專利名稱：智能型電動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及閥門的控制裝置，特別涉及一種利用壓力傳感器進(jìn)行檢測(cè)的智能型電動(dòng)
裝置。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的智能型電動(dòng)裝置在力矩的檢測(cè)方式上， 一般有以下兩種1、彈簧檢測(cè)式。 2、電機(jī)電流檢測(cè)式。但是這兩種方式都存在著不足和缺陷。首先，彈簧式力矩檢測(cè)，其機(jī)構(gòu) 復(fù)雜，長(zhǎng)時(shí)間工作后，由于彈簧的疲勞，導(dǎo)致測(cè)量精度大幅度下降，容易造成過力矩誤報(bào)警; 而利用電機(jī)電流檢測(cè)來間接測(cè)量力矩的方式，由于是采用間接測(cè)量的方式，所以會(huì)受環(huán)境因 素制約。特別是電機(jī)電流受溫度影響很大，而電機(jī)的工作必然會(huì)產(chǎn)生熱量，進(jìn)而提升周圍溫 度。因此電流式的力矩檢測(cè)方式，本身無法避免誤差的產(chǎn)生。 發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種利用壓力傳感器進(jìn)行檢測(cè)的智能型 電動(dòng)裝置。該裝置根據(jù)壓電陶瓷晶體受力變形的原理，設(shè)計(jì)了壓力傳感器組件的機(jī)械結(jié)構(gòu)， 同時(shí)配合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了電控部分，在電控部分的外圍電路中增加了對(duì)壓力傳感器信號(hào)的調(diào) 整電路和相序檢測(cè)單元，該裝置的設(shè)計(jì)克服了電動(dòng)裝置在檢測(cè)上容易產(chǎn)生誤差的缺陷。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是 一種智能型電動(dòng)裝置，包括機(jī)械部分 和電控部分，機(jī)械部分包括箱體、蝸桿和壓板；電控部分包括主控電路及分別與主控電路相 連接的外圍電路，主控電路包括CPU及分別與CPU相連接的報(bào)警輸入電路和A/D模塊，其特 征在于所述的機(jī)械部分還包括壓力傳感器，壓力傳感器安裝在所述的蝸桿上，且由壓板固 定在所述的箱體上；所述的外圍電路還包括調(diào)整電路和相序檢測(cè)單元，調(diào)整電路與所述的A/D 模塊相連接；相序檢測(cè)單元與所述的報(bào)警輸入電路相連接。
本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是對(duì)于不同型號(hào)的電動(dòng)裝置，只需要根據(jù)電機(jī)輸出軸的 大小改變壓力傳感器組件的內(nèi)孔，其它部分完全可以使用同一部件，使得生產(chǎn)和維護(hù)更加方 便。而且由于采用直接測(cè)量方式，大大提高了力矩的檢測(cè)精度。
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圖1是本實(shí)用新型總體機(jī)械結(jié)構(gòu)剖視圖并作為摘要附圖。
圖2是本實(shí)用新型的壓力傳感器組件與壓板組裝圖。
圖3是圖2的分解圖。
圖4是本實(shí)用新型電控部分原理圖。
圖5是圖4中調(diào)整電路原理圖。
圖6是圖4中相序檢測(cè)單元原理圖。
圖7是本實(shí)用新型程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
