电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路及其检测方法

文档序号:152232 发布日期:2021-10-26 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路及其检测方法 (Electromagnetic valve, manipulator multiplexing control and online detection circuit and detection method thereof ) 是由 肖朝鹏 马茂强 汪建德 郝萍 黄平 刘洲 于 2021-07-16 设计创作,主要内容包括:本发明公开了电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路及其检测方法,涉及电路检测技术领域,用以解决电路中机械手、电磁阀分开控制和不能同时检测机械手或电磁阀是否在线技术问题,本发明包括检测模块、控制模块、MCU芯片以及继电器,MCU芯片连接于检测模块、控制模块和继电器,MCU芯片具有检测端,检测端连接于检测模块,MCU芯片的内部具有限流电阻,限流电阻的一端连接于控制模块,MCU芯片线路连接于继电器内部具有的第一引脚和第二引脚,第二引脚连接于电磁阀或机械手中的任意一个,第一引脚连接于MCU芯片的内部具有的接地端;用于复用控制和同时检测区分机械元件是否在线,本发明具有机械元件同时控制和同时检测区分机械元件是否在线的优点。(The invention discloses a solenoid valve, a manipulator multiplexing control and online detection circuit and a detection method thereof, relating to the technical field of circuit detection and being used for solving the technical problems that a manipulator and a solenoid valve in a circuit are separately controlled and whether the manipulator or the solenoid valve is online or not can not be detected at the same time; the invention is used for multiplexing control and simultaneously detecting and distinguishing whether the mechanical elements are on line or not.)

电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路及其检测方法

技术领域

本发明涉及电路检测技术领域,更具体的是涉及电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路及其检测方法,用于区分检测电磁阀、机械手和同时检测机械手或电磁阀是否在线。

背景技术

机械手用于抓取或吸附工件,安装的机械手随着电路的控制使机械手移动以将抓取的工件移动不同的工位。当机械手抓取的不同工件以及工件不同位置放置时,需要设计一种控制电路来控制机械手用于抓取或移动。

电磁阀是用电磁控制的工业设备,是用来控制流体的自动化的基础元件,属于执行器,并不限于液压、气动,电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制,而控制的精度和灵活性都能够保证,不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用。

目前机电工业行业中机械手、电磁阀都是分开控制,增加了成本,并且不能有效识别电磁阀、机械手是否在线。这样不仅增加了成本,而且不利于用户判断电磁阀、机械手连接是否正常。

发明内容

本发明的目的在于:为了解决现有电路中机械手、电磁阀分开控制和不能同时检测机械手或电磁阀是否在线的问题,本发明提供电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案:

电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路,包括检测模块、控制模块、MCU芯片以及继电器J4,所述MCU芯片连接于所述检测模块、控制模块和继电器J4,MCU芯片具有检测端P33,所述检测端P33连接于检测模块,MCU芯片的内部具有限流电阻R15,所述限流电阻R15的一端连接于控制模块,MCU芯片线路连接于继电器J4内部具有的第一引脚3和第二引脚4,所述第二引脚4连接于电磁阀或机械手中的任意一个,所述第一引脚3连接于MCU芯片的内部具有的接地端GND。

进一步说明,所述MCU芯片上具有的限流电阻R15的另一端分别连接于三极管Q4和分压电阻R16,所述分压电阻R16再接到所述接地端GND。

进一步说明,所述三极管Q4具有基极、发射极和集电极,所述基极连接于所述限流电阻R15,所述发射极接到所述接地端GND,所述集电极分别连接于MOS管Q5和稳压电阻R17,所述稳压电阻R17的另一端通过电源电阻R9连接到电源。

进一步说明,所述MOS管Q5具有基极、发射极和集电极,所述MOS管Q5的基极连接于所述三极管Q4的集电极,MOS管Q5的发射极和集电极分别连接于所述稳压电阻R17和所述第二引脚4,其中,MOS管Q5的集电极还连接有二极管D4,所述二极管D4的另一端接到所述接地端GND。

进一步说明,所述MCU芯片内部具有检测电路,所述检测电路分别连接到MCU芯片内部具有的稳压电阻R17和所述第二引脚4。

进一步说明,所述检测电路具有第一变压电阻RP1、第二变压电阻RP2和第三变压电阻RP3,所述第一变压电阻RP1连接于所述稳压电阻R17,所述第二变压电阻RP2和第三变压电阻RP3连接到所述第二引脚4,所述第一变压电阻RP1与所述检测电路中具有的MOS管Q5并联。

进一步说明,所述第一变压电阻RP1连通所述第二变压电阻RP2,第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间接有所述第三变压电阻RP3,所述第三变压电阻RP3的另一端连接于所述检测端P33,第二变压电阻RP2的另一端接到接地端GND,检测端P33和接地端GND之间具有电容CP1。

