一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置制造方法
【專利摘要】一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，包含主控機(jī)和多路電子開關(guān)，電子開關(guān)一端連接驅(qū)動器或電源，電子開關(guān)另一端連接線圈。多路電子開關(guān)接入主控機(jī)通訊線路，主控機(jī)以廣播的方式向所有電子開關(guān)發(fā)送信號，每個(gè)電子開關(guān)接收主控機(jī)發(fā)送的信號，根據(jù)該信號做出閉合或者斷開動作，從而將線圈接入電路或者從電路中斷開。主控機(jī)只需一個(gè)通訊線路接口，并且向所有電子開關(guān)發(fā)送同樣的信號，降低了主控機(jī)的負(fù)荷，同時(shí)該裝置容易擴(kuò)展，滿足不同通道線圈電流切換的需求。
【專利說明】—種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種多通道線圈電流切換的裝置，特別涉及一種多路線圈供電的切換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直線電機(jī)和平面電機(jī)直接利用電能實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或平面電機(jī)，這種直驅(qū)方式改變了過去鏈條、齒輪、皮帶、絲杠導(dǎo)軌等傳動方式，克服了傳統(tǒng)機(jī)械傳動鏈帶來的效率低、精度差等缺陷，具有起動推力大、傳動剛度高、動態(tài)相應(yīng)塊、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)用范圍十分廣泛，如機(jī)床、列車、檢測儀、半導(dǎo)體制造等方面。
[0003]直線電機(jī)和平面電機(jī)都具有動鐵式和動圈式兩種組成形式。對動圈式電機(jī)而言，由于需要給運(yùn)動中的線圈提供電源及冷卻系統(tǒng)，即需要有電纜與動子銜接，這給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電機(jī)的工作帶來很大的不便，同時(shí)也會增加線纜對動子的運(yùn)動干擾。而動鐵式電機(jī)不會存在這樣的問題，能夠顯著提高運(yùn)動精度。但是此種結(jié)構(gòu)的平面電機(jī)也存在缺點(diǎn):隨著運(yùn)動行程和線圈數(shù)量的增加，所需驅(qū)動器也隨之增加，極大得提升了成本
[0004]為降低成本，可以采用動態(tài)切換的方式給線圈供電，只給動子陣列下方的部分或全部線圈通電，如專利200910241259.4和專利200910243477.1所述。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動器的重復(fù)使用，進(jìn)而減少所需驅(qū)動器的數(shù)量。但是上述專利中未給出相應(yīng)的切換裝置。因此，亟需一種能夠減少驅(qū)動器數(shù)量，又能保證電機(jī)大行程運(yùn)動的電流切換裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)多組線圈電流切換的裝置，按照需求將所需線圈接入電路或者從電路中斷開，解決大行程動鐵式直線電機(jī)和平面電`機(jī)對驅(qū)動器數(shù)量要求較多的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，含有多個(gè)電子開關(guān)，每個(gè)電子開關(guān)的一端連接驅(qū)動器，另一端連接線圈，含有主控機(jī)，所述的主控機(jī)含有可編程單元，所述的編程單元內(nèi)存有控制程序；電子開關(guān)按照位置進(jìn)行編號，該編號作為電子開關(guān)的ID號，電子開關(guān)的閉合和斷開作為電子開關(guān)狀態(tài)；主控機(jī)通過通訊線路與每個(gè)電子開關(guān)相連，以廣播的方式將所有電子開關(guān)的ID號和狀態(tài)發(fā)送到每個(gè)電子開關(guān)；所有電子開關(guān)接收該信號，根據(jù)該信號實(shí)現(xiàn)閉合或斷開動作；所述的主控機(jī)具有通訊接口，通過通訊接口與外部進(jìn)行通訊。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)特征還在于:所述的多個(gè)電子開關(guān)以并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入通訊線路。
