過(guò)控制信號(hào)處理電路S255進(jìn)行分析處理，并將處理過(guò)的信號(hào)傳輸給所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路S26，再經(jīng)過(guò)所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路S26驅(qū)動(dòng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27 ;所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路S26由H橋驅(qū)動(dòng)芯片、4個(gè)MOS管、自舉電容、二極管組成；所述的電機(jī)電流采集處理電路S28，通過(guò)電機(jī)電流檢測(cè)電路S281分別經(jīng)信號(hào)比較電路S283、整形電路S285、信號(hào)濾波放大電路S287，轉(zhuǎn)換成三種形式的電流信號(hào)，其中所述的信號(hào)比較電路S283經(jīng)過(guò)硬件過(guò)流保護(hù)電路S282處理直接硬件控制所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路S25中的使能信號(hào)電路S254來(lái)保護(hù)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27，其中所述的信號(hào)比較電路S283另外一路信號(hào)傳輸給整形電路，經(jīng)硬件中斷濾波電路S284傳輸給所述的微控制器SI進(jìn)行過(guò)流智能處理并智判斷是否需要采取保護(hù)措施，其中信號(hào)濾波放大電路S287將所述的電機(jī)電流檢測(cè)信號(hào)S281進(jìn)行放大和濾波，經(jīng)過(guò)軟件電流檢測(cè)電路S286處理，傳輸給所述的微控制器SI檢測(cè)運(yùn)行過(guò)程中所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27電流是否正常，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27工作電流，從而實(shí)現(xiàn)三重電機(jī)電流保護(hù)功能；所述的MOS管溫度檢測(cè)電路S29，用來(lái)檢測(cè)MOS管溫度是否在正常溫度范圍之內(nèi)，當(dāng)MOS管的溫度異常時(shí)，將通知所述的微處理器SI進(jìn)行保護(hù)控制。所述的MOS管正常溫度范圍為負(fù)40攝氏度到正110攝氏度之間；所述的MOS管故障檢測(cè)電路S30，用來(lái)檢測(cè)MOS管是否良好，當(dāng)MOS管故障時(shí)將通知所述的微處理器SI進(jìn)行保護(hù)控制。
[0038]所述的外部電源控制電路S3由所述的微處理器SI控制，可提供二種邏輯的電源輸出。其中當(dāng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行正常時(shí)，外部電源控制低電平有效電路S31輸出直流0V，外部電源控制高電平有效電路S32輸出直流24V ;當(dāng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行異常時(shí)，外部電源控制低電平有效電路S31輸出直流24V，外部電源控制高電平有效電路S32輸出直流0V。所述的外部電源控制高電平有效電路S32可以直接為外部行走電機(jī)控制器供電，當(dāng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器工作異常時(shí)，將立即切斷外部行走電機(jī)的電源，起到保護(hù)作用。
[0039]所述的工作狀態(tài)指示電路S4，通過(guò)工作狀態(tài)指示LED1S42和工作狀態(tài)指示LED2S41顯示工作狀態(tài)以及故障情況。其中所述的工作狀態(tài)指示LED1S42直接位于所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的電路板上，其中所述的工作狀態(tài)指示LED2S41可以通過(guò)引線(xiàn)到貨物搬運(yùn)車(chē)的操作面板上，方便了解電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的工作狀態(tài)以及故障情況。
[0040]所述的電源管理電路，由蓄電池電源、防反接電路1、防反接電路2、防反接電路3、防反接電路4、15V第一電源、5V第二電源、5V第三電源、5V第四電源和電池電源檢測(cè)電路組成。所述的蓄電池電源電壓為直流24伏，為接近開(kāi)關(guān)和直流電機(jī)供電；所述的15V第一電源為電流信號(hào)濾波放大電路和H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路供電；所述的5V第二電源為單片機(jī)及片外數(shù)字電路供電；所述的片外數(shù)字電路包括:施密特信號(hào)傳輸電路1、施密特信號(hào)傳輸電路2、控制信號(hào)處理電路、信號(hào)比較電路、整形電路、硬件過(guò)流保護(hù)電路、MOS管溫度檢測(cè)電路、夕卜部電源控制電路、中心定位傳感器故障檢測(cè)電路、方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路、電池電壓檢測(cè)電路、EEPROM電路和上位機(jī)通信電路供電；所述的5V第三電源為方向盤(pán)傳感器供電；所述的5V第四電源為電機(jī)傳感器供電。
