專利名稱：步進(jìn)式氣動數(shù)字閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氣動數(shù)字伺服閥，適用于氣動控制場合。
背景技術(shù)：
近年來氣動技術(shù)發(fā)展迅速，國外的企業(yè)在開發(fā)新產(chǎn)品過程中，不斷 提高自己產(chǎn)品競爭力謀求以質(zhì)取勝。原有傳統(tǒng)的氣動元件由于結(jié)構(gòu)落 后、體積大、可靠性差等原因逐漸已被新出現(xiàn)的氣動元件代替。
對于高速，高精度氣動控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的電磁驅(qū)動伺服閥造價昂貴， 對環(huán)境要求高，而且輸出壓力小，在控制上不能實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制， 因此，用傳統(tǒng)的伺服閥作為實(shí)驗系統(tǒng)的氣動控制元件有一定的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服己有的數(shù)字伺服閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、不能直接實(shí)現(xiàn) 數(shù)字控制的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、能夠直 接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的步進(jìn)式氣動伺服閥。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種步進(jìn)式氣動數(shù)字閥，包括閥座、閥體和步進(jìn)電機(jī)，閥體位于 閥座內(nèi)，所述閥體包括閥芯和閥套，所述閥芯可左右往復(fù)移動地安裝 在閥套上，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與偏心機(jī)構(gòu)的輸入端聯(lián)接，所述偏 心機(jī)構(gòu)的輸出端與閥芯聯(lián)動。
作為優(yōu)選的一種方案所述偏心機(jī)構(gòu)包括輸入軸、與輸入軸中心 呈偏心的輸出軸，所述輸出軸安裝在輸入軸的下端，所述輸出軸位于 閥芯的兩塊擋板之間。進(jìn)一步，閥芯與閥套之間過渡配合，所述閥套與閥座之間過渡配 合，所述閥座的兩側(cè)與外端蓋密封連接，在閥套與外端蓋之間設(shè)有起 到密封作用的內(nèi)端蓋，所述閥座與連接板固定連接。
再進(jìn)一步，在所述偏心機(jī)構(gòu)左右兩側(cè)的閥座上對稱地設(shè)有限位銷 釘，在所述偏心機(jī)構(gòu)上設(shè)有定位銷釘，所述定位銷釘與限位銷釘配合。
本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為步進(jìn)式氣動數(shù)字閥機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，主 要由步進(jìn)電機(jī)模塊、閥體模塊和閥座模塊三部分組成。步進(jìn)電機(jī)在控 制信號的作用下工作并通過偏心機(jī)構(gòu)作用于閥芯，偏心機(jī)構(gòu)將其自身 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成為閥芯的直線往復(fù)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)對閥芯 運(yùn)動的控制。
步進(jìn)式氣動數(shù)字閥的控制技術(shù)，主要是通過單片機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的 連續(xù)跟蹤控制技術(shù)。在這種技術(shù)中，采用一種特殊的算法。即在每一 個采樣周期內(nèi)，單片機(jī)讀取每一個輸入數(shù)字信號的離散值，就把它轉(zhuǎn) 換成一種特殊的數(shù)字控制信號，直接輸出給步進(jìn)電機(jī)，以控制步進(jìn)電 機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。
步進(jìn)式氣動數(shù)字閥與傳統(tǒng)的氣動數(shù)字伺服閥相比，具有以下優(yōu)勢:
(1) 由于控制器中不存在著模擬電路，不會產(chǎn)生溫漂和零漂；
(2) 無D/A接口電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化直接控制；
(3) 采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動器，最大程度上減小了磁匯現(xiàn)象，提高
閥的外控制特性；
(4) 與采用比例電磁鐵的閥相比，在高頻信號作用下，不會產(chǎn)生由
鐵損而引起的溫升。
本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在1、結(jié)構(gòu)簡潔、緊湊，且造價低廉；2、在控制上實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制，能夠嚴(yán)格控制閥口壓力輸出，
實(shí)現(xiàn)規(guī)律可控的高壓氣體的提供。

圖1是步進(jìn)式氣動數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是偏心機(jī)構(gòu)與閥芯的配合示意圖。 圖3是圖2的俯視圖。 圖4是閥座和閥體的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
