[发明专利]一种简易零重力起吊装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种简易零重力起吊装置及其控制方法，装置包括电动机、减速器、滚筒、滑轮、提升钢丝、重物、控制把手、电动机驱动器、控制板、蓝牙模块和带蓝牙功能的移动终端，电动机的动力通过减速器输送至滚筒的转动轴上，提升钢丝绕过滚筒与重物固定连接，控制把手与控制板psoc4单片机电连接，控制板与电动机驱动器电连接，电动机驱动器与电动机电连接，蓝牙模块与psoc4单片机电连接。控制把手采集操作者手部发力，将力的方向与力度发送模拟信号至psoc4单片机，经过psoc4单片机的模数转化和控制量输出，实现电动机正反转转速的控制。通过对电机的控制来平衡物体的重力，使操作人员轻松完成重物的搬运；移动终端通过蓝牙实现对装置的远程控制。

技术领域

本发明涉及零重力起吊技术领域，具体涉及一种简易零重力起吊装置及其控制方法。

背景技术

目前大多数零重力起吊装置均以工业生产使用为主，需要配备控制按钮以及多种复杂的操作方式进行完成操控起吊作业。在西方国家，如意大利、德国、澳大利亚、法国、美国等国家都有生产大型助力设备的厂家，它们主要生产用于装配生产线或者其它涉及物料搬运、传递、打包、码垛等作业的各种助力机械设备(助力机械臂或Cobot)。

发明内容

针对上述背景，本发明提供了一种简易零重力起吊装置及其控制方法，旨在打造一款家用零重力起吊装置，通过对电机的控制来平衡物体的重力,使操作人员在基本感觉不到物体重力的情况下,轻松完成物体的搬运、装配等工序；同时，产品配备专用APP，实现对起吊机的远程控制。

本发明所采用的技术方案如下：一种简易零重力起吊装置，包括电动机、减速器、滚筒、滑轮、提升钢丝、重物、控制把手、电动机驱动器和控制板，电动机的动力通过减速器输送至滚筒的转动轴上，提升钢丝缠绕于滚筒上，提升钢丝绕过滚筒与重物固定连接，控制把手与控制板电连接，控制板与电动机驱动器电连接，电动机驱动器与电动机电连接；

所述控制板采用psoc4单片机，所述电动机采用无刷直流电动机，所述控制把手采用压力传感器模块，所述压力传感器模块由两个压力传感器组成，其中一个压力传感器用于采集操作者手部发力，通过力的方向与力度经过该压力传感器发送模拟信号至psoc4单片机，经过psoc4单片机的模数转化和控制量输出，从而控制电机驱动器，电机驱动器驱动电动机实现正转转速的控制，另一压力传感器则实现电动机的反转转速的控制。

进一步的，所述提升钢丝可替换为绞盘尼龙绳。

进一步的，还包括蓝牙模块和带蓝牙功能的移动终端，蓝牙模块与psoc4单片机电连接，移动终端通过蓝牙与蓝牙模块相连，移动终端用于实现电动机正转转速和反转转速的控制。

进一步的，所述压力传感器采用型号为HX711的压力传感器。

进一步的，所述蓝牙模块采用型号为HC05的蓝牙模块。

本发明还提供一种简易零重力起吊装置的控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：利用压力传感器采集压力数据。

步骤2：每隔0.1s读取压力传感器数据；若未采集到压力数据，电机停止转动；若采集到压力数据，将采集得到的10次数据取平均值Ave；

步骤3：将得到的8位二进制平均值Ave通过公式转为PWM的比较值compare，从而控制电机的转速。经过实际测量计算，电机正转转换公式compare＝2.55×Ave-75000，电机反转转换公式compare＝2.857×Ave-88580。