CN115490097A - 绳索卷扬张力自动反馈控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置及其控制方法，绳索卷扬张力自动反馈控制装置包括控制器、卷绳盘、驱动件和压力传感器。卷绳盘用于卷绕绳索。驱动件与控制器连接并与卷绳盘驱动连接，以用于驱动卷绳盘转动。压力传感器与控制器连接，以用于检测绳索的侧向压力并输出压力信号至控制器。控制器，用于根据压力信号控制驱动件工作，以使绳索的张力值维持在预设张力范围内。本发明提供了一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置及其控制方法，提高了绳索张力调整的准确性，实现了自动调整绳索张力大小，使其维持在预设范围内，保证了***的安全运行，无需人工操作，操作更加方便。

Description

绳索卷扬张力自动反馈控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及消防绳索卷扬装置技术领域，尤其涉及一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置及其控制方法。
背景技术
消防绳索卷扬装置包括支撑架和安装于支撑架上的电机、绳盘，电机驱动绳盘收卷或放卷消防绳索。然而，目前消防绳索卷扬装置的张力调整主要依赖人工操作，人工操作不方便且存在较大的不确定性及工况不稳定的问题，绳索张力过大或过小均会影响***运行的安全性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置及其控制方法，旨在实现自动调整绳索张力大小，提高绳索张力调整的准确性，使其维持在预设范围内，以保证***的安全运行。
为实现上述目的，本发明提出一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置，包括：
控制器；
卷绳盘，用于卷绕绳索；
驱动件，与所述控制器连接并与所述卷绳盘驱动连接，以用于驱动所述卷绳盘转动；以及
压力传感器，与所述控制器连接，以用于检测所述绳索的侧向压力并输出压力信号至所述控制器；
所述控制器，用于根据所述压力信号控制所述驱动件工作，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
可选地，所述绳索卷扬张力自动反馈控制装置还包括用于维持所述绳索的张紧度的张紧轮，所述张紧轮设于所述绳索的上侧。
可选地，所述张紧轮的数量为两个，两所述张紧轮沿所述绳索的长度方向间隔设置，所述压力传感器设于所述绳索的下侧，且两所述张紧轮关于所述压力传感器的中心线对称。
可选地，所述驱动件为电机，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括电机驱动器，所述电机通过所述电机驱动器与所述控制器信号连接。
可选地，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括减速器，所述电机的输出轴与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与所述卷绳盘的转轴连接。
可选地，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括操作面板，所述操作面板与所述控制器的输入端连接，以用于人工输入干预信号来调整所述绳索的张力值。
可选地，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括操作杆，所述操作杆与所述卷绳盘的转轴连接，以用于人工调节所述卷绳盘的转速来调整所述绳索的张力值。
为实现上述目的，本发明还提出一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置的控制方法，基于如上所述的控制装置，所述控制方法包括以下步骤：
步骤S10、检测绳索的侧向压力值并将其转换成压力信号，将所述压力信号输出至控制器；
步骤S20、根据所述压力信号，产生模糊控制信号，并反馈至驱动件的驱动器；
步骤S30、在所述模糊控制信号控制下，调整所述驱动件的转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
可选地，所述步骤S30具体包括：
在所述侧向压力值小于第一张力值时，控制所述驱动件增大转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内；
在所述侧向压力值高于第二张力值时，控制所述驱动件减小转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
可选地，在执行所述步骤S30之前，还包括：
判断是否***有干预信号；
在获取到所述干预信号时，根据所述干预信号，调整所述驱动件的转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内，并取消执行所述步骤S30；
在未获取到所述干预信号时，继续执行所述步骤S30。
在本发明的技术方案中，该绳索卷扬张力自动反馈控制装置包括控制器、卷绳盘、驱动件和压力传感器；卷绳盘用于卷绕绳索；驱动件与控制器连接并与卷绳盘驱动连接，以用于驱动卷绳盘转动；压力传感器与控制器连接，以用于检测绳索的侧向压力并输出压力信号至控制器；控制器，用于根据压力信号控制驱动件工作，以使绳索的张力值维持在预设张力范围内。如此，本发明通过设置压力传感器实时或定时检测绳索的侧向压力，并生成压力信号，控制器根据接收到的压力信号，产生模糊控制信号，反馈到驱动件的驱动***，调整驱动件的运行参数，从而使绳索张力维持在设置的范围内，保证了***的安全运行，实现了自动调整绳索张力大小，改变了绳索卷扬力矩不稳定的状况，提高了绳索张力调整的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明绳索卷扬张力自动反馈控制装置一实施例的结构示意图；
