專利名稱：紅酒電動(dòng)開瓶器的智能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域，具體涉及一種紅酒電動(dòng)開瓶器的智能控制方法。
背景技術(shù)：
隨著人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，我國的酒文化也在不斷發(fā)揚(yáng)光大，今天的人們在注重身體健康的前提下，飲用葡萄釀造的干紅酒已成為生活的主線律。一般葡萄酒開瓶器工作過程可分解為三個(gè)最基本的動(dòng)作旋入螺絲鉆、拔出木塞、退下木塞。目前，酒瓶軟木塞的開啟，所用老式螺旋開瓶器工具造型不美觀，制造工藝復(fù)雜，成本高，開啟費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且開瓶時(shí)軟木塞脫落下的木渣易進(jìn)入酒中。充氣式開瓶器容易將軟木塞鉆穿，不利于瓶內(nèi)剩余葡萄酒的保持，且壓力過大可能會(huì)導(dǎo)致瓶子脹破，造成安全隱患。電動(dòng)開瓶器效率較高、使用方便，因此得到了廣泛應(yīng)用?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種紅酒電動(dòng)開瓶器的智能控制方法，解決傳統(tǒng)機(jī)械式開瓶器或者充氣式開瓶器開瓶費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)，提高用戶對紅酒開瓶的效率和實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)操作簡單、省力、安全的自動(dòng)紅酒開瓶。本發(fā)明采用西門子的低功耗單片機(jī)XC866作為紅酒電動(dòng)開瓶器的智能處理器。低功耗單片機(jī)XC866處理系統(tǒng)包括微處理器模塊、電源模塊、傳感器模塊。具體實(shí)現(xiàn)方法是
(I)將低功耗單片機(jī)XC866初始化，包括系統(tǒng)寄存器初始化、控制參數(shù)初始化、螺旋鉆初始位置檢測。(2)將開瓶器支架底部的操作口套在紅酒瓶口，用戶通過啟動(dòng)“開瓶”按鍵命令，低功耗單片機(jī)XC866將控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)，開始旋進(jìn)螺旋鉆。(3)旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定安裝在直線電機(jī)的輸出軸上，通過安裝在直線電機(jī)上的光柵尺來檢測旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度和位置信息。通過模糊邏輯控制算法，在低功耗單片機(jī)XC866內(nèi)部完成對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置、速度的控制。(4)根據(jù)光柵尺得到的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的移動(dòng)位置信息，可以知道螺旋鉆行進(jìn)的位置。當(dāng)螺旋鉆到達(dá)可以安全可靠地將紅酒瓶軟木塞取出的位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)停止螺旋鉆運(yùn)動(dòng)。(5)通過模糊邏輯控制算法，控制直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將紅酒軟木塞拔出瓶口。當(dāng)直線電機(jī)觸發(fā)固定安裝在支架上的限位開關(guān)時(shí)，直線電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，紅酒軟木塞完全拔出紅酒瓶口。旋轉(zhuǎn)電機(jī)反向運(yùn)動(dòng)，將軟木塞從螺旋鉆上退出。(6)重復(fù)進(jìn)行步驟(2)、(3)、⑷和(5)，完成下一次紅酒開瓶的完整動(dòng)作。本發(fā)明是設(shè)計(jì)一種紅酒電動(dòng)開瓶器的智能控制方法。紅酒電動(dòng)開瓶器通常采用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，傳統(tǒng)的電動(dòng)開瓶器的運(yùn)動(dòng)方式比較單一，需要兩個(gè)離合器和減速箱等具有良好性能的傳動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高。本發(fā)明采用直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，固定在直線電機(jī)輸出端的旋轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)開瓶器包括支架和位于支架內(nèi)部的電機(jī)、電池、減速器組件和螺旋鉆。減速器組件的輸入端與電機(jī)的電機(jī)輸出軸相連接，減速器組件的輸出端與螺旋鉤相連接。支架的底部具有與瓶口相適配的操作口，螺旋鉆可以轉(zhuǎn)動(dòng)并且可沿支架上下移動(dòng)。本發(fā)明采用光柵尺來檢測旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)運(yùn)行的位置和速度信息，采用固定在支架上的限位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)的絕對定位。本發(fā)明采用模糊控制技術(shù)。模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量以及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)控制方法。它在一定程度上模仿了人的控制思想，其中包含了人的控制經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，它不需要有準(zhǔn)確的控制對象模型，是一種典型的智能控制。模糊控制的獨(dú)特之處就在于，在系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型未知的情況下成功地完成任務(wù)，甚至是復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，力度強(qiáng)勁，升降運(yùn)動(dòng)自如，由于采用電動(dòng)結(jié)構(gòu)，開瓶快捷輕松、效率較高、方便實(shí)用。
