[发明专利]一种电动葫芦及其控制方法

权利要求书

1.一种电动葫芦，所述电动葫芦包括如下组成部分：操作杆、PLC控制模块、电机、吊钩；其特征在于，

所述操作杆上设有悬浮模式按钮、急停按钮、手柄、操作杆传感器；所述悬浮模式按钮用于将工作模式设为悬浮模式；所述急停按钮用于紧急控制电机停止运转；所述手柄上设有光电传感器，所述光电传感器用于感应操作人员是否手持手柄；所述操作杆传感器用于采集当前时刻手柄所受的拉力值，即手柄当前时刻拉力CurrentPull_2；

所述PLC控制模块用于控制电机的运转；

所述电机用于控制吊钩向上运动或向下运动；所述电机的运转状态包括：静止即吊钩不动，记为0；电机反转控制吊钩向上运动，记为1；电机正转控制吊钩向下运动，记为2；

所述吊钩上设有吊钩传感器，所述吊钩传感器用于采集当前时刻吊钩所受的拉力值，即吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1；

所述电动葫芦的工作模式包括：手动模式、悬浮模式；其中，

所述手动模式下的电动葫芦的操控方式为：操作人员利用手柄操控电机正转或反转，从而控制吊钩向下运动或向上运动；

所述悬浮模式下的电动葫芦的操控方式为：操作人员通过对吊钩上所吊挂的工件施加力，改变吊钩传感器所采集的吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1，从而操控电机运转，操作人员对工件施加向下的力时，电机正转控制吊钩向下运动；操作人员对工件施加向上的力时，电机反转控制吊钩向上运动；

电动葫芦的控制方法，包括以下具体步骤：

S1，启动电动葫芦并进行初始化，所述初始化为：将电机上一时刻速度LastVelocity、电机上一时刻运转状态LastStatus、吊钩上一时刻拉力LastPull_1、手柄上一时刻拉力LastPull_2、吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1、手柄当前时刻拉力CurrentPull_2均清零；

S2，读取吊钩标定静拉力Pull_1，所述吊钩标定静拉力Pull_1为吊钩传感器所采集的吊钩上所挂的工件本身重量，并将吊钩上一时刻拉力LastPull_1赋值为吊钩标定静拉力Pull_1；读取手柄标定静拉力Pull_2，所述手柄标定静拉力Pull_2为操作人员未拉动手柄时的操作杆传感器所采集的手柄所受的拉力值，并将手柄上一时刻拉力LastPull_2赋值为手柄标定静拉力Pull_2；

PLC控制模块判断电动葫芦的工作模式，其中，

若操作人员按下悬浮模式按钮，则表示电动葫芦的工作模式为悬浮模式，记为Mode＝1，此时，进入步骤S3；

若光电传感器感应到操作人员手持手柄，则表示电动葫芦的工作模式为手动模式，记为Mode＝2，此时，进入步骤S4；

若操作人员既没有按下悬浮按钮，且光电传感器也没有感应到操作人员手持手柄，则表示电动葫芦处于等待状态，记为Mode＝0，重新执行步骤S2；

S3，悬浮模式即Mode＝1下，PLC控制模块通过比较吊钩上一时刻拉力LastPull_1与吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1之间大小关系，控制电机正转或反转，从而控制吊钩向下运动或向上运动；

S4，手动模式即Mode＝2下，PLC控制模块通过比较手柄上一时刻拉力LastPull_2与手柄当前时刻拉力CurrentPull_2之间大小关系，控制电机正转或反转，从而控制吊钩向下运动或向上运动；

步骤S3中，悬浮模式下，当吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1小于吊钩上一时刻拉力LastPull_1时，电机运转的控制方法，包括以下具体步骤：

S321，吊钩传感器采集当前时刻吊钩所受的拉力值，即吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1，判断吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1的变动是否由吊钩传感器在正常范围内的数值跳动造成的，

若CurrentPull_1＜Pull_1-Th1，则表示吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1的变动不是由吊钩传感器在正常范围内的数值跳动造成的，进入步骤S322；其中，Th1为所设定的吊钩传感器的跳动门限值；

若Pull_1-Th1≤CurrentPull_1≤Pull_1+Th1，则表示吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1的变动是由吊钩传感器在正常范围内的数值跳动造成的，则电机当前时刻运转状态CurrentSta tus＝0，即电机不运转，且电机要求速度CurrentVelocity＝0，执行步骤S325；

S322，计算吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1与吊钩上一时刻拉力LastPull_1之间的差值DeltPull_1，DeltPull_1＝CurrentPull_1-LastPull_1，并对该差值DeltPull_1进行判断，

若该差值DeltPull_1的绝对值大于所设定的吊钩拉力变化允差E1，即|DeltPull_1|＞E1，则进入步骤S323；

若该差值DeltPull_1的绝对值不大于所设定的吊钩拉力变化允差E1，即|DeltPull_1|≤E1，则电机当前时刻运转状态CurrentSta tus＝LastStatus，且电机要求速度CurrentVelocity＝LastVelocity，即电机保持上一时刻的运转状态和运转速度；进入步骤S325；

S323，判断电机上一时刻运转状态LastStatus是否小于2，

若小于2，即LastStatus＝0或LastStatus＝1，即电机上一时刻的运转状态为静止或反转控制吊钩向上运动，则电机当前时刻运转状态CurrentSta tus＝1，即电机反转控制吊钩向上运动，且电机要求速度CurrentVelocity＝K₁*(CurrentPull_1-Pull_1)；其中，K₁为悬浮模式下的速度系数；进入步骤S325；

若不小于2，即LastStatus＝2，即电机上一时刻的运转状态为正转控制吊钩向下运动，则表示可能正在进行卸货，首先将电机停止运转即使电机静止，再将电机上一时刻速度LastVelocity、电机上一时刻运转状态LastStatus均清零，最后读取吊钩传感器所采集当前时刻吊钩所受的拉力值即吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1，并将该吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1作为吊钩上一时刻拉力LastPull_1，进入步骤S324；

S324，等待经过设定的时间t之后，此时再读取吊钩传感器所采集的吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1，计算吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1与吊钩上一时刻拉力LastPull_1之间的差值DeltPull_1，DeltPull_1＝CurrentPull_1-LastPull_1，并对该差值DeltPull_1进行判断，

若该差值DeltPull_1的绝对值不大于所设定的触地卸货允差E，即|DeltPull_1|≤E，则表示正在进行卸货，令Mode＝0，跳转回步骤S2，使电动葫芦处于等待状态；

若该差值DeltPull_1的绝对值大于所设定的触地卸货允差E，即|DeltPull_1|＞E，则表示不在卸货，电机当前时刻运转状态CurrentSta tus＝1，即电机反转控制吊钩向上运动，且电机要求速度CurrentVelocity＝K₁*(CurrentPull_1-Pull_1)；其中，K₁为悬浮模式下的速度系数；进入步骤S325；

S325，电机在电机当前时刻运转状态CurrentSta tus下以电机要求速度CurrentVelocity进行运转，并将吊钩当前时刻拉力CurrentPull_1作为吊钩上一时刻拉力LastPull_1，电机当前时刻运转状态CurrentStatus作为电机上一时刻运转状态LastStatus，电机当前时刻速度CurrentVelocity作为电机上一时刻速度LastVelocity；跳转回步骤S321。