一种无触点式主令控制器及其控制方法与流程

本发明涉及一种主令控制器,更具体地说，它涉及一种无触点式主令控制器及其控制方法。

背景技术：

1、立式主令控制器是一种手动控制电器，主要用于起重运输机械设备中电动机的起动、调速、换向、制动等。目前使用的立式主令控制器都是有触点式，是通过控制凸轮片的转动，按凸轮片的凹凸程序分断实现对电器设备的控制，目前主流主机厂塔机联动台上主令的触点都是通用触点，没有根据塔机使用环境和工况的专门定制的触点，同时主令控制器的回弹复位结构；当前市面上的主令控制器，其回弹复位的功能主要由扭曲或旋转弹簧依靠其回位的力来实现主令控制器的回弹复位，但是这样容易是弹簧弹性降低，对弹簧的造成不可逆的损伤，使得后续的维护次数和维修成本增加，也造成了极大的资源浪费；主令控制器的支撑结构方面过于复杂，存在许多的支撑件和固定件，导致主令控制器的体积过大不易放置、制造成高、后期维护比较困难。当主令控制器损坏时，在内部的支撑件和固定件因损坏产生的破碎块可能会影响主令控制器的运行甚至对主令控制器内部的重要元件造成不可逆的破坏，最终成维修成本大幅的增加。

2、目前，市场上的主令控制器通常分为不同的档位，且各个档位内均存在有用于控制档位的触点，通过控制器对装置的控制方法为将手柄推动至对应的触点上，并根据所述触点对应的电路对装置做出控制，在操作的过程中需要将手柄在不同触点之间来回推动，推动的过程中还需要抵抗手柄在不同触点之间移动的阻力，长时间操作后容易造成工作人员手部的疲劳，操作的难度大。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种操作简单省力，能方便地通过推动手柄对电动机进行控制，控制的效果好的一种无触点式主令控制器。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种无触点式主令控制器，包括控制手柄、设置于控制手柄底部的连接杆以及设置于连接杆下端的响应结构，所述的手柄下端设有手柄杆，所述手柄杆底部设有定位块，所述定位块与连接杆固定连接，所述的连接杆包括弯轴以及直轴，所述弯轴与直轴垂直交叉设置，且所述弯轴一端设有传动座，另一端设有定位齿轮，所述直轴一端设有传动座，另一端设有定位齿轮，所述定位齿轮下端传动连接有锥齿轮，所述锥齿轮被配置为基于控制手柄的转动角度，将信息传递至响应结构。

3、本发明进一步设置为：所述的连接杆外侧还套有防尘罩，所述防尘罩与控制手柄配合形成连接杆的密封，所述弯轴与直轴内还设有用于通过定位块的滑槽，所述滑槽的宽度与定位块的宽度相匹配。

4、本发明进一步设置为：所述的传动座包括轴承底座，设置于轴承底座上的转动轴承，所述转动轴承用于连接直轴/弯轴并允许所述直轴/弯轴相对于所述轴承底座转动。

5、优选的，所述的直轴与弯轴靠近传动座的一端向下延伸有插杆，所述轴承底座上还设有用于插杆移动的滑动槽，且所述直轴/弯轴相对于轴承底座转动时，所述插杆的移动轨迹与滑动槽的形状相匹配。

6、优选的，所述的滑动槽的两端设有弹簧滑块，所述弹簧滑块用于在滑动槽内移动并驱动插杆复位。

7、本发明进一步设置为：所述的锥齿轮下端设有传动柱，所述响应结构包括电路板，所述电路板上设有角度检测装置，且所述角度检测装置的位置与锥齿轮下端传动柱的位置相匹配。

8、本技术还提供了一种无触点式主令控制器的控制方法，还包括设置于电路板上的控制系统，所述的控制方法包括以下步骤：s1、推动手柄，同时由于手柄杆与定位块在手柄转动的过程中与弯轴和/或直轴相抵触，弯轴与直轴发生扭转，对应的角度检测装置检测锥齿轮下端的传动柱的转动角度；