[0041]所述的工作狀態(tài)指示電路S4，通過(guò)工作狀態(tài)指示LED1S42和工作狀態(tài)指示LED2S41顯示工作狀態(tài)以及故障情況。其中所述的工作狀態(tài)指示LED1S42直接位于所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的電路板上，其中所述的工作狀態(tài)指示LED2S41可以通過(guò)引線(xiàn)到貨物搬運(yùn)車(chē)的操作面板上，方便了解電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的工作狀態(tài)以及故障情況。
[0042]所述的方向盤(pán)傳感器電路S5,由方向盤(pán)傳感器S51、濾波電路S52和方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路S53組成。所述的方向盤(pán)傳感器S51為磁編碼角度傳感器，輸出為976.5625Hz的PWM信號(hào)，分辨率為I / 1024，當(dāng)方向盤(pán)角度變化時(shí)，方向盤(pán)傳感器S51輸出PWM信號(hào)的占空比也跟隨改變，通過(guò)濾波電路S52后將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)給所述的微控制器SI進(jìn)行采集，并由微控制器SI將信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)S27所需要的角度和速度信號(hào)，進(jìn)而控制轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。
[0043]所述的中心定位傳感器電路S6，由中心定位傳感器S61、電平轉(zhuǎn)換與濾波電路S62和中心定位傳感器故障檢測(cè)電路S63組成。所述的中心定位傳感器S61為24V供電的接近開(kāi)關(guān)。當(dāng)智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)中心定位傳感器電路S6用來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)向輪進(jìn)行定位，另外當(dāng)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行時(shí)所述的中心定位傳感器電路S6能實(shí)現(xiàn)誤差自校正功能。中心定位傳感器故障檢測(cè)電路S63用來(lái)檢測(cè)中心定位傳感器S61是否正常，一旦出現(xiàn)異常將通知所述的微控制器進(jìn)行保護(hù)。
[0044]所述的電源管理電路S7，由蓄電池電源S70、防反接電路S71、15V第一電源S75、5V第二電源S74、5V第三電源S73、5V第四電源S72和電池電源檢測(cè)電路S76組成。所述的蓄電池電源S70電壓為直流24伏，為中心定位傳感器S61和轉(zhuǎn)向電機(jī)S27電機(jī)供電；所述的15V第一電源S75為電流信號(hào)濾波放大電路S287和H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路S26供電；所述的5V第二電源S74為微控制器SI及片外數(shù)字電路供電；所述的片外數(shù)字電路包括:施密特信號(hào)傳輸電路1S231、施密特信號(hào)傳輸電路2S232、控制信號(hào)處理電路S255、信號(hào)比較電路S283、整形電路S285、硬件過(guò)流保護(hù)電路S282、MOS管溫度檢測(cè)電路S29、外部電源控制電路S3、中心定位傳感器故障檢測(cè)電路S63、方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路S53、電池電壓檢測(cè)電路S76、EEPROM電路S8和上位機(jī)通信電路S9供電；所述的5V第三電源S73為方向盤(pán)傳感器S51供電；所述的5V第四電源S72為轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器S24供電。
[0045]所述的EEPROM存儲(chǔ)電路S8，為電可擦除存儲(chǔ)電路，可讀可寫(xiě)。所述的EEPROM存儲(chǔ)電路用來(lái)記錄所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的開(kāi)機(jī)運(yùn)行次數(shù)、不同類(lèi)型的故障出現(xiàn)次數(shù)以及用來(lái)保存與所述的直流電機(jī)相關(guān)的一些性能參數(shù)。
[0046]所述的上位機(jī)通信接口電路S9，為串口 RS232接口電路。所述的上位機(jī)通信接口電路用來(lái)與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以用上位機(jī)軟件經(jīng)過(guò)所述的上位機(jī)通信接口電路對(duì)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的修改和讀取，以及對(duì)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的故障進(jìn)行分析和修復(fù)。
