智能化数字流量阀专用电控模块的制作方法

智能化数字流量阀专用电控模块的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能化数字流量阀专用电控模块，包括多个油压力传感器、多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路、稳压电源和电机驱动电路；所述多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路和电机驱动电路均与所述稳压电源相连接，由所述稳压电源为所述多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路和电机驱动电路提供电源；所述多个油压力传感器中的每一个油压力传感器均与所述多通道信号输入接口电路相连接，油压力传感器将检测到的模拟油压信号传输给所述多通道信号输入接口电路。本发明的智能化数字流量阀专用电控模块，具有可具有结构简单、性能稳定、抗干扰能力强、环境温度达到120℃、能满足叉车等车辆的控制要求等优点。
【专利说明】智能化数字流量阀专用电控模块

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能化数字流量阀专用电控模块，尤其是一种用于工程机械、专 用车辆（叉车）的智能化数字流量阀专用电控模块。

【背景技术】
[0002] 自从1981年第十届国际流体动力博览会上首次展出数字阀以来已有25年的历史 了，日本、美国、德国、英国、加拿大和中国等国家的一些科研单位相继进行了研究和应用， 已有了很大发展，像美国的Sperry、Yickers等公司，日本东京计器公司、油研公司已有数 字阀商品投放市场。数字阀在中国的使用较晚，但也有了十多年的历史，也取得了很大的成 就。但是，国内的电液数字阀毕竟尚处于研制阶段，离批量生产和普及应用尚有很大距离。


【发明内容】

[0003] 本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种智能化数字流量阀专 用电控模块，以解决由于温度过高导致流量阀故障率高、可靠性差的问题。
[0004] 本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
[0005] 智能化数字流量阀专用电控模块，其结构特点是，包括操作把手机构、多个油压力 传感器、多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路、稳 压电源和电机驱动电路；所述多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智 能逻辑单元电路和电机驱动电路均与所述稳压电源相连接，由所述稳压电源为所述多通道 信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路和电机驱动电路提 供电源；所述多个油压力传感器中的每一个油压力传感器均与所述多通道信号输入接口电 路相连接，油压力传感器将检测到的模拟油压信号传输给所述多通道信号输入接口电路；
[0006] 所述操作把手机构内设置有用于检测操作把手机构的操作动作的霍尔传感器，操 作把手机构上还设置有急停按钮，所述霍尔传感器和所述急停按钮均与所述多通道信号输 入接口电路相连接，以便将急停信号和操作控制信号发送给多通道信号输入接口电路；
[0007] 所述多通道信号输入接口电路与所述多路模拟转数字信号逻辑电路相连接，所述 多路模拟转数字信号逻辑电路与所述智能逻辑单元电路相连接；由多通道信号输入接口电 路接收油压力传感器发送的模拟油压信号并传输给所述多路模拟转数字信号逻辑电路，所 述多路模拟转数字信号逻辑电路将多通道信号输入接口电路发送的模拟油压信号转换为 数字油压信号后发送给所述智能逻辑单元电路；
[0008] 所述智能逻辑单元电路接收所述多路模拟转数字信号逻辑电路发送的数字油压 信号，并根据所述数字油压信号运算产生控制逻辑，并将控制逻辑发给电机驱动电路，通过 电机驱动电路驱动用于控制数字流量阀的步进电机。