[0009]本發(fā)明所述的每個(gè)驅(qū)動器連接的電子開關(guān)的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述的電子開關(guān)連接的線圈的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
[0010]所述的電子開關(guān)含有子通訊接口、鎖存電路、隔離電路、推挽電路和場效應(yīng)管電路；子通訊接口的輸出端與鎖存電路的輸入端相連，鎖存電路的輸出端與隔離電路的輸入端相連，隔離電路的輸出端與推挽電路的輸入端相連，推挽電路的輸出端與場效應(yīng)管電路的輸入端相連。場效應(yīng)管電路的一端連接驅(qū)動器，另一端連接線圈。
[0011]所述的主控機(jī)采用PC機(jī)、工控機(jī)、單片機(jī)、DSP、現(xiàn)場可編程門陣列和可編程控制器中的一種或者幾種的組合。
[0012]所述的通訊接口為串行接口、并行接口、USB接口、光纖接口和以太網(wǎng)接口中的一種或者多種組合。
[0013]所所述通訊線路采用TCP/IP協(xié)議、NETBEUI協(xié)議和IPX/SPX協(xié)議。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:本發(fā)明所述的一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，主控機(jī)向所有的電子開關(guān)廣播發(fā)送同樣的信號，每個(gè)電子開關(guān)以串聯(lián)或者并聯(lián)的方式接入通訊線路，接收相同的信號，降低了主控機(jī)的資源消耗，同時(shí)容易擴(kuò)展，能夠適用于具有不同數(shù)量切換通道需求的直線電機(jī)和平面電機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明所述一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置另一種結(jié)構(gòu)形式。
[0017]圖3為電子開關(guān)的一種組成方式。
[0018]圖4為主控機(jī)的一種工作方式。
[0019]圖5為電子開關(guān)與驅(qū)動器、線圈的一種連接方式。
[0020]圖中:1 —主控機(jī)；2 —通訊接口 ；3 —通訊線路；4 —電子開關(guān)；5 —信號；6 —驅(qū)動器；7 —線圈；8 —子通訊接口 ；9 一鎖存電路；10 —隔尚電路；1 一推挽電路；12 —場效應(yīng)管電路；
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)和【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0022]圖1為本發(fā)明所述一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。n個(gè)電子開關(guān)4以并聯(lián)的方式連接在通訊線路3上，電子開關(guān)的一端連接驅(qū)動器6，另一端連接線圈7。n個(gè)電子開關(guān)上共連接了 m個(gè)驅(qū)動器和k個(gè)線圈，n、m和k均為正整數(shù)，且不一定相等。所有電子開關(guān)按照位置進(jìn)行編號，該編號作為電子開關(guān)的ID號，電子開關(guān)的閉合和斷開作為電子開關(guān)狀態(tài)。主控機(jī)I利用通訊線路3與所有電子開關(guān)通訊，在通訊線路上傳輸信號5。信號5為雙向信號，可以為主控機(jī)I發(fā)送給所有電子開關(guān)的信號，也可以是電子開關(guān)發(fā)送給主控機(jī)的信號。不同時(shí)間通訊線路3上傳輸?shù)男盘柨梢圆煌?，即通訊線路可以分時(shí)復(fù)用。主控機(jī)I根據(jù)外部指令或直接確定各個(gè)電子開關(guān)的狀態(tài)，并將所有電子開關(guān)的ID號和所有電子開關(guān)的狀態(tài)以廣播的方式發(fā)送給所有電子開關(guān)，每個(gè)電子開關(guān)4接收信號5，根據(jù)信號5中包含的信息，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的閉合或者斷開的動作。