專利名稱：用于控制由電動機推進的裝置的操作的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及由電動勢推進的裝置的技術領域，尤其涉及用于電車和自推進裝置的驅動系統(tǒng)部分。
先有技術當前，由電動機驅動的裝置，例如電車，用于運輸貨物、商品、托臺、板條箱等的叉車或升降平臺，起重機和自推進儀器例如可移動的X射線單元在工業(yè)和商業(yè)中得到了廣泛地應用。
這種裝置通常由一個或幾個通過電動機操作的驅動輪推動，具有由操作者在啟動和停止、前進和后退的功能中選擇的裝置，在某些情況下，還有用于選擇速度的裝置。這類裝置由站在地板上的操作者操縱，其控制方向，在一些情況下還借助于控制和上述的功能相應的控制裝置控制行進速度，所述控制裝置通常位于杠桿上或者拉桿上，為了引導該裝置向左或向右，所述拉桿通常和一個框架或平臺相連，該平臺具有一個或幾個可以自由轉動的輪子，它們又和裝置的本體的前后部分旋轉地相連，使得拉桿或杠桿的左右移動引起裝置的左右轉彎。
這些常規(guī)的裝置雖然非常有用，但是具有許多缺點。
其中，常規(guī)裝置的第一個缺點在于，借助于手動地定位自由轉動的輪子的方向，進行左右轉向操作，在有限的空間內(nèi)進行轉彎操作，使得操作復雜。此外，利用這種裝置，還表明在足夠的速度下運動相當復雜，因而，為了進行安全準確的處理，需要進行訓練。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于通過提供一種系統(tǒng)克服上述的缺點，該系統(tǒng)能夠控制由電動機推動的裝置的操作，其容易掌握而不用專門訓練，其可以在有限的空間內(nèi)轉彎，并且，盡管其裝有有源的機動元件，但是其具有順從的性能，使操作者感到輕松，這又使得操作者能夠憑直覺進行非常精確而快速的處理。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)具有兩個輪子，每個輪子由其自身的電動機推動，以及用于第一電動機的第一控制裝置，用于第二電動機的第二獨立的控制裝置。按照本實施例，第一控制裝置包括第一推拉裝置所需的第一傳感器裝置，并且第二控制裝置包括第二推拉裝置所需的第二傳感器裝置。最好是，第一和第二推拉元件通過以這樣的方式連接的連接元件被互相連接，使得由使用者對連接元件進行的推拉可以選擇性地作用在第一或第二推動元件上。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，連接元件是手柄，其末端分別作用在各個推拉元件上，然后又分別作用在各個傳感器上。利用這種結構，通過推拉手柄，操作者能夠以非常容易和舒服的方式進行操縱。因而，當手柄位于裝置的后方并且操作者想要開始向前運動時，他只需用雙手抓住手柄，一只手在手柄的左部，另一只手在手柄的右部，利用兩只手以相同的力推動手柄。用這種方式，手柄的末端將在兩個傳感器上施加相同的壓力，這將發(fā)出相應于其各個控制裝置的電信號，使得兩個電動機在相同的速度下工作。當操作者想要向右轉時，其用左手以更大的力推動手柄，使得左側的控制裝置命令左邊的電動機以比右側較大的速度轉動，因而左驅動輪比右驅動輪轉得更快，并且，如果想要向左轉動，其右手便用較大的力推動右側的控制裝置，因而，以和上述用于控制向右轉的操作相同的方式，右側電動機和右側驅動輪工作。當操作者想要反向時，其以和上述向前運動相同的方式拉手柄代替推手柄。
當操作者想要使裝置轉圈時，其用相反的手向著轉動方向推動手柄，同時其用另一只手拉手柄。在這種情況下，在操作者拉手柄的一側的電動機因而也是驅動輪向后轉動，而操作者推手柄一側的驅動輪沿相反方向轉動，借以使所述裝置完全轉動一整圈。
同樣，操作者可以通過利用較大或較小的力簡單地推拉手柄選擇行進的速度。
在本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，每個控制裝置還包括第一前置放大器裝置，其放大由傳感器裝置根據(jù)探測到的推拉力而產(chǎn)生的電信號，把前置放大的信號饋送到功率放大器，然后，提供給驅動輪。在所述優(yōu)選實施例中，每個控制裝置還包括用于每個功率放大器的反饋電路是有利的，所述反饋電路通過比較器裝置比較提供給電動機的電功率的實際值和用于實現(xiàn)驅動輪的運動所需的預先設置的電功率值，并把探測到的在實際值和預先設置值之間的差值轉換成誤差信號，所述差值例如當所述驅動輪被后者控制上下坡時升高，借助于所述誤差信號改變輸入到功率放大器的輸入電信號，以便使功率放大器根據(jù)為實現(xiàn)由傳感器裝置命令的運動所需的轉矩對電動機提供所需的功率，使其轉動。用這種方式，可達到所述裝置在其上運行的表面的不平整性對所述裝置的運動造成的影響被自動地補償，因此，所述裝置的運動是均勻的。最好是，每個反饋電路包括用于放大誤差信號的第二前置放大器裝置。
