申请/专利权人：广东金马游乐股份有限公司

申请日：2018-06-06

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN108744533B

主分类号：A63G27/00

分类号：A63G27/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2018.11.30#实质审查的生效;2018.11.06#公开

摘要：本发明涉及一种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，轿厢内圈连接有带动其相对于摩天环相同角速度反向转动的双闭环控制系统，该系统包括控制器、电机驱动器和驱动电机；控制器采用多开关表决水平控制方法对三个倾角检测传感器的信号分别两两进行差值绝对值计算，通过差值绝对值与信号设定值进行比较，判断三个倾角检测传感器的信号是否均为正常，并选择其中一个正常的倾角检测传感器的信号作为信号来源，控制器根据信号来源的信号驱动电机驱动器和驱动电机的工作，对轿厢实现加减速控制，从而达到水平调整的目的；该方法不但可以快速有效地判断传感器是否失效，还可以准确判断具体故障传感器，减少故障停机报警概率，提高系统的安全性。

主权项：1.一种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，包括支架（1）和设置在支架（1）上的摩天环（2），所述摩天环（2）上环绕分布有若干轿厢（3），所述轿厢（3）包括与所述摩天环（2）固定连接的轿厢外圈（4），所述轿厢外圈（4）内设置有相对其转动的轿厢内圈（5）；其特征在于所述轿厢内圈（5）连接有带动其相对于所述摩天环（2）相同角速度反向转动的双闭环控制系统；所述双闭环控制系统包括依次电连接的控制器、电机驱动器和驱动电机，所述摩天环（2）上设置有用于检测所述摩天环（2）转速的速度检测编码器B，速度检测编码器B设置在摩天环（2）的最外侧，相对靠近轿厢（3）；所述控制器的信号输入端至少电连接有三个倾角检测传感器，所述控制器的信号输入端还电连接有第一速度检测编码器，电机驱动器通过第一速度检测编码器对轿厢内圈（5）转速进行检测，构成速度闭环，并与摩天环（2）的转速进行比较，实现速度同步跟随；所述控制器采用多开关表决水平控制方法，该方法通过控制器对多个所述倾角检测传感器的信号分别两两进行差值绝对值计算，通过差值绝对值与信号设定值进行比较，判断多个所述倾角检测传感器的信号是否均为正常，并选择其中一个正常的倾角检测传感器的信号作为信号来源，所述控制器根据所述信号来源的信号驱动所述电机驱动器和驱动电机的工作。

