一種由微處理器控制自動(dòng)平衡吊具的設計方案

2 控制系統概述

系統結構如圖2所示，這里把整個(gè)系統按照檢測、控制、通信、執行的順序劃分成四大塊，各部分的工作如下：

檢測部分：主要包括傾角和接近傳感器等硬件。其中前者用于獲得吊具的俯仰角和橫滾角并傳送給SP2539的子串口，為下位機判斷電機轉動(dòng)方向，計算移動(dòng)行程提供依據。后者分為軟件停機傳感器組和機械斷電傳感器組，采用雙重制動(dòng)策略，保障吊具在使用過(guò)程中平穩調平和安全使用。

控制部分：?jiǎn)纹瑱C嵌入式系統是控制機構的核心部件，首先接收檢測部分的輸出值，包括吊具的實(shí)時(shí)姿態(tài)、軟件停機傳感器組狀態(tài)，同時(shí)調用子程序，處理輸入信號并給出動(dòng)作信號給1、2號變頻器，使x，y向電機遵循指令進(jìn)行動(dòng)作。最后，單片機還需要和上位機設備進(jìn)行交流，方便操作人員隨時(shí)掌握系統的狀態(tài)。

通信部分：這部分解決單片機分別與檢測機構、上位機以及執行機構的信息傳輸。具體的講，主要是指單片機與傾角和接近傳感器、上位機調平控制指令、1、2號變頻器輸出頻率、角度顯示以及SP2539串口擴展系統之間的信息傳輸。

執行部分：接收單片機的輸出信號，并按照上位機自動(dòng)、手動(dòng)調平指令調節1、2號變頻器輸出，從而驅動(dòng)x、y向電機轉動(dòng)方向，促使主吊點(diǎn)偏移完成調平工作。無(wú)線(xiàn)組件將上位機和下位機無(wú)縫連接，使得上位機的控制和數據獲取更加實(shí)時(shí)。

3 吊具結構及承重系統設計

3.1 吊環(huán)

考慮吊具自身重量，并考慮起吊過(guò)程的沖擊加速度，根據GB825—88，選擇螺釘GB 825 M36，垂直懸吊2.3t。