一种开关门机械手臂控制系统的制作方法

本发明涉及一种自动开关门控制系统，尤其是一种用于在高温环境，安全隐患，影响操作人员健康，开门关门时间要求精准，开关门频率高，开关门强度大等不利于人员操作条件下能取代人工开关门的控制系统。

背景技术：

1、为解决不利于人员操作开关门的环境，解决人工开关门强度大，解决对开门和关门时间要求精准的作业，解决在自动化领域自动开门关门可靠稳定等问题，需要设计一种开关门机械手臂控制系统。

技术实现思路

1、本实用新型是要提供一种开关门机械手臂控制系统，用以解决不利于人员操作开关门的环境，解决人工开关门强度大，解决对开门和关门时间要求精准的作业，解决在自动化领域自动开门关门可靠稳定等问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种开关门机械手臂控制系统，通过连接件固定在干燥箱或马弗炉顶面，包括操作面板，运动系统，控制系统和外壳连接部件，操作面板的各按钮和指示灯设置在外壳上，运动系统和控制系统均安装在外壳连接部件上，操作面板连接控制系统，控制系统连接运动系统，用于通过操作面板的各按钮启动控制系统控制运动系统执行手臂开门关门并对开门关门过程和结果进行检测判断；运动系统通过连杆与门连接，实现开门和关门功能；运动系统中的电磁锁的磁力部分设置于干燥箱或马弗炉旋转轴的箱体对侧面上，电磁锁的吸板设置于门的侧面，用于门关闭后电磁锁吸附门，密封干燥箱或马弗炉。

3、进一步，操作面板上分别有电源按钮，手动/自动切换按钮，开门按钮，关门按钮，通信指示灯，故障指示灯，每个按钮和灯对应为位置丝印标识,电源按钮用于控制dc24v开关电源的通断电功能；手动/自动切换按钮中手动模式用于调试系统和非自动状态下的控制，自动模式用于门的自动控制和与外围自动化系统的联机控制；开关门按钮用于手动模式下对门的开和关的控制；通信指示灯用于显示在自动状态下与外围自动化系统的连接通信状态。

4、进一步，运动系统包括动力电机、机械臂、电磁锁、散热风扇，机械臂采用2根连杆，连杆一一端通过转轴与旋转门连接，b型销轴将连杆一另一端和连杆二一端连接，连杆二的另一端穿入直流无刷减速电机轴内，连杆一和连杆二两端均为铰链活动结构，直流无刷减速电机轴，连杆二，连杆一和旋转门通过转轴和销，组合为机械手臂，实现开门和关门功能。

5、进一步，电磁锁包括电磁锁体和吸铁板，电磁锁体上带有霍尔传感器，用于感应吸铁板上的磁铁，并将感应信号反馈给电磁锁，用于电磁锁通电上锁，断电开锁，电磁锁体安装于烘箱侧面，电磁锁的电源线和信号线通过航空插与内部连接，吸铁板通过门连接件固定于门的侧面，吸铁板内置磁铁，关门到位的吸铁板的磁铁位置与电磁锁体的霍尔传感器位置重合，霍尔传感器感应到磁性，电磁锁体得电吸附吸铁板，关紧箱门。

6、进一步，散热风扇采用dc24v静音风扇，数量2个，安装在壳体上，2个散热风扇1吸1排，使气流循环流动将壳体内部热量排出。

7、进一步，控制系统包括控制主板、电机驱动器、检测传感器、通讯模块、开关电源，控制主板连接电机驱动器、检测传感器，电机驱动器连接直流无刷减速电机，用于驱动直流无刷减速电机正反转，支持电机调速，并利用直流无刷电机的霍尔信号进行倍频后进行闭环速度控制，以及利用控制环节设置的pid速度调节器进行稳定控制，使直流无刷电机在低速下总能达到最大转矩；检测传感器采用红外光电传感器，配备数量2个，分别用于开门和关门的位置检测。

8、进一步，检测传感器包括传感器旋转板，传感器旋转板上开有漏光槽，漏光槽用于传感器的红外光接收，传感器旋转板中心开过孔，固定到电机轴上，传感器旋转板的漏光槽相对于连杆位置可调。