[0009] 所述智能逻辑单元电路包括智能控制器U1 ;所述电机驱动电路包括步进电机控 制芯片U2和步进电机驱动芯片U3 ;
[0010] 所述步进电机驱动芯片U3通过所述步进电机控制芯片U2与所述智能控制器U1 相连接，步进电机驱动芯片U3和被控制数字流量阀的步进电机相连接；
[0011] 电容C1、电阻R1和电阻R2均与所述步进电机控制芯片U2相连接，电阻R3和电阻 R4均与所述步进电机驱动芯片U3相连接。
[0012] 本发明的智能化数字流量阀专用电控模块的结构特点也在于：
[0013] 所述智能控制器U1为单片机STC12C5A60S2。
[0014] 所述步进电机控制芯片U2为步进电机专用控制器L297。
[0015] 所述步进电机驱动芯片U3为电机驱动芯片L298N。
[0016] 所述数字流量阀包括阀体、阀芯、阀套、复位弹簧、顶杆、丝杠、螺母和步进电机； 所述阀体内部设置有阀腔，所述阀芯、阀套、复位弹簧、顶杆、丝杠和螺母均设置于所述阀 腔内；所述步进电机设置于所述阀体的右端，且所述步进电机的输出端与所述丝杠相连接 并由所述步进电机驱动所述丝杠转动；所述丝杠位于所述阀腔的右端，丝杠上套有所述螺 母，所述螺母的外周面上套设有一个螺母套，所述螺母套的左端部与所述顶杆的右端部相 抵接；所述顶杆的左端部与所述阀芯的右端部相抵接；所述阀芯的左端设置有所述复位弹 簧，且所述复位弹簧套设于所述阀芯的左端部的外周面上，所述阀套套设于所述阀芯的外 周面上；所述阀体的右端设置有一个封盖，所述封盖上设置有进液口，所述阀体上设置有一 个出液口；所述阀腔与所述进液口和出液口相连通，所述进液口和所述出液口分别通过进 液通道和出液通道与所述阀腔相连通；所述阀芯设置于所述进液通道与所述出液通道之 间，通过调整阀芯的位置来控制进液通道和所述出液通道之间的液体流量大小。
[0017] 所述步进电机的输出端通过一个联轴器与所述丝杠相连接。
[0018] 所述顶杆的外周面上设置有顶杆座。
[0019] 与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
[0020] 现行的叉车等车辆的升降和倾斜控制系统都采用电磁阀来调节系统的流量，而本 发明的智能化数字流量阀专用电控模块推出了一种采用步进电机控制的数字流量阀的阀 特性式的系统。传统叉车等车辆的升降和倾斜控制系统的电磁阀由于电磁特性的限制，环 境温度不能超过80°C，而叉车等车辆的发动机室的环境温度往往超过80°C，这就造成了实 际使用中故障率高、可靠性差等缺陷。而数字流量阀能够在120°C以下的环境温度中正常工 作。由步进电机转动停留的位置，定义步进阀各阀口的导通状态。本发明的智能化数字流 量阀专用电控模块，具有结构简单、性能稳定、抗干扰能力强、环境温度达到120°C，能满足 叉车等车辆的控制要求，并可轻易实现闭环控制，取代电液伺服控制阀器可靠性差、成本高 等缺陷。
[0021] 与传统电磁阀相比，步进阀有如下几个特点。
[0022] 1)提高了阀的位置精度；工作过程中，向执行机构供给的电流被中断时，液压力 不会因为阀位置的变动而发生快速变化，即系统出故障的情况下稳定性好；
[0023] 2)传统电控液压系统的电磁阀由于电磁特性的限制，环境温度不能超过80°C，而 叉车发动机室的环境温度经常在80°C?KKTC之间，这就造成了实际使用中故障率高、可 靠性差等缺陷，而步进节流阀能够在120°C以下的环境温度中正常工作，由步进电机转动停 留的位置，定义步进阀各阀口的导通状态；
[0024] 3)本发明的电液比例控制系统具有结构简单、性能稳定、抗干扰能力强、环境温度 达到120°C，能满足叉车工作要求，并可轻易实现闭环控制，取代电液伺服控制阀器可靠性 差、成本1?等缺陷。
[0025] 本发明的智能化数字流量阀专用电控模块，具有可具有结构简单、性能稳定、抗干 扰能力强、环境温度达到120°C、能满足叉车等车辆的控制要求等优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 图1为本发明的智能化数字流量阀专用电控模块的结构框图。
