專利名稱：控制手柄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種控制裝置，更確切說(shuō)是一種控制手柄。
現(xiàn)有的控制手柄包括機(jī)械部件和信號(hào)處理電路兩部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，其工作過(guò)程大致為搖動(dòng)手柄，與手柄相連的操作桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，操作桿帶動(dòng)兩個(gè)半圓形軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)兩個(gè)半圓形軸上的位移傳感電位器輸出反應(yīng)手柄位置的電信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路處理，再輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。這種控制手柄存在的缺點(diǎn)是只輸出與角位移成正比的模擬電壓信號(hào)，控制系統(tǒng)復(fù)雜、精度不高，難以完成復(fù)雜的控制。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高的控制手柄，這種控制手柄除了能輸出兩個(gè)與角位移成正比的模擬電壓信號(hào)外，還能輸出反應(yīng)手柄實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向的開關(guān)信號(hào)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型由機(jī)械部件和信號(hào)處理電路兩部分組成，機(jī)械部件包括操作桿、球軸承、轉(zhuǎn)軸、角位移傳感器，信號(hào)處理電路包括信號(hào)緩沖及放大電路、定值比較及方向判定電路、電平轉(zhuǎn)換電路、選擇放大電路。
本實(shí)用新型的工作原理簡(jiǎn)述如下?lián)軇?dòng)操作桿，操作桿帶動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與轉(zhuǎn)軸相連的角位移傳感器輸出與各自擺角成正比的模擬電壓信號(hào)，此模擬電壓信號(hào)經(jīng)緩沖放大后分兩路輸出一路輸出送到定值比較及方向判定電路，經(jīng)比較及方向判定后輸出兩路開關(guān)信號(hào)，這兩路開關(guān)信號(hào)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后輸出；另一路輸出送到選擇放大電路，經(jīng)選擇放大后輸出電壓信號(hào)。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理。


圖1，本實(shí)用新型的俯視圖。
圖2，本實(shí)用新型的A-A剖視圖。
圖3，本實(shí)用新型的B-B剖視圖。
圖4，本實(shí)用新型的電路框圖圖5，本實(shí)用新型的電路圖。
參見
圖1、2、3、4、5，本實(shí)用新型由機(jī)械部分和信號(hào)處理電路兩部分組成，機(jī)械部分包括操作桿1、轉(zhuǎn)軸2、軸承3、轉(zhuǎn)軸4、軸承5、角位移傳感器6、球軸承7，操作桿1可繞球軸承7轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸2與轉(zhuǎn)軸4為互相垂直、軸心重合的半圓形軸，轉(zhuǎn)軸2和轉(zhuǎn)軸4上開有環(huán)形槽，操作桿1的下端穿過(guò)轉(zhuǎn)軸2和轉(zhuǎn)軸4的環(huán)形槽，轉(zhuǎn)軸2和轉(zhuǎn)軸4上設(shè)有角位移傳感器6；角位移傳感器6為電位器式傳感器R61，信號(hào)處理電路包括信號(hào)緩沖及放大電路8、定值比較及方向判定電路9、電平轉(zhuǎn)換電路10、選擇放大電路11，信號(hào)緩沖及放大電路8由U3A、R10、R11、C10組成，U3A的3腳與R61的調(diào)節(jié)端、C10相接，U3A的2腳與R10、R11相接，U3A的1腳與U1A的5腳、U1B的6腳、R11、R13、繼電器J1的2端相接，定值比較及方向判定電路9由U1A、U1B、R1～R6組成，U1A的4腳與R1、R2相接，U1A的3腳與U2A的1腳、U2B的3腳、R5相接，U1B的7腳與R4、R3相接，U1B的8腳與U2C的5腳、R6相接，R1和R2、R3和R4串接后的分壓分別組成的定值比較及方向判定電路的基準(zhǔn)電壓，電位器R2、R3可調(diào)節(jié)操作桿的位置死區(qū)，電平轉(zhuǎn)換電路10由U2A、U2B、U2C組成，U2A的2腳與繼電器J1相接，選擇放大電路11由J1、U3C、R12～R14、C12組成，U3c的10腳與R12相接，U3c的9腳與R13、R14、C11相接，U3c的8腳與R14、C11相接，R12與J1的1端相接，選擇放大電路11的比例系數(shù)由繼電器J1決定。