[0047]以上所述實(shí)施方式僅表達(dá)了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:包括微控制器、電機(jī)管理電路、外部電源控制電路、工作狀態(tài)指示電路、方向盤(pán)傳感器電路、中心定位傳感器電路、電源管理電路、EEPROM存儲(chǔ)電路、上位機(jī)通信接口電路，所述的電機(jī)管理電路、外部電源控制電路、工作狀態(tài)指示電路、方向盤(pán)傳感器電路、中心定位傳感器電路、電源管理電路、EEPROM存儲(chǔ)電路、上位機(jī)通信接口電路分別與微控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述微控制器為8位內(nèi)核的單片機(jī)，內(nèi)部自帶溫度檢測(cè)功能，所述單片機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)外部電路的信號(hào)處理及控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述的電源管理電路，由蓄電池電源、防反接電路一、防反接電路二、防反接電路三、防反接電路四、15V第一電源、5V第二電源、5V第三電源、5V第四電源和電池電源檢測(cè)電路組成，所述的蓄電池電源電壓為直流24伏，為接近開(kāi)關(guān)和直流電機(jī)供電；所述的15V第一電源為電流信號(hào)濾波放大電路和H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路供電；所述的5V第二電源為單片機(jī)及片外數(shù)字電路供電；所述的片外數(shù)字電路包括:施密特信號(hào)傳輸電路一、施密特信號(hào)傳輸電路二、控制信號(hào)處理電路、信號(hào)比較電路、整形電路、硬件過(guò)流保護(hù)電路、MOS管溫度檢測(cè)電路、外部電源控制電路、中心定位傳感器故障檢測(cè)電路、方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路、電池電壓檢測(cè)電路、EEPROM電路和上位機(jī)通信電路供電；所述的5V第三電源為方向盤(pán)傳感器供電；所述的5V第四電源為電機(jī)傳感器供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述電機(jī)管理電路主要由電機(jī)電源控制電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器故障檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器信號(hào)處理電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路、H橋驅(qū)動(dòng)電路、轉(zhuǎn)向電機(jī)、電機(jī)電流采集處理電路、MOS管溫度檢測(cè)電路、MOS管故障檢測(cè)電路組成，其中，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)為直流有刷電機(jī)；所述的電機(jī)電源控制電路由所述的微控制器控制開(kāi)啟和關(guān)閉，所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器故障檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并轉(zhuǎn)換成方向信號(hào)和速度信號(hào)，所述速度信號(hào)經(jīng)施密特信號(hào)傳輸電路一、方向信號(hào)經(jīng)施密特信號(hào)傳輸電路二分別傳輸給所述微控制器進(jìn)行分析處理；所述轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器為磁編碼傳感器，當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)加速時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器`輸出的速度信號(hào)脈沖頻率增加、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)減速時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器輸出的速度信號(hào)脈沖頻率減小、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器的方向信號(hào)為正邏輯輸出、當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)傳感器的方向信號(hào)為負(fù)邏輯輸出；所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路對(duì)所述的微控制器輸出的剎車(chē)信號(hào)、速度信號(hào)、方向信號(hào)和使能信號(hào)通過(guò)控制信號(hào)處理電路進(jìn)行分析處理，并將處理過(guò)的信號(hào)傳輸給所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路，再經(jīng)過(guò)所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)；同時(shí)所述的H橋驅(qū)動(dòng)電路還與電機(jī)電流采集處理電路連接，所述H橋驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出的信號(hào)經(jīng)電機(jī)電流檢測(cè)電路后分別再經(jīng)信號(hào)比較電路、整形電路、信號(hào)濾波放大電路，轉(zhuǎn)換成三種形式的電流信號(hào)，其中所述信號(hào)比較電路經(jīng)過(guò)硬件過(guò)流保護(hù)電路處理直接硬件控制所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