智能電動頭自動控制裝置的製作方法
2023-05-06 15:06:31
專利名稱:智能電動頭自動控制裝置的製作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種閥執行機構電動頭控制裝置,特別是涉及一種智能電動頭自動控制裝置。
背景技術:
目前,現有的調節閥電動頭控制裝置,是由可調電位器、預置輸入信號電路、調節閥開度反饋信號輸入電路、比較電路、放大電路與正反向控制電路構成的用模擬集成電路搭接的控制模塊,該控制裝置能夠接收模擬信號,並按所給的模擬信號控制電機的正反轉,從而實現執行機構的開啟與關閉。該控制裝置採集閥杆位置信號作為調節閥的開度反饋信號。其的缺點在於一是該控制裝置是將預置標準信號與調節閥開度反饋信號進行比較,根據比較結果進行相應動作,但是若閥使用一定時間後出現磨損,該控制裝置採集的閥杆位置信號不能準確反應閥門打開或關閉情況,並且該控制裝置不能對閥座的磨損進行自動修正,會出現操作誤差;二是該控制裝置電路採用模擬電路,其信號轉換傳輸環節多,系統可靠性差,其作用方式的轉換用物理開關實現,其操作不便且人機對話功能差。
發明內容
本實用新型為克服上述缺陷提供一種即能監測閥杆位置又能監測閥門開關狀態且能自動對閥座的磨損進行修正的智能電動頭自動控制裝置。
為實現本實用新型的目的所採用的技術方案如下一種智能電動頭自動控制裝置,包括電機、連接於電機輸出端的減速裝置及檢測控制裝置,其特徵在於與電機相連的減速裝置的輸出軸為中空軸,在中空軸內貫穿有一絲槓,所述檢測控制裝置包括在上述電機的輸出軸上安裝的推力傳感器、與減速裝置的輸出軸相連的閥位傳感器、通過導線與推力傳感器、閥位傳感器相連的A/D轉換器,與所述A/D轉換器的輸出端相連的單片機以及與單片機相連的電機控制模塊。
所述電機控制模塊是由解碼器、固態繼電器I、固態繼電器II、固態繼電器III構成,所述解碼器與單片機相連,其輸出端分別與固態繼電器I、固態繼電器II、固態繼電器III相連,所述固態繼電器I的常開觸點中的觸點A分別與固態繼電器II、固態繼電器III常開觸點的觸點B、C相連,所述固態繼電器I常開觸點中的觸點A』與電源相連,固態繼電器II常開觸點中的觸點B』與電機的正轉線路相連,固態繼電器III常開觸點中的觸點C』與電機的反轉線路相連。
所述減速裝置為蝸輪、蝸杆減速機構。
所述絲槓為滾珠絲槓,蝸輪軸的內孔與滾珠絲槓相配,蝸輪軸上部外緣為一蝸杆,與蝸杆相配有一蝸輪,其輸出軸與閥位傳感器相連。
所述閥位傳感器為轉角式電位器。
所述電機的輸出軸上還可安裝有一推力傳感器。
所述推力傳感器為直滑式電位器,其動觸頭與電機的輸出軸相連。
本實用新型的控制裝置採用嵌入式單片機開發而成,控制功能豐富,根據實際需要能夠很容易的進行控制方式的選擇,可接受模擬、手動、總線等多種輸入信號,並且使用數字開關代替物理開關,通過單片機所帶輸入設備鍵盤就可以輕鬆的完成功能轉換和設置,採用獨特的機械結構和高性能的直滑式電位器配合完成了雙向過載保護的限位功能,使電動頭不但能夠配普通閥,還可在不增加任何設備的情況下配帶三通閥,同時通過對直滑式電位器的監測,使電動頭的輸出力從定值變為輸出力可調,擴展了配帶閥的範圍,增加閥位記憶功能,通過對高精度的閥位反饋電位器的檢測,使其能夠在閥座磨損後自動補償,使閥門能夠可靠的關閉,保證洩漏等級,延長了閥的使用壽命。本實用新型設計合理、使用效果好,有利於推廣應用。
圖1為本實用新型結構示意圖;圖2為本實用新型A-A剖示意圖;圖3為本實用新型檢測控制裝置電氣結構示意圖。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步的說明如圖1、2所示,電機1輸出端連接有蝸杆9,在所述蝸杆9與電機1輸出端之間安裝有直滑式電位器22的動觸頭,在蝸杆9的底端安裝有彈簧23,所述蝸杆9與蝸輪8相嚙合,蝸輪軸18為中空,一滾珠絲槓10貫穿蝸輪軸18與閥杆24相連,蝸輪軸18的內孔與滾珠絲槓10相配,蝸輪軸18上部外緣為一蝸杆19,與蝸杆19相配有一蝸輪20,其輸出軸與轉角式電位器21相連,轉角式電位器21通過底座固定在機殼上。
如圖3所示,上述直滑式電位器22與轉角式電位器23都通過導線與A/D轉換器5相連,A/D轉換器5的輸出端與單片機6相連,所述單片機6控制信號輸出端與解碼器11相連,所述解碼器11的三個輸出端分別與固態繼電器I12、固態繼電器II13、固態繼電器III14相連,所述固態繼電器I12的常開觸點中的觸點A分別與固態繼電器II13、固態繼電器III14常開觸點的觸點B、C相連,所述固態繼電器I12常開觸點中的觸點A』與電源15相連,固態繼電器II13常開觸點中的觸點B』與電機的正轉線路16相連,固態繼電器III13常開觸點中的觸點C』與電機的反轉線路17相連。