參照附圖，本實(shí)用新型包括機(jī)械部分和電控部分，機(jī)械部分包括箱體1、蝸桿2和壓板3; 電控部分包括主控電路及分別與主控電路相連接的外圍電路，主控電路包括CPU及分別與CPU 相連接的報(bào)警輸入電路和A/D模塊，機(jī)械部分還包括壓力傳感器4,壓力傳感器4安裝在蝸 桿2上，且由壓板3固定在箱體1上；外圍電路還包括調(diào)整電路和相序檢測(cè)單元，調(diào)整電路 與A/D模塊相連接；相序檢測(cè)單元與報(bào)警輸入電路相連接。
壓力傳感器4包括壓力圓板4. 1、壓力墊片4.2、傳感墊片4.3、壓電陶瓷晶體4.4、傳 感圓板4. 5和壓力傳感器電路板4. 6，壓電陶瓷晶體4. 4及壓力傳感器電路板4. 6分別固定 在傳感圓板4. 5上，壓力墊片4. 2、傳感墊片4. 3及傳感圓板4. 5分別套在壓力圓板4. 1上。
壓力圓板4. 1、壓力墊片4.2、傳感墊片4.3和傳感圓板4.5上都設(shè)有中心孔，壓力圓板
34. 1和傳感圓板4. 5上都設(shè)有圓柱臺(tái)。壓力墊片4. 2、傳感墊片4. 3及傳感圓板4. 5上中心孔 的直徑與壓力圓板4. 1上圓臺(tái)柱的外徑為間隙配合。傳感圓板4. 5上中心孔的旁邊還設(shè)有用 于固定安裝壓電陶瓷晶體4. 4的圓孔，圓孔的兩側(cè)分別設(shè)有用于固定壓力傳感器電路板4. 6 的小孔，小孔里裝上支柱4.7，用螺釘4.8將壓力傳感器電路板4.6固定在傳感圓板4.5上。 壓力圓板4.1、壓力墊片4.2、傳感墊片4.3和傳感圓板4.5上均設(shè)有定位小孔，用銷子通過 定位小孔將壓力傳感器4定位在箱體1上，并且通過壓在傳感圓板4. 5上的壓板3將壓力傳 感器4用螺釘6固定在箱體1上。為了使壓板3與壓力傳感器4進(jìn)行裝配，壓板3設(shè)為開口 形狀。將組裝好的壓力傳感器4和壓板3套裝在蝸桿2上后，其壓力圓板4. 1緊貼在箱體1 的內(nèi)壁上，軸承5嵌入在傳感圓板4.5上的圓臺(tái)柱里。
壓電陶瓷晶體(外購(gòu)件)可以用工業(yè)膠粘接固定在傳感圓板上，壓力圓板、壓力墊片、 傳感圓板和壓板均采用不銹鋼板，傳感墊片采用橡膠材料制成。
本實(shí)用新型主控電路中的調(diào)整電路包括信號(hào)發(fā)生器U1和壓電陶瓷晶體U2，壓電陶瓷晶 體U2的1腳連接到信號(hào)發(fā)生器Ul的1腳，壓電陶瓷晶體U2的2腳連接到信號(hào)發(fā)生器Ul的 5腳，壓電陶瓷晶體U2的3腳和5腳分別連接到信號(hào)發(fā)生器U1的6腳，壓電陶瓷晶體U2的 4腳連接到信號(hào)發(fā)生器Ul的2腳，信號(hào)發(fā)生器Ul的3腳經(jīng)過電阻RS1和RS2連接到信號(hào)發(fā) 生器Ul的4腳，信號(hào)發(fā)生器Ul的11腳經(jīng)過電阻RL1連接到信號(hào)發(fā)生器Ul的12腳，信號(hào)發(fā) 生器Ul的1腳與信號(hào)發(fā)生器Ul的12腳相連，壓電陶瓷晶體U2的2腳和4腳分別經(jīng)過電容 CS1和CS2連接到信號(hào)發(fā)生器U1的6腳；電流輸出端經(jīng)電感L1連接到二極管D1的陽極，二 極管D1的陰極連接到三極管Q1的集電極，再連接到信號(hào)發(fā)生器U1的10腳，電流輸入端經(jīng) 電感L2連接到信號(hào)發(fā)生器Ul的7腳，三極管Ql的基極連接到信號(hào)發(fā)生器Ul的9腳，三極 管Ql的發(fā)射極連接到信號(hào)發(fā)生器Ul的8腳。
