本實用新型涉及浮空器的排氣閥控制，具體涉及一種排氣閥的控制裝置，用于控制排氣閥的閥蓋運動，從而開啟或關(guān)閉所述排氣閥。

背景技術(shù)：

浮空器一般是指一種主要依靠自身浮力升空的飛行器。浮空器主要由氣囊和布設(shè)在氣囊之上的各種設(shè)備組成，氣囊內(nèi)充入密度小于空氣的浮升氣體，氣囊內(nèi)外氣體的密度差產(chǎn)生的浮力為浮空器提供絕大部分或全部升力。

浮空器的氣囊都有一定的內(nèi)外壓強差承受范圍，這個范圍是由氣囊材料強度、氣囊體積及結(jié)構(gòu)等參數(shù)決定。當(dāng)氣囊內(nèi)外壓強差超過一定的上限值時，氣囊就會發(fā)生不可恢復(fù)的破裂，影響試驗或飛行安全。

浮空器在升空或溫度升高時，隨著氣囊內(nèi)氣體的膨脹，其內(nèi)外壓強差會增加，這時需要排出氣囊內(nèi)的部分氣體，以確保內(nèi)外壓強差不會超過設(shè)定的上限值；另外，在一些緊急情況，需要排出氣囊內(nèi)的部分或全部氣體，使浮空器迅速降落至安全高度或地面。

排氣閥安裝在浮空器氣囊上的開口處，根據(jù)任務(wù)需要來打開開口排出浮空器氣囊內(nèi)的氣體，或者關(guān)閉開口停止排氣，負責(zé)執(zhí)行氣囊的排氣任務(wù)。排氣閥內(nèi)部具有控制電路和相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)限位控制及反饋信號的輸出。

傳統(tǒng)的排氣閥控制裝置如圖1所示，包括第一二極管D1a、第二二極管D2a、第一限位開關(guān)S1a和第二限位開關(guān)S2a，通過外部供電電源的極性轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)排氣閥的打開或關(guān)閉。當(dāng)電源正端子V1接電源12V，電源負端子V2接電源地時，第一二極管D1a導(dǎo)通，第二二極管D2a截止，電流流經(jīng)第一二極管D1a，電壓Motor-a和第二限位開關(guān)S2a，電機Motor-a向下轉(zhuǎn)動，帶動閥蓋a向下移動，當(dāng)Ma點離開第一限位開關(guān)S1a時，將第一限位開關(guān)S1a的觸點S13切換至觸點S11，第一限位開關(guān)S1a導(dǎo)通，當(dāng)Na點行至第二限位開關(guān)S2a時，將第二限位開關(guān)S2a的觸點S23切換至觸點S21，第二限位開關(guān)S2a斷開，電機Motor-a停止動作，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)電源正端子V1接電源地，電源負端子V2接電源12V時，第二二極管D2a導(dǎo)通，第一二極管D1a截止，電流流經(jīng)第二二極管D2a，電機Motor-a和第一限位開關(guān)S1a，電機Motor-a向上轉(zhuǎn)動，帶動閥蓋a向上移動，當(dāng)Na點離開第二限位開關(guān)S2a時，將第二限位開關(guān)S2a的觸點S21切換至觸點S23，第二限位開關(guān)S2a導(dǎo)通，當(dāng)Ma點行至第一限位開關(guān)S1a時，將第一限位開關(guān)S1a的觸點S11切換至觸點S13，第一限位開關(guān)S1a斷開，電機Motor-a停止動作，排氣閥打開。另外，通過采集觸點S21和V2之間的電平差可知排氣閥是否關(guān)閉，作為排氣閥工作狀態(tài)的反饋信號，當(dāng)排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，觸點S21與觸點S22導(dǎo)通，則其與V2之間的電平差約為11V；當(dāng)排氣閥離開關(guān)閉位置后，觸點S21懸空，則其與V2之間的電平差為0V。這種電路存在以下問題：

1、抗震動能力差。限位開關(guān)觸點之間的切換需要一定的位移量，有兩個切換動作為瞬時動作，動作時間極短，即第二限位開關(guān)S2a的觸點S23斷開和第一限位開關(guān)S1a的觸點S11斷開時，電流回路切斷，電機Motor-a即刻停轉(zhuǎn)，閥蓋a即刻停止移動，存在觸點S23或觸點S11斷開不徹底的情況。在斷開不徹底時，如有震動，則會發(fā)生觸點的開關(guān)狀態(tài)來回變化的情況，造成排氣閥工作狀態(tài)異常。

