可变速直流电机的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了可变速直流电机的控制系统，键盘（9）和显示模块（10）连接控制模块（7）；充电模块（2）连接电池（3），电池（3）和电源适配器（1）分别连接充供电转换模块（5），充供电转换模块（5）分别连接DCDC电源模块（6）、控制模块（7）和PWM驱动模块（8），DCDC电源模块（6）控制模块（7）和PWM驱动模块（8），控制模块（7）分别连接PWM驱动模块（8）、键盘（9）、显示模块（10），PWM驱动模块（8）连接电机（4）。本实用新型专利技术让电机按照设定的速度与次数运行，进而带动机械系统实现助站与训练功能，保证机器人安全可靠运行，有效节约成本，提高使用方便性。

【技术实现步骤摘要】
可变速直流电机的控制系统
本技术涉及电动助站健身椅，具体涉及用于对电动助站健身椅进行控制的可变速直流电机的控制系统。
技术介绍
由于人类的自然因素和社会结构，城市中生存的始终是一个综合性的群体，既有身心健康的成年人，同时又有行动不便的老年人、残疾人、妇女、婴幼儿及伤病人等庞大的弱势群体。残疾人辅助器具是提高残疾人生活质量的重要手段之一，国际标准化组织在1992年颁布了国际标准ISO-9999《残疾人辅助器具分类》，将残疾人辅助器具分为十大类。发达国家社会公益与物质条件均使此类设备得到大力发展与应用，设备的技术先进，性能好，但价格高。我国正处在向小康社会发展的时机，目前越来越重视关爱残疾人，其中，轮椅，是下肢功能障碍者的生活自助具。目前市场上的轮椅种类很多，按材料可分为铝合金、轻型材料和钢质的，如按类型可以分为普通轮椅和特殊轮椅，特殊轮椅又可分为：休闲运动轮椅系列，电子轮椅系列，座侧轮椅系列，助站轮椅系列等。助站轮椅是在普通坐椅的功能基础上，为站立困难者进行辅助站的装置。目前对助站轮椅的控制系统大都采用开关电源供电，通过继电器简单电路控制电机的正反转实现，供电系统需要适配器与市电系统对接，不具有移动的方便性，起降训练通过手动进行，操控性欠佳。
技术实现思路
本技术的目的在于：设计一种配合多功能助站健身椅使用的可变速直流电机的控制系统，辅助式轻松完成站立和下肢肌肉力量的锻炼，帮助下肢功能障碍者进行站立训练。本技术的技术解决方案是：在电机上连接控制系统，所述的控制系统包括电源适配器、充电模块、电池、充供电转换模块、DCDC电源模块、控制模块、PWM驱动模块、键盘、显示模块、机箱和控制盒；电池、充供电转换模块、DCDC电源模块、控制模块、PWM驱动模块安装在机箱内，键盘和显示模块安装在控制盒内，键盘和显示模块通过引线连接控制模块，充电模块连接电池，电源适配器连接充供电转换模块。其中，充电模块采用常规充电方式三段式充电原理设计，电源适配器采用通用开关电源，显示模块由OLED显示器及发光二极管组成。工作时，通过电源适配器或电池对设备供电，如通过电源适配器供电时，充供电转换模块切换到由电源适配器对控制系统直接供电，此时，设备移动范围受供电线长度限制；未通过电源适配器供电时，设备由电池对控制系统供电，此时，设备自由移动，供电不受外界影响；打开设备总电源开关，通过键盘设置起降速度、起降训练的次数后，按上升或下降按键，控制模块产生PWM信号，通过驱动模块驱动电机按照设定的速度与次数运行，进而带动机械系统实现助站与训练功能；如果有物殊情况，则通过停止键停止正在执行的动作；任何方便的时间均可通过充电模块对电池充电，充满后能够自动停止。本技术具有以下优点：1、使用电池或电源适配器供电，供电方式灵活，无法使用市电或有市电没有电池的场合均可正常使用；2、使用电池供电时，产品移动范围不受限制，为使用者提供更多的活动空间；3、通过键盘设置起降速度、起降训练的次数，由控制模块产生PWM信号，通过驱动模块驱动电机按照设定的速度与次数运行，进而带动机械系统实现助站与训练功能，提高设备的操控性和人员的舒适性，有效提高产品使用的灵活性与方便性；4、当电源电压低于阈值时，控制模块封锁PWM信号，使设备停止工作，具有电源电压监测功能，提高了设备的安全性；5、本技术帮助站立困难者进行辅助站立，还可以通过训练防止患者骨质疏松，促进血液循环和加强肌力。