9、s2、对传动柱进行检测，若直轴下端对应的角度检测装置检测出现角度变化，则判断当前手柄沿着弯轴的长度方向推动，跳至s3进行方向检测，反之，若弯轴下端对应的角度检测装置出现角度变化，则判断当前手柄沿着直轴的长度方向推动，跳至s4进行方向检测；

10、s3、角度检测装置检测直轴下端的锥齿轮的转动方向，若锥齿轮沿顺时针方向转动，则判断当前手柄向右侧推动，反之，若锥齿轮沿逆时针方向转动，则判断当前手柄向左侧推动；

11、s4、角度检测装置检测弯轴下端的锥齿轮的转动方向，若锥齿轮沿顺时针方向转动，则判断当前手柄向前方推动，反之，若锥齿轮沿逆时针方向转动，则判断当前手柄向后方推动；

12、s5、控制系统根据步骤s3与s4中检测到的锥齿轮的转动方向以及角度，并将检测的数据转变为用于下发的控制指令，以控制后续的输出动作。

13、优选的，所述的弹簧滑块上还设有压力传感器，所述压力传感器用于检测弹簧滑块与插杆的接触状态，所述步骤s2中，还包括直轴与弯轴的位置检测，包括以下步骤：s21、在手柄推动的过程中，传动座内的滑动槽检测弹簧滑块是否被插杆推动至滑动槽的最左/最右端，若是，则判断当前手柄无法继续推动，控制器通知工作人员停止推动，并跳至s22进行复位检测；

14、s22、弹簧滑块推动插杆退回滑动槽的中部，同时插杆两端的弹簧滑块检测其与插杆之间的压力分别为pl1与pr1，且pl1=pr1＞0，则判断当前插杆位于滑动槽中部且插杆两端的弹簧滑块均与插杆抵接，反之，则跳至s23进行进一步检测；

15、s23、再次检测弹簧滑块两端的压力值pl2与pr2，若pl2＞pr2=0，则判断当前插杆在滑动槽内位置偏右，控制器驱动插杆左移归位，若pr2＞pl2=0，则判断当前插杆在滑动槽内位置偏左，控制器驱动插杆右移归位，反之，若pl2=pr2=0，则判断当前弹簧滑块在滑动槽内未与插杆接触，即弹簧滑块在滑动槽内未复位，控制器通知工作人员维修。

16、通过采用上述技术方案，有益效果：1、通过在装置内设有相互交叉设置的直轴与弯轴，在手柄传动的过程中，通过将手柄杆与直轴和/或弯轴的抵触转变为驱动直轴与弯轴转动的力，进一步的通过设置有锥齿轮将直轴与弯轴周向的转动进行换向以便于响应结构对直轴与弯轴的转动方向进行检测，进而对于设备进行控制，在对设备进行控制的过程中，无需将手柄推动至对应的触点，且推动手柄需要的力小，防止长时间使用后造成工作人员的疲劳，降低了操作的难度，并且本技术的控制方法设置为通过直轴或弯轴下方对应的角度检测装置检测当前直轴和/或弯轴转动的方向角度，并根据检测的数据生成控制动作，并通过响应结构对控制动作进行下发以对设备进行控制，操作简单，实用性好。

17、2、进一步的，为了方便地通过手柄对设备进行控制，提高控制过程中的精度，所述直轴与弯轴上均设有用于通过定位块的滑槽，且所述滑槽的宽度与定位块的宽度相匹配，一般来说，所述的滑槽被配置为允许定位块在滑槽内沿与滑槽平行的长度方向移动并在沿与滑槽垂直的宽度方向移动时与当前的滑槽内壁相抵触，并驱动当前滑槽对应的轴转动，具体的，当手柄在控制器内左右推动时，手柄底部的定位块能在弯轴的滑槽内移动，同时，在定位块左右移动的过程中，由于其宽度与直轴的滑槽宽度相匹配，使得定位块与直轴相抵触，并驱动直轴沿顺时针/逆时针方向转动，反之，当手柄在控制器内前后推动时，手柄底部的定位块能在直轴的滑槽内移动，同时，在定位块前后移动的过程中，由于其宽度与弯轴的滑槽宽度相匹配，使得定位块与弯轴相抵触，并驱动弯轴沿顺时针/逆时针方向转动。