2、反饋信號不可靠。同樣由于問題1所屬原因，在排氣閥關(guān)閉的瞬間，存在觸點S21接觸不牢的情況，如果接觸不牢，會造成反饋信號異常。

3、第一限位開關(guān)S1a和第二限位開關(guān)S2a為機械開關(guān)，需要承載大電流(電機工作電流，根據(jù)所選電機不同，可能達3A)，在開關(guān)的瞬間會發(fā)生拉弧現(xiàn)象，對觸點造成燒蝕，多次開關(guān)后失效風(fēng)險大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于上述問題，本實用新型提供一種排氣閥的控制裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的抗震動能力差和反饋信號不可靠的技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本實用新型提供一種排氣閥的控制裝置，用于控制排氣閥的閥蓋運動，從而開啟或關(guān)閉所述排氣閥，裝置包括電源、控制電路、電機和機械部分，電源對電機供電，以使電機驅(qū)動所述機械部分運動，從而使機械部分帶動閥蓋運動；

當(dāng)機械部分沿某方向運動到固定位置時，機械部分觸發(fā)控制電路，控制電路控制電源繼續(xù)對電機供電一段時間后斷電。

(三)有益效果

本實用新型提供的排氣閥的控制裝置具有如下優(yōu)點：

1、能夠根據(jù)兩個供電接口的極性不同，實現(xiàn)閥門的開關(guān)和閥蓋的限位控制。

2、在控制電路上的限位開關(guān)斷開后，控制電路能進一步放電，使電源能夠繼續(xù)驅(qū)動電機一段時間，使得電機的延時停轉(zhuǎn)，且延時時長可調(diào)，保證開關(guān)的動作到位。

3、提供可靠的反饋信號，準確反映電機的工作狀態(tài)，開、關(guān)或動作中。

4、機械式限位開關(guān)不承載大電流，僅作為通斷信號使用，降低其失效風(fēng)險。

5、可適應(yīng)不同的電機工作電壓。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有排氣閥的控制裝置的原理框圖。

圖2為本實用新型實施例提供的排氣閥的控制裝置的原理框圖。

圖3為本實用新型中場效應(yīng)管電路的變化形式圖。

具體實施方式

本實用新型提供一種排氣閥的控制裝置，用于控制排氣閥的閥蓋運動，從而開啟或關(guān)閉所述排氣閥，裝置包括電源、控制電路、電機和機械部分，電源對電機供電，以使電機驅(qū)動機械部分運動，從而使機械部分帶動閥蓋運動；當(dāng)機械部分沿某方向運動到固定位置時，機械部分觸發(fā)控制電路，控制電路控制電源繼續(xù)對電機供電一段時間后斷電。

其中，控制電路在被所述機械部分觸發(fā)前，電源對所述控制電路進行充電，控制電路被機械部分觸發(fā)后進行放電，以使所述電源繼續(xù)對所述電機供電，直到所述控制電路放電結(jié)束。

在本實用新型的一種實施方式中，電源包括第一供電接口和第二供電接口，當(dāng)?shù)谝还╇娊涌跒殡娫凑龢O、第二供電接口為電源負極時，電機正向轉(zhuǎn)動，當(dāng)?shù)谝还╇娊涌跒殡娫簇摌O、第二供電接口為電源正極時，所述電機反向轉(zhuǎn)動。

在本實用新型的一種實施方式中，控制電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、第一限位開關(guān)、第二限位開關(guān)、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，其中：

第一供電接口與第一場效應(yīng)管的源極連接，第一場效應(yīng)管的漏極依次與第二限位開關(guān)、第三電阻串接后與第二場效應(yīng)管的柵極連接；

第二供電接口與所述第二場效應(yīng)管的源極連接，第二場效應(yīng)管的漏極依次與第一限位開關(guān)、第一電阻串接后與第一場效應(yīng)管的柵極連接；

第二電阻的一端與所述第一供電接口連接，另一端與第一場效應(yīng)管的柵極連接，第一電容并聯(lián)在所述第二電阻兩端；

第四電阻的一端與所述第二供電接口連接，另一端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，第二電容并聯(lián)在所述第四電阻兩端；

