本发明专利技术公开了一种中药煎药机的自动挤压装置及其控制电路和压力控制方法。所述控制电路主要包括电流采集模块、与该电流采集模块连接的运算/控制模块，与所述运算/控制模块连接的脉冲发生模块以及与该脉冲发生模块连接的步进电机驱动器。通过采集步进电机的电流及转速来计算其输出力矩，以对所述挤压装置的压力进行控制。且进一步设有选通电路，能够实现对多个挤压装置进行控制。所述控制电路中设有通信接口，可与上位机或其他外部设备进行通信连接。本发明专利技术的挤压装置及其控制电路和压力控制方法仅靠测量电机的电流和转速即可实现压力控制，同时规避了现有的自动挤压装置中所需的各种传感器的使用，提高了设备的可靠性，降低了设备的运维成本。了设备的运维成本。
【技术实现步骤摘要】
中药煎药机的自动挤压装置及其控制电路和压力控制方法
[0001]本专利技术属于中药煎药机领域，具体为中药煎药机的自动挤压装置，及其控制电路和压力控制方法。
技术介绍
[0002]中药的煎制是中药最为常用的加工方法之一。在中药煎制过程中，适度地挤压有助于药材的有效成分释放到药液中。药材的剂量、类型的差异要求挤压力度应当适配，挤压不充分或者过度挤压不利于中药药材的煎制甚至导致设备工作异常。
[0003]现有中药煎药机主要采用手动挤压和自动挤压两种控制方式。手动挤压方式是传统的方式，手动挤压主要依靠操作工的经验控制挤压力度，劳动强度很大，且在现代化的中药煎药生产过程中很难保证必要的稳定性；目前主要的发展方向是自动挤压方式。现已有部分中药煎药机配置自动挤压装置来完成所述挤压操作。目前现有中药煎药机的自动挤压装置能够完成挤压操作，但并不提供对挤压力度的控制，且存在诸多缺陷：
[0004]1、需要配置若干传感器及配套机构以获取挤压装置的位移、位置等信息并加以控制。而煎药机工作环境具有温度高、湿度大等种种不利因素。这些传感器和配套机构的存在导致煎药机的复杂性增加，可靠性降低，运维成本增加。
[0005]2、一般控制方案均以控制正反转和启停为主要目的。实际上煎药机的挤压过程是煎药过程中的一个重要环节。反复挤压并根据药材的类型、剂量的差异要求配以合适的挤压力度是自动挤压装置的主要任务。而正反转和启停应该仅仅是自动挤压装置的必需满足的基本要求。
技术实现思路
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种中药煎药机的自动挤压装置的控制电路。本专利技术的一种中药煎药机的自动挤压装置的控制电路包括电流采集模块、与该电流采集模块连接的运算/控制模块，与所述运算/控制模块连接的脉冲发生模块以及与该脉冲发生模块连接的步进电机驱动器，其中：
[0007]所述电流采集模块包括采样元件，与该采样元件连接的放大电路，与所述放大电路连接的模数转换器；所述采样元件用于采集步进电机的电流，通过所述放大电路放大后输入所述模数转换器，以将所述步进电机的电流的模拟量转换为数字量数据；
[0008]所述模数转换器通过并行I/O(输入/输出)接口与所述运算/控制模块连接，用于将所述数字量数据输入所述运算/控制模块；
[0009]所述运算/控制模块与所述脉冲发生模块通过I/O接口连接，进而将用于控制所述步进电机的参数发送给所述脉冲发生模块，所述参数包括脉冲数、加速/减速信号等；
[0010]所述脉冲发生模块的一I/O接口与所述步进电机驱动器的脉冲信号输入端CP连接，用于向所述步进电机驱动器发送脉冲信号；
[0011]所述运算/控制模块的一I/O接口与所述步进电机驱动器的方向信号输入端DIR连
接，用于向所述步进电机驱动器发送方向信号。
[0012]根据一个优选实施例，所述采样元件为一采样电阻，该采样电阻串联于所述步进电机驱动器的电源端，所述采样电阻的一端还与所述放大电路的第一输入端导线连接，所述采样电阻的另一端还与所述放大电路的第二输入端导线连接。
[0013]根据一个优选实施例，所述放大电路为二级放大电路。
[0014]进一步的，所述运算/控制模块的一个I/O接口与一急停装置导线连接，且接收所述急停装置产生的急停信号，以在异常情况下控制所述步进电机停止运转。
[0015]进一步的，所述控制电路中还设有选通电路，该选通电路包括若干光电耦合电路及若干继电器，一路所述光电耦合电路对应连接并控制一个所述继电器；所述继电器的四个触点端与所述步进电机驱动器的输出端对应连接，所述继电器的另外四个触点端则用于与步进电机连接。以选通控制的方式控制多个步进电机。
[0016]进一步的，所述运算/控制模块还设有一I/O拓展电路，且借助该I/O拓展电路与所述光电耦合电路连接，用于拓展所述运算/控制模块的I/O接口，以支持更多的选通控制对象。
[0017]根据一个优选实施例，所述I/O拓展电路为译码器。
[0018]进一步的，所述运算/控制模块还通过I/O接口与一通信接口装置连接，通过该通信接口可与外部设备进行通信。
[0019]本专利技术的第二个目的是提供一种中药煎药机的自动挤压装置。本专利技术的一种中药煎药机的自动挤压装置，包括一步进电机、受该步进电机驱动的传动机构、执行机构及所述步进电机的控制电路，其中：
[0020]所述步进电机的控制电路为所述中药煎药机的自动挤压装置的控制电路；
[0021]所述传动机构包括一主动齿轮、与该主动齿轮相啮合的从动齿轮、以及一丝杆，所述丝杆的顶部与所述从动齿轮固定连接；
[0022]所述步进电机的输出轴与所述主动齿轮固定连接；
