可控变向及距离测量的激光电磁气压阀的制作方法

[0001]
本实用新型涉及激光电磁气压阀领域，尤其涉及一种可控变向及距离测量的激光电磁气压阀。


背景技术：

[0002]
传统电磁阀已相对成熟，应用医疗、工业、化工等各种领域。但由于所应用的环境往往对空间的要求没那么严格，因此空间上存在大量浪费。而气浮平台要求电磁阀大量高密度阵列排列一起，对电磁阀空间占用要求及其严格，故市场上传统电磁阀无法胜任。
[0003]
此外气浮平台要对悬浮物进行高密度高频率的运动状态测量，动态调节气浮平台喷出的气体的方向和气压大小，因此需要大量的激光传感器及喷气口的方向控制结构。而传统电磁阀并不具备这两种功能。特别是传统的方向控制结构对空间占用极大。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，将气压调节、激光传感及方向控制功能以极高的集成度集成在一起，尽可能的减少空间占用及空间浪费。针对空间占用极大的方向控制结构，本实用新型提出可控变向及距离测量的激光电磁气压阀，其中气悬浮平台可以为用于太阳翼测试的气悬浮平台。
[0005]
本申请实施例公开了一种可控变向及距离测量的激光电磁气压阀，其包括激光发射接收传感器和阀门单元，所述的阀门单元包括进气孔、泄气孔、气压控制组件、外壳和部分伸出外壳的柔性导管，所述的柔性导管伸出气阀单元部分的端口作为气压阀的出气孔，伸出部分的柔性导管外壁面环向布置有记忆合金组件；激光发射接收传感器布置在外壳上，且与出气孔位于同一侧；
[0006]
气压控制组件位于外壳内，包括气压传感器、电磁铁、安装块、弹簧、磁性部分阀门和非磁性部分阀门；安装块内设有凹槽；磁性部分阀门和非磁性部分阀门固定连接组成卸压阀门组件，磁性部分阀门通过弹簧与安装块的凹槽底部相连，电磁铁设置在凹槽底部且与磁性部分阀门正对设置；在磁性部分阀门不受磁力时，卸压阀门组件在弹簧弹力作用下堵塞泄压孔；气压传感器布置在安装块上；卸压阀门组件打开时，所述的进气孔、泄气孔、出气孔在阀块内通过气路相通。
[0007]
优选的，所述的记忆合金组件包括三片均匀安装在柔性导管周向外壁上的记忆合金片，所述记忆合金片的形变方向为柔性导管的轴线方向。
[0008]
优选的，所述的三片记忆合金片上缠绕有电加热丝；电加热丝连接人电流可对记忆合金片进行加热，从而使记忆合金片受热产生形变。
[0009]
优选的，所述的三片记忆合金片上的加热丝独立供电，记忆合金片在受热状态下伸展；初始状态下弯曲收缩。
[0010]
优选的，所述的泄气孔与出气孔位于外壳的不同侧。
[0011]
优选的，所述的磁性部分阀门与安装块的凹槽之间设置有弹性密封圈。
[0012]
相比于现有技术，本实用新型首先通过气压控制组件可以在不改变输入气压的情况下，对输出气体压力进行调整，从而气泵只需输出额定功率简化气泵的要求。
[0013]
本实用新型的喷气方向可以通过记忆合金片调整，从而改变喷气的方向；若将本实用新型应用于气悬浮平台，则喷气方向的改变对于气浮平台而言可以驱动其上气浮物姿态调整或实现气浮状态下运动；使气浮平台实现更多的功能。
[0014]
本实用新型将气压调节、激光传感及喷气方向调整功能以极高的集成度集成在一起，通过受电流激励受热变形的记忆合金来控制喷气孔的喷气方向，通过泄气孔和气阀单元内部的磁性阀门控制来实现喷气气压的调整，通过激光发射接收传感器来实现距离的检测，极大地简化机械结构和空间占用。
附图说明
[0015]
图1为激光电磁气压阀的外部结构示意图；
[0016]
图2为激光电磁气压阀的爆炸图；
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图3为激光电磁气压阀的剖视图；
[0018]
图4为记忆合金片状态变化图；
[0019]
图5为记忆合金片受不同电流激励使柔性导管弯曲的示意图。
具体实施方式
[0020]
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0021]