9、进一步，通讯模块包括2个接插口，航空插头与系统连接，采用485通讯，与外围机器人或自动化系统联机实现协作自动化运行；电源插座外接220v品字插头，插座线连接电源开关按钮，串联到开关电源，将ac220v转化为dc24v，dc24v电压接到控制主板，控制主板采用铜螺柱固定到横板上，与各元器件的i/o连接；外壳上扩充有rj45网线插口，可兼容多种类型的通讯方式。

10、进一步，外壳部件包括隔热部件，散热片，外壳，外壳包括主体壳、上盖板和侧盖板，主体壳正面孔下部丝印各按钮指示灯标识，上盖板开平头沉头孔安装于主体壳上，侧盖板开平头沉头孔遮盖预留的插头孔，散热片贴于电磁锁体背面，用于冷却电磁锁体；门连接件上开有2个内六角沉头孔通过螺纹连接到门侧面，吸板隔热件开有2个过孔与吸铁板一并固定到门连接件上，用于隔绝门上热量接触式传递到吸铁板上；磁锁连接件开有2个腰型孔固定到干燥箱或马弗炉本体的侧面，磁锁隔热件开有2个过孔，磁锁隔热件和电磁锁体一并固定到磁锁连接件上用于隔绝箱体上热量接触式传递到电磁锁体上；顶面隔热件开有3个过孔，l连接板开有3个内六角沉头孔，顶面隔热件和l连接板通过螺钉固定到箱体顶部，用于隔绝箱体顶部热量接触式传递到系统内部元器件；风扇网固定到外壳的后面，用于防护以及提高风扇散热效率。

11、本实用新型的有益效果是：

12、本实用新型提供了在干燥箱及马弗炉高温工作下，实现自动化的一种开关门机械手臂控制系统。解决了不利于人员操作开关门的环境、人工开关门强度大、对开门和关门时间要求精准的作业以及自动化领域自动开门关门可靠稳定等问题。

13、本实用新型能够用于对自动开关门可靠性和稳定性要求很高，而且能与外围设备进行通讯联动的场合。

技术特征：

1.一种开关门机械手臂控制系统，通过连接件固定在干燥箱或马弗炉顶面，其特征在于：包括操作面板，运动系统，控制系统和外壳连接部件，操作面板的各按钮和指示灯设置在外壳上，运动系统和控制系统均安装在外壳连接部件上，操作面板连接控制系统，控制系统连接运动系统，用于通过操作面板的各按钮启动控制系统控制运动系统执行手臂开门关门并对开门关门过程和结果进行检测判断；运动系统通过连杆与门连接，实现开门和关门功能；运动系统中的电磁锁的磁力部分设置于干燥箱或马弗炉旋转轴的箱体对侧面上，电磁锁的吸板设置于门的侧面，用于门关闭后电磁锁吸附门，密封干燥箱或马弗炉。

2.根据权利要求1所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：操作面板上分别有电源按钮，手动/自动切换按钮，开门按钮，关门按钮，通信指示灯，故障指示灯，每个按钮和灯对应为位置丝印标识,电源按钮用于控制dc24v开关电源的通断电功能；手动/自动切换按钮中手动模式用于调试系统和非自动状态下的控制，自动模式用于门的自动控制和与外围自动化系统的联机控制；开关门按钮用于手动模式下对门的开和关的控制；通信指示灯用于显示在自动状态下与外围自动化系统的连接通信状态。

3.根据权利要求1所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：运动系统包括动力电机、机械臂、电磁锁、散热风扇，机械臂采用2根连杆，连杆一一端通过转轴与旋转门连接，b型销轴将连杆一另一端和连杆二一端连接，连杆二的另一端穿入直流无刷减速电机轴内，连杆一和连杆二两端均为铰链活动结构，直流无刷减速电机轴，连杆二，连杆一和旋转门通过转轴和销，组合为机械手臂，实现开门和关门功能。

