编码器式控制操纵手柄制造技术

本发明专利技术提供了能输出PWM控制信号的编码器式控制操纵手柄。本发明专利技术的编码器式控制操纵手柄包括扇形编码盘，所述扇形编码盘上设置光电对管支架，其二者同轴于转动轴上；所述光电对管支架上有与所述扇形编码盘上编码光轨对应的光电对管，即发光管及光电接收管；所述光电接收管通过光电信号接收处理电路与所述数值比较器连接，所述数值比较器与对时钟源计数的计数器相连，其输出与所述电平转换与驱动电连接。本发明专利技术的编码器式控制操纵手柄为一体化的、能控制PWM设备的操纵控制手柄，能直接操控如电磁阀的比例操控、LED的调光、开关变压器的输出、电机的调速等；本发明专利技术成本低，使用简单方便，特别适合工程机械及相应电气设备的电气控制改造或升级。

Encoder control handle

The present invention provides an encoder control handle which can output PWM control signal. The invention of the encoder type control handle comprises a fan-shaped encoding disc, disc sector encoding the set on the photoelectric tube bracket, the coaxial to the axis of rotation; the photoelectric tube is arranged on the photoelectric and the fan-shaped encoding disc corresponding to the encoding light rail tube, namely a luminous tube and a photoelectric receiving tube; the photoelectric receiving tube numerical comparator through the photoelectric signal receiving and processing circuit connected with the counter, the numerical comparator and clock source count connected to the output and the level conversion and drive electrical connection. The invention of the encoder control handle to control the PWM device control handle, can directly manipulate the integration, such as the solenoid valve proportional control, LED dimming switch, transformer output, motor speed; the invention has low cost, simple and convenient to use, especially suitable for engineering machinery and electrical equipment the electrical control upgrades.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电工程领域，具体涉及一种编码器式控制操纵手柄。
技术介绍
现有的PWM控制技术都要依赖于数字化编程系统，其控制操纵手柄就是在转动或推动一个电位器，其输出的连续的模拟电压先要进入控制器，如PLC、MCU、工业PC等，然后还要编程，或要用专用IC，才能输出所需要的PWM信号，不仅成本高，开发设计工作量大，周期长，对一般工程人员来讲，使用PWM技术的难度很大，特别是对于分散式的操控，还要设计控制器间的通信等，开发一个机电工程的电控操作系统更是困难重重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种编码器式控制操纵手柄。本专利技术的技术方案如下：一种编码器式控制操纵手柄，包括扇形编码盘所述扇形编码盘上设置光电对管支架，其二者同轴于转动轴上；所述光电对管支架上有与所述扇形编码盘上编码光轨对应的光电对管，即发光管及光电接收管；所述光电接收管通过光电信号接收处理电路与所述数值比较器连接，所述数值比较器与所述电平转换与驱动电连接，且所述数值比较器、计数器、时钟源依次电连接。还包括控制所述电平转换与驱动的输出切换开关、安装在扇形编码盘上的手柄及检测方向设置于所述光电对管支架上的光电对管。所述扇形编码盘与所述光电对管支架同轴于转动轴，其中之一固定，另一个则安装手柄用于转动操纵控制；所述扇形编码盘的扇形弧度角度可按需要调整，也可以是完整的圆形；所述扇形编码盘上的编码图案可以是绝对码或格雷码，位数或编码轨道数可以是4位、6位、8位、10位，或其它系统分辨率需要的位数；所述扇形编码盘上的图案，可以是从扇形中间向两侧的对称或不对称分布的两组相同或不相同的编码图案。所述能转动的扇形编码盘(1)及其上的图案，可等效变换为可平直滑动的矩形编码条，实现平直滑动的PWM控制操纵手柄。所述计数器，对频率可调的时钟源脉冲进行计数，其输出数值送到所述数值比较器的一个输入端；所述光电信号接收处理电路，将所述光电接收管的信号变换为绝对码，送到所述数值比较器的另一输入端；所述数值比较器输出的比较结果，经由所述电平转换与驱动后，输出到PWM型负载。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的编码器式控制操纵手柄将光电编码技术与数字电子技术相结合，做成了一体化的、能单独控制PWM设备的操纵控制手柄，只需接通电源，接上PWM型负载，就能用手柄操控相应的机电设备，如电磁阀的比例操控、LED的调光、开关变压器的输出、电机的调速等；本专利技术成本低，使用简单方便，特别适合工程机械及某些电气设备的电气控制改造或升级。