專利名稱：無盡頭爬梯自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無盡頭爬梯自動控制裝置
本實(shí)用新型涉及一種用于專業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)技能技巧，身體協(xié)調(diào)能力及身體體能訓(xùn)練的無盡頭爬梯中所使用的自動控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，無盡頭爬梯作為一種對專業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)技能技巧，身體協(xié)調(diào)能力及身體體能訓(xùn)練的訓(xùn)練設(shè)備已廣泛的應(yīng)用在消防、武警、警察、部隊等的人員訓(xùn)練中。由于在訓(xùn)練過程中，需要對受訓(xùn)者的體能和無盡頭爬梯的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時檢測、控制和記錄?，F(xiàn)有的無盡頭爬梯所采用的控制方式通常為基于PC (微型計算機(jī))的控制方式，這種控制方式的最主要的缺點(diǎn)是系統(tǒng)連接比較復(fù)雜，變頻器和電機(jī)的運(yùn)行對系統(tǒng)通信模塊存在很大干擾， 并且，整個控制系統(tǒng)維護(hù)量很大。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中無盡頭爬梯中所使用控制系統(tǒng)所存在的弊端，本實(shí)用新型提供了一種抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定可靠，連接簡單、操作方便的無盡頭爬梯自動控制裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種無盡頭爬梯自動控制裝置，包括可編程序控制器PLC、感應(yīng)機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)；所述可編程控制器與所述感應(yīng)機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)之間均為電連接；所述感應(yīng)機(jī)構(gòu)將檢測的數(shù)據(jù)傳遞給可編程序邏輯控制器，并由其存儲和計算；人機(jī)交互機(jī)構(gòu)可將控制信號傳遞給可編程序邏輯控制器PLC ；輸出機(jī)構(gòu)用于對需要輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于執(zhí)行可編程序邏輯控制器PLC所發(fā)出的命令。進(jìn)一步，所述可編程序控制器PLC的配置如下CPU模塊一臺、兩路模擬量輸入模塊一臺、觸摸屏一臺。進(jìn)一步，所述感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括稱重傳感器、位置傳感器/光電開關(guān)、速度傳感器和溫度傳感器。進(jìn)一步，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括繼電器和變頻器。進(jìn)一步，所述顯示機(jī)構(gòu)為若干個設(shè)置在訓(xùn)練梯上的指示燈和顯示器。進(jìn)一步，所述人機(jī)交互機(jī)構(gòu)主要包括若干個手動操作按鈕和觸摸屏。本實(shí)用新型與現(xiàn)存無盡頭爬梯控制方式相比較，其顯著的效果在于本控制裝置具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、手動/自動控制轉(zhuǎn)換、訓(xùn)練距離設(shè)定、訓(xùn)練過程中運(yùn)行速度實(shí)時顯示和歷史曲線、各訓(xùn)練人員的基本信息、訓(xùn)練過程情況匯總、訓(xùn)練成績統(tǒng)計等；本控制裝置中的可編程序邏輯控制器PLC利用模擬量模塊通過高精度稱重傳感器實(shí)時采集訓(xùn)練人員體重信息，并根據(jù)當(dāng)前訓(xùn)練人員所處的位置實(shí)時控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，自動完成訓(xùn)練過程中運(yùn)動速度加速、減速、停止，使訓(xùn)練過程更安全、更人性化。本控制裝置現(xiàn)場運(yùn)行穩(wěn)定可靠、響應(yīng)速度快、壽命長、維護(hù)量小、運(yùn)行成本低、操作簡便。[0014]本控制裝置具有故障自診斷功能，系統(tǒng)發(fā)生故障時，有聲光報警。
圖1為無盡頭爬梯結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為無盡頭爬梯自動控制裝置結(jié)構(gòu)框圖。 具體實(shí)施方式