4.根据权利要求3所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：电磁锁包括电磁锁体和吸铁板，电磁锁体上带有霍尔传感器，用于感应吸铁板上的磁铁，并将感应信号反馈给电磁锁，用于电磁锁通电上锁，断电开锁，电磁锁体安装于烘箱侧面，电磁锁的电源线和信号线通过航空插与内部连接，吸铁板通过门连接件固定于门的侧面，吸铁板内置磁铁，关门到位的吸铁板的磁铁位置与电磁锁体的霍尔传感器位置重合，霍尔传感器感应到磁性，电磁锁体得电吸附吸铁板，关紧箱门。

5.根据权利要求3所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：散热风扇采用dc24v静音风扇，数量2个，安装在壳体上，2个散热风扇1吸1排，使气流循环流动将壳体内部热量排出。

6.根据权利要求1所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：控制系统包括控制主板、电机驱动器、检测传感器、通讯模块、开关电源，控制主板连接电机驱动器、检测传感器，电机驱动器连接直流无刷减速电机，用于驱动直流无刷减速电机正反转，支持电机调速，并利用直流无刷电机的霍尔信号进行倍频后进行闭环速度控制，以及利用控制环节设置的pid速度调节器进行稳定控制，使直流无刷电机在低速下总能达到最大转矩；检测传感器采用红外光电传感器，配备数量2个，分别用于开门和关门的位置检测。

7.根据权利要求6所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：检测传感器包括传感器旋转板，传感器旋转板上开有漏光槽，漏光槽用于传感器的红外光接收，传感器旋转板中心开过孔，固定到电机轴上，传感器旋转板的漏光槽相对于连杆位置可调。

8.根据权利要求6所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：通讯模块包括2个接插口，航空插头与系统连接，采用485通讯，与外围机器人或自动化系统联机实现协作自动化运行；电源插座外接220v品字插头，插座线连接电源开关按钮，串联到开关电源，将ac220v转化为dc24v，dc24v电压接到控制主板，控制主板采用铜螺柱固定到横板上，与各元器件的i/o连接；外壳上扩充有rj45网线插口，可兼容多种类型的通讯方式。

9.根据权利要求1所述的开关门机械手臂控制系统，其特征在于：外壳部件包括隔热部件，散热片，外壳，外壳包括主体壳、上盖板和侧盖板，主体壳正面孔下部丝印各按钮指示灯标识，上盖板开平头沉头孔安装于主体壳上，侧盖板开平头沉头孔遮盖预留的插头孔，散热片贴于电磁锁体背面，用于冷却电磁锁体；门连接件上开有2个内六角沉头孔通过螺纹连接到门侧面，吸板隔热件开有2个过孔与吸铁板一并固定到门连接件上，用于隔绝门上热量接触式传递到吸铁板上；磁锁连接件开有2个腰型孔固定到干燥箱或马弗炉本体的侧面，磁锁隔热件开有2个过孔，磁锁隔热件和电磁锁体一并固定到磁锁连接件上用于隔绝箱体上热量接触式传递到电磁锁体上；顶面隔热件开有3个过孔，l连接板开有3个内六角沉头孔，顶面隔热件和l连接板通过螺钉固定到箱体顶部，用于隔绝箱体顶部热量接触式传递到系统内部元器件；风扇网固定到外壳的后面，用于防护以及提高风扇散热效率。

技术总结本技术涉及一种开关门机械手臂控制系统，操作面板的各按钮和指示灯设置在外壳上，运动系统和控制系统均安装在外壳连接部件上，操作面板连接控制系统，控制系统连接运动系统，用于通过操作面板的各按钮启动控制系统控制运动系统执行手臂开门关门并对开门关门过程和结果进行检测判断；运动系统通过连杆与门连接，实现开门和关门功能；运动系统中的电磁锁的磁力部分设置于干燥箱或马弗炉旋转轴的箱体对侧面上，电磁锁的吸板设置于门的侧面，用于门关闭后电磁锁吸附门，密封干燥箱或马弗炉。本技术解决了不利于人员操作开关门的环境、人工开关门强度大、对开门和关门时间要求精准的作业以及自动化领域自动开门关门可靠稳定等问题。技术研发人员：申红辉,董小波,翁代元,王振煜受保护的技术使用者：上海科源电子科技有限公司技术研发日：20230904技术公布日：2024/6/2