[发明专利]一种数字式可调阻尼手柄装置零点定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业现场设备操作控制领域，具体涉及一种数字式可调阻尼手柄装置及其零点定位方法。

背景技术

在工业现场生产过程中，用户通过操作手柄，控制设备运行的情况越来越多，用户对操作舒适度要求也越来越高，要求操作时手松开后手柄依然固定不松动，操作力度可根据不同设备和不同用户进行随意调节，并且要求装置简单可靠，控制精度高。

以目前国内西南铝业集团三万吨大型锻造液压机的操作手柄装置为例，该手柄操控装置采用弹簧挤压钢球进入定位孔来定位，只能进行有级定位且操作力度不能调节，钢球与定位面长时间点接触摩擦，钢球与平面磨损严重，装置寿命短，维护成本高；同时物理控制信号通过齿轮放大后转换为旋转编码器的旋转角度，齿轮传动存在传递误差和旋转编码器安装误差使其零点偏离分配器齿轮轴原点，导致控制精度低，可靠性差。因此，有必要开发一种简单可靠，控制精度高的手柄操控装置。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种数字式可调阻尼手柄装置及其零点定位方法，该装置结构简单，安装维护方便，控制精度高。

一种数字式可调阻尼手柄零点定位方法，当手柄中的旋转编码器自身零点O₀固定后，依据所需的手柄工作区域角度θ_g按照以下步骤设定控制零点位置：

步骤1：将手柄转动到第一操作极限位时，读取旋转编码器输出的角度值θ_4r，判断旋转编码器自身零点与工作零点之间的位置关系；

工况A：若则旋转编码器的自身零点O₀处于工作角度区间的工作零点O的左侧；

工况B：若则旋转编码器的自身零点O₀处于工作角度区间的工作零点O的右侧；

工况C：若则旋转编码器的自身零点O₀处于工作角度区间外；

其中，θ_o4和θ_o3分别为工作零点O到第一操作极限位置4和第二操作极限位置3的角度：

θ_o3＝θ_g1+θ_1y，θ_o4＝θ_g2+θ_2y；

θ_2y和θ_1y分别为手柄从工作区域角度的两端极限位置到第一操作极限位置4和第二操作极限位置3之间的角度：

θ_1y＝θ_2y＝(θ_s－θ_g)/2

θ_s为手柄的可转动区域角度，θ_g1和θ_g2分别是依据控制要求设定的工作零点两边的操控极限角度；

【依据待设定的工作零点保证工作角度区域θ_g在可转动角度区域θ_s内，且两端余量角度θ_1y、θ_2y相等的原则；】

步骤2：依据步骤1确定的旋转编码器自身零点与需设定的工作零点之间的位置关系，按照以下公式确定工作零点与旋转编码器自身零点之间的偏离角度θ₀：

工况A：θ₀＝θ_g1+(θ_4r+θ_3r－θ_g)/2－180°；

工况B：θ₀＝θ_g1+(θ_4r+θ_3r－θ_g)/2+180°；

工况C：θ₀＝θ_g1+(θ_4r+θ_3r－θ_g)/2；

其中，θ_3r和θ_4r分别为手柄转动到第一操作极限位置4和第二操作极限位置3时的旋转编码器输出的角度；

步骤3：依据获得的工况和偏离角度θ₀，定位手柄的工作零点。

按照上述的方法完成零点定位后，旋转编码器输出的原始数据按照以下公式转换后得到的实际控制角度θ₁和θ₂：