可自动消除位置累积误差的驱动器及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可自动消除位置累积误差的驱动器，该驱动器具有一个或二个霍尔元件一和/或霍尔元件二，用于采集驱动器的位置信息，还增加一个霍尔元件三，其中对应该霍尔元件三的磁铁安装在减速装置上。本发明专利技术的可自动消除位置累积误差的驱动器及控制系统适用于电动沙发、电动床或升降桌，可用于消除采用单霍尔元件或双霍尔元件的驱动器长期运行产生的位置累积误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动家具领域，特别是一种用于电动沙发、电动床或升降桌的可自动消除位置累积误差的驱动器及控制系统。
技术介绍
电动沙发和电动床、升降桌，通常需要运行到记忆位置（或目标位置）；其中所用的驱动器中一般都装有一个或两个霍尔装置（磁铁+霍尔元件）；磁铁装在驱动器马达的旋转轴上，马达转到一圈，霍尔装置通常输出1个或2个脉冲（1个还是2个脉冲由磁铁NS的极数对决定）；因此霍尔脉冲个数与驱动器(或马达)行走距离成正比关系。通过对霍尔脉冲的计数，就可知道驱动器位置，从而能运行到记忆位置（或目标位置）。如图1所示，具有2个霍尔元件的马达的霍尔脉冲波形图。当然，也可以只有一个霍尔元件，但此时马达的运行方向只能由控制盒决定，通过霍尔脉冲计数以及马达运行方向（方向决定计数增加还是减小）确定位置。两个霍尔原件不仅可以进行霍尔脉冲计数，还可以通过两个霍尔的相位关系知道当前马达运行方向（特别是马达被外力推动被动运行时，运行方向不是由控制盒决定的，这时需要用到两个霍尔元件），从而确定马达位置；下面阐述两个霍尔的计数原理。如图2所示，图中细线为控制盒采样时刻，对于图中左边第一个采样时刻，霍尔元件一的电平为高（记作1），霍尔元件二的电平为低（记作0），组成二进制值10，同理，图中其他时刻采样得到的二进制值为11，01，00；若采样得到的二进制值变化顺序是10—11—01—10—00—11—01—10—11，如此循环，说明马达在正方向运行（图中从左到右）；若采样值变化顺序是10—00—01—11—10—00—01—11—10，如此循环，说明马达在反方向运行（图中从右到左）；运行方向决定计数递增还是递减，下面叙述只提到递增，实际上根据方向不同会进行计数递减；实际采样间隔比图中所示采样线密得多（通常间隔要比可能出现的最小脉冲宽度的1/4小），以保证每个霍尔元件的电平变化都能侦测到。所以从左到右采样到的数据可能是10，10，10，11，11，11，01，01，01，00，00，00，10，10，11，11，11，11，等等如此循环；只有在数值变化时才进行计数，如10，10，数值没变，不计数，10，11，数值变化才会计数。也就是在两个霍尔电平有变化时才计数。可见，一个脉冲（高电平+低电平组成一个脉冲）会有4次电平变化，也就是4次计数。因此马达转一圈对应计数增值为4；通常实际应用中，驱动器（马达）第一次会运行到一个基准点（通常是下极限），控制盒侦测到马达到下极限，将计数值清0，驱动器（马达）从此基准点出发，向前进，计数递增，向后退，计数递减；这样马达每一个位置都对应一个计数值。上述方式在理想情况（霍尔脉冲波形干净）下没有问题，但是，通常直流碳刷马达在运行中会产生杂信，对霍尔脉冲波形造成干扰，如图3所示，从而造成计数错误，会增加或减少计数。一般来说，增加或减少几个计数不会对位置造成影响（因马达运行几圈，驱动器的行程很小），但长期多次运行，若不运行到基准点进行清0校正，会不断累积这种误差，累积后的位置偏差就较大。所以，上述方法，长期使用（运行）过程中，用户若不将驱动器运行到基准点（一般是下极限，当然第一次安装运行必须要运行到基准点一次），就会累积产生较大的位置偏差。如图3所示，当霍尔波形有干扰信号时，实际采样值为10，而正确的值应该是11，造成计数错误。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种可自动消除位置累积误差的驱动器，该驱动器具有一个或二个霍尔元件一和/或霍尔元件二，用于采集驱动器的位置信息，还增加一个霍尔元件三，其中对应该霍尔元件三的磁铁安装在减速装置上。