無盡頭爬梯包括訓(xùn)練梯和控制裝置兩個部分，如圖1所示，訓(xùn)練梯主要包括主體框架1、攀爬桿2和傳動裝置3，主體框架1對攀爬桿2和傳動裝置3起支撐作用，傳動裝置 3用于帶動攀爬桿2滾動以實(shí)現(xiàn)受訓(xùn)者的“無盡頭攀爬”。如圖2所示，無盡頭爬梯的控制裝置主要包括可編程序控制器PLClOl，感應(yīng)機(jī)構(gòu) 106、人機(jī)交互機(jī)構(gòu)102、顯示機(jī)構(gòu)103、執(zhí)行機(jī)構(gòu)104和輸出機(jī)構(gòu)105，其中可編程序控制器PLC101、輸出機(jī)構(gòu)105和執(zhí)行機(jī)構(gòu)104等設(shè)置在操作臺內(nèi)；感應(yīng)機(jī)構(gòu)106、人機(jī)交互機(jī)構(gòu) 102、顯示機(jī)構(gòu)103和安裝在訓(xùn)練梯上。其中，可編程序控制器PLClOl的配置如下CPU模塊一臺、兩路模擬量輸入模塊一臺、觸摸屏一臺。來主要完成訓(xùn)練室內(nèi)溫度采集、現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)交換，設(shè)定訓(xùn)練程序，控制訓(xùn)練梯運(yùn)行等功能。感應(yīng)機(jī)構(gòu)106，包括用于實(shí)時測量受訓(xùn)者體重的稱重傳感器、感應(yīng)受訓(xùn)者在訓(xùn)練梯上所處位置的位置傳感器、受訓(xùn)者的速度傳感器和訓(xùn)練場地溫度傳感器，訓(xùn)練場地溫度傳感器可設(shè)置在訓(xùn)練梯上，也可設(shè)置在訓(xùn)練梯附近的位置上。這些傳感器所檢測到的數(shù)據(jù)均通過變送器轉(zhuǎn)化為電信號后，再傳輸給可編程序控制器PLC101，并由可編程序控制器 PLClOl進(jìn)行存儲和計算。人機(jī)交互機(jī)構(gòu)可設(shè)置在訓(xùn)練梯上也可設(shè)置在其他位置，人機(jī)交互機(jī)構(gòu)102主要包括若干個手動操作按鈕和觸摸屏，采用觸摸屏和手動操作按鈕相結(jié)合的方式進(jìn)行控制，手動操作按鈕和觸摸屏可實(shí)現(xiàn)連接或斷開電源，手動/自動切換，調(diào)速旋鈕， 變頻器開關(guān)、變頻器復(fù)位和緊急停止等基本功能，還可根據(jù)具體需要添加其他功能。除了通過手動控制外，還可通過自動程序?qū)τ?xùn)練梯的運(yùn)行進(jìn)行控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)104包括繼電器和變頻器，用于驅(qū)動訓(xùn)練梯上的電機(jī)，進(jìn)而帶動攀爬梯滾動。輸出機(jī)構(gòu)105為打印機(jī)，用于訓(xùn)練人員基本信息、訓(xùn)練過程數(shù)據(jù)、訓(xùn)練成績的內(nèi)容的輸出。顯示機(jī)構(gòu)102為若干個指示燈和顯示器，指示燈設(shè)置在訓(xùn)練梯相應(yīng)位置上，用于對正在進(jìn)行訓(xùn)練受訓(xùn)者的提醒和相關(guān)的操作指示，顯示器用于顯示整個控制系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)。感應(yīng)機(jī)構(gòu)106中的各個傳感器將其檢測到的數(shù)據(jù)經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給可編程序邏輯控制器PLC101，并由其存儲和計算；觸摸屏和各手動按鈕通過串行通信接口，利用專用通訊電纜，實(shí)現(xiàn)與可編程序邏輯控制器PLClOl的實(shí)時數(shù)據(jù)通信；可編程序邏輯控制器PLClOl通過串行接口通過打印電纜與打印機(jī)相連，采用串行通訊協(xié)議交換數(shù)據(jù)， 對需要打印的數(shù)據(jù)進(jìn)行打印輸出；可編程序邏輯控制器PLClOl采用輸入輸出口與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，控制訓(xùn)練梯運(yùn)轉(zhuǎn)。感應(yīng)機(jī)構(gòu)中的傳感器所測量到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一定大小的電信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，其優(yōu)點(diǎn)為可以減少信號衰減，同時可以提高信號的抗干擾能力?？刂蒲b置具有自動和手動兩種工作模式。在自動工作模式下，控制系統(tǒng)通過設(shè)置在訓(xùn)練梯和訓(xùn)練場地中的各傳感器/光電開關(guān)，感知受訓(xùn)者和訓(xùn)練場地的相關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)將結(jié)合各傳感器/光電開關(guān)所檢測到的數(shù)據(jù)結(jié)合程序設(shè)定，自動對訓(xùn)練人員的攀爬情況進(jìn)行控制和適時調(diào)整訓(xùn)練人員上梯后，訓(xùn)練梯自動啟動，隨著訓(xùn)練人員攀爬速度的快慢，訓(xùn)練梯會自動調(diào)整運(yùn)行速度。