[0027] 图2为本发明的智能化数字流量阀专用电控模块的智能逻辑单元电路的电路图。
[0028] 图3为本发明的数字流量阀的主视图。
[0029] 图4为图3中的A-A剖视图。
[0030] 图5为本发明的新型集成电液比例控制系统的电控装置的操作把手机构的主视 图。
[0031] 图6为图5的B-B剖面图。
[0032] 图7为图5的手柄的操作控制示意图。
[0033] 图1?图7中标号为；1阀体，2阀芯，3阀套，4复位弹簧，5顶杆，6丝杠，7螺母， 8步进电机，9阀腔，10螺母套，11封盖，12进液通道，13出液通道，14联轴器，15顶杆座，16 固定套，17手柄，18底座，19手柄转套，20永磁钢块，21霍尔传感器，22急停按钮。
[0034] 以下通过【具体实施方式】，并结合附图对本发明作进一步说明。

【具体实施方式】
[0035] 参见附图1?附图7,本发明的智能化数字流量阀专用电控模块，包括操作把手机 构、多个油压力传感器、多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻 辑单元电路、稳压电源和电机驱动电路；所述多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信 号逻辑电路、智能逻辑单元电路和电机驱动电路均与所述稳压电源相连接，由所述稳压电 源为所述多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路和 电机驱动电路提供电源；所述多个油压力传感器中的每一个油压力传感器均与所述多通道 信号输入接口电路相连接，油压力传感器将检测到的模拟油压信号传输给所述多通道信号 输入接口电路；
[0036] 所述操作把手机构内设置有用于检测操作把手机构的操作动作的霍尔传感器，操 作把手机构上还设置有急停按钮，所述霍尔传感器和所述急停按钮均与所述多通道信号输 入接口电路相连接，以便将急停信号和操作控制信号发送给多通道信号输入接口电路； [0037] 所述多通道信号输入接口电路与所述多路模拟转数字信号逻辑电路相连接，所述 多路模拟转数字信号逻辑电路与所述智能逻辑单元电路相连接；由多通道信号输入接口电 路接收油压力传感器发送的模拟油压信号并传输给所述多路模拟转数字信号逻辑电路，所 述多路模拟转数字信号逻辑电路将多通道信号输入接口电路发送的模拟油压信号转换为 数字油压信号后发送给所述智能逻辑单元电路；
[0038] 所述智能逻辑单元电路接收所述多路模拟转数字信号逻辑电路发送的数字油压 信号，并根据所述数字油压信号运算产生控制逻辑，并将控制逻辑发给电机驱动电路，通过 电机驱动电路驱动用于控制数字流量阀的步进电机8。
[0039] 所述智能逻辑单元电路包括智能控制器U1 ;所述电机驱动电路包括步进电机控 制芯片U2和步进电机驱动芯片U3 ;
[0040] 所述步进电机驱动芯片U3通过所述步进电机控制芯片U2与所述智能控制器U1 相连接，步进电机驱动芯片U3和被控制数字流量阀的步进电机相连接；
[0041] 电容C1、电阻R1和电阻R2均与所述步进电机控制芯片U2相连接，电阻R3和电阻 R4均与所述步进电机驱动芯片U3相连接。
[0042] 智能控制器U1优选STC12C5A60S2。STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周 期（1T)的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传 统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D 转换，针对电机控制，强干扰场合。STC12C5A60S2有以下特点：1)同样晶振的情况下，速度 是普通51的8?12倍；2)有8路10位AD;3)多了两个定时器，带PWM功能；4)有SPI接 口；5)有 EEPR0M ;6)有 1K 内部扩展 RAM ;7)有 WATCH_D0G ;8)多一个串口；9) 10 口可以定 义，有四种状态；10)中断优先级有四种状态可定义。