附图说明图1为本技术控制系统结构示意框图。图2为单片机及键盘与显示模块原理图。图3为充供电转换模块原理图。图4为DCDC电源模块原理图。图5为PWM驱动模块原理图。图中：1.电源适配器，2.充电模块，3.电池，4.电机，5.充供电转换模块，6.DCDC电源模块，7.控制模块，8.PWM驱动模块，9.键盘，10.显示模块，11.机箱，12.控制盒。具体实施方式如图1所示，在电机4上连接控制系统，所述的控制系统包括电源适配器1、充电模块2、电池3、驱动电机4、充供电转换模块5、DCDC电源模块6、控制模块7、PWM驱动模块8、键盘9、显示模块10、机箱11和控制盒12，电池3、充供电转换模块5、DCDC电源模块6、控制模块7、PWM驱动模块8安装在机箱11内，键盘9和显示模块10安装在控制盒12内；键盘9和显示模块10通过引线连接控制模块7；充电模块2连接电池3，电池3和电源适配器1分别连接充供电转换模块5，充供电转换模块5通过引线分别连接DCDC电源模块6、控制模块7和PWM驱动模块8，DCDC电源模块6分别连接控制模块7和PWM驱动模块8，控制模块7分别连接PWM驱动模块8、键盘9、显示模块10，PWM驱动模块8连接电机4。其中，充电模块2采用常规充电方式三段式充电原理设计；电源适配器1采用通用开关电源；显示模块10由OLED显示器及发光二极管组成。如图2所示，为单片机及键盘与显示模块原理图；单片机采用STC系列的单片机，具体连接如下：单片机U2的第40脚连接电源正VCC，单片机U2的第20脚连接电源地，电容C13、按键RST的一端连接电源VCC，电阻R2的一端连接电源地，电容C13、按键RST、电阻R2的另一端连接单片机U2的第9脚；显示模块10采用OLED模块和发光二极管显示，OLED模块U5的第1、6、7脚连接电源地，OLED模块U5的第2脚连接电源正VCC，OLED模块U5的第3、4、5分别脚连接单片机U2的P0.0、P0.1、P0.2脚，OLED模块U5的第8脚浮空，电阻R7的一端连接电源VCC，电阻R7的另一端连接发光二极管LED3正极，发光二极管LED3的负极连接单片机U2的第28脚；键盘9按键S1-S6的一端连接电源地，按键S1-S6的另一端分别连接单片机U2的第21-26脚。如图3所示，为充供电转换模块原理图；充供电转换模块5通过接口J1和J2连接电源适配器1、充电模块2；J1第2脚、J2第2脚、电池负极、二极管LED1的负极、二极管D8第1脚、继电器K0线圈第5脚、电阻R10一端连接电源地；J1第1脚分别连接继电器K0第3脚、二极管D8第2脚、继电器K0的第4脚；继电器K0第2脚分别连接电池正极和J2的第1脚；继电器K0第1脚连接开关SA1的一端，开关SA1的另一端连接保险丝FU1的一端，保险丝FU1的另一端分别连接电阻R8、R9一端，电阻R8的另一端连接二极管LED1的正极；电阻R9、R10的另一端连接单片机U2的第4脚，用于电池电压采样。如图4所示，为DCDC电源模块原理图；DCDC电源模块6中+24V连接二极管D2第1脚、电容C1的正极、稳压块7815的1脚，稳压块7815第2脚、电容C1、C2、C3、C5的负极、电容C4、C6的一端、DCDC变换器U1的第3、5脚、稳压管D3的1脚连接电源地，稳压块7815第3脚连接电容C2的正极；二极管D2的第2脚、电容C3正极、电容C4另一端连接DCDC变换器U1的第1脚，DCDC变换器U1的第2脚连接稳压管D3的第2脚、电感L1的一端，电感L1的另一端、DCDC变换器U1的第4脚、电容C5的正极连接电容C6的另一端，并引出VCC。如图5所示，PWM驱动模块原理图；PWM驱动模块8主电路采用H桥式结构，IGB本文档来自技高网...