路中的使能信號(hào)電路來(lái)保護(hù)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)，其中所述的信號(hào)比較電路另外一路信號(hào)傳輸給整形電路，經(jīng)硬件中斷濾波電路傳輸給所述的微控制器進(jìn)行過(guò)流智能處理并判斷是否需要采取保護(hù)措施，其中信號(hào)濾波放大電路將所述的電機(jī)電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，經(jīng)過(guò)軟件電流檢測(cè)電路處理，傳輸給所述的微控制器檢測(cè)運(yùn)行過(guò)程中所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)電流是否正常，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)所述的轉(zhuǎn)向電機(jī)工作電流，從而實(shí)現(xiàn)三重電機(jī)電流保護(hù)功能；所述的MOS管溫度檢測(cè)電路，用來(lái)檢測(cè)MOS管溫度是否在正常溫度范圍之內(nèi)，當(dāng)MOS管的溫度異常時(shí)，將通知所述的微處理器進(jìn)行保護(hù)控制，所述的MOS管正常溫度范圍為負(fù)40攝氏度到正110攝氏度之間；所述的MOS管故障檢測(cè)電路，用來(lái)檢測(cè)MOS管是否良好，當(dāng)MOS管故障時(shí)將通知所述的微處理器進(jìn)行保護(hù)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述H橋驅(qū)動(dòng)電路S26由H橋驅(qū)動(dòng)芯片、四個(gè)MOS管、自舉電容、二極管組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述中心定位傳感器電路，由中心定位傳感器、電平轉(zhuǎn)換與濾波電路和中心定位傳感器故障檢測(cè)電路組成，所述的中心定位傳感器為24V供電的接近開(kāi)關(guān)，中心定位傳感器故障檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)中心定位傳感器是否正常，一旦出現(xiàn)異常將通知所述的微控制器進(jìn)行保護(hù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述的方向盤(pán)傳感器電路，由方向盤(pán)傳感器、濾波電路和方向盤(pán)傳感器故障檢測(cè)電路組成，所述的方向盤(pán)傳感器為磁編碼角度傳感器，輸出為976.5625Hz的PWM信號(hào)，分辨率為I/ 1024，當(dāng)方向盤(pán)角度變化時(shí)，輸出PWM信號(hào)的占空比也跟隨改變。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述的工作狀態(tài)指示電路，由工作狀態(tài)指示LED —和工作狀態(tài)指示LED 二組成,所述的工作狀態(tài)指示電路用來(lái)顯示所述智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的工作狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述的EEPROM存儲(chǔ)電路， 為電可擦除存儲(chǔ)電路，可讀可寫(xiě)，用來(lái)記錄所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的開(kāi)機(jī)運(yùn)行次數(shù)、不同類(lèi)型的故障出現(xiàn)次數(shù)以及用來(lái)保存與所述的直流電機(jī)相關(guān)的一些性能參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述上位機(jī)通信接口電路，為串口 RS232接口電路，所述的上位機(jī)通信接口電路用來(lái)與上位機(jī)進(jìn)行通信；可以用上位機(jī)軟件經(jīng)過(guò)所述的上位機(jī)通信接口電路對(duì)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的修改和讀取，以及對(duì)所述的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器的故障進(jìn)行分析和修復(fù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種用于貨物搬運(yùn)車(chē)的智能電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器，其特征在于:所述的外部電源控制電路由所述的微處理器控制，可提供二種邏輯的電源輸出，其中當(dāng)所述的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行正常時(shí)，外部電源控制低電平有效電路輸出直流0V，外部電源控制高電平有效電路輸出直流24V;當(dāng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器運(yùn)行異常時(shí)，外部電源控制低電平有效電路輸出直流24V，外部電源控制高電平有效電路輸出直流0V。
【文檔編號(hào)】B62D5/04GK203439104SQ201220571318
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】王旭萍 申請(qǐng)人:寧波儲(chǔ)力叉車(chē)有限公司