在本發(fā)明的系統(tǒng)的一個尤其優(yōu)選的實施例中，所述系統(tǒng)包括可移動的X射線單元。眾所周知，這些裝置非常重(通常400-600kg)，并且必須經(jīng)常在非常有限的空間內(nèi)由不習慣處理這類設備的人員操作。
按照本發(fā)明，這樣計算功率放大器的放大系數(shù)，使得保持在推動裝置的重量和與由使用者在推拉元件上施加的合適的力之間的關系。
作為探測由操作者施加的推拉力的傳感器，可以使用測壓元件(例如延伸測量儀)，壓力探測器，也可以使用壓電傳感器，光學傳感器，磁傳感器，電容傳感器和電阻傳感器等。
其中的功率放大器可以使用標準的儀器用放大器，其已經(jīng)具有反饋電路和用于輸入信號的前置放大器，例如由本公司生產(chǎn)的商標為ANALOGUE DEVICE的功率放大器。
由圖2可見，右側反饋電路5包括用于誤差信號的前置放大器9和另一個用于從力傳感器1接收的信號的另一個前置放大器10。圖2所示的用于右側的布置完全和左側上的元件布置相同(圖2中沒有示出)。
圖3表示在可移動的X射線單元12上的力傳感器1，5的物理配置，其中包括延伸測量儀(VISHAY)1a，5a，電動機3，7，和驅動輪4，8。圖3還表示推拉元件13，14，其包括被固定在單元12的框架上的各個緊固件15，16中的彈簧金屬帶，它們在外部的末端借助于手柄17彼此相連。在圖3所示的實施例中還可以看出電源是一組可充電電池18。
圖4詳細地示出了力傳感器1a、推拉元件13及其緊固件15和手柄17的配置。
由圖3和圖4可見，當使用者推或者拉手柄17時，便使得相應于13、14的帶的向前或向后的彈性變形，所述變形被各個延伸測量儀1a，5a探測到，并按照上述被轉換成電信號。由于帶13，14的柔性，當使用者有意或無意地放松而不推或拉手柄時，帶便返回到其停止位置，結果，單元便停止運動。
圖中所示的實施例例如可以應用于自推進的可移動X射線單元，合適的重量為400kg。在這種情況下，可以利用兩個GSC電動機3，7，每個的功率為500W，轉矩為15Nm，兩個ANALOGUE DEVICE功率放大器，每個的功率為500W，其中包括左反饋電路5的前置放大器10，11和右反饋電路9的前置放大器(未示出)。為了使使用者能夠感知其可以用較大的安全性推拉所述單元的重量，已經(jīng)計算出每只手應當施加的力，當以+FI，-FD推或者以-FI，+FD拉時，可以由力傳感器1，5探測到的所述力的范圍在0(＝停止)和4kg之間。功率放大器2，6的放大倍數(shù)KI和KD例如被設為10，用于放大所述推力和拉力，并把相應的功率饋送給電動機3，7，使得可以利用所需的力+KIFI，-KIFI，+KDFD，-KDFD推動輪子4，8。當操作者在下坡時移動該單元，并且以最大的力4kg推動該單元時，意味著該單元將以最大的速度行進。當在平的地板上或在向上的斜坡上移動該單元時，則減少該最大速度，以便達到較大的驅動力。因此，操作者根據(jù)所施加的力，可以調節(jié)在每個表面上行進的速度。
權利要求
1.一種用于控制由電動機推進的裝置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以軸向相對方式安裝的由電動裝置推動的至少兩個驅動輪，和用于控制所述驅動輪的推進的控制裝置，其特征在于，其中每個驅動輪(4，8)由一個獨立的電動機(3，7)驅動，并且每個電動機(3，7)設有獨立的控制裝置，所述控制裝置包括獨立的功率放大器(2，6)，其放大由傳感器裝置(1，1a，5，5a)產(chǎn)生的電信號，并且把電功率饋送給相應的電動機(3，7)；其中所述傳感器裝置(1，1a，5，5a)探測由使用者施加于推拉元件(13，14)上的推力(+FI，+FD)和拉力(-FI，-FD)的機械力(+FI，-FI，+FD，-FD)，并把所述機械力(+FI，-FI，+FD，-FD)轉換成表示施加于所述推拉元件(13，14)上的力的程度和方向的電信號；放大器(2，6)根據(jù)裝置(12)的重量按照放大系數(shù)(KI，KD)放大所述信號，并饋送給電動機，使得電動機按照相應于由傳感器裝置(1，1a，5，5a)指令的運動的轉矩驅動驅動輪(5，8)；所述控制每個電動機(3，7)的傳感器裝置可以用這種方式單獨操作，使得每個驅動輪(5，8)可以選擇地被推動。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其具有至少第一和第二電動機(3，8)以及用于第一電動機(3)的第一獨立控制裝置，和用于第二電動機(7)的第二獨立控制裝置，第一控制裝置包括第一推拉元件(13)所需的第一傳感器裝置(1，1a)，并且第二控制裝置包括第二推拉元件(14)所需的第二傳感器裝置(5，5a)。