图2为本发明绳索卷扬张力自动反馈控制装置一实施例的控制***结构图；
图3为本发明绳索卷扬张力自动反馈控制装置的控制方法一实施例的流程示意图。
附图标号说明：
100、绳索；10、控制器；20、卷绳盘；30、驱动件；40、压力传感器；50、电机驱动器；60、张紧轮；70、操作面板；80、操作杆。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置，可适用于各类绳索或布匹等，尤其是消防绳索，此处不限。
参照图1及图2，在本发明一实施例中，该绳索卷扬张力自动反馈控制装置包括控制器10、卷绳盘20、驱动件30和压力传感器40。卷绳盘20用于卷绕绳索100。驱动件30与控制器10连接并与卷绳盘20驱动连接，以用于驱动卷绳盘20转动。压力传感器40与控制器10连接，以用于检测绳索100的侧向压力并输出压力信号至控制器10。控制器10，用于根据压力信号控制驱动件30工作，以使绳索100的张力值维持在预设张力范围内。
本实施例中，控制器10可采用单片机、DSP及FPGA等，此处不限。
卷绳盘20的数量可为至少一个，此处不限。
驱动件30可为电机、气缸或油缸等，此处不限。
压力传感器40可为电容式压力传感器40等，其数量可为一个或多个，此处不限。
其原理在于，利用绳索100张力对压力传感器40产生的侧向压力，通过压力传感器40实时或定时检测绳索100的侧向压力，并生成压力信号，控制器10根据接收到的压力信号，产生模糊控制信号，反馈到驱动件30的驱动***，调整驱动件30的运行参数，改变卷绳盘20的转速，从而使绳索100张力维持在设置的范围内，保证了***的安全运行，实现了自动调整绳索100张力大小，改变了绳索100卷扬力矩不稳定的状况，提高了绳索100张力调整的准确性。
为了提高绳索100的张紧度，避免绳索100过于松弛而产生安全隐患，请参照图1及图2，在一实施例中，该绳索卷扬张力自动反馈控制装置还可包括用于维持绳索100的张紧度的张紧轮60，张紧轮60设于绳索100的上侧。
本实施例中，张紧轮60的数量可为一个、两个或多个，优选为两个张紧轮60，两张紧轮60沿绳索100的长度方向间隔设置，压力传感器40设于绳索100的下侧，且两张紧轮60关于压力传感器40的中心线对称。
参照图1及图2，在一实施例中，驱动件30采用电机，绳索100卷扬自动反馈控制装置还可包括电机驱动器50，电机通过电机驱动器50与控制器10信号连接。
本发明利用绳索100张力对压力传感器40产生的侧向压力，转换成电流输出信号，参照设定的张力范围，产生模糊控制信号，反馈到电机驱动器50，从而使绳索100张力维持在设置的范围内，保证了***的安全运行。
为提高绳索100张力控制的准确性，使其更加稳定地维持在预设张力范围内，在一实施例中，该绳索卷扬张力自动反馈控制装置还可包括减速器，电机的输出轴与减速器的输入端连接，减速器的输出端与卷绳盘20的转轴连接。
参照图1及图2，在一实施例中，该绳索卷扬自动反馈控制装置还可包括操作面板70，操作面板70与控制器10的输入端连接，以用于人工输入干预信号来调整绳索100的张力值。
本实施例中，考虑到了在***出现故障等特殊情况下需要及时调整绳索100张力，该绳索卷扬自动反馈控制装置在工作过程中，可通过操作面板70随时***人工干预信号，以适应整个救援***的作业要求。
此外，在一些实施例中，参照图1，该绳索卷扬自动反馈控制装置还可包括操作杆80，操作杆80与卷绳盘20的转轴连接，以用于人工调节卷绳盘20的转速来调整绳索100的张力值。如此，以进一步地适应整个救援***的作业要求，提高了安全性。
本发明还提出一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置的控制方法，基于上述的控制装置，参照图1至图3，在本发明一实施例中，所述控制方法包括以下步骤：
步骤S10、检测绳索的侧向压力值并将其转换成压力信号，将所述压力信号输出至控制器；
步骤S20、根据所述压力信号，产生模糊控制信号，并反馈至驱动件的驱动器；
步骤S30、在所述模糊控制信号控制下，调整所述驱动件的转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
其原理在于，利用绳索100张力对压力传感器40产生的侧向压力，通过压力传感器40实时或定时检测绳索100的侧向压力，并生成压力信号，控制器10根据接收到的压力信号，产生模糊控制信号，反馈到驱动件30的驱动***，调整驱动件30的运行参数，改变卷绳盘20的转速，从而使绳索100张力维持在设置的范围内，保证了***的安全运行，实现了自动调整绳索100张力大小，提高了绳索100张力调整的准确性。
本实施例中，所述步骤S30具体可包括：
在所述侧向压力值小于第一张力值时，控制所述驱动件增大转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内；
在所述侧向压力值高于第二张力值时，控制所述驱动件减小转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