进一步的，设霍尔元件三在电平变化时计数，霍尔元件三的脉冲计数N3次，对应的由霍尔元件一和霍尔元件二组成的脉冲计数为N12次，N12=n*N3（n≥2）。以下说明均以n=16进行阐述。进一步的，当马达运行时，每当霍尔元件三有电平变化时进行计数，对N12的计数值按公式N12=16*N3进行一次校正。进一步的，所述霍尔元件三脉冲的采样间隔时间大于实际可能产生的干扰信号宽度，连续两次采样到相同电平确认为有效电平。本专利技术还提供了一种具有所述的可自动消除位置累积误差的驱动器的控制系统，该控制系统用于电动沙发、电动床或升降桌。本专利技术的可自动消除位置累积误差的驱动器及控制系统适用于电动沙发、电动床或升降桌，可用于消除采用单霍尔元件或双霍尔元件的驱动器长期运行产生的位置累积误差。附图说明图1是具有2个霍尔元件的控制器脉冲波形图；图2是具有2个霍尔元件的控制器脉冲波形采样示意图；图3是当脉冲波形有干扰信号时采样示意图；图4是本专利技术的具有3个霍尔元件的控制器脉冲波形图；图5是本专利技术的具有3个霍尔元件的控制器脉冲波形采样示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术的可自动消除位置累积误差的驱动器，在驱动器中再增加一个霍尔元件三，其中对应该霍尔元件三的磁铁安装在减速装置上，也就是马达转很多圈（如8圈），该霍尔装置产生一个脉冲（高电平+低电平）。如图4所示，增加的霍尔元件三在电平变化时计数，霍尔元件三脉冲计数2次，对应的由霍尔元件一和霍尔元件二组成的脉冲计数为32次（计数方式如前所述），即计数值对应比例关系是1:16。霍尔元件三的计数值记作N3，霍尔元件一、二的计数值记作N12，所以N12=16*N3。当马达运行时，每当霍尔元件三有电平变化时进行计数，并对N12的计数值按上述公式N12=16*N3进行一次校正，从而自动消除了累积误差。而且，计数精度（分别率）也保持不变，仍保持N12的计数精度。实际上，霍尔元件三脉冲也会受到干扰，但由于霍尔元件三脉冲宽度远远大于干扰信号的宽度，从硬件上和软件上非常容易滤除。如图5所示，只要对霍尔元件三脉冲的采样间隔时间大于实际可能产生的干扰信号宽度，采用两次采样到相同电平才认为是有效电平的方式（连续两次采样到高电平，才认为是高电平，连续两次采样到低电平才认为是低电平），就可以滤除干扰信号对霍尔元件三的影响。如图5所示，霍尔元件三的脉冲受到一个干扰信号的干扰，S1~S8为采样点，间隔时间大于干扰信号的宽度。若没有干扰信号，S1~S6采样到的是连续的高电平，即有效电平为高电平，而S7，S8两次连续采样到低电平，即有效电平为低电平，所以，从S1-S8采样完成后，发生了一次从高到低的电平变化，N3计数一次；当有如图5所示的干扰信号时，S1-S6采样过程中，只有S5一次是低电平，只有两次连续采样到相同电平才有效，所以这次采样的低电平无效，仍认为是高电平，直到S8采样完才认为有低电平，发生了一次从高到低的电平变化，N3计数一次。与没干扰时的计数一样，并没有因为干扰信号的产生而多计数一次。本专利技术特别适合使用过程中，不经常回到基准位置的应用中，如升降桌控制系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可自动消除位置累积误差的驱动器，该驱动器具有一个或二个霍尔元件一和/或霍尔元件二，用于采集驱动器的位置信息，其特征在于：还增加一个霍尔元件三，其中对应该霍尔元件三的磁铁安装在减速装置上。

【技术特征摘要】
1.一种可自动消除位置累积误差的驱动器，该驱动器具有一个或二个霍尔元件一和/或霍尔元件二，用于采集驱动器的位置信息，其特征在于：还增加一个霍尔元件三，其中对应该霍尔元件三的磁铁安装在减速装置上。2.如权利要求1所述的可自动消除位置累积误差的驱动器，其特征在于：设霍尔元件三在电平变化时计数，霍尔元件三的脉冲计数N3次，对应的由霍尔元件一和霍尔元件二组成的脉冲计数为N12次，N12=n*N3（n≥2）。3.如权利要求2所述的可自动消除位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，薛时光，李龙，
申请(专利权)人：嘉兴礼海电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33