【附图说明】图1为本专利技术实施例1结构示意图；图2为本专利技术实施例1的电路图；图3为本专利技术实施实例2的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例1：请参阅图1至图2，所述编码器式控制操纵手柄，包括扇形编码盘1所述扇形编码盘1上设置光电对管支架2，其二者同轴于转动轴4上；所述光电对管支架2上有与所述扇形编码盘1上编码光轨对应的光电对管3，即发光管6及光电接收管7；所述光电接收管7通过光电信号接收处理电路8与所述数值比较器11连接，所述数值比较器11与所述电平转换与驱动12电连接，且所述数值比较器11、计数器10、时钟源16依次电连接。所述扇形编码盘1与所述光电对管支架2同轴于转动轴4，其中之一固定，另一个则安装手柄14用于转动操纵控制；所述扇形编码盘1的扇形弧度角度是90度；所述扇形编码盘1上的编码图案，是从一边的二进制0000渐进到另一边的二进制1111的4位绝对码；所述扇形编码盘1上的图案，是从扇形0度到90度的均匀等角编码图案。所述计数器10对频率可调的时钟源16脉冲进行加法计数，其输出数值送到所述数值比较器11的一个输入端；所述光电信号接收处理电路8，将所述光电接收管7的信号变换为绝对码，送到所述数值比较器11的另一输入端；所述数值比较器11输出的比较结果就是PWM信号，经由所述电平转换与驱动12后，接PWM型负载。当所述扇形编码盘1与所述光电对管支架2间，以所述转动轴4为轴有相对转动时，LED驱动9驱动的所述发光管6发光，照射到编码光轨上，所述光电接收管7会收到有光或无光的光信号，并转换为电信号后，经光电信号接收处理电路8后，输出为与扇形编码盘1对应的绝对式数字脉冲编码信号。计数器10对时钟源做加1计数并动态输出；数值比较器11，接收到光电信号接收处理电路8输出的编码信号，并与加1计数器10的动态数值进行比较，当计数器值小于编码信号的数值时，数值比较器11的“小于”输出端输出高电平，当计数器值大于编码信号的数值时，数值比较器11的“小于”输出端输出低电平，计数器10不断的做加1计数直到溢出清零，数值比较器11的“小于”输出端又输出高电平，并进入到了下一个数值比较周期中；计数器10从零计数直到溢出后再清零，如此循环往复，周期恒定，使数值比较器11输出的周期与之相同也恒定，但数值比较器11输出的高电平的时间长度，与编码信号也就是与扇形编码盘1相对转动的角度成正比；这个数值比较器11输出的周期恒定、但高电平时长由操纵手柄控制的脉冲信号，就是PWM信号，经过电平转换与驱动12后，可直接操控相应PWM型负载。本实施例是一个4位16档的PWM方案，可用于调LED亮度、或调直流电机转速、或调溢流阀压力、或调比例电磁阀流量等。工作时，推动操作手柄14，操作手柄14带动光电对管支架2以转动轴4为中心并相对扇形编码盘1转动，LED驱动9驱动的发光管组6发光，照射到编码光轨5上，光电接收管组7会收到有光或无光的光信号，并转换为电信号后，经光电信号接收处理电路8后，输出为与扇形编码盘1对应的绝对式数字脉冲编码信号，计数器10对时钟源16做加1计数并动态输出0000到1111，数值比较器11接收光电信号接收处理电路8输出的编码信号，如图1所示为1000，并与加1计数器10的动态数值进行比较，当计数器值小于编码信号1000时，数值比较器11输出高电平，当计数器值大于编码信号1000时，数值比较器11输出低电平，计数器10不断的做加1计数直到溢出清零，数值比较器11又输出高电平，并进入到了下一个数值比较周期中，计数器10从零计数直到溢出后再清零，如此循环往复，周期恒定，使数值比较器11输出的一个高低电来的周期与之相同也恒定，但数值比较器11输出的高电平的时间长度与编码信号也就是与扇形编码盘1相对转动的角度成正比；这个数值比较器11输出的周期恒定，且高电平时长由操作手柄14操纵控制，这就是PWM信号，它经过电平转换与驱动12后可直接操控相应的24V的PWM型负载。其中，如图2所示是本实施例对应的PWM生成的具体电路，当推动操作手柄14从最左边顺时针转动时，光电信号接收处理电路8将输出二进制的0000逐渐到1111的编码，24V的PWM型负载上将有占空比为0/16到15/16的PWM电压；要得到占空比不变的PWM输出，可依靠机械摩擦力或手控手柄，保持相对位置不变即可；图1所示位置对应编码为1000，此位置PWM的占空比为8/16即50％；PWM输出信号的频率为时钟源频率的1/16，要调节PWM输出信号的频率，只需调节时钟源的频率即可。与图1相比较，图2中增加了直流低电平叠加电路17，即对应低电平为非0的低电压，如+6V，以适用某类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器式控制操纵手柄，其特征在于，包括扇形编码盘(1)所述扇形编码盘(1)上设置光电对管支架(2)，其二者同轴于转动轴(4)上；所述光电对管支架(2)上有与所述扇形编码盘(1)上编码光轨对应的光电对管(3)、即发光管(6)及光电接收管(7)；所述光电接收管(7)通过光电信号接收处理电路(8)与所述数值比较器(11)连接，所述数值比较器(11)与所述电平转换与驱动(12)电连接，且所述数值比较器(11)、计数器(10)、时钟源(16)依次电连接。

【技术特征摘要】
1.一种编码器式控制操纵手柄，其特征在于，包括扇形编码盘(1)所述扇形编码盘(1)上设置光电对管支架(2)，其二者同轴于转动轴(4)上；所述光电对管支架(2)上有与所述扇形编码盘(1)上编码光轨对应的光电对管(3)、即发光管(6)及光电接收管(7)；所述光电接收管(7)通过光电信号接收处理电路(8)与所述数值比较器(11)连接，所述数值比较器(11)与所述电平转换与驱动(12)电连接，且所述数值比较器(11)、计数器(10)、时钟源(16)依次电连接。2.根据权利要求1所述的编码器式控制操纵手柄，其特征在于，还包括控制所述电平转换与驱动(12)的输出切换开关(13)、安装在扇形编码盘(1)上的手柄(14)及检测方向设置于所述光电对管支架(2)上的光电对管(15)。3.根据权利要求1所述的编码器式，其特征在于，所述扇形编码盘(1)与所述光电对管支架(2)同轴于转动轴(4)，其中之一固定，另一个则安装手柄用于转动操纵控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕宏强，王亚茹，
申请(专利权)人：宝鸡中发石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61