本实施例中，在检测到绳索100的侧向压力值小于第一张力值时，表明绳索100的张力过小，过于松弛，通过增大电机或气缸等驱动件30转速来改变卷绳盘20的转速，从而使绳索100张力处于预设张力范围内；在检测到绳索100的侧向压力值大于第二张力值时，表明绳索100的张力过大，过于紧绷，通过减小电机或气缸等驱动件30转速来改变卷绳盘20的转速，从而使绳索100张力处于预设张力范围内。
在***出现故障等特殊情况下，需要人工介入来及时调整绳索100的张紧度，来保证***安全运行，在执行所述步骤S30之前，还可包括：
判断是否***有干预信号；
在获取到所述干预信号时，根据所述干预信号，调整所述驱动件的转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内，并取消执行所述步骤S30；
在未获取到所述干预信号时，继续执行所述步骤S30。
本发明利用绳索100张力对压力传感器40产生的侧向压力，转换成电流输出信号，参照设定的张力范围，产生模糊控制信号，反馈到电机驱动器50，从而使绳索100张力维持在设置的范围内，保证***的安全运行。同时，中间也可通过操作面板70随时***人工干预信号，以适应整个救援***的作业要求。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置，其特征在于，包括：
控制器；
卷绳盘，用于卷绕绳索；
驱动件，与所述控制器连接并与所述卷绳盘驱动连接，以用于驱动所述卷绳盘转动；以及
压力传感器，与所述控制器连接，以用于检测所述绳索的侧向压力并输出压力信号至所述控制器；
所述控制器，用于根据所述压力信号控制所述驱动件工作，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
2.如权利要求1所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置，其特征在于，所述绳索卷扬张力自动反馈控制装置还包括用于维持所述绳索的张紧度的张紧轮，所述张紧轮设于所述绳索的上侧。
3.如权利要求2所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置，其特征在于，所述张紧轮的数量为两个，两所述张紧轮沿所述绳索的长度方向间隔设置，所述压力传感器设于所述绳索的下侧，且两所述张紧轮关于所述压力传感器的中心线对称。
4.如权利要求1所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置，其特征在于，所述驱动件为电机，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括电机驱动器，所述电机通过所述电机驱动器与所述控制器信号连接。
5.如权利要求4所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置，其特征在于，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括减速器，所述电机的输出轴与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出端与所述卷绳盘的转轴连接。
6.如权利要求1所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置，其特征在于，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括操作面板，所述操作面板与所述控制器的输入端连接，以用于人工输入干预信号来调整所述绳索的张力值。
7.如权利要求1所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置，其特征在于，所述绳索卷扬自动反馈控制装置还包括操作杆，所述操作杆与所述卷绳盘的转轴连接，以用于人工调节所述卷绳盘的转速来调整所述绳索的张力值。
8.一种绳索卷扬张力自动反馈控制装置的控制方法，基于如权利要求1～7任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
步骤S10、检测绳索的侧向压力值并将其转换成压力信号，将所述压力信号输出至控制器；
步骤S20、根据所述压力信号，产生模糊控制信号，并反馈至驱动件的驱动器；
步骤S30、在所述模糊控制信号控制下，调整所述驱动件的转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
9.如权利要求8所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：
在所述侧向压力值小于第一张力值时，控制所述驱动件增大转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内；
在所述侧向压力值高于第二张力值时，控制所述驱动件减小转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内。
10.如权利要求8所述的绳索卷扬张力自动反馈控制装置的控制方法，其特征在于，在执行所述步骤S30之前，还包括：
判断是否***有干预信号；
在获取到所述干预信号时，根据所述干预信号，调整所述驱动件的转速，以使所述绳索的张力值维持在预设张力范围内，并取消执行所述步骤S30；
在未获取到所述干预信号时，继续执行所述步骤S30。
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