18、3、同时，为了增加使用过程中的安全性，防止手柄发生偏移从而影响设备的运行，具体的，由于在控制器内未设置有触点，所述的控制器通过手柄的推动方向与角度来对设备进行控制，在不对手柄进行推动后，所述的手柄需要进行复位以便于计算直轴与弯轴的转动角度，通过在轴承底座上设有用于容纳插杆的滑动槽，所述滑动槽的形状与插杆移动轨迹相匹配，即所述插杆在转动的过程中，能推动滑动槽内的弹簧滑块沿滑动槽滑动，且弹簧滑块与滑动槽之间还设有复位弹簧，所述插杆在转动的过程中，其推动弹簧滑块并使得弹簧滑块产生用于驱动复位弹簧形变的力，使得直轴或弯轴能通过轴承底座上的转动轴承使得插杆转动，进一步的，当所述的手柄未收到推动力时，对应的，复位弹簧在复位时会推动插杆向滑动槽中部移动，且在将插杆推至滑动槽中部后，复位弹簧处于正常放松状态，通过上述方式，使得手柄在未受到外力推动后，能在复位滑块的作用下复位回正，防止手柄偏移影响控制的精度。

19、4、并且，在通过控制器对设备进行控制的过程中，为了将手柄端的推动指令转变为对设备下发的控制指令，通过在响应结构内设置有角度检测装置，所述手柄在推动的过程中，若手柄的推动方向为前后推动时，所述手柄的移动轨迹为沿着直轴的长度方向推动，且所述手柄在推动时定位块与弯轴相抵触，当手柄向前推动的过程中，手柄的定位块与弯轴的前端相抵触，此时弯轴转动并驱动其下端的锥齿轮顺时针方向转动，当响应结构接收弯轴对应的锥齿轮沿顺时针方向转动时，生成前进指令，反之则生成后退指令；相对的，当所述手柄的推动方向为左右推动时，所述手柄的移动轨迹为沿着弯轴的长度方向推动，且所述手柄在推动时定位块与直轴相抵触，当手柄向右推动的过程中，手柄的定位块与直轴的右端相抵触，此时直轴转动并驱动其下端的锥齿轮沿顺时针方向转动，当响应结构接收直轴对应的锥齿轮沿顺时针方向转动时，生成右移指令，反之则生成左移指令，同时，在手柄推动的过程中为了防止手柄扭转方向过大从而导致手柄杆的损坏，所述的弹簧滑块能在其被推动至滑动槽的最左/最右端后通知工作人员停止推动，进一步的，当手柄不受到外力推动后，为了对手柄进行复位检测，一般来说，由于弹簧滑块的位置收到滑动槽的影响，使得其仅能在对应的一侧移动，若插杆未处于该侧，则所述复位滑块的压力检测值为0，所述控制器能根据当前复位滑块的压力对插杆的状态进行检测，检测的效率高，准确性高，检测的效果好。

技术特征：

1.一种无触点式主令控制器，其特征在于，包括控制手柄(1)、设置于控制手柄(1)底部的连接杆(2)以及设置于连接杆(2)下端的响应结构(3)，所述的手柄下端设有手柄杆，所述手柄杆底部设有定位块(4)，所述定位块(4)与连接杆(2)固定连接，所述的连接杆(2)包括弯轴(5)以及直轴(6)，所述弯轴(5)与直轴(6)垂直交叉设置，且所述弯轴(5)一端设有传动座(7)，另一端设有定位齿轮(8)，所述直轴(6)一端设有传动座(7)，另一端设有定位齿轮(8)，所述定位齿轮(8)下端传动连接有锥齿轮(9)，所述锥齿轮(9)被配置为基于控制手柄(1)的转动角度，将信息传递至响应结构(3)。