主控機(jī)I與電子開關(guān)4經(jīng)由通訊線路3進(jìn)行通訊，二者之間通訊遵循一定的協(xié)議約定，例如TCP/IP協(xié)議、NETBEUI協(xié)議或者IPX/SPX協(xié)議，根據(jù)不同應(yīng)用場合采用不同的協(xié)議；TCP/IP同時(shí)具備了可擴(kuò)展性和可靠性的需求，NETBEUI協(xié)議適用于只有單個(gè)網(wǎng)絡(luò)或整個(gè)環(huán)境都橋接起來的小工作組環(huán)境，IPX/SPX協(xié)議適合于大型網(wǎng)絡(luò)使用，當(dāng)電子開關(guān)4數(shù)量巨大時(shí)可以采用該協(xié)議；也可以根據(jù)實(shí)際需要定義所需的通訊協(xié)議。
[0023]圖2為本發(fā)明所述一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置另一種結(jié)構(gòu)形式，n個(gè)電子開關(guān)4以串聯(lián)的方式連接到通訊線路3上，n個(gè)電子開關(guān)共連接了 m個(gè)驅(qū)動器和k個(gè)線圈，n、m和k不一定相等。主控機(jī)I將所有電子開關(guān)的ID號和狀態(tài)以廣播的方式發(fā)送到通訊線路3上，距離主控機(jī)最近的電子開關(guān)首先接收該信號，并將該信號原樣轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)電子開關(guān)，直至最后一個(gè)電子開關(guān)。當(dāng)電子開關(guān)4向主控機(jī)I發(fā)送信號時(shí)也采用類似的方式，例如最后一個(gè)電子開關(guān)向主控機(jī)發(fā)送信號時(shí)，上一個(gè)電子開關(guān)接收到該信號，并將其發(fā)送給它的上一個(gè)電子開關(guān)，如此傳遞直至主控機(jī)。
[0024]為適應(yīng)不同應(yīng)用場合，主控機(jī)I含有可編程單元，可以根據(jù)實(shí)際需求對其進(jìn)行編程操作，根據(jù)通訊接口 2接收到的指令，確定發(fā)送給所有電子開關(guān)的信號5的內(nèi)容；主控機(jī)I采用PC機(jī)、工控機(jī)、單片機(jī)、DSP、現(xiàn)場可編程門陣列和可編程控制器中的一種或者多種組合；工作時(shí)，主控機(jī)I根據(jù)通訊接口 2接收到的指令，并利用內(nèi)部存儲的程序，確定發(fā)送的信號5，進(jìn)而控制多路電子開關(guān)；主控機(jī)I也可直接根據(jù)內(nèi)部程序確定各路輸出的狀態(tài)，給出信號5。通訊接口 2可以采用串行接口、并行接口、USB接口、光纖接口和以太網(wǎng)接口中的一種或者多種組合。其中串行接口可以用于對速度要求較低的情況；而并行接口能夠提供較快的傳輸速度；USB接口能夠提高較高的傳輸速度；光纖傳輸方式則能提供更遠(yuǎn)距離、更穩(wěn)定的信號傳輸，適用于更精密的場合；以太網(wǎng)接口也能提供高速遠(yuǎn)距離的傳輸方式。
[0025]圖3為電子開關(guān)的一種組成方式。子通訊接口 8的輸出端與鎖存電路9的輸入端相連，鎖存電路9的輸出端與隔離電路10的輸入端相連，隔離電路10的輸出端與推挽電路11的輸入端相連，推挽電路11的輸出端與場效應(yīng)管電路12的輸入端相連，場效應(yīng)管電路12的一端連接驅(qū)動器6，另一端連接線圈7。所有的電子開關(guān)4通過子通訊接口 8接收主控機(jī)通過通訊線路3發(fā)送的信號5，對該信號進(jìn)行分析，得到對應(yīng)自己ID號的狀態(tài)，然后根據(jù)該狀態(tài)給出控制指令輸出到鎖存電路9中存儲，當(dāng)鎖存電路9中存儲的指令變化時(shí)，將該指令發(fā)送給隔離電路10中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并利用推挽電路11控制場效應(yīng)管電路12，最終實(shí)現(xiàn)開關(guān)的閉合或者斷開，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動器與線圈之間的連通或斷開。