本實(shí)用新型的工作原理詳述如下操作桿1繞球軸承7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，操作桿1的下端帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2和轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，與轉(zhuǎn)軸相連的角位移傳感器6輸出與各自擺角成正比的模擬電壓信號(hào)，此信號(hào)為-10v+10v雙極性信號(hào)并送到信號(hào)緩沖及放大電路的輸入端U3A的3腳，經(jīng)緩沖及放大電路后從U3A的1腳分兩路輸出一路輸出送到定值比較及方向判定電路的輸入端，即U1A的4腳和U1B的7腳，經(jīng)比較判定后從U1A的2腳和U1B的8腳輸出轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)方向的“左”“右”兩個(gè)開關(guān)信號(hào)，這兩個(gè)開關(guān)信號(hào)經(jīng)U2B、U2C電平轉(zhuǎn)換后作為電液控制過(guò)程中電磁換向閥的控制信號(hào)輸出，同時(shí)U1A的2腳輸出的開關(guān)信號(hào)經(jīng)U2A電平轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)繼電器J1使選擇放大器選擇不同的比例系數(shù)；另一路輸出送到選擇放大電路的輸入端U3C的9腳，經(jīng)選擇放大后從U3C的8腳輸出，此模擬信號(hào)作為電液控制過(guò)程中電液比例閥的控制信號(hào)。
以上所述的是一個(gè)轉(zhuǎn)軸上角位移傳感器的輸出信號(hào)處理過(guò)程，另一個(gè)轉(zhuǎn)軸上角位移傳感器的輸出信號(hào)處理過(guò)程完全相同，且兩路輸出信號(hào)相互獨(dú)立，互不影響。
根據(jù)以上所述可知，當(dāng)操作桿向A、B、C任一方向擺動(dòng)，這時(shí)與轉(zhuǎn)軸連接的角位移傳感器輸出1路或2路與操作桿擺角成正比的模擬電信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理電路處理后，輸出1路或2路模擬電信號(hào)以及2路或4路開關(guān)信號(hào)，用此模擬電信號(hào)和開關(guān)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)電磁換向閥和電液比例閥，可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的電液控制。
綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高，它不僅能輸出兩個(gè)與角位移成正比的模擬電壓信號(hào)外，還能輸出反應(yīng)實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向的開關(guān)信號(hào)，用此模擬電信號(hào)和開關(guān)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)電磁換向閥和電液比例閥，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的電液控制。
權(quán)利要求一種控制手柄，由機(jī)械部件和信號(hào)處理電路兩部分組成，機(jī)械部件包括操作桿(1)、球軸承(7)、轉(zhuǎn)軸(2)、軸承(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、軸承(5)、角位移傳感器(6)，信號(hào)處理電路包括信號(hào)緩沖及放大電路(8)、定值比較及方向判定電路(9)、電平轉(zhuǎn)換電路(10)、選擇放大電路(11)，其特征在于角位移傳感器(6)的輸出信號(hào)送到緩沖及放大電路(8)的輸入端，經(jīng)緩沖及放大后分兩路輸出，一路送到定值比較及方向判定電路(9)的輸入端，經(jīng)比較及方向判定后輸出三個(gè)開關(guān)信號(hào)，這三個(gè)開關(guān)信號(hào)經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路(10)電平轉(zhuǎn)換后，一個(gè)通過(guò)繼電器J1控制選擇放大電路(11)的比例系數(shù)，另兩個(gè)作為反應(yīng)轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)方向的開關(guān)信號(hào)輸出，緩沖及放大電路(8)的另一路輸出信號(hào)送到選擇放大電路(11)的輸入端，經(jīng)放大后輸出模擬信號(hào)。
專利摘要一種控制手柄，由機(jī)械部件和信號(hào)處理電路兩部分組成，機(jī)械部件包括操作桿、球軸承、轉(zhuǎn)軸、角位移傳感器，信號(hào)處理電路包括信號(hào)緩沖及放大電路、定值比較及方向判定電路、電平轉(zhuǎn)換電路、選擇放大電路。這種控制手柄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高，用其輸出的模擬電信號(hào)和開關(guān)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)電磁換向閥和電液比例閥，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的電液控制。
文檔編號(hào)F16K31/00GK2447816SQ00225930
公開日2001年9月12日 申請(qǐng)日期2000年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月9日
發(fā)明者何清華, 鄧伯祿, 王恒生 申請(qǐng)人:中南大學(xué)