3.如權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個控制裝置還包括第一前置放大器裝置(11)，其放大由傳感器裝置(1，1a，5，5a)根據(jù)檢測到的推或拉力(+FI，-FI，+FD，-FD)而產(chǎn)生的電信號，把前置放大的信號饋送到功率放大器(2，6)，然后，提供給驅動輪。
4.如權利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個控制裝置還包括用于每個功率放大器(2，6)的反饋電路(5，9)，所述反饋電路通過比較器裝置比較被提供給電動機的電功率的實際值和用于實現(xiàn)驅動輪的運動所需的預先設置的電功率標值，并把檢測到的在實際值和預先設置值之間的差值轉換成誤差信號(+II，-II，+ID，-ID)，借助于所述誤差信號改變被輸入到功率放大器的輸入電信號，以便使功率放大器根據(jù)為實現(xiàn)由傳感器裝置(1，1a，5，5a)命令的運動所需的轉矩向電動機提供所需的功率(+KFI，-KFI，+KFD，-KFD)，使其可轉動。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，反饋電路(5，9)包括第二前置放大器裝置(10)，其用于放大誤差信號(+II，-II)。
6.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，和第一與第二力傳感器(1，1a，5，5a)相連的第一和第二推拉元件(13，14)通過連接元件(17)以這樣的方式互相連接，使得由使用者對連接元件(17)進行的推或拉可以選擇性地作用在第一或第二推動元件(13，14)上。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，和第一與第二力傳感器(1，1a，5，5a)相連的第一和第二推拉元件(13，14)以及連接元件(17)構成一個由手柄形式的組件。
8.如權利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述推拉元件(13，14)由帶構成，所述帶的第一端和連接元件(17)相連，其第二端被固定在緊固件(15，16)中，并且第一和第二力傳感器(1，1a，5，5a)是以這種方式被設置在帶(13，14)上的延伸測量儀(1a，5a)，使得當連接元件被推拉時，在相應的帶(13，14)中產(chǎn)生變形，并由相關的測量儀(1a，5a)探測所述延伸。
9.如前面任何一個權利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)被包括在可移動的X射線單元中。
10.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述放大系數(shù)(K)根據(jù)被推動的裝置(12)的重量和由使用者施加于推拉元件(13，14)上的合適的力設置。
全文摘要
一種用于控制推動運輸裝置的系統(tǒng),該運輸裝置包括由電動機裝置推動的至少兩個驅動輪,在該系統(tǒng)中至少兩個驅動輪的每個由獨立的電動機驅動,并且每個電動機通過獨立的功率放大器接收電功率,功率放大器放大由傳感器裝置產(chǎn)生的電信號,傳感器裝置探測施加于推拉元件上的機械力,并把機械力轉換成表示施加于推拉元件上的力的程度和方向的電信號;功率放大器按照放大系數(shù)放大信號,放大系數(shù)是推動的運輸裝置的重量的函數(shù),并饋送功率給電動機,使得電動機按照相應于由傳感器裝置指令的運動的轉矩驅動驅動輪。
文檔編號B60L11/18GK1334772SQ99815930
公開日2002年2月6日 申請日期1999年11月24日 優(yōu)先權日1998年11月28日
發(fā)明者F·迪亞茲卡梅納, A·迪亞茲卡梅納 申請人:西班牙電子醫(yī)學及質量有限公司