特种车辆自动调平装置控制器

摘要

本发明涉及一种特种车辆自动调平装置控制器，该控制器通过控制四个支撑特种车辆的电动千斤顶实现特种车辆升降及自动调平。控制器主要由控制器电源、双轴水平检测电路、控制信号接口、单片微机系统、电动支架状态检测接口、电流电压检测电路和电机驱动及互锁保护电路组成。由车辆电瓶经控制器电源提供控制器工作所需的电源；通过控制信号接口传送控制指令给单片微机系统，经电机驱动及互锁保护电路驱动电机正反转完成电动千斤顶升降；由双轴水平检测电路反馈车辆的水平情况，经调平控制算法调节电动千斤顶直到车辆水平符合给定的调平精度要求；控制器具有过流、过压和误操作锁定保护及控制平稳、成本低、性能稳定等特点。

主权项

一种特种车辆自动调平装置控制器，其特征在于：包括控制器电源(1)、双轴水平检测电路(2)、控制信号接口(3)、单片微机系统(4)、电动支架状态检测接口(5)、电流电压检测电路(6)和电机驱动及互锁保护电路(7)；车辆电瓶电源与控制器电源(1)相接，并由控制器电源(1)产生本控制器所需的各种电源分别给双轴水平检测电路(2)、控制信号接口(3)、单片微机系统(4)、电动支架状态检测接口(5)、电流电压检测电路(6)和电机驱动及互锁保护电路(7)供电；双轴水平检测电路(2)、控制信号接口(3)、电动支架状态检测接口(5)、电流电压检测电路(6)、电机驱动及互锁保护电路(7)分别与单片微机系统(4)相连；互锁控制信号通过控制信号接口(3)与电机驱动及互锁保护电路(7)相连；电流电压检测电路(6)与电机驱动及互锁保护电路(7)相连；所述的控制器电源(1)：其输入接口J1接车辆电瓶电源后，经压敏电阻VDS、瞬态抑制二极管TVS、隔离二极管D1、滤波电容C1、C2，通过节点为+VIN与跳线接口J2的第1脚、集成稳压芯片M1的第1脚及继电器KA9的第7脚、第4脚相连；集成稳压芯片M1的第2脚经箝位二极管D2、滤波电感L1、滤波电容C3、C4产生+12V电压节点与集成稳压芯片M1的第4脚、跳线接口J2的第2脚相连；同时+12V电压节点经滤波电感L2、L3，滤波电容C5、C6与三端稳压块M2的第1脚相连，三端稳压块M2的第3脚经滤波电容C7、C8、电源指示电路限流电阻R1、发光二极管LED1输出+5V电源，分别与控制器电源(1)中继电器KA9的第1脚、双轴水平检测电路(2)、控制信号接口(3)、单片微机系统(4)中+5V节点相连；来自单片微机系统(4)中微处理器U16第33脚的控制信号经节点PWR_CTRL与控制器电源(1)中电阻R2、R3、三极管Q0、继电器KA9及续流二极管D3相连；继电器KA9的第3脚通过节点SCA5V与双轴水平检测电路(2)相连，第6脚通过节点POS_VIN与输出接口J3相连，所述微处理器U16选用ATMEGA32控制芯片；所述的双轴水平检测电路(2)：由控制器电源(1)输入的电源SCA5V，分别经滤波电容C26、C25、滤波电感L6、L7、滤波电容C24、C23连接而成的滤波电路和滤波电容C30、C31、滤波电感L8、L9、滤波电容C28、C29连接而成的滤波电路后产生+5VS1和+5VS2两路电源分别与两个正交安装的水平倾角传感器U4、U5的第12脚相连；水平倾角传感器U4、U5的第1脚、第3脚、第4脚及第7脚经SCA_SCK、SCA_MISO、SCA_MOSI、SCA_CS1、SCA_CS2节点 与单片微机系统(11)中微处理器U16的第34脚、第35脚、第36脚及第38脚、第37脚相连，所述水平倾角传感器U4、U5均为单轴水平倾角传感器SCA103T；所述的控制信号接口(3)：调平控制信号由输入接口J3的第1脚、第2脚输入，经电阻R14、R15、R16、R17、R18与RS485接口芯片U3的第7脚、第8脚相连；RS485接口芯片U3的第1脚、第4脚分别与单片微机系统(4)中微处理器U16的第14脚、第15脚相连，RS485接口芯片U3的第2脚、第3脚与单片微机系统(4)中微处理器U16的第29脚相连；控制信号接口(3)中输入接口J3的第3脚、第4脚分别经KA0_V+、KA0_V‑节点与电机驱动及互锁保护电路(7)中的互锁继电器KA0的第5脚、第4脚相连；所述的电动支架状态检测接口(5)：8路电动支架状态信号由输入接口JP2的第1脚到第8脚输入，分别与电阻R51、R53、R55、R57、R59、R61、R63、R65，光耦Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8构成的隔离电路相连，从节点JACK_A_POS1、JACK_A_POS2、JACK_B_POS1、JACK_B_POS2、JACK_C_POS1、JACK_C_POS2、JACK_D_POS1、JACK_D_POS2节点输出与单片微机系统(4)中微处理器U16的第22脚、第23脚、第18脚、第19脚、第20脚、第21脚、第23脚相连、第24脚相连；所述的电流电压检测电路(6)：通过节点MOTOR_VCC、MOTOR_GND与电机驱动及互锁保护电路(7)相连，由MOTOR_VCC，经电阻R20、R21、R22、R23、电容C41、C42、C46及运算放大器U6D构成电机工作电压检测电路，通过Voltage_Monitor节点与单片微机系统(4)中微处理器U16的第39脚相连；由MOTOR_GND，经电阻R24、R25、R26，电容C43、C44、C45及运算放大器U6A构成滤波电路，与电阻R27、R28、R29、运算放大器U6B、电容C47、C48及运算放大器U6C构成电机工作电流检测电路相连，通过Motor_Current节点与单片微机系统(4)中微处理器U16的第40脚相连；所述的电机驱动及互锁保护电路(7)：车辆电瓶电源从接口J0输入，与互锁控制继电器KA0的第1脚相连，互锁控制继电器KA0的第4脚、第5脚与续流二极管D0相连后经节点KA0_V+、KA0_V‑与控制信号接口(3)中的输入接口J3相连；互锁控制继电器KA0的第3脚与继电器KA1、KA2的第2脚相连，经继电器KA1、KA2的第1脚与功率输出接口J1A相连；来自单片微机系统(4)中微处理器U16的第1脚、第2脚将驱动控制信号经节点KA1_CTRL、KA2_CTRL分别与电机驱动及互锁保护电路(7)中电阻R11、R12、R21、R22相连，并与驱动三极管Q1、Q2、继电器KA1、KA2、续流二极管D1、D2相连而成驱动电路。