電機接電的兩端分別與第一場效應(yīng)管的漏極、第二場效應(yīng)管的漏極連接；

第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)為常閉開關(guān)，其中，當(dāng)所述第一限位開關(guān)或第二限位開關(guān)被所述機械部分斷開時，觸發(fā)所述控制電路。

在本實用新型的一種實施方式中，機械部分包括第一頂桿和第二頂桿，電機正向轉(zhuǎn)動時，帶動第二頂桿頂開所述第二限位開關(guān)，電機反向轉(zhuǎn)動時，帶動所述第一頂桿頂開第一限位開關(guān)。

在本實用新型的一種實施方式中，第一頂桿、第二頂桿與閥蓋為一體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)整體運動時，可帶動閥蓋開啟或關(guān)閉，其中，頂桿與電機之間通過齒輪和齒條連接，當(dāng)電機正向轉(zhuǎn)動時，與電機旋轉(zhuǎn)軸固連的齒輪帶動齒條向下運動，所以頂桿向第二限位開關(guān)方向運動，以頂開第二限位開關(guān)，此時閥蓋開啟，當(dāng)電機反向轉(zhuǎn)動時，與電機旋轉(zhuǎn)軸固連的齒輪帶動齒條向上運動，所以頂桿向第一限位開關(guān)方向運動，以頂開第一限位開關(guān)，此時閥蓋關(guān)閉。

本實用新型的工作原理在于，控制電路可以控制電源對電機的供電，電源在對電機進行供電時，同時也對控制電路進行充電，當(dāng)機械部分觸發(fā)控制電路后，控制電源進行放電，此時電源繼續(xù)對電機進行供電，當(dāng)控制電路放電完畢時，控制電路斷開電源與電機的連接，從而使電源停止對電機供電。具體地，在第一限位開關(guān)或第二限位開關(guān)被頂開時，即是機械部分觸發(fā)控制電路，此時電源不再對控制電路進行充電，所以控制電路的第一電容或第二電容進行放電，使得第一場效應(yīng)管或第二場效應(yīng)管繼續(xù)導(dǎo)通，進而繼續(xù)使得電源對電機供電，以令頂桿進一步頂開第一限位開關(guān)或第二限位開關(guān)，保證開關(guān)的動作到位。

進一步，第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管為MOS管。

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。

圖2為本實用新型實施例提供的排氣閥的控制裝置的原理框圖，如圖2所示，裝置包括電路部分和機械部分，其中：

電路部分包括供電接口C和D，場效應(yīng)管1，場效應(yīng)管2，上限位開關(guān)，下限位開關(guān)，電容1，電容2，電阻1，電阻2，電阻3，電阻4和電機，用于控制電機的正反轉(zhuǎn)及限位延時停轉(zhuǎn)，同時提供反饋信號。

機械部分主體為閥蓋，其上安裝有上頂桿和下頂桿，用于實現(xiàn)閥門的開關(guān)及閥蓋運動的機械限位，其中，上頂桿、下頂桿與閥蓋為一體結(jié)構(gòu)，該一體結(jié)構(gòu)向上運動時，帶動排氣閥的閥蓋向上運動，從而使閥蓋關(guān)閉，該一體結(jié)構(gòu)向下運動時，帶動排氣閥的閥蓋向下運動，從而使閥蓋打開。

下面分別就排氣閥的一個工作循環(huán)進行說明，包括正在打開，打開完成，正在關(guān)閉和關(guān)閉完成。

這里假定排氣閥的初始狀態(tài)為關(guān)閉完成，電機工作電壓為12V。此時供電接口C接12V，供電接口D接0V，上限位開關(guān)閉合，閥蓋上的下頂桿頂開下限位開關(guān)，下限位開關(guān)斷開，場效應(yīng)管2的4點電平為0V，場效應(yīng)管2的6和5點之間為斷路，無電流回路，電機停轉(zhuǎn)。此時，AD之間電平差為11V(12V除去場效應(yīng)管1的壓降)，BC之間電平差為-1V(場效應(yīng)管1的壓降)。

