一种控制比例阀的数字控制装置的制作方法

本发明涉及比例阀技术领域，具体地说是一种控制比例阀的数字控制装置。

背景技术：

目前常用的比例阀大都采用了比例电磁铁，比例电磁铁根据电磁原理设计，能使其产生的机械量(力或力矩和位移)与输入电信号(电流)的大小成比例，再连续控制液压阀阀心的位置，进而实现连续控制液压系统的压力、方向和流量。比例电磁铁由线圈、衔铁、推杆等组成，当有信号输入线圈时，线圈内磁场对衔铁产生作用力，衔铁在磁场中按信号电流的大小和方向成比例、连续地运动，再通过固连在一起的销钉带动推杆运动，从而控制滑阀阀心的运动。应用最广泛的是耐高压直流。

输入电信号通过比例放大器放大后(通常为24v直流，800ma或更大的额定电流)将其转换为力或位移，以产生驱动先导级阀运动的位移或转角。

结构简单、成本低廉、输出推力和位移大、对油质要求不高、维护方便。对的主要技术要求有：①水平的位移力特性，即在有效工作行程内，当线圈电流一定时，其输出力保持恒定，与位移无关；②稳态电流力特性，具有良好的线性度，较小的死区及滞回；③动态特性阶跃响应快，频响高。

在工业控制中难免会用到步进电机，步进电机如何控制，步进电机的速度、方向、驱动电流等等改如何设置，这就需要用到步进电机控制器。

步进电机控制器市面上以产品方式呈现分类有：

plc；plc是目前应用最为广泛的步进电机控制器，plc功能和全面，一般都具有多路高速脉冲输出口，也就是可以同时控制多台步进电机，但plc功能很全面，步进电机控制仅是其控制功能的很小一部分，如果仅是控制步进电机一般不需要用plc。

单片机；单片机作为步进电机控制器的方式就很多了，一般以stm32、51单片机为代表的单片机芯片均带有高速脉冲输出端口，但单片机芯片的开发是比较复杂的，如果仅为控制步进电机去对单片机芯片进行开发就有点太得不偿失了。

驱控一体的步进电机控制器；功能主要围绕步进电机控制，包含了步进电机的驱动功能，无需再接驱动器；有比较丰富的io接口，可以接入步进电机编码器，以及电机限位开关、电磁抱闸等；这种控制器通常带有232、485、canopen等总线接口，配合响相应调试工具软件可以直接在电脑上控制步进电机；或者在电脑上将程序写好，保存在控制器内，通过io触发控制步进电机，如果是控制步进电机这种类型的控制器目前使用是最为普遍的。

卷簧，能够在狭小的空间里持续提供较大的恢复力

能够在机械部件一次行程完成后，将部件回复原位，以准备下次行程。目前广泛应用于园林工具启动器，吸尘器等收线部件。

卷簧一般是在不用电能的情况下，作为微小型机械的动力来使用，比如机械钟表的走时动力和报时系统的动力；机械留声机唱片转动的动力；机械式八音盒；自动演奏钢琴；上弦类玩具的动力等等。这类卷簧作动力的机械有共同点就是传动链是升速机构，而不是机械中常用的减速器，另外，由卷簧在上紧时输出的力矩大，而接近全放松时，输出的力矩会减小很多，为了减小发条的这种不均匀的输出力矩，这类装置都有一个稳速机构，利用它来稳定机构的转速。在机械手表中为了减小这个力矩差，特意将发条做成自由状态时呈s形，而不是平面等距螺旋线形，使卷簧的输出力矩相对平衡一些。

大多数的卷簧可以用作在一定的范围内用它来实现自动复位。例如，用台式钻床钻孔时，按住进给手把，使钻头向下运动，钻完孔后，一松手，钻头就会自动升起回到原位，就是手把的轴里安装了一个卷簧。机械设备中使用卷簧做复位的例子很多，各种自动机、印刷机、包装机中都有大量应用。还有，卷簧常用来作平衡用。例如，在一个立式的导轨上安装有一个部件，需要沿导轨上下移动，又要求在任意位置可以稳定停住，部件的上下移动是靠一根链条拉动的，部件越向下，链条也随着变长，由于链条也有重量，于是就比部件在导轨上端时要重了，由此造成了部件在上与下的不同位置，部件加链条的总重不同，对于这种不同位置的不平衡也可以用卷簧来附加平衡力。