具體實(shí)施例方式紅酒電動(dòng)開瓶器采用低功耗單片機(jī)XC866作為智能控制器，通過直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn) 電機(jī)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)紅酒開瓶的旋入螺絲鉆、拔出木塞、退下木塞三個(gè)動(dòng)作，完成紅酒軟木塞從紅酒瓶取出。具體實(shí)現(xiàn)方法是
(I)將低功耗單片機(jī)XC866初始化，包括系統(tǒng)寄存器初始化、控制參數(shù)初始化、螺旋鉆初始位置檢測。低功耗單片機(jī)XC866作為智能控制器，根據(jù)從光柵尺獲得的直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)位置和速度信息，實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行控制，完成紅酒電動(dòng)開瓶動(dòng)作。因此，必須在系統(tǒng)運(yùn)行的初始階段，對系統(tǒng)運(yùn)行所需的寄存器、位置、速度等參數(shù)進(jìn)行初始化，保證整個(gè)紅酒開瓶動(dòng)作的可靠操作。(2)將開瓶器支架底部的操作口套在紅酒瓶口，用戶通過啟動(dòng)“開瓶”按鍵命令，低功耗單片機(jī)XC866將控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)，開始旋進(jìn)螺旋鉆。將開瓶器支架底部的操作口套住紅酒瓶口，這樣可以使得螺旋鉆正對著紅酒軟木塞的中心。當(dāng)?shù)凸膯纹瑱C(jī)XC866控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)螺旋鉆前進(jìn)時(shí)，受到的阻力最小。用戶按下“開瓶”按鍵，將發(fā)給低功耗單片機(jī)XC866控制命令，開始開瓶操作。(3)旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定安裝在直線電機(jī)的輸出軸上，通過安裝在直線電機(jī)的光柵尺來檢測旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度和位置信息。通過模糊邏輯控制算法，在低功耗單片機(jī)XC866內(nèi)部完成對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置、速度的控制。旋轉(zhuǎn)電機(jī)用來實(shí)現(xiàn)螺旋鉆的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，直線電機(jī)用來實(shí)現(xiàn)紅酒軟木塞拔出的直線運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)時(shí)檢測直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置和速度信息，本發(fā)明采用了光柵尺來完成直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置和速度信息檢測。該結(jié)構(gòu)也避免了傳統(tǒng)開瓶器運(yùn)行位置不可知的缺陷。通過位置誤差，利用模糊控制技術(shù)獲得瞬時(shí)直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的控制閉環(huán)的校正控制量，利用校正控制量對直線電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的控制閉環(huán)的速度控制指令進(jìn)行修改；利用修改后的速度控制指令控制螺旋鉆前進(jìn)的速度。采用模糊控制技術(shù)，不僅能夠提高系統(tǒng)的控制精度，還能提高系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力，使得整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制性能達(dá)到優(yōu)化。在獲得了模糊控制算法的離散形式后，在低功耗單片機(jī)XC866中，可以通過查表法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。這樣，也大大提高了嵌入式控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的快速控制性能。
(4)根據(jù)光柵尺得到的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的移動(dòng)位置信息，可以知道螺旋鉆行進(jìn)的位置。當(dāng)螺旋鉆到達(dá)可以安全可靠地將紅酒瓶軟木塞取出的位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)停止螺旋鉆運(yùn)動(dòng)。紅酒軟木塞的長度是在一定范圍內(nèi)。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋鉆前進(jìn)時(shí)，通過光柵尺的反饋信息可以知道螺旋鉆前進(jìn)的距離。當(dāng)該距離大于紅將軟木塞的長度時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)即終止控制信號(hào)輸出，停止螺旋鉆前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，只要將螺旋鉆直線運(yùn)動(dòng)返回，就可以將紅酒軟木塞拔出。