當(dāng)供電接口C接0V，供電接口D接12V時，此時A點電平為11V，上限位開關(guān)閉合，因此場效應(yīng)管1的1點電平也為11V，其3和2點導(dǎo)通，電流從供電接口D開始，流經(jīng)場效應(yīng)管2的5點和6點，A點，電機，B點，場效應(yīng)管1的3點和2點，最后回到供電接口C，電機反向轉(zhuǎn)動，帶動閥蓋向上移動，此時電容1完成充電；當(dāng)下頂桿離開下限位開關(guān)時，下限位開關(guān)自動閉合；電機持續(xù)反向轉(zhuǎn)動，此時排氣閥正在關(guān)閉，AD之間電平差為-1V，BC之間電平差為1V(場效應(yīng)管1的壓降)；當(dāng)閥蓋上的上頂桿移動至上限位開關(guān)時，將上限位開關(guān)頂開，從A點經(jīng)上限位開關(guān)至場效應(yīng)管1的1點間的通路斷開，此時電容1開始放電，場效應(yīng)管1的1點電平繼續(xù)維持為11V，場效應(yīng)管1的2和3點間保持導(dǎo)通，電機繼續(xù)反向轉(zhuǎn)動，上頂桿繼續(xù)向上移動，使上限位開關(guān)徹底斷開，當(dāng)電容1放電完畢后，場效應(yīng)管1的3和2點間斷開，整個電流回路斷開，電機停轉(zhuǎn)，排氣閥打開完成，此時AD之間電平差為-1V，BC之間電平差為11V。

當(dāng)供電接口C接12V，供電接口D接0V時，此時B點電平為11V，下限位開關(guān)閉合，因此場效應(yīng)管2的4點電平也為11V，其6和5點導(dǎo)通，電流從供電接口C開始，流經(jīng)場效應(yīng)管1的2點和3點，B點，電機，A點，場效應(yīng)管2的6點和5點，最后回到供電接口D，電機正向轉(zhuǎn)動，帶動閥蓋向下移動，此時電容2完成充電；當(dāng)上頂桿離開上限位開關(guān)時，上限位開關(guān)自動閉合；電機持續(xù)正向轉(zhuǎn)動，此時排氣閥正在關(guān)閉，AD之間電平差為1V(場效應(yīng)管2的壓降)，BC之間電平差為-1V；當(dāng)閥蓋上的下頂桿移動至下限位開關(guān)時，將下限位開關(guān)頂開，從B點經(jīng)下限位開關(guān)至場效應(yīng)管2的4點間的通路斷開，此時電容2開始放電，場效應(yīng)管2的4點電平繼續(xù)維持為11V，場效應(yīng)管2的6和5點間保持導(dǎo)通，電機繼續(xù)正向轉(zhuǎn)動，下頂桿繼續(xù)向下移動，使下限位開關(guān)徹底斷開，當(dāng)電容2放電完畢后，場效應(yīng)管2的6和5點間斷開，整個電流回路斷開，電機停轉(zhuǎn)，排氣閥關(guān)閉完成，此時AD之間電平差為11V，BC之間電平差為-1V。

通過調(diào)整電容1和電容2的容值可改變其放電時長，進而控制電機延時轉(zhuǎn)動的時長。

當(dāng)電機工作電壓變大時，可通過增大電阻1和電阻3的阻值來使電路仍能夠正常工作。

需要說明的是，圖2中的場效應(yīng)管1和場效應(yīng)管2內(nèi)部均集成有二極管，用于實現(xiàn)漏極到源極的反向?qū)?。以場效?yīng)管1為例，當(dāng)供電接口D接為正極時，場效應(yīng)管1的3到2點是導(dǎo)通的，而當(dāng)供電接口C為正極時，若場效應(yīng)管1內(nèi)部沒集成有二極管，此時場效應(yīng)管1的2到3點不導(dǎo)通，這樣，通過在場效應(yīng)管1源極和漏極之間并聯(lián)一個二極管，實現(xiàn)了場效應(yīng)管1的2到3點導(dǎo)通。當(dāng)然，本實用新型所采用的場效應(yīng)管也不限于上述集成有二極管的場效應(yīng)管，也可采用普通的場效應(yīng)管，其內(nèi)部不集成有二極管，這樣可在場效應(yīng)管外部并聯(lián)相應(yīng)的二極管，如圖3所示，圖3電路為圖2中的場效應(yīng)管部分的變化形式，具有同等功能。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。