根据以上原理，我们开发研制出了一种数字控制的控制器，用来控制比例阀，使原电比例阀实现数字化控制，变成了数字比例阀。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供一种控制比例阀的数字控制装置，步进电机是数字化控制，使控制更简单、精度更高。电磁铁容易受到电磁干扰，而步进电机则不受电磁干扰。进一步推进实现液压阀的数字化。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种控制比例阀的数字控制装置，包括步进电机、传动机构、伸缩机构；

所述步进电机为带有步进电机控制器的步进电机；

所述传动机构的动力输入端与步进电机的动力输出轴连接，传动机构的动力输出端与伸缩机构的主动件连接，伸缩机构的从动件与比例阀的阀芯相对应。

进一步地，还包括壳体，所述步进电机、传动机构、伸缩机构均置于壳体内，所述壳体开设有用于露出伸缩机构从动件的导向孔。

进一步地，所述伸缩机构包括推杆、丝杠；

所述推杆为伸缩机构的从动件，所述推杆为空心推杆，空心推杆的前端设置扩径触头；

所述空心推杆内壁开设内螺纹，所述丝杠为伸缩机构的主动件，所述丝杠装配于空心推杆内，构成螺旋式伸缩机构。

进一步地，所述传动机构包括相啮合的驱动齿轮、从动齿轮，所述驱动齿轮与电机输出轴连接，从动齿轮与丝杠连接。

进一步地，还包括复位机构，所述复位机构与丝杠后端连接。

进一步地，所述复位机构为卷簧。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

步进电机在步进控制器的控制下，根据给定的数字量，可以进行正转、反转，以及转动的速度控制。驱动齿轮在步进电机的驱动下，带动从动齿轮转动，从而使丝杠转动，带动推杆移动。推杆的移动就带动了液压阀阀芯的位置，进而实现控制液压系统的压力、方向和流量。卷簧的作用是机械式复位机构，在出现意外停电或工作结束关电的情况下，带动丝杠转动，使推杆回到原位，进而使液压阀阀芯回到原位。

1、步进电机是数字化控制，使控制更简单、精度更高。

2、电磁铁容易受到电磁干扰，而步进电机则不受电磁干扰。

3、进一步推进实现液压阀的数字化。

附图说明

图1为本发明的一种控制比例阀的数字控制装置的结构示意图。

图中零部件标号：1--步进电机；2--驱动齿轮；3--卷簧；4--从动齿轮；5--壳体；6--丝杠；7--推杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种控制比例阀的数字控制装置，包括步进电机1、传动机构、伸缩机构；

所述步进电机为带有步进电机控制器的步进电机；

所述传动机构的动力输入端与步进电机的动力输出轴连接，传动机构的动力输出端与伸缩机构的主动件连接，伸缩机构的从动件与比例阀的阀芯相对应。

进一步地，还包括壳体5，所述步进电机、传动机构、伸缩机构均置于壳体内，所述壳体开设有用于露出伸缩机构从动件的导向孔。

进一步地，所述伸缩机构包括推杆7、丝杠6；

所述推杆为伸缩机构的从动件，所述推杆为空心推杆，空心推杆的前端设置扩径触头；

所述空心推杆内壁开设内螺纹，所述丝杠为伸缩机构的主动件，所述丝杠装配于空心推杆内，构成螺旋式伸缩机构。

进一步地，所述传动机构包括相啮合的驱动齿轮2、从动齿轮4，所述驱动齿轮与电机输出轴连接，从动齿轮与丝杠连接。

进一步地，还包括复位机构，所述复位机构与丝杠后端连接。

进一步地，所述复位机构为卷簧3。

工作原理：

步进电机1在步进控制器的控制下，根据给定的数字量，可以进行正转、反转，以及转动的速度控制。驱动齿轮2在步进电机的驱动下，带动从动齿轮4转动，从而使丝杠6转动，带动推杆7移动。推杆7的移动就带动了液压阀阀芯的位置，进而实现控制液压系统的压力、方向和流量。卷簧3的作用是机械式复位机构，在出现意外停电或工作结束关电的情况下，带动丝杠6转动，使推杆7回到原位，进而使液压阀阀芯回到原位。

本发明的先进性：

1、步进电机是数字化控制，使控制更简单、精度更高。

2、电磁铁容易受到电磁干扰，而步进电机则不受电磁干扰。

3、进一步推进实现液压阀的数字化。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。