參照圖1 圖4， 一種步進(jìn)式氣動數(shù)字閥，包括閥座2、閥體和步 進(jìn)電機(jī)6，閥體位于閥座2內(nèi)，所述閥體包括閥芯11和閥套12，所述 閥芯11可左右往復(fù)移動地安裝在閥套12上，所述步進(jìn)電機(jī)6的輸出 軸與偏心機(jī)構(gòu)7的輸入端聯(lián)接，所述偏心機(jī)構(gòu)7的輸出端與閥芯11 聯(lián)動。
所述偏心機(jī)構(gòu)7包括輸入軸、與輸入軸中心呈偏心的輸出軸，所 述輸出軸安裝在輸入軸的下端，所述輸出軸位于閥芯11的兩塊擋板之 間。
閥座2、外端蓋3、內(nèi)端蓋10、密封圈13、連接板1等的相互連 接關(guān)系如圖4所示。閥芯11與閥套12、閥套12與閥座2之間均為過 渡配合。外端蓋3與閥座2之間設(shè)計有螺紋和密封圈4，閥套12與外 端蓋3之間設(shè)計有內(nèi)端蓋10，其與閥套12之間為過盈(或過渡)配 合，起到密封作用。同時通過轉(zhuǎn)動閥座2左右兩端的外端蓋3，來調(diào) 節(jié)閥芯11在閥座2內(nèi)的位置，以保證閥芯11的中心與閥座2的中心始終重合。
在所述偏心機(jī)構(gòu)7左右兩側(cè)的閥座上對稱地設(shè)有限位銷釘5，在
所述偏心機(jī)構(gòu)上設(shè)有定位銷釘8，所述定位銷釘8與限位銷釘5配合，
定位銷釘8隨著偏心機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，限位銷釘5起到阻擋的作用。偏心機(jī)
構(gòu)與閥腔的連接處設(shè)有密封件9，所述密封件采用密封墊圈。
在運(yùn)動過程中，步進(jìn)電機(jī)6接受控制信號，沿回轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，
使得偏心機(jī)機(jī)構(gòu)帶動閥芯產(chǎn)生左(右)位移量。用閥芯11的位移量的
大小和速度，也就是步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)動量和轉(zhuǎn)動速度，來控制氣體流
量的開關(guān)和流量的大小，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)對闊芯運(yùn)動的控制。
連續(xù)跟蹤控制技術(shù)，就是在每一個采樣周期內(nèi)，單片機(jī)讀取每一 個輸入數(shù)字信號的離散值，就把它轉(zhuǎn)換成一種特殊的數(shù)字控制信號， 直接輸出給步進(jìn)電機(jī)。它的實(shí)施，主要是由三個步驟組成
第一步，獲得步進(jìn)電機(jī)的初始控制信號
第二步，設(shè)置一個限定值，限定數(shù)字控制信號的最大增量值，并 得出步進(jìn)電機(jī)理論控制信號值。
第三步，通過計算，得到理論控制信號與最近的步點(diǎn)之間的距離， 以產(chǎn)生下一次步進(jìn)電機(jī)具體的控制信號。
采用這種新的連續(xù)跟蹤控制技術(shù)，可以使得步進(jìn)電機(jī)非常精確的 跟蹤輸入控制信號，而且無"失步"現(xiàn)象。
權(quán)利要求1、一種步進(jìn)式氣動數(shù)字閥，其特征在于所述氣動數(shù)字閥包括閥座、閥體和步進(jìn)電機(jī)，閥體位于閥座內(nèi)，所述閥體包括閥芯和閥套，所述閥芯可左右往復(fù)移動地安裝在閥套上，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與偏心機(jī)構(gòu)的輸入端聯(lián)接，所述偏心機(jī)構(gòu)的輸出端與閥芯聯(lián)動。
2、 如權(quán)利要求l所述的步進(jìn)式氣動數(shù)字閥，其特征在于所述偏心機(jī) 構(gòu)包括輸入軸、與輸入軸中心呈偏心的輸出軸，所述輸出軸安裝在輸 入軸的下端，所述輸出軸位于閥芯的兩塊擋板之間。
3、 如權(quán)利要求2所述的步進(jìn)式氣動數(shù)字閥，其特征在于閥芯與閥套 之間過渡配合，所述閥套與閥座之間過渡配合，所述閥座的兩側(cè)與外 端蓋密封連接，在閥套與外端蓋之間設(shè)有起到密封作用的內(nèi)端蓋，所 述閥座與連接板固定連接。
4、 如權(quán)利要求3所述的步進(jìn)式氣動數(shù)字閥，其特征在于在所述偏心 機(jī)構(gòu)左右兩側(cè)的閥座上對稱地設(shè)有限位銷釘，在所述偏心機(jī)構(gòu)上設(shè)有 定位銷釘，所述定位銷釘與限位銷釘配合。
專利摘要一種步進(jìn)式氣動數(shù)字閥，包括閥座、閥體和步進(jìn)電機(jī)，閥體位于閥座內(nèi)，所述閥體包括閥芯和閥套，所述閥芯可左右往復(fù)移動地安裝在閥套上，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與偏心機(jī)構(gòu)的輸入端聯(lián)接，所述偏心機(jī)構(gòu)的輸出端與閥芯聯(lián)動。本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、能夠直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的步進(jìn)式氣動伺服閥。
文檔編號H02P1/16GK201228805SQ20082012077
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者吳佳藝, 慎石磊, 楊慶華, 鮑官軍 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)