全文数据：一种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法【技术领域】[0001]本发明涉及一种娱乐用的摩天轮，特别是一种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法。【背景技术】[0002]在游乐行业中，摩天轮游乐设备随着经济的发展，在越来越多的场地投入使用。而随着人们生活质量的提高，对摩天轮轿厢的舒适性和安全性也有了更高的要求，摩天轮轿厢因此也需要进行更新换代。[0003]传统的摩天轮轿厢，多数采用重力自适应的技术仅依靠轿厢自身重力与乘客重力来使轿厢保持水平。这种技术由于无其他动力参与，若轿厢内部乘客出现偏载情况，轿厢就无法保证100%水平，而且抗外力干扰性能弱，因此出现通过给轿厢增加驱动系统来进行轿厢平衡控制。[0004]当前摩天轮轿厢平衡检测采用倾角检测传感器进行倾角检测，并通过检测结果配合轿厢控制驱动系统实现轿厢平衡控制。现有技术中普遍采用单个或两个倾角检测传感器进行检测，但这两种检测方法都存在一定问题:如单检测方式一旦出现传感器失效，系统无法判断传感器已失效，传感器故障会引起水平校正系统错误控制，造成轿厢严重倾斜，引起灾难性后果;又如双传感器检测虽然能够判断传感器失效情况，但无法判断具体故障传感器，且单一传感器故障会引起设备报警停机，引起救援，因此，如何得到可靠的倾角检测结果，是整个轿厢平衡控制的关键。【发明内容】[0005]为解决上述问题，本发明提供一种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，通过多开关表决水平控制方法对三个倾角检测传感器进行计算，不但可以快速有效地判断传感器是否失效，还可以准确判断具体故障传感器，减少故障停机报警概率，提高系统的安全性。[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0007]—种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，包括支架和设置在支架上的摩天环，所述摩天环上环绕分布有若干轿厢，所述轿厢包括与所述摩天环固定连接的轿厢外圈，所述轿厢外圈内设置有相对其转动的轿厢内圈；所述轿厢内圈连接有带动其相对于所述摩天环相同角速度反向转动的双闭环控制系统;所述双闭环控制系统包括依次电连接的控制器、电机驱动器和驱动电机，所述控制器的信号输入端至少电连接有三个倾角检测传感器，所述控制器的信号输入端还电连接有第一速度检测编码器;所述控制器采用多开关表决水平控制方法，该方法通过控制器对多个所述倾角检测传感器的信号分别两两进行差值绝对值计算，通过差值绝对值与信号设定值进行比较，判断多个所述倾角检测传感器的信号是否均为正常，并选择其中一个正常的倾角检测传感器的信号作为信号来源，所述控制器根据所述信号来源的信号驱动所述电机驱动器和驱动电机的工作。[0008]作为优选实施方式，进一步限定为:所述倾角检测传感器为三个，包括第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器；[0009]所述多开关表决水平控制方法的逻辑运算如下：[0010]所述第一倾角检测传感器与第二倾角检测传感器的差值绝对值为Π;[0011]所述第一倾角检测传感器与第三倾角检测传感器的差值绝对值为X2;[0012]所述第二倾角检测传感器与第三倾角检测传感器的差值绝对值为X3;[0013]所述信号设定值设置为Y;[0014]当Π、Χ2和X3均小于或等于Y时，认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均正常，控制器默认选择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；[0015]当Π、Χ2和Χ3其中有两个小于或等于Y时，也认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均正常，控制器默认选择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；[0016]当Π彡Υ，Χ2Υ，Χ3Υ时，认为第一倾角检测传感器和第二倾角检测传感器正常，第三倾角检测传感器不正常，控制器择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；[0017]当1¥42¥时，认为第一倾角检测传感器和第三倾角检测传感器正常，第二倾角检测传感器不正常，控制器择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；[0018]当乂1¥42¥43彡¥时，认为第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器正常，第一倾角检测传感器不正常，控制器默认选择第二倾角检测传感器的信号作为信号来源；[0019]当乂1¥42¥43¥时，认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均不正常，所述双闭环控制系统停止工作。[0020]作为优选实施方式，进一步限定为:所述第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器分别采用不同厂家的冗余设计的模拟量倾角检测传感器。[0021]作为优选实施方式，进一步限定为:所述第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器其中一个不正常时，所述控制器发出提示性报警，所述双闭环控制系统在自动模式下允许继续运行，当双闭环控制系统停止工作时，需排除故障后才可以再启动运行。[0022]作为优选实施方式，进一步限定为:所述第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均不正常时，所述控制器发出二级报警;所述双闭环控制系统停止工作，在维护模式下可以启动该系统进行救援。[0023]作为优选实施方式，进一步限定为:所述控制器与电机驱动器之间通过工业以太网进行连接。[0024]作为优选实施方式，进一步限定为:所述控制器与摩天轮主控制系统之间通过无线网络进行通讯。[0025]作为优选实施方式，进一步限定为:所述摩天轮主控制系统包括主控器和与所述主控器电连接的摩天环驱动机构，所述摩天环驱动机构带动所述摩天环转动，所述主控器的信号输入端电连接有用于检测所述摩天环转速的速度检测编码器Β，所述主控器通过无线网络与所述控制器进行通讯。[0026]本发明的有益效果:轿厢内圈连接有带动其相对于轿厢外圈同步转动的双闭环控制系统，该系统包括依次电连接的控制器、电机驱动器和驱动电机;控制器采用多开关表决水平控制方法对三个倾角检测传感器的信号分别两两进行差值绝对值计算，通过差值绝对值与信号设定值进行比较，判断三个倾角检测传感器的信号是否均为正常，并选择其中一个正常的倾角检测传感器的信号作为信号来源，控制器通过信号来源驱动电机驱动器和驱动电机的工作，对轿厢实现加减速控制，从而达到水平调整的目的；该方法不但可以快速有效地判断传感器是否失效，还可以准确判断具体故障传感器，减少故障停机报警概率，提高系统的安全性。