[0023]所述执行机构在所述丝杆的转动时，受该丝杆驱动进而向上/下运动；
[0024]所述步进电机驱动所述主从齿轮转动，同时带动所述从动齿轮和所述丝杆转动，进而驱动所述执行机构向下挤压药材或者向上复位；
[0025]所述步进电机与所述控制电路导线连接。通过所述控制电路向该步进电机输送的驱动信号控制该步进电机，所述控制电路通过采集所述步进电机的电流以控制该步进电机的输出力矩。所述控制电路通过判断所述步进电机的输出力矩是否达到控制阈值，来判定是否使所述步进电机停转，即可实现所述挤压机构的下限位和上限位。
[0026]进一步的，所述步进电机的输出轴与所述主动齿轮之间设有一缓冲扭簧，该缓冲扭簧的一端与所述步进电机的输出轴固定连接，另一端与所述主动齿轮固定连接；所述步进电机借助该缓冲扭簧带动所述主动齿轮转动。所述缓冲扭簧能够缓解所述挤压机构的刚性碰撞。
[0027]本专利技术的第三个目的是提供一种中药煎药机的自动挤压装置的压力控制方法。本专利技术的一种中药煎药机的自动挤压装置的压力控制方法，包括以下步骤：
[0028]S1、在电机空载时，测得步进电机的电流i0，同时获取该步进电机的转速n，进而得到该步进电机的电流-转速特性曲线i0(n)；在不丢步的情况下，所述步进电机的转速n可根
据公式n＝Kf计算得到，式中，f为电机驱动器输出的步进电机工作频率，K为常数，且由所述步进电机输出轴旋转一周所需的脉冲数和细分参数决定；
[0029]S2、根据所述曲线i0(n)，获得所述步进电机自启动运转到停止运转过程中转速n的范围，且选取所述步进电机的转速的线性工作区所对应的转速区间[n1,n2]；
[0030]S3、在电机空载时，在定转速n1下，测得所述步进电机的输出力矩曲线T0[n1,i]；在定转速n2下，测得所述步进电机的输出力矩曲线T0[n2,i]；
[0031]S4、根据所述两条输出力矩曲线T0[n1,i]及T0[n2,i]，采用插值拟合算法得到在转速区间[n1,n2]范围内的输出力矩曲线T0[n,i]；
[0032]S5、所述挤压装置对药材进行挤压时，采集所述步进电机的电流i及转速n并根据所述输出力矩曲线T0[n,i]计算出所述电机的实时输出力矩T，当本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中药煎药机的自动挤压装置的控制电路，其特征在于包括：电流采集模块、与该电流采集模块连接的运算/控制模块，与所述运算/控制模块连接的脉冲发生模块以及与该脉冲发生模块连接的步进电机驱动器，其中：所述电流采集模块包括采样元件，与该采样元件连接的放大电路，与所述放大电路连接的模数转换器；所述采样元件用于采集步进电机的电流，通过所述放大电路放大后输入所述模数转换器，以将所述步进电机的电流的模拟量转换为数字量数据；所述模数转换器通过并行I/O接口与所述运算/控制模块连接，用于将所述数字量数据输入所述运算/控制模块；所述运算/控制模块与所述脉冲发生模块通过I/O接口连接，进而将用于控制所述步进电机的参数发送给所述脉冲发生模块，所述参数包括脉冲数、加速/减速信号；所述脉冲发生模块的一I/O接口与所述步进电机驱动器的脉冲信号输入端CP连接，用于向所述步进电机驱动器发送脉冲信号；所述运算/控制模块的一I/O接口与所述步进电机驱动器的方向信号输入端DIR连接，用于向所述步进电机驱动器发送方向信号。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述采样元件为一采样电阻，该采样电阻串联于所述步进电机驱动器的电源端，所述采样电阻的一端还与所述放大电路的第一输入端导线连接，所述采样电阻的另一端还与所述放大电路的第二输入端导线连接。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述放大电路为二级放大电路。4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述运算/控制模块的一个I/O接口与一急停装置导线连接，且接收所述急停装置产生的急停信号，以在异常情况下控制所述步进电机停止运转。5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路中还设有选通电路，该选通电路包括若干光电耦合电路及若干继电器，一路所述光电耦合电路对应连接并控制一个所述继电器；所述继电器的四个触点端与所述步进电机驱动器的输出端对应连接，所述继电器的另外四个触点端则用于与步进电机连接。6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述运算/控制模块还设有一I/O拓展电路，且借助该I/O拓展电路与所述光电耦合电路连接。7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述I/O拓展电路为译码器。8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈政，陈建平，
申请(专利权)人：上海泰吉信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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