电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路的检测方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)所述控制模块给予所述限流电阻R15的一端电流信号,打开所述三极管Q4的基极,三极管Q4的发射极和集电极通过稳压电阻R17连接到电源而导通,从而使所述MOS管Q5的基极打开整个MOS管Q5使其处于导通状态,电源连通所述电源电阻R9、MOS管Q5、所述第一引脚3、所述第二引脚4和所述接地端GND形成电流回路;

2)当控制模块停止给予限流电阻R15的一端电流信号时,三极管Q4断开导致MOS管Q5断开,负载连接脱落或负载掉线时电流通过接地端GND、第一变压电阻RP1、第二变压电阻RP2、电源电阻R9到电源处形成回路,即使控制模块给予限流电阻R15的一端电流信号,MOS管Q5使处于导通状态,第一引脚3和第二引脚4断开,电源对电源电阻R9、MOS管Q5、所述第一引脚3、所述第二引脚4和所述接地端GND形成电流断路;

3)连接于所述检测端P33的所述检测模块检测第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压,判断第一引脚3和第二引脚4之间是否有负载连接;

4)控制模块给予所述限流电阻R15的一端电流信号,第一引脚3和第二引脚4之间连接电磁阀,检测端P33检测第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压;

5)控制模块给予所述限流电阻R15的一端电流信号,第一引脚3和第二引脚4之间连接机械手,检测端P33检测第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压。

其中,所述步骤3)中所述的第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压值为V1;

所述步骤4)中所述的第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压值为V2;

所述步骤5)中所述的第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压值为V3。

其中,为了控制和检测电路的检测电压,所述电流信号为交变电流或脉冲电流信号。

本发明的有益效果如下:

1、本发明的电路只需要MCU芯片中两个引脚,一个用于电磁阀、机械手的控制(PULSE)即,即限流电阻R15的一端连接于控制模块,控制电磁阀或机械手的操作运转或在线检测引脚是否接有负载。

2、本发明的另一个接线用于区分电磁阀或机械手(即检测端P33),可以同时检测机械手或电磁阀是否在线。当没有负载连接或是负载掉线时电流通过RP1、RP2形成回路,此时P33的电压为V1;当继电器J4连接电磁阀时,电流通过Q5、电磁阀形成回路,此时P33的电压为V2;当J4连接机械手时,电流通过Q5、机械手形成回路,此时P33电压为V3。V1,V2,V3存在较大的区别,足以用于区分继电器J4所接负载类型(机械手或电磁阀)以及负载(机械手或电磁阀)是否在线。

3、本发明通过简单的电路实现了脉冲电磁阀或机械手的复用控制,并且可以区分当前控制设备是机械手还是电磁阀和被控设备是否在线。这样既节约了电路成本,也增加了多功能控制及被控设备的在线检测。

4、本发明所述电流信号为交变电流或脉冲电流信号,便于检测负载,负载的电压稳定,减少电流在电路中的损耗,防止在检测过程中负载的感应突变。

附图说明

图1是本发明的模型连接结构示意图;

图2是本发明的控制和在线检测电路连接结构示意图。

附图标记:J4-继电器、P33-检测端、R9-电源电阻、R15-限流电阻、R16-分压电阻、R17-稳压电阻、3-第一引脚、4-第二引脚、GND-接地端、Q4-三极管、Q5-MOS管、D4-二极管、RP1-第一变压电阻、RP2-第二变压电阻、RP3-第三变压电阻、CP1-电容。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1所示,本实施例提供电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路,包括检测模块、控制模块、MCU芯片以及继电器J4,所述MCU芯片连接于所述检测模块、控制模块和继电器J4,如图2所示,MCU芯片具有检测端P33(+12V的直流电压),所述检测端P33连接于检测模块,MCU芯片的内部具有限流电阻R15,所述限流电阻R15的一端连接于控制模块,MCU芯片线路连接于继电器J4内部具有的第一引脚3和第二引脚4,所述第二引脚4连接于电磁阀或机械手中的任意一个(第二引脚4连接正电压),所述第一引脚3连接于MCU芯片的内部具有的接地端GND(第一引脚3连接负电压),通过第一引脚3和第二引脚4之间连接电磁阀或机械手形成电路回路。