【附图说明】[0027]图1是本发明的结构示意图；[0028]图2是轿厢的结构示意图；[0029]图3是双闭环控制系统的电路原理框图。【具体实施方式】[0030]以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：[0031]如附图1、图2、图3所示，一种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，包括支架1和设置在支架1上的摩天环2,所述摩天环2上环绕分布有若干轿厢3,所述轿厢3包括与所述摩天环2固定连接的轿厢外圈4,摩天环2公转时带动轿厢外圈4沿摩天环2轴心转动，所述轿厢外圈4内设置有相对其转动的轿厢内圈5;所述轿厢内圈5连接有带动其相对于所述摩天环2相同角速度反向转动的双闭环控制系统，通过双闭环控制技术能够保证轿厢内圈5与摩天环2的转速同步，主动消除负载和电机转差率对实际转速的影响，从而使水平控制过程更平稳。[0032]更进一步地说，所述双闭环控制系统包括依次电连接的控制器、电机驱动器和驱动电机，所述控制器的信号输入端至少电连接有三个倾角检测传感器，在本实施例中，所述倾角检测传感器共设置有三个，包括第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器，所述第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器分别采用不同厂家的冗余设计的模拟量倾角检测传感器，利用现有技术中的冗余技术，对轿厢内圈5进行水平检测，并根据检测结果对轿厢内圈5转速进行PID调节，构成水平闭环控制，实现水平校正;采用不同厂家的传感器，能够防止因采用相同型号传感器，导致多个传感器因相同问题同时出现故障，有效提高该控制系统的稳定性。所述控制器的信号输入端还电连接有第一速度检测编码器，电机驱动器通过第一速度检测编码器对轿厢内圈5转速进行检测，构成速度闭环，并与摩天环2的转速进行比较，实现速度同步跟随，减少速度累积误差引起的水平校正。[0033]在本实施例中，所述控制器采用多开关表决水平控制方法对三个倾角检测传感器的信号分别两两进行差值绝对值计算，通过差值绝对值与信号设定值进行比较，判断三个倾角检测传感器的信号是否均为正常，并选择其中一个正常的倾角检测传感器的信号作为信号来源，控制器通过信号来源驱动电机驱动器和驱动电机的工作，对轿厢实现加减速控制，从而达到水平调整的目的；该方法不但可以快速有效地判断传感器是否失效，还可以准确判断具体故障传感器，减少故障停机报警概率，提高系统的安全性。[0034]更进一步地说，参照表I，表1为所述多开关表决水平控制方法的逻辑表：[0035][0036]表1[0037]所述倾角检测传感器为三个，包括第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器，所述多开关表决水平控制方法的逻辑运算如下：[0038]所述第一倾角检测传感器与第二倾角检测传感器的差值绝对值为Π;[0039]所述第一倾角检测传感器与第三倾角检测传感器的差值绝对值为X2;[0040]所述第二倾角检测传感器与第三倾角检测传感器的差值绝对值为X3;[0041]所述信号设定值设置为Y，Y为角度值，可根据实际情况进行调整，角度越小，轿厢倾斜角度越小，在本实施例中，优选Y=1°;[0042]当Π、Χ2和Χ3均小于或等于Y时，认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均正常，控制器默认选择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源，双闭环控制系统正常运行；[0043]当Π、Χ2和Χ3其中有两个小于或等于Y时，也认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均正常，控制器默认选择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源，双闭环控制系统正常运行；[0044]当Π彡¥42¥43¥时，认为第一倾角检测传感器和第二倾角检测传感器正常，第三倾角检测传感器不正常，控制器择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源;所述控制器发出提示性报警，报警内容为第三倾角检测传感器故障，所述双闭环控制系统在自动模式下允许继续运行，当双闭环控制系统停止工作时，需排除故障后才可以再启动运行。[0045]iQY，X2彡¥43¥时，认为第一倾角检测传感器和第三倾角检测传感器正常，第二倾角检测传感器不正常，控制器择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源;所述控制器发出提示性报警，报警内容为第二倾角检测传感器故障，所述双闭环控制系统在自动模式下允许继续运行，当双闭环控制系统停止工作时，需排除故障后才可以再启动运行。[0046]iQY，X2Y，X3彡Y时，认为第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器正常，第一倾角检测传感器不正常，控制器默认选择第二倾角检测传感器的信号作为信号来源；所述控制器发出提示性报警，报警内容为第一倾角检测传感器故障，所述双闭环控制系统在自动模式下允许继续运行，当双闭环控制系统停止工作时，需排除故障后才可以再启动运行。[0047]当1¥42¥43¥时，认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均不正常，所述双闭环控制系统停止工作，在维护模式下可以启动该系统进行救援。所述控制器发出二级报警，报警内容为多个传感器故障。当所述倾角检测传感器的个数超过三个时，其逻辑运算与三个倾角检测传感器的逻辑运算相同或相似。[0048]在本实施例中，所述驱动电机可以采用现有技术中的直线电机或交流电机等，所述控制器可采用现有技术中的PLC或单片机，所述电机驱动器采用现有技术中的伺服驱动器，所述控制器与电机驱动器之间通过工业以太网进行传输数据的交换。[0049]所述控制器与摩天轮主控制系统通过无线以太网进行通讯。更进一步地说，与控制器电连接的以太网交换机电连接有无线接入点，实现控制器与摩天轮主控制系统无线网络通讯的同时，也便于使用无线设备用户进入访问或调控程序。所述摩天轮主控制系统包括主控器和与所述主控器电连接的摩天环驱动机构，所述摩天环驱动机构带动所述摩天环2转动。由于摩天环驱动机构的输出转速不一定等于摩天环的转速，为了更精确地对摩天环的转速进行检测，所述主控器的信号输入端电连接有用于检测所述摩天环2转速的速度检测编码器B，速度检测编码器B设置在摩天环2的最外侧，相对靠近轿厢，检测的转速更准确。所述主控器通过无线网络与所述控制器进行通讯，将速度检测编码器B的检测数据传输给控制器，控制器通过对第一速度检测编码器和速度检测编码器B的数据进行比较，判断摩天环的转速与轿厢内圈5的转速是否一致，并实时进行调控。[0050]该摩天轮通过水平检测实时反馈轿厢的水平倾角，控制器根据倾角大小对驱动电机的转速进行调整，以达到倾角减小的目的，实现被动水平控制效果;通过对轿厢速度的实时检测反馈，控制器根据速度差值的大小，对驱动电机的转速进行调整，达到速度同步的目的；由于速度同步，减少了系统倾角差的产生，从而实现主动水平控制效果。

