一种由微处理器控制自动平衡吊具的设计方案

2控制系统概述

系统结构如图2所示，这里把整个系统按照检测、控制、通信、执行的顺序划分成四大块，各部分的工作如下：

检测部分：主要包括倾角和接近传感器等硬件。其中前者用于获得吊具的俯仰角和横滚角并传送给SP2539的子串口，为下位机判断电机转动方向，计算移动行程提供依据。后者分为软件停机传感器组和机械断电传感器组，采用双重制动策略，保障吊具在使用过程中平稳调平和安全使用。

控制部分：单片机嵌入式系统是控制机构的核心部件，首先接收检测部分的输出值，包括吊具的实时姿态、软件停机传感器组状态，同时调用子程序，处理输入信号并给出动作信号给1、2号变频器，使x，y向电机遵循指令进行动作。最后，单片机还需要和上位机设备进行交流，方便操作人员随时掌握系统的状态。

通信部分：这部分解决单片机分别与检测机构、上位机以及执行机构的信息传输。具体的讲，主要是指单片机与倾角和接近传感器、上位机调平控制指令、1、2号变频器输出频率、角度显示以及SP2539串口扩展系统之间的信息传输。

执行部分：接收单片机的输出信号，并按照上位机自动、手动调平指令调节1、2号变频器输出，从而驱动x、y向电机转动方向，促使主吊点偏移完成调平工作。无线组件将上位机和下位机无缝连接，使得上位机的控制和数据获取更加实时。

3 吊具结构及承重系统设计

3.1 吊环

考虑吊具自身重量，并考虑起吊过程的冲击加速度，根据GB825—88，选择螺钉GB 825 M36，垂直悬吊2.3t。