[0043] 电机驱动电路是由驱动控制逻辑芯片L297以及芯片L298N组成的多功能电路。单 片机的I/O 口输出控制脉冲，经过L297、L298N驱动电路对脉冲进行处理，输出能直接控制 驱动电机或步进电机的驱动信号。
[0044] 步进电机控制芯片U2为L297。L297是意大利SGS半导体公司生产的步进电机专 用控制器，它能产生4相控制信号，可用于计算机控制的两相双极和四相单相步进电机，能 够用单四拍、双四拍、四相八拍方式控制步进电机。芯片内的PWM斩波器电路可开关模式下 调节步进电机绕组中的电机绕组中的电流。该集成电路采用了 SGS公司的模拟/数字兼容 的I2L技术，使用5V的电源电压，全部信号的连接都与TFL/CM0S或集电极开路的晶体管兼 容。L297芯片是具有20个引脚的双列直插式塑胶封装的步进电动机控制器。它可产生四 相驱动信号，能用半步（八拍）和全步（四拍）等方式驱动单片机控制两相双极或四相单 极步进电机。该芯片内部的PWM斩波器允许在关模式下控制步进电动机绕组电流，由于相 序信号也是由内部产生的，因此它只需要时钟、方向和模式输入信号便能控制步进电动机， 可减轻微处理器和程序设计的负担。
[0045] 步进电机驱动芯片U3为L298N。L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机 驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V;输出 电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A;内含两个Η桥的高电压大电流全桥式驱 动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平 信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一 个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反 馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个 四相电机，可以直接通过电源来调节输出电压；并可以直接用单片机的I/O 口提供信号，电 路简单，使用比较方便。
[0046] 所述智能控制器U1为单片机STC12C5A60S2。
[0047] 所述步进电机控制芯片U2为步进电机专用控制器L297。
[0048] 所述步进电机驱动芯片U3为电机驱动芯片L298N。
[0049] 所述数字流量阀包括阀体1、阀芯2、阀套3、复位弹簧4、顶杆5、丝杠6、螺母7和 步进电机8 ;所述阀体1内部设置有阀腔9,所述阀芯2、阀套3、复位弹簧4、顶杆5、丝杠6 和螺母7均设置于所述阀腔9内；所述步进电机8设置于所述阀体1的右端，且所述步进电 机8的输出端与所述丝杠6相连接并由所述步进电机8驱动所述丝杠6转动；所述丝杠6 位于所述阀腔9的右端，丝杠 6上套有所述螺母7,所述螺母7的外周面上套设有一个螺母 套10,所述螺母套10的左端部与所述顶杆5的右端部相抵接；所述顶杆5的左端部与所述 阀芯2的右端部相抵接；所述阀芯2的左端设置有所述复位弹簧4,且所述复位弹簧4套设 于所述阀芯2的左端部的外周面上，所述阀套3套设于所述阀芯2的外周面上；所述阀体1 的右端设置有一个封盖11，所述封盖11上设置有进液口，所述阀体1上设置有一个出液口； 所述阀腔9与所述进液口和出液口相连通，所述进液口和所述出液口分别通过进液通道12 和出液通道13与所述阀腔9相连通；所述阀芯2设置于所述进液通道12与所述出液通道 13之间，通过调整阀芯2的位置来控制进液通道12和所述出液通道13之间的液体流量大 小。本发明的电控装置的数字流量阀，当需要调整流量大小时，只需启动步进电机。要减小 流量时，通过步进电机带动所述丝杠转动，丝杠转动时位于丝杠外周上的螺母沿着所述丝 杠的轴向向左发生直线移动，进而推动螺母套直线移动，螺母套推动所述顶杆运动，进而带 动阀芯运动，从而控制进液通道和出液通道之间的间隙大小，进而实现进液口和出液口之 间的流量大小的目的。本发明的电控装置的数字流量阀，是通过步进电机实现流量大小的 控制的，不仅控制精度高，而且步进电机所使用的磁性材料的退磁点都在130°C以上，有的 甚至高达200°C以上，所以步进电机外表温度在80?90°C完全正常，避免了采用电磁系统 的流量阀由于温度超过80?90°C时存在故障率高、可靠性差的问题。需要增加流量时，步 进电机反向转动，阀芯的复位弹簧的作用下向右移动，使得进液通道与出液通道之间的间 隙增大，从而增大流量。