2.根据权利要求1所述的一种无触点式主令控制器，其特征在于，所述连接杆(2)外侧还套有防尘罩(10)，所述防尘罩(10)与控制手柄(1)配合形成连接杆(2)的密封，所述弯轴(5)与直轴(6)内还设有用于通过定位块(4)的滑槽(11)，所述滑槽(11)的宽度与定位块(4)的宽度相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种无触点式主令控制器，其特征在于，所述传动座(7)包括轴承底座(71)，设置于轴承底座(71)上的转动轴承(72)，所述转动轴承(72)用于连接直轴(6)或弯轴(5)并允许所述直轴(6)或弯轴(5)相对于所述轴承底座(71)转动。

4.根据权利要求3所述的一种无触点式主令控制器，其特征在于，所述直轴(6)与弯轴(5)靠近传动座(7)的一端向下延伸有插杆(73)，所述轴承底座(71)上还设有用于插杆(73)移动的滑动槽(74)，且所述直轴(6)或弯轴(5)相对于轴承底座(71)转动时，所述插杆(73)的移动轨迹与滑动槽(74)的形状相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种无触点式主令控制器，其特征在于，所述滑动槽(74)的两端设有弹簧滑块(75)，所述弹簧滑块(75)用于在滑动槽(74)内移动并驱动插杆(73)复位。

6.根据权利要求1所述的一种无触点式主令控制器，其特征在于，所述锥齿轮(9)下端设有传动柱(91)，所述响应结构(3)包括电路板(31)，所述电路板(31)上设有角度检测装置(32)，且所述角度检测装置(32)的位置与锥齿轮(9)下端传动柱(91)的位置相匹配。

7.一种适用于权利要求1-6任意一项所述的无触点式主令控制器的控制方法，其特征在于，还包括设置于电路板(31)上的控制系统，所述的控制方法包括以下步骤：s1、推动手柄，同时由于手柄杆与定位块(4)在手柄转动的过程中与弯轴(5)和或或直轴(6)相抵触，弯轴(5)与直轴(6)发生扭转，对应的角度检测装置(32)检测锥齿轮(9)下端的传动柱(91)的转动角度；

8.根据权利要求5所述的一种无触点式主令控制器的控制方法，其特征在于，所述弹簧滑块(75)上还设有压力传感器，所述压力传感器用于检测弹簧滑块(75)与插杆(73)的接触状态，所述步骤s2中，还包括直轴(6)与弯轴(5)的位置检测，包括以下步骤：s21、在手柄推动的过程中，传动座(7)内的滑动槽(74)检测弹簧滑块(75)是否被插杆(73)推动至滑动槽(74)的最左/最右端，若是，则判断当前手柄无法继续推动，控制器通知工作人员停止推动，并跳至s22进行复位检测；

技术总结
本发明公开了一种主令控制器，旨在提供一种操作简单省力，能方便地通过推动手柄对电动机进行控制，控制的效果好的一种无触点式主令控制器及其控制方法，其技术方案要点是在装置内设有相互交叉设置的直轴与弯轴，在手柄传动的过程中，通过将手柄杆与直轴和/或弯轴的抵触转变为驱动直轴与弯轴转动的力，进一步的通过设置有锥齿轮将直轴与弯轴周向的转动进行换向以便于响应结构对直轴与弯轴的转动方向进行检测，进而对于设备进行控制，无需将手柄推动至对应的触点，且推动手柄需要的力小，防止长时间使用后造成工作人员的疲劳，降低了操作的难度，操作简单，实用性好，本发明适用于电气传动装置技术领域。

技术研发人员：韩禹门,郭普立,叶贤送,陈中革,叶杰
受保护的技术使用者：浙江三港起重电器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5