(5)通過模糊邏輯控制算法，控制直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將紅酒軟木塞拔出瓶口。當(dāng)直線電機(jī)觸發(fā)固定安裝在支架上的限位開關(guān)時(shí)，直線電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，紅酒軟木塞完全拔出紅酒瓶口。旋轉(zhuǎn)電機(jī)反向運(yùn)動(dòng)，將軟木塞從螺旋鉆上退出。螺旋鉆直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)紅酒軟木塞拔出動(dòng)作，需要直線電機(jī)進(jìn)行向上直線運(yùn)動(dòng)操作。根據(jù)光柵尺的反饋信息，根據(jù)行走距離的誤差和誤差變化率，通過模糊邏輯控制算法，直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)快速平穩(wěn)的直線運(yùn)動(dòng)。直線電機(jī)向上直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，即可拔出紅酒軟木塞。 當(dāng)直線電機(jī)運(yùn)行一段距離時(shí)，直線電機(jī)觸發(fā)固定在支架上部的限位開關(guān)時(shí)，直線電機(jī)停止運(yùn)行。此時(shí)，紅酒軟木塞也完全被拔出紅酒瓶口。同時(shí)，限位開關(guān)也將實(shí)現(xiàn)低功耗單片機(jī)XC866系統(tǒng)的光柵尺傳感器的復(fù)位標(biāo)定工作。低功耗單片機(jī)XC866控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)反向運(yùn)動(dòng)，即可將軟木塞從螺旋鉆上退出，實(shí)現(xiàn)一次紅酒電動(dòng)開瓶的完整動(dòng)作。(6)重復(fù)進(jìn)行步驟(2)、(3)、⑷和(5)，完成下一次紅酒開瓶的完整動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.紅酒電動(dòng)開瓶器的智能控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟(I)將低功耗單片機(jī)XC866初始化，包括系統(tǒng)寄存器初始化、控制參數(shù)初始化、螺旋鉆初始位置檢測； 步驟(2)將開瓶器支架底部的操作口套在紅酒瓶口，用戶通過啟動(dòng)“開瓶”按鍵命令，低功耗單片機(jī)XC866將控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)，開始旋進(jìn)螺旋鉆； 步驟(3)旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定安裝在直線電機(jī)的輸出軸上，通過安裝在直線電機(jī)上的光柵尺來檢測旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度和位置信息；通過模糊邏輯控制算法，在低功耗單片機(jī)XC866內(nèi)部完成對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置、速度的控制；步驟(4)根據(jù)光柵尺得到的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的移動(dòng)位置信息，可以知道螺旋鉆行進(jìn)的位置；當(dāng)螺旋鉆到達(dá)可以安全可靠地將紅酒瓶軟木塞取出的位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)停止螺旋鉆運(yùn)動(dòng)；步驟(5)通過模糊邏輯控制算法，控制直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將紅酒軟木塞拔出瓶口 ；當(dāng)直線電機(jī)觸發(fā)固定安裝在支架上的限位開關(guān)時(shí)，直線電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，紅酒軟木塞完全拔出紅酒瓶口 ；旋轉(zhuǎn)電機(jī)反向運(yùn)動(dòng)，將軟木塞從螺旋鉆上退出； 步驟(6)重復(fù)進(jìn)行步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)和步驟(5)，完成下一次紅酒開瓶的完整動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅酒電動(dòng)開瓶器的智能控制方法。目前，酒瓶軟木塞的開啟，所用老式螺旋開瓶器工具造型不美觀，制造工藝復(fù)雜，成本高，開啟費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且開瓶時(shí)軟木塞脫落下的木渣易進(jìn)入酒中。本發(fā)明中的低功耗單片機(jī)XC866將控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋進(jìn)螺旋鉆。通過光柵尺來檢測旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度和位置信息。通過模糊邏輯控制算法，完成對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的位置、速度的控制。通過模糊邏輯控制算法，控制直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將紅酒軟木塞拔出瓶口。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊,力度強(qiáng)勁,升降運(yùn)動(dòng)自如，由于采用電動(dòng)結(jié)構(gòu),開瓶快捷輕松、效率較高、方便實(shí)用。
文檔編號(hào)B67B7/04GK102897699SQ20121044975
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者戴國駿, 張懷相, 鄧中昱 申請人:杭州電子科技大學(xué)