[0050] 所述步进电机8的输出端通过一个联轴器14与所述丝杠6相连接。
[0051] 所述顶杆5的外周面上设置有顶杆座15。由所述顶杆座固定所述顶杆，所述顶杆 座套设于所述顶杆的外周面上，顶杆的左右两端均伸出于所述顶杆座之外，顶杆可在所述 顶杆座内左右直线滑动。顶杆的右端与所述螺母套相抵接，顶杆的左端顶在所述阀芯上。 所述阀芯的右端部设了一个凹槽，所述顶杆的左端恰好卡在所述凹槽内，以使得所述顶杆 与所述阀芯之间不会相互脱离。所述顶杆座15与所述步进电机8之间设置有一个固定套 16 ;所述丝杠6、螺母7和螺母套10均位于所述固定套16的内腔中。所述固定套作为步进 电机和所述阀体之间的过渡装置，由所述丝杠和所述螺母构成的丝杠螺母副和联轴器等部 件均位于所述固定套之内。所述固定套与所述顶杆座之间通过螺钉固定在所述阀体上。顶 杆座的右端伸出于阀体的阀腔外，顶杆座的左端伸入至所述阀腔之内。
[0052] 本发明的智能化数字流量阀专用电控模块，由各种传感器将多种信息经过多通道 信号输入接口电路输送到多路模拟转数字信号逻辑电路，转换后的数字信息送入计算机智 能逻辑处理单元电路，在这里经过逻辑处理与控制策略判断比对，将控制信息输送到控制 逻辑单元，进而经过电机驱动电路去控制数字流量阀的步进电机，以便最终达到控制流量 大小的目的。
[0053] 电源部分为智能开关电源模块，具有过流保护，能自动适应输入电压宽范围波动。
[0054] 现行的叉车等车辆的升降和倾斜控制系统都采用电磁阀来调节系统的流量，而本 发明的智能化数字流量阀专用电控模块推出了一种采用步进电机控制的数字流量阀的阀 特性式的系统。具体的叉车控制过程中，可采用多个数字流量阀分别实现叉车等车辆的升 降、倾斜等控制动作。所述智能控制器U1可实现多个步进电机的同时控制。只需对每个步 进电机再设置一套由驱动控制逻辑芯片L297以及芯片L298N组成的电机驱动电路，将电机 驱动电路连接在智能控制器U1和被控的步进电机之间即可实现数字流量阀的流量控制， 进而实现叉车升降和倾斜等各种动作的控制。
[0055] 传统叉车等车辆的升降和倾斜控制系统的电磁阀由于电磁特性的限制，环境温度 不能超过80°C，而叉车等车辆的发动机室的环境温度往往超过80°C，这就造成了实际使用 中故障率高、可靠性差等缺陷。而智能化数字流量阀能够在120°C以下的环境温度中正常工 作。由步进电机转动停留的位置，定义步进阀各阀口的导通状态。本发明的智能化数字流 量阀专用电控模块，具有结构简单、性能稳定、抗干扰能力强、环境温度达到120°C，能满足 叉车等车辆的控制要求，并可轻易实现闭环控制，取代电液伺服控制阀器可靠性差、成本高 等缺陷。
[0056] 具体工作时，当操作人员移动操纵手柄时，手柄内部的霍尔传感器检测到操纵手 柄的动作（倾斜操作、举升操作、急停中位等动作），将操作信号发送给智能化数字流量阀 系统的配套专用电控模块核心部件智能控制器U1，由智能控制器U1将控制信号发送给两 个步进电机驱动电路，由两个步进电机驱动电路驱动用于控制倾斜和升降的倾斜数字流量 阀和升降数字流量阀的步进电机，从而控制两个数字流量阀的进出油量，对倾斜液压缸、升 降液压缸进行倾斜操作和升降控制。倾斜数字流量阀、升降数字流量阀均与所述智能控制 器U1相连接，由智能控制器U1检测倾斜数字流量阀、升降数字流量阀的动作。依据外部检 测数字流量阀的进口、出口压力，经模块内部智能逻辑单元电路分析处理，从而输出控制数 字流量阀开启动作，实现流量阀阀芯的精准定位。