隔離電路10能夠提高電子開關(guān)穩(wěn)定性，推挽電路11提聞電路的負(fù)載能力，又能提聞開關(guān)速度。子通訊接口 8具有發(fā)送和接收功能，既用于接收信號，也用于發(fā)送信號；當(dāng)電子開關(guān)未能成功接收主控機(jī)發(fā)送的信號時(shí)，通過子通訊接口 8向主機(jī)發(fā)送信號，要求主機(jī)重新發(fā)送；當(dāng)電子開關(guān)以串聯(lián)方式連接到通訊線路3上時(shí)，子通訊接口 8也能接收其他電子開關(guān)發(fā)送的信號，并將該信號轉(zhuǎn)發(fā)出去。
[0026]圖4給出了主控機(jī)的一種工作方式。主控機(jī)I通訊接口 2接收外部指令，并將該指令傳送給主控機(jī)I的處理器，處理器調(diào)用內(nèi)部程序根據(jù)該指令確定所有電子開關(guān)的狀態(tài)，閉合或者斷開；然后編制需要在通訊線路3上廣播的信號5 ;當(dāng)信號5廣播出去之后，所有的電子開關(guān)接收該信號，若成功接收該信號，則電子開關(guān)給主控機(jī)發(fā)送接收成功指令；若未成功接收，電子開關(guān)向主控機(jī)發(fā)送指令，要求主控機(jī)再次廣播該信號，直至所所有電子開關(guān)均成功接收信號。
[0027]圖5為電子開關(guān)與驅(qū)動器、線圈的一種連接方式。j個(gè)電子開關(guān)接入同一個(gè)驅(qū)動器6，j為正整數(shù)，每個(gè)電子開關(guān)連接一個(gè)線圈7，電子開關(guān)根據(jù)主控機(jī)I的信號5實(shí)現(xiàn)閉合或者斷開動作，將線圈與驅(qū)動器連通或者斷開。原則上每次最多有一個(gè)線圈接入第一驅(qū)動器；若驅(qū)動器功能與功率允許可以將多個(gè)線圈同時(shí)接入，進(jìn)行多線圈通電。
[0028]實(shí)施例
[0029]參考圖1，介紹本發(fā)明所述基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置的工作過程，以便更好地說明本發(fā)明的功能。
[0030]令圖1中n=8，即共有八個(gè)電子開關(guān)，八個(gè)電子開關(guān)ID號為①-⑧；主控機(jī)I通過通訊接口 2接收到指令，調(diào)用內(nèi)部程序確定八個(gè)開關(guān)的狀態(tài):①-④號電子開關(guān)閉合，⑤-⑧號電子開關(guān)斷開。主控機(jī)I將電子開關(guān)ID號和狀態(tài)經(jīng)過通訊線路3廣播發(fā)送，采用自定義協(xié)議，信號5中包含如下信息:校驗(yàn)碼、起始碼、ID號、狀態(tài)、終止碼、校驗(yàn)碼。每個(gè)電子開關(guān)通過子通訊接口 8接收上述信號5，對其進(jìn)行解碼驗(yàn)證，若校驗(yàn)碼無誤，電子開關(guān)接收該信息，并找到本電子開關(guān)對應(yīng)ID號后面的狀態(tài)，根據(jù)該狀態(tài)進(jìn)行動作。例如，令“0”代表斷開，“I”代表閉合，信號5中ID號和狀態(tài)應(yīng)為:“1121314150607080”，其中“11”代表ID號為①的電子開關(guān)閉合，“21”代表ID號為②的電子開關(guān)閉合，依次類推一直到“41”;“50”代表ID號為⑤的電子開關(guān)斷開，依次類推至“80”。子通訊接口 8接收到信號5之后，進(jìn)行解碼分析，將本電子開關(guān)ID號所對應(yīng)的狀態(tài)發(fā)送給鎖存電路9進(jìn)行存儲。例如①號電子開關(guān)查找ID號為①的編碼后面的狀態(tài)信息，該信息為“I”;⑤號電子開關(guān)查找ID號為⑤的ID號后面的狀態(tài)信息，該信息為“0” ;其他電子開關(guān)類似；若鎖存電路9中存儲的狀態(tài)信號發(fā)生變化，則將該狀態(tài)發(fā)送給隔離電路10，否則不發(fā)送；隔離電路10將接收到的信號進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，提高穩(wěn)定性，并利用推挽電路11控制場效應(yīng)管電路12，實(shí)現(xiàn)電流通道的閉合或斷開；電子開關(guān)4成功接收信號5之后，發(fā)送接收成功指令給主控機(jī)I ;若子通訊接口 8發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)碼、起始碼或終止碼錯誤，則向主控機(jī)I發(fā)送信號，要求主控機(jī)I重新發(fā)送該信號，直至所有電子開關(guān)成功接收該信號。
