[发明专利]一种通用机架的控制驱动系统

摘要

本发明公开了一种通用机架的控制驱动系统。使用本发明能够实现稳定性、可靠性地进行机架旋转控制，且控制精度高。本发明将光电编码器和电位器分别安装在机架和电机上，通过角度校验模块分别对两个测量角度值进行校验，从而实现自校准功能；在自动控制时，当机架运动至目标角度附近时，根据当前角度和目标角度的差值大小给变频器发送不同的运转频率，使角度差值和运动速度之间的关系可以模拟阻尼运动曲线，使机架运动至目标角度时机架运动速度刚好达到0，从而实现零超调量控制，且旋转精度高；自动防碰控制单元和防碰防放过转控制模块通过实时检测治疗床的位置，自动防止机架和治疗床发生碰撞。

主权项

1.一种通用机架的控制驱动系统，其特征在于，包括：主控机、旋转精度控制模块、光电编码器、电位器、变频器、电机、刹车模块和按键模块，被控对象为机架；其中，主控机接收旋转精度控制模块发送的频率差分信号，解析出机架位置角度信息并进行显示；向旋转精度控制模块发送治疗床的三维位置、机架目标角度和标零指令；光电编码器和电位器均为机架旋转角度测量仪；其中，光电编码器和电位器分别安装在机架和电机上；旋转精度控制模块包括从机执行模块、标零保护模块、变频单元、刹车控制单元、光电编码器信息采集解析模块、电位器信息采集解析模块、差分信号输出模块、角度值校验单元、按键检测模块和防碰防过转控制模块；其中，光电编码器信息采集解析模块和电位器信息采集解析模块分别采集光电编码器信号和电位器信号并将其转化为角度值，并将该2个测量角度值均发送至差分信号输出模块和角度校验单元；角度值校验模块接收2个测量角度值，并将2个测量角度值分别与根据机架的运动方向和速度计算得到的机架计算角度值进行对比，判断2个测量角度值与计算角度值之差是否均在允许的误差范围内，如果均在，则以两个测量角度值的均值作为当前的机架角度值，将当前的机架角度值发送至防碰防过转控制模块和从机执行模块的角度控制单元，否则，向主控机报警；从机执行模块包括机架标零单元、角度控制单元和自动防碰控制单元；其中，机架标零单元接收到主控机发出的标零指令后，在标零保护模块开启时，将当前角度设置为0°位置；角度控制单元一方面在机架启动前，根据初始机架角度和目标角度之间的差值，计算初始机架角度到目标角度所需的时间，并在机架启动时开始计时，当机架运动时间超过该所需时间时，控制机架停止运转；另一方面接收角度校验单元发送的当前机架角度，利用当前机架角度和目标角度的差值形成机架运动控制指令，并将机架运动控制指令发送至自动防碰控制单元；自动防碰控制单元接收主控机发送的治疗床的三维位置以及角度控制单元发送的机架角度信息、运转速度信息，计算机架可能会和治疗床发生碰撞的位置，如果不存在则将角度控制单元发送的机架运动控制指令转发至变频单元，控制机架运动，否则，发送刹车信号至刹车控制单元，并向主控机报警；防碰防过转控制模块接收角度值校验单元发送的当前机架角度，并与机架所允许的最大旋转角度进行比较，当两者之差接近0时，向刹车控制单元发送刹车信号；变频单元接收角度控制单元发送的机架运动控制指令，经变频器实现对机架电机的运动控制；刹车控制单元接收自动防碰控制单元和防碰防过转控制模块发送的刹车信号，经刹车模块实现机架的停止。