[0057] 如图1和2所示，智能化数字流量阀专用电控模块内部组成包括多通道信号输入 接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路、稳压电源和步进电机驱动电 路；多通道信号输入接口电路和多路模拟转数字信号逻辑电路用于连接外部多种传感器； 多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路和电机驱动 电路均与稳压电源相连接；多通道信号输入接口电路与多路模拟转数字信号逻辑电路相连 接，多路模拟转数字信号逻辑电路与智能逻辑单元电路相连接；电机驱动电路包括步进电 机驱动电路A和步进电机驱动电路B。智能逻辑处理单元依据操作把手机构动作信号和安 放在外部流量阀上的进口 1压力、出口 1压力、进口 2压力、出口 2压力信号，通过内部的步 进电机驱动电路A、步进电机驱动电路B分别控制步进电机A、步进电机B。
[0058] 电源部分为智能开关电源模块，具有过流保护，能自动适应输入电压宽范围波动。
[0059] 如图5?7为操作把手机构的结构图。操作把手机构包括有手柄17、底座18、手柄 转套19和急停按钮22,手柄17与手柄转套19相对应的位置分别安装一对霍尔元件21 (即 霍尔传感器）和永磁钢块20(即磁钢）。当手柄转套转动时，霍尔元件和磁钢的相对位置变 化，传感器发出的信号随其距离变化而变化，当手柄位于中位时，其输出信号在2. 5±0. 3V 之间，当操作该操纵位时，手柄转套转动，其输出信号在2. 8?4. 4V或0. 6?2. 2V之间，输 出信号随操作幅度增大而远离2. 5V，手柄顶部按钮按动是，为中位停止操作，此时输出信号 为 2. 5V。
[0060] 操纵手柄位置传感器，即霍尔传感器发出的信号随其操纵位置的变化而变化，当 手柄位于中位或反位操作时，其输出信号在0.6?2. 8V之间，ECU控制相应比例阀电流约 90mA左右，该比例阀处于关闭状态，相应的先导控制油压为零（不动作）；当操作该操纵位 时，其输出信号在3. 0?4. 4V之间，随操作幅度增大而增大，ECU控制相应比例阀电流随之 按比例在300?1000mA间变化，相应的先导控制油压在0. 5?2. 9MPa间变化，从而控制相 应的动作换向阀开度。
[0061] 为确保安全，在打开电源和起动前，控制装置E⑶需确认各操纵位置位于中位（4 个位置传感信号电压均应为2. 5±0. 3V，否则以操纵手柄不在中位而对叉车门架上升/下 降、叉车货叉前倾/后倾等所有动作的控制比例阀电流进行锁定保护，禁止其工作。
[0062] 按下急停开关按钮22,控制装置E⑶需确认各操纵位置位于中位，对控制比例阀 电流进行锁定保护，禁止其工作。
[0063] 本发明的智能化数字流量阀专用电控模块，结构简单，操纵可靠，装置操纵空间布 置容易；操作把手机构采用霍尔元件，结构简单，动作控制精准、可靠，过程控制稳定，多种 逻辑控制实施迅速、准确，抗干扰能力强；输出控制压力稳定。
[0064] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
【权利要求】
1. 智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，包括操作把手机构、多个油压力传感 器、多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路、稳压电 源和电机驱动电路；所述多通道信号输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻 辑单元电路和电机驱动电路均与所述稳压电源相连接，由所述稳压电源为所述多通道信号 输入接口电路、多路模拟转数字信号逻辑电路、智能逻辑单元电路和电机驱动电路提供电 源；所述多个油压力传感器中的每一个油压力传感器均与所述多通道信号输入接口电路相 连接，油压力传感器将检测到的模拟油压信号传输给所述多通道信号输入接口电路； 所述操作把手机构内设置有用于检测操作把手机构的操作动作的霍尔传感器，操作把 手机构上还设置有急停按钮，所述霍尔传感器和所述急停按钮均与所述多通道信号输入接 口电路相连接，以便将急停信号和操作控制信号发送给多通道信号输入接口电路。 