权利要求：1.一种摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，包括支架（1和设置在支架（1上的摩天环（2，所述摩天环（2上环绕分布有若干轿厢（3，所述轿厢（3包括与所述摩天环2固定连接的轿厢外圈⑷，所述轿厢外圈⑷内设置有相对其转动的轿厢内圈（5;其特征在于所述轿厢内圈（5连接有带动其相对于所述摩天环2相同角速度反向转动的双闭环控制系统;所述双闭环控制系统包括依次电连接的控制器、电机驱动器和驱动电机，所述控制器的信号输入端至少电连接有三个倾角检测传感器，所述控制器的信号输入端还电连接有第一速度检测编码器;所述控制器采用多开关表决水平控制方法，该方法通过控制器对多个所述倾角检测传感器的信号分别两两进行差值绝对值计算，通过差值绝对值与信号设定值进行比较，判断多个所述倾角检测传感器的信号是否均为正常，并选择其中一个正常的倾角检测传感器的信号作为信号来源，所述控制器根据所述信号来源的信号驱动所述电机驱动器和驱动电机的工作。2.根据权利要求1所述的摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，其特征在于所述倾角检测传感器为三个，包括第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器，所述多开关表决水平控制方法的逻辑运算如下：所述第一倾角检测传感器与第二倾角检测传感器的差值绝对值为Π;所述第一倾角检测传感器与第三倾角检测传感器的差值绝对值为X2;所述第二倾角检测传感器与第三倾角检测传感器的差值绝对值为X3;所述信号设定值设置为Y;当Xl、X2和X3均小于或等于Y时，认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均正常，控制器默认选择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；当Xl、X2和X3其中有两个小于或等于Y时，也认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均正常，控制器默认选择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；当1¥43¥时，认为第一倾角检测传感器和第二倾角检测传感器正常，第三倾角检测传感器不正常，控制器择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；当1¥42¥时，认为第一倾角检测传感器和第三倾角检测传感器正常，第二倾角检测传感器不正常，控制器择第一倾角检测传感器的信号作为信号来源；inY，X2Y，X3¥42¥43¥时，认为第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均不正常，所述双闭环控制系统停止工作。3.根据权利要求2所述的摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，其特征在于所述第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器分别采用不同厂家的模拟量倾角检测传感器。4.根据权利要求1所述的摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，其特征在于所述第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器其中一个不正常时，所述控制器发出提示性报警，所述双闭环控制系统在自动模式下允许继续运行，当双闭环控制系统停止工作时，需排除故障后才可以再启动运行。5.根据权利要求1所述的摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，其特征在于所述第一倾角检测传感器、第二倾角检测传感器和第三倾角检测传感器均不正常时，所述控制器发出二级报警;所述双闭环控制系统停止工作，在维护模式下可以启动该系统进行救援。6.根据权利要求1-5任一所述的摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，其特征在于所述双闭环控制系统与摩天轮主控制系统之间通过无线网络进行通讯。7.根据权利要求6所述的摩天轮回转轿厢的多开关表决水平控制方法，其特征在于所述摩天轮主控制系统包括主控器和与所述主控器电连接的摩天环驱动机构，所述摩天环驱动机构带动所述摩天环2转动，所述主控器的信号输入端电连接有用于检测所述摩天环2转速的速度检测编码器B，所述主控器通过无线网络与所述控制器进行通讯。

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