如图2所示,所述MCU芯片上具有的限流电阻R15的另一端分别连接于三极管Q4和分压电阻R16,所述限流电阻R15是对PULSE端进行限流,PULSE端给予的电流信号为交变电流或脉冲电流信号,所述分压电阻R16再接到所述接地端GND,产生分压对三极管Q4的基极起控制开关的作用,所述三极管Q4具有基极、发射极和集电极(即图中三极管Q4对应的1、2和3的数字标记),所述基极连接于所述限流电阻R15,所述发射极接到所述接地端GND,所述集电极分别连接于MOS管Q5和稳压电阻R17,所述稳压电阻R17的另一端通过电源电阻R9连接到电源VCC(+24V)。

所述MOS管Q5具有基极、发射极和集电极(即图中MOS管Q5对应的1、2和3的数字标记),所述MOS管Q5的基极连接于所述三极管Q4的集电极,MOS管Q5的发射极和集电极分别连接于所述稳压电阻R17和所述第二引脚4,其中,MOS管Q5的集电极还连接有二极管D4,电磁阀或机械手为负载,电磁阀或机械手都具有电感线圈,二极管D4是为了阻止在检测过程中线圈的感应突变作用(第一引脚3的电压或电流感应突变),所述二极管D4的另一端接到所述接地端GND。

所述MCU芯片内部还具有检测电路,所述检测电路分别连接到MCU芯片内部具有的稳压电阻R17和所述第二引脚4,所述检测电路具有第一变压电阻RP1、第二变压电阻RP2和第三变压电阻RP3,所述第一变压电阻RP1连接于所述稳压电阻R17,第一变压电阻RP1还与所述检测电路中具有的MOS管Q5并联,所述第二变压电阻RP2和第三变压电阻RP3连接到所述第二引脚4。

所述第一变压电阻RP1连通所述第二变压电阻RP2,第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间接有所述第三变压电阻RP3,所述第三变压电阻RP3的另一端连接于所述检测端P33,第二变压电阻RP2的另一端接到接地端GND,检测端P33和接地端GND之间具有电容CP1。

工作原理:本发明主要是利用MCU芯片的接线方式,电路中需要MCU芯片中的两个引脚,一个用于电磁阀、机械手的控制(PULSE端,即限流电阻R15的一端连接于控制模块),一个用于区分电磁阀、机械手(P33,即检测端P33连接于检测模块),可以同时检测机械手或电磁阀是否在线。当没有负载连接或是负载掉线时电流通过RP1、RP2形成回路,此时检测端P33得到的电压为V1;当继电器J4的第二引脚4连接电磁阀时,电流通过MOS管Q5、电磁阀形成回路,此时P33的电压为V2;当继电器J4连接机械手时,电流通过MOS管Q5、机械手形成回路,此时P33电压为V3,V1、V2、V3是通过第三变压电阻RP3和二极管D4之间线路连接的点电压判断,而且V1、V2、V3存在较大的区别,足以用于区分继电器J4所接负载类型(机械手或电磁阀)以及负载(机械手或电磁阀)是否在线,第一引脚3和第二引脚4之间连接机械手或电磁阀形成电路回路,一般机械手或电磁阀放置并在继电器J4外部连接。

实施例2

电磁阀、机械手复用控制和在线检测电路的检测方法,包括如下步骤:

1)所述控制模块给予所述限流电阻R15的一端电流信号,打开所述三极管Q4的基极,三极管Q4的发射极和集电极通过稳压电阻R17连接到电源而导通,从而使所述MOS管Q5的基极打开整个MOS管Q5使其处于导通状态,电源连通所述电源电阻R9、MOS管Q5、所述第一引脚3、所述第二引脚4和所述接地端GND形成电流回路;

2)当控制模块停止给予限流电阻R15的一端电流信号时,三极管Q4断开导致MOS管Q5断开,负载连接脱落或负载掉线时电流通过接地端GND、第一变压电阻RP1、第二变压电阻RP2、电源电阻R9到电源处形成回路,即使控制模块给予限流电阻R15的一端电流信号,MOS管Q5使处于导通状态,第一引脚3和第二引脚4断开,电源对电源电阻R9、MOS管Q5、所述第一引脚3、所述第二引脚4和所述接地端GND形成电流断路;

3)连接于所述检测端P33的所述检测模块检测第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压,判断第一引脚3和第二引脚4之间是否有负载连接;

4)控制模块给予所述限流电阻R15的一端电流信号,第一引脚3和第二引脚4之间连接电磁阀,检测端P33检测第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压;

5)控制模块给予所述限流电阻R15的一端电流信号,第一引脚3和第二引脚4之间连接机械手,检测端P33检测第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压。

其中,所述步骤3)中所述的第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压值为V1;

所述步骤4)中所述的第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压值为V2;

所述步骤5)中所述的第一变压电阻RP1和第二变压电阻RP2之间的电压值为V3。

以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书的内容所作的等同变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

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