本實用新型控制硬體採用嵌入式單片機開發而成,單片機程序的設計採用先進的面向對象技術根據鍵盤輸入信號及推力傳感器3、閥位傳感器4的反饋信號觸發相應的事件處理程序,事件的觸發順序根據事件的重要程度優先級別來工作。實際工作中,當操作人員從鍵盤輸入閥門打開或關閉的控制指令後,單片機6根據鍵盤輸出的信號發出相應的控制信號,使固態繼電器I12、固態繼電器II13和固態繼電器I12、固態繼電器III14組合通斷,給電機1供正反方向的電,使電機1正轉或反轉。在電機1轉動過程中,轉角式電位器21根據閥杆24的運動位置輸出與控制信號對應的電流信號、電流信號經A/D轉換器5轉換成數位訊號,單片機6根據所得到的數位訊號實現對電機1及其連接的機械機構狀態的監控,直滑式電位器22根據電機輸出軸上傳遞的扭矩信號對閥的開關狀態進行監控,單片機6會根據直滑式電位器22監測到的扭矩信號來確定電機1運行狀態,當閥關閉時,電機輸出扭矩不斷增大,直滑式電位器22會不斷將扭矩信號傳遞給單片機6,當扭矩達到一定值時,單片機6控制電機1停轉,閥實現可靠關閉。當閥打開時,電機1輸出扭矩減小,單片機6根據直滑式電位器22和轉角式電位器21反饋的信號,根據其優先級別單片機綜合發出控制信號,控制電機1的運動狀態。本實現新型不僅能實現電機正轉、反轉和停三種狀態的自動控制,當閥座出現磨損後,單片機6也能根據直滑式電位器22和轉角式電位器21反饋的信號,對磨損狀況進行自動補償,使閥門能夠可靠的關閉,保證洩漏等級,延長了閥的使用壽命。
另外,本實用新型還可將遠程控制信號送入A/D轉換器5,由A/D轉換器5轉換成數位訊號後,送入單片機6,由單片機6根據遠程控制信號來控制電動頭完成相應的動作,實現調節閥的遠程控制操作功能。
權利要求1.一種智能電動頭自動控制裝置,包括電機(1)、連接於電機輸出端的減速裝置及檢測控制裝置(2),其特徵在於與電機(1)相連的減速裝置的輸出軸為中空軸,在中空軸內貫穿有一絲槓,所述檢測控制裝置包括在上述電機(1)的輸出軸上安裝的推力傳感器(3)、與減速裝置的輸出軸相連的閥位傳感器(4)、通過導線與推力傳感器(3)、閥位傳感器(4)相連的A/D轉換器(5),與所述A/D轉換器(5)的輸出端相連的單片機(6)以及與單片機(6)相連的電機控制模塊(7)。
2.根據權利要求1所述的一種智能電動頭自動控制裝置,其特徵在於所述電機控制模塊(7)是由解碼器(11)、固態繼電器I(12)、固態繼電器II(13)、固態繼電器III(14)構成,所述解碼器(11)與單片機(9)相連,其輸出端分別與固態繼電器I(12)、固態繼電器II(13)、固態繼電器III(14)相連,所述固態繼電器I(12)的常開觸點中的觸點A分別與固態繼電器II(13)、固態繼電器III(14)常開觸點的觸點B、C相連,所述固態繼電器I(12)常開觸點中的觸點A』與電源(15)相連,固態繼電器II(13)常開觸點中的觸點B』與電機的正轉線路(16)相連,固態繼電器III(14)常開觸點中的觸點C』與電機的反轉線路(17)相連。
3.根據權利要求1所述的一種智能電動頭自動控制裝置,其特徵在於所述減速裝置為蝸輪(8)、蝸杆(9)減速機構。
4.根據權利要求1所述的一種智能電動頭自動控制裝置,其特徵在於所述絲槓為滾珠絲槓(10),蝸輪軸(18)的內孔與滾珠絲槓(10)相配,蝸輪軸(18)上部外緣為一蝸杆(19),與蝸杆(19)相配有一蝸輪(20),其輸出軸與閥位傳感器(4)相連。
5.根據權利要求4所述的一種智能電動頭自動控制裝置,其特徵在於所述閥位傳感器(4)為轉角式電位器(21)。
6.根據權利要求5所述的一種智能電動頭自動控制裝置,其特徵在於所述推力傳感器(3)為直滑式電位器(22),其動觸頭與電機的輸出軸相連。
專利摘要本實用新型涉及一種閥執行機構電動頭控制裝置,特別是一種智能電動頭自動控制裝置,包括電機、連接於電機輸出端的減速裝置及檢測控制裝置,其特徵在於與電機相連的減速裝置的輸出軸為中空軸,在中空軸內貫穿有一絲槓,所述檢測控制裝置包括在上述電機的輸出軸上安裝的推力傳感器、與減速裝置的輸出軸相連的閥位傳感器、通過導線與推力傳感器、閥位傳感器相連的A/D轉換器,與所述A/D轉換器的輸出端相連的單片機以及與單片機相連的電機控制模塊。本實用新型能實現對電機正、反轉和停狀態的自動控制且具有閥位記憶功能並在閥座磨損後也能自動補償,使閥門可靠關閉。本實用新型應用範圍廣、設計合理、使用效果好,有利於推廣應用。
文檔編號G05D3/12GK2674494SQ20032013144
公開日2005年1月26日 申請日期2003年12月12日 優先權日2003年12月12日
發明者馮奇峰, 馬玉山, 李芃, 田志華, 崔學智, 賈華 申請人:吳忠儀表股份有限公司