本實(shí)用新型外圍電路中的相序檢測(cè)單元包括檢測(cè)芯片U5，電源U相經(jīng)過電阻R19和R20 連接到檢測(cè)芯片U5的1腳，電源V相經(jīng)過電阻R24和R25連接到檢測(cè)芯片U5的2腳，電源 W相經(jīng)過電阻R29和R30連接到檢測(cè)芯片U5的3腳，電源U相又經(jīng)過電阻R15和二極管Dl 連接到二極管D4的陰極，電源V相經(jīng)過電阻R16和二極管D2連接到二極管D4的陰極，電源 W相經(jīng)過電阻R17和二極管D3連接到二極管D4的陰極，二極管D4的陽極連接到檢測(cè)芯片U5 的7腳，二極管D4的陰極連接到檢測(cè)芯片U5的14腳，檢測(cè)芯片U5的8腳和9腳分別連接 到所述的報(bào)警輸入電路。
本實(shí)用新型的工作原理電機(jī)輸出軸穿過傳感圓板與傳動(dòng)軸齒輪擬合，并通過軸上的臺(tái) 階與傳感圓板上的軸承嚴(yán)密接觸。當(dāng)電動(dòng)裝置工作時(shí)，蝸桿受力會(huì)產(chǎn)生微量的軸向竄動(dòng)，這 個(gè)竄動(dòng)會(huì)施加在壓力傳感器上，當(dāng)壓電陶瓷晶體受到外部壓力后，壓電陶瓷晶體會(huì)產(chǎn)生微量 的形變，這種形變會(huì)導(dǎo)致壓電陶瓷晶體電性能的改變。首先會(huì)被壓電陶瓷晶體內(nèi)部集成的電 路整理和放大，并傳遞到調(diào)整電路。調(diào)整電路將接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整、放大等處理，并利 用信號(hào)發(fā)生器輸出一路4 20raA直流電流信號(hào)，這路電流信號(hào)被送入主控電路的A/D模塊。 A/D模塊對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行保持、采樣和A/D轉(zhuǎn)換,并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信息傳送到CPU，然后由 CPU內(nèi)預(yù)先寫好的程序來進(jìn)行后續(xù)工作。
另外，三相電源輸入相U、 V、 W分別經(jīng)過分壓電阻的分壓后，被相序檢測(cè)芯片(783A) 采集、分析和比較。相序檢測(cè)芯片根據(jù)三相電源的幅值和相位關(guān)系判斷出電源相序是正向還 是負(fù)向或者是缺相。并且相序檢測(cè)芯片會(huì)將判斷出的情況，利用其8號(hào)和9號(hào)管腳的電平變 化傳遞到主控制板的報(bào)警輸入電路。報(bào)警輸入電路根據(jù)接收到的電平情況，產(chǎn)生數(shù)字量信息， 并將該信息傳送到CPU，然后由CPU內(nèi)預(yù)先寫好的程序來進(jìn)行后續(xù)工作。
權(quán)利要求1、一種智能型電動(dòng)裝置，包括機(jī)械部分和電控部分，機(jī)械部分包括箱體(1)、蝸桿(2)和壓板(3)；電控部分包括主控電路及分別與主控電路相連接的外圍電路，主控電路包括CPU及分別與CPU相連接的報(bào)警輸入電路和A/D模塊，其特征在于所述的機(jī)械部分還包括壓力傳感器(4)，壓力傳感器(4)安裝在所述的蝸桿(2)上，且由壓板(3)固定在所述的箱體(1)上；所述的外圍電路還包括調(diào)整電路和相序檢測(cè)單元，調(diào)整電路與所述的A/D模塊相連接；相序檢測(cè)單元與所述的報(bào)警輸入電路相連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的智能型電動(dòng)裝置，其特征在于所述的壓力傳感器(4)包括壓力圓 板(4.1)、壓力墊片(4.2)、傳感墊片(4.3)、壓電陶瓷晶體(4.4)、傳感圓板(4.5)和 壓力傳感器電路板(4.6)，所述的壓電陶瓷晶體(4.4)及壓力傳感器電路板(4.6)分別 周定在傳感圓板(4.5)上，壓力墊片(4.2)、傳感墊片(4.3)及傳感圓板(4.5)分別套 在壓力圓板(4. 1)上。