[0031 ] 以上公開了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，在不背離權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明范圍的情況下，任何各種修改、添加和替換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，含有多個(gè)電子開關(guān)(4)，每個(gè)電子開關(guān)(4)的一端連接驅(qū)動器(6)，另一端連接線圈(7)，其特征在于:所述多通道線圈電流切換裝置還含有主控機(jī)(I )，所述的主控機(jī)(I)含有可編程單元，所述的可編程單元內(nèi)存有控制程序；電子開關(guān)(4)按照位置進(jìn)行編號，該編號作為電子開關(guān)的ID號，電子開關(guān)(4)的閉合和斷開作為電子開關(guān)狀態(tài)；主控機(jī)通過通訊線路(3)與每個(gè)電子開關(guān)(4)相連，以廣播的方式將所有電子開關(guān)的ID號和狀態(tài)發(fā)送到每個(gè)電子開關(guān)；所有電子開關(guān)(4)接收該信號，根據(jù)該信號實(shí)現(xiàn)閉合或斷開動作；所述的主控機(jī)(I)具有通訊接口(2)，通過通訊接口(2)與外部進(jìn)行通訊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，其特征在于:所述的多個(gè)電子開關(guān)(4)以并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入通訊線路(3)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，其特征在于:所述的每個(gè)驅(qū)動器(6)連接的電子開關(guān)(4)的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述的每個(gè)電子開關(guān)(4)連接的線圈(7)的數(shù)量為一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，其特征在于:所述的電子開關(guān)(4)含有子通訊接口(8)、鎖存電路(9)、隔離電路(10)、推挽電路(11)和場效應(yīng)管電路(12);子通訊接口(8)的輸出端與鎖存電路(9)的輸入端相連，鎖存電路(9)的輸出端與隔離電路(10)的輸入端相連，隔離電路(10)的輸出端與推挽電路(11)的輸入端相連，推挽電路(11)的輸出端與場效應(yīng)管電路(12 )的輸入端相連。場效應(yīng)管電路(12)的一端連接驅(qū)動器(6)，另一端連接線圈(7)。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，其特征在于:所述的主控機(jī)(I)采用PC機(jī)、工控機(jī)、單片機(jī)、DSP、現(xiàn)場可編程門陣列和可編程控制器中的一種或者幾種的組合。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，其特征在于:所述的通訊接口( 2 )為串行接口、并行接口、USB接口、光纖接口和以太網(wǎng)接口中的一種或者幾種的組合。
7.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于廣播通訊的多通道線圈電流切換裝置，其特征在于:所所述通訊線路(3)采用TCP/IP協(xié)議、NETBEn協(xié)議或IPX/SPX協(xié)議。
【文檔編號】G05B19/042GK103760795SQ201310750397
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張鳴, 朱煜, 劉峰, 支凡, 劉召, 胡金春, 徐登峰, 成榮, 楊開明, 張利, 秦慧超, 趙彥坡, 胡清平, 葉偉楠, 張金, 尹文生, 穆海華 申請人:清華大學(xué), 北京華卓精科科技有限公司