如图1-3所示，本实施例公开了一种可控变向及距离测量的激光电磁气压阀，其包括激光发射接收传感器1和阀门单元，所述的阀门单元包括进气孔8、泄气孔12、气压控制组件、外壳2和部分伸出外壳的柔性导管9，所述的柔性导管9伸出气阀单元部分的端口作为气压阀的出气孔11，伸出部分的柔性导管9外壁面环向布置有记忆合金组件10；激光发射接收传感器1布置在外壳上，且与出气孔位于同一侧；
[0022]
气压控制组件位于外壳内，包括气压传感器7、电磁铁、安装块5、弹簧6、磁性部分阀门4和非磁性部分阀门3；安装块5内设有凹槽；磁性部分阀门和非磁性部分阀门固定连接组成卸压阀门组件，磁性部分阀门通过弹簧6与安装块5的凹槽底部相连，电磁铁设置在凹槽底部且与磁性部分阀门正对设置；在磁性部分阀门不受磁力时，卸压阀门组件在弹簧弹力作用下堵塞泄压孔；气压传感器7布置在安装块5上；卸压阀门组件打开时，所述的进气孔8、泄气孔12、出气孔11在阀块内通过气路相通。
[0023]
本实施例所述柔性导管可选用橡胶材料。所述的记忆合金组件包括三片均匀安装在柔性导管周向外壁上的记忆合金片，所述记忆合金片的形变方向为柔性导管的轴线方向。
[0024]
所述的三片记忆合金片上缠绕有加热丝。如图4所示，所述的三片记忆合金片上的加热丝独立供电，记忆合金片在通电受热状态下伸展；原始状态下弯曲收缩。本实施例的记忆合金片选用镍钛合金材料，其能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状。采用电加热丝缠绕于记忆合金片上，通过恒定电流激励，使得加热丝发热并将热量传导至记忆合金片使之变形。可通过控制电流大小，在相同时间产生不同热量(热功率为w＝i2r，r为电加热丝，i为电流大小)，控制记忆合金形变程度。可采用三端稳压集成电路lm317
组建简单恒流源供电。记忆合金相比于电机等设备的驱动气压阀方向的变化，其驱动速度较慢，完全形变可能需要5、6s的时间，但其极其简单的机械结构、极小的空间占用和较低的成本十分满足本申请的需要。
[0025]
本实施例所述的泄气孔与出气孔位于外壳的不同侧。
[0026]
作为本实施例的一个可选方案，所述的磁性部分阀门4与安装块5的凹槽之间设置有弹性密封圈。弹性密封圈可选用橡胶材料，用于卸压阀门组件与安装块5之间的气密性。
[0027]
本实施例的气压传感器7是ms5540c压力传感器，其尺寸只有6.4mm*6.2mm。用于测量测量阀门3附件的气压。本实施例的激光发射接收传感器用于对悬浮物的距离测量，用于分析悬浮物的运动状态，激光发射接收传感器为较常用的距离检测组件，基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。
[0028]
本实施例的外壳用于封装电磁铁、阀门及相关电路和电子原件。非磁性部分阀门3和磁性部分阀门4通过高分子粘合剂粘合在一起，形成完整的阀门。用于泄压孔的关闭及打开。磁性部分阀门具有磁性，用于响应电磁铁。将阀分为非磁性和有磁性有利于阀门在响应时减少因为电磁场无效吸附力产生的摩擦力。进气孔用于与气泵连接。
[0029]
工作时，进气孔8与气泵相连，通入气体。出气口11喷出气体。当气体通过进气孔8流入气压阀，气道中的气压传感器7会测得当前气压，根据需要控制电磁铁通电断电或控制电流大小，从而控制卸压阀门组件的上下移动。卸压阀门组件配合泄压孔12便能动态调节出气口11喷出气体的气压。
[0030]
如图5所示，可以通过对三片记忆合金片激励不同大小的电流，控制出气口10的方向，从而控制气体喷出方向。图5中，左侧部分的记忆合金片通电，右侧部分未通电，整个出气口11往右弯曲。最后，在出气口11附件有一对激光传感器1，用于测量悬浮物体的距离及运动状态，并可根据距离调节输出气压以达到所需要求。
[0031]
本实用新型将气压调节、激光传感及喷气方向调整功能以极高的集成度集成在一起，通过受电流激励受热变形的记忆合金来控制喷气孔的喷气方向，通过泄气孔和气阀单元内部的磁性阀门控制来实现喷气气压的调整，通过激光发射接收传感器来实现距离的检测，极大地简化机械结构和空间占用。