如果想停止訓(xùn)練，則不論當(dāng)前訓(xùn)練梯的運(yùn)行速度高低，都可以通過控制系統(tǒng)中的緊急停止功能將訓(xùn)練梯停止。在手動工作模式下，則是通過人工手動調(diào)整調(diào)速旋鈕來控制訓(xùn)練梯的運(yùn)行速度的。無論在哪種模式下訓(xùn)練，系統(tǒng)都能準(zhǔn)確及時地顯示和記錄訓(xùn)練人員攀爬的實(shí)時速度、平均速度、訓(xùn)練延米和訓(xùn)練時間、消耗體能、攀爬的最高速度等信息和數(shù)據(jù)，并且還能及時反映訓(xùn)練人員在訓(xùn)練梯上的位置和所處狀態(tài)勻速、加速或減速。每次訓(xùn)練結(jié)束后，系統(tǒng)都會將上述信息和數(shù)據(jù)自動進(jìn)行存儲以備查詢。 訓(xùn)練時，首選選擇控制方式，選擇后，受訓(xùn)者登上訓(xùn)練梯，其體重數(shù)據(jù)由稱重傳感器測得，并傳輸給可編程序邏輯控制器PLC記錄，訓(xùn)練梯啟動，訓(xùn)練開始。感應(yīng)機(jī)構(gòu)在受訓(xùn)者訓(xùn)練過程中采集控制系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)，并將其傳遞給可編程序邏輯控制器PLC，可編程序邏輯控制器PLC對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和計算，并將上述的所需數(shù)據(jù)顯示在顯示器上，并可根據(jù)需要 進(jìn)行打印。
權(quán)利要求1、一種無盡頭爬梯自動控制裝置，其特征在于，所述控制裝置主要包括可編程序控制器PLC、感應(yīng)機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)；所述可編程控制器與所述感應(yīng)機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)之間均為電連接；所述感應(yīng)機(jī)構(gòu)將檢測的數(shù)據(jù)傳遞給可編程序邏輯控制器，并由其存儲和計算；人機(jī)交互機(jī)構(gòu)可將控制信號傳遞給可編程序邏輯控制器PLC ；輸出機(jī)構(gòu)用于對需要輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于執(zhí)行可編程序邏輯控制器PLC所發(fā)出的命令。
2、根據(jù)權(quán)利要求1中所述無盡頭爬梯的控制裝置，其特征在于，所述可編程序控制器 PLC的配置如下CPU模塊一臺、兩路模擬量輸入模塊一臺、觸摸屏一臺。
3、根據(jù)權(quán)利要求1中所述無盡頭爬梯控制裝置，其特征在于，所述感應(yīng)機(jī)構(gòu)包括稱重傳感器、位置傳感器、速度傳感器和溫度傳感器。
4、根據(jù)權(quán)利要求1中所述無盡頭爬梯控制裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括繼電器和變頻器。
5、根據(jù)權(quán)利要求1中所述無盡頭爬梯控制裝置，其特征在于，所述顯示機(jī)構(gòu)為若干個設(shè)置在訓(xùn)練梯上的指示燈和顯示器。
6、根據(jù)權(quán)利要求1中所述無盡頭爬梯控制裝置，其特征在于，所述人機(jī)交互機(jī)構(gòu)主要包括若干個手動操作按鈕和觸摸屏。
專利摘要一種無盡頭爬梯的控制裝置，主要包括可編程序控制器PLC、感應(yīng)機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)；可編程控制器與所述感應(yīng)機(jī)構(gòu)、人機(jī)交互機(jī)構(gòu)、顯示機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)之間均為電連接；感應(yīng)機(jī)構(gòu)將檢測的數(shù)據(jù)傳遞給可編程序邏輯控制器，并由其存儲和計算；人機(jī)交互機(jī)構(gòu)可將控制信號傳遞給可編程序邏輯控制器PLC；輸出機(jī)構(gòu)用于對需要輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于執(zhí)行可編程序邏輯控制器PLC所發(fā)出的命令。
文檔編號A63B69/00GK202173752SQ20112022765
公開日2012年3月28日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者吳永健, 李俊明, 王慧, 計偉, 馬慧麗 申請人:撫順撫運(yùn)安儀救生裝備有限公司