【技术保护点】
可变速直流电机的控制系统，其特征是：在电机（4）上连接控制系统，所述的控制系统包括电源适配器（1）、充电模块（2）、电池（3）、驱动电机（4）、充供电转换模块（5）、DCDC电源模块（6）、控制模块（7）、PWM驱动模块（8）、键盘（9）、显示模块（10）、机箱（11）和控制盒（12），电池（3）、充供电转换模块（5）、DCDC电源模块（6）、控制模块（7）、PWM驱动模块（8）安装在机箱（11）内，键盘（9）和显示模块（10）安装在控制盒（12）内；键盘（9）和显示模块（10）通过引线连接控制模块（7）；充电模块（2）连接电池（3），电池（3）和电源适配器（1）分别连接充供电转换模块（5），充供电转换模块（5）通过引线分别连接DCDC电源模块（6）、控制模块（7）和PWM驱动模块（8），DCDC电源模块（6）分别连接控制模块（7）和PWM驱动模块（8），控制模块（7）分别连接PWM驱动模块（8）、键盘（9）、显示模块（10），PWM驱动模块（8）连接电机（4）。

【技术特征摘要】
1.可变速直流电机的控制系统，其特征是：在电机（4）上连接控制系统，所述的控制系统包括电源适配器（1）、充电模块（2）、电池（3）、驱动电机（4）、充供电转换模块（5）、DCDC电源模块（6）、控制模块（7）、PWM驱动模块（8）、键盘（9）、显示模块（10）、机箱（11）和控制盒（12），电池（3）、充供电转换模块（5）、DCDC电源模块（6）、控制模块（7）、PWM驱动模块（8）安装在机箱（11）内，键盘（9）和显示模块（10）安装在控制盒（12）内；键盘（9）和显示模块（10）通过引线连接控制模块（7）；充电模块（2）连接电池（3），电池（3）和电源适配器（1）分别连接充供电转换模块（5），充供电转换模块（5）通过引线分别连接DCDC电源模块（6）、控制模块（7）和PWM驱动模块（8），DCDC电源模块（6）分别连接控制模块（7）和PWM驱动模块（8），控制模块（7）分别连接PWM驱动模块（8）、键盘（9）、显示模块（10），PWM驱动模块（8）连接电机（4）。2.根据权利要求1所述的可变速直流电机的控制系统，其特征是：充电模块（2）采用常规三段式充电原理设计；电源适配器（1）采用通用开关电源；显示模块（10）由OLED显示器及发光二极管组成。3.根据权利要求1所述的可变速直流电机的控制系统，其特征是：控制模块（7）的单片机采用STC系列的单片机，具体连接如下：单片机U2的第40脚连接电源正VCC，单片机U2的第20脚连接电源地，电容C13、按键RST的一端连接电源VCC，电阻R2的一端连接电源地，电容C13、按键RST、电阻R2的另一端连接单片机U2的第9脚；显示模块10采用OLED模块和发光二极管显示，OLED模块U5的第1、6、7脚连接电源地，OLED模块U5的第2脚连接电源正VCC，OLED模块U5的第3、4、5分别脚连接单片机U2的P0.0、P0.1、P0.2脚，OLED模块U5的第8脚浮空，电阻R7的一端连接电源VCC，电阻R7的另一端连接发光二极管LED3正极，发光二极管LED3的负极连接单片机U2的第28脚；键盘（9）按键S1-S6的一端连接电源地，按键S1-S6的另一端分别连接单片机U2的第21-26脚。4.根据权利要求1所述的可变速直流电机的控制系统，其特征是：充供电转换模块（5）通过接口J1和J2连接电源适配器（1）、充电模块（2）；J1第2脚、J2第2脚、电池负极、二极管LED1的负极、二极管D8第1脚、继电器K0线圈第5脚、电阻R10的一端连接电源地；J1第1脚分别连接继电器K0第3脚、二极管D8第2脚、继电器K0的第4脚；继电器K0第2脚分别连接电池正极和J2的第1脚；继电器K0第1脚连接开关SA1的一端，开关SA1的另一端连接保险丝FU1的一端，保...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，唐义锋，王华东，赵广义，
申请(专利权)人：江苏财经职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32