所述多通道信号输入接口电路与所述多路模拟转数字信号逻辑电路相连接，所述多路 模拟转数字信号逻辑电路与所述智能逻辑单元电路相连接；由多通道信号输入接口电路接 收油压力传感器发送的模拟油压信号并传输给所述多路模拟转数字信号逻辑电路，所述多 路模拟转数字信号逻辑电路将多通道信号输入接口电路发送的模拟油压信号转换为数字 油压信号后发送给所述智能逻辑单元电路； 所述智能逻辑单元电路接收所述多路模拟转数字信号逻辑电路发送的数字油压信号， 并根据所述数字油压信号运算产生控制逻辑，并将控制逻辑发给电机驱动电路，通过电机 驱动电路驱动用于控制数字流量阀的步进电机（8)。
2. 根据权利要求1所述的智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，所述智能逻辑 单元电路包括智能控制器U1 ;所述电机驱动电路包括步进电机控制芯片U2和步进电机驱 动芯片U3 ; 所述步进电机驱动芯片U3通过所述步进电机控制芯片U2与所述智能控制器U1相连 接，步进电机驱动芯片U3和被控制数字流量阀的步进电机相连接； 电容C1、电阻R1和电阻R2均与所述步进电机控制芯片U2相连接，电阻R3和电阻R4 均与所述步进电机驱动芯片U3相连接。
3. 根据权利要求1和2所述的智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，所述智能控 制器U1为单片机STC12C5A60S2。
4. 根据权利要求1所述的智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，所述步进电机 控制芯片U2为步进电机专用控制器L297。
5. 根据权利要求1所述的智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，所述步进电机 驱动的芯片U3为电机驱动芯片L298N。
6. 根据权利要求1所述的智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，所述数字流量 阀包括阀体（1)、阀芯（2)、阀套（3)、复位弹簧（4)、顶杆（5)、丝杠（6)、螺母（7)和步进电机 ⑶；所述阀体⑴内部设置有阀腔（9)，所述阀芯（2)、阀套（3)、复位弹簧（4)、顶杆（5)、 丝杠（6)和螺母（7)均设置于所述阀腔（9)内；所述步进电机（8)设置于所述阀体（1)的 右端，且所述步进电机（8)的输出端与所述丝杠（6)相连接并由所述步进电机（8)驱动所 述丝杠（6)转动；所述丝杠（6)位于所述阀腔（9)的右端，丝杠（6)上套有所述螺母（7)， 所述螺母（7)的外周面上套设有一个螺母套（10)，所述螺母套（10)的左端部与所述顶杆 (5)的右端部相抵接；所述顶杆（5)的左端部与所述阀芯（2)的右端部相抵接；所述阀芯 (2)的左端设置有所述复位弹簧（4)，且所述复位弹簧（4)套设于所述阀芯（2)的左端部的 外周面上，所述阀套（3)套设于所述阀芯（2)的外周面上；所述阀体（1)的右端设置有一个 封盖（11)，所述封盖（11)上设置有进液口，所述阀体（1)上设置有一个出液口；所述阀腔 (9)与所述进液口和出液口相连通，所述进液口和所述出液口分别通过进液通道（12)和出 液通道（13)与所述阀腔（9)相连通；所述阀芯（2)设置于所述进液通道（12)与所述出液 通道（13)之间，通过调整阀芯⑵的位置来控制进液通道（12)和所述出液通道（13)之间 的液体流量大小。
7. 根据权利要求1所述的智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，所述步进电机 (8)的输出端通过一个联轴器（14)与所述丝杠（6)相连接。
8. 根据权利要求1所述的智能化数字流量阀专用电控模块，其特征是，所述顶杆（5)的 外周面上设置有顶杆座（15)。
【文档编号】F16K31/04GK104121406SQ201410379651
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】许国仁, 杨凌冬 申请人:合肥正威液压科技有限公司