3、 如權(quán)利要求1所述的智能型電動(dòng)裝置，其特征在于所述的調(diào)整電路包括信號(hào)發(fā)生器(U1) 和壓電陶瓷晶體(U2)，壓電陶瓷晶體(U2)的l腳連接到信號(hào)發(fā)生器(Ul)的1腳，壓電 陶瓷晶體(U2)的2腳連接到信號(hào)發(fā)生器(Ul)的5腳，壓電陶瓷晶體(U2)的3腳和5 腳分別連接到信號(hào)發(fā)生器(U1)的6腳，壓電陶瓷晶體(U2)的4腳連接到信號(hào)發(fā)生器(U1) 的2腳，信號(hào)發(fā)生器(Ul)的3腳經(jīng)過電阻(RS1)和(RS2)連接到信號(hào)發(fā)生器(Ul)的 4腳，信號(hào)發(fā)生器(Ul)的11腳經(jīng)過電阻RL1連接到信號(hào)發(fā)生器(Ul)的12腳，信號(hào)發(fā) 生器(Ul)的1腳與信號(hào)發(fā)生器(Ul)的12腳相連，壓電陶瓷晶體(U2)的2腳和4腳 分別經(jīng)過電容(CS1)和(CS2)連接到信號(hào)發(fā)生器(Ul)的6腳；電流輸出端經(jīng)電感(Ll) 連接到二極管(Dl)的陽極，二極管(Dl)的陰極連接到三極管(Ql)的集電極，再連接 到信號(hào)發(fā)生器(Ul)的10腳，電流輸入端經(jīng)電感(L2)連接到信號(hào)發(fā)生器(U1)的7腳， 三極管(Ql)的基極連接到信號(hào)發(fā)生器(Ul)的9腳，三極管(Ql)的發(fā)射極連接到信號(hào) 發(fā)生器(Ul)的8腳。
4、 如權(quán)利要求1所述的智能型電動(dòng)裝置，其特征在于所述的相序檢測(cè)單元包括檢測(cè)芯片 (U5)，電源U相經(jīng)過電阻(R19)和(R20)連接到檢測(cè)芯片(U5)的1腳，電源V相經(jīng)過電阻(R24)和(R25)連接到檢測(cè)芯片(U5)的2腳，電源W相經(jīng)過電阻(R29)和(R30) 連接到檢測(cè)芯片(U5)的3腳，電源U相又經(jīng)過電阻(R15)和二極管(Dl)連接到二極管 (D4)的陰極，電源V相經(jīng)過電阻(R16)和二極管(D2)連接到二極管(D4)的陰極，電 源W相經(jīng)過電阻(R17)和二極管(D3)連接到二極管(D4)的陰極，二極管(D4)的陽極 連接到檢測(cè)芯片(U5)的7腳，二極管(D4)的陰極連接到檢測(cè)芯片(U5)的14腳，檢測(cè) 芯片(U5)的8腳和9腳分別連接到所述的報(bào)警輸入電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用壓力傳感器進(jìn)行檢測(cè)的智能型電動(dòng)裝置。該裝置包括機(jī)械部分和電控部分，機(jī)械部分包括箱體、蝸桿和壓板；電控部分包括主控電路及分別與主控電路相連接的外圍電路，主控電路包括CPU及分別與CPU相連接的報(bào)警輸入電路和A/D模塊，機(jī)械部分還包括壓力傳感器，壓力傳感器安裝在蝸桿上，且由壓板固定在箱體上；外圍電路還包括調(diào)整電路和相序檢測(cè)單元。該裝置的有益效果是對(duì)于不同型號(hào)的電動(dòng)裝置，只需要根據(jù)電機(jī)輸出軸的大小改變壓力傳感器組件的內(nèi)孔，其它部分均為同一部件，使得生產(chǎn)和維護(hù)更加方便。而且由于采用直接測(cè)量方式，大大提高了力矩的檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)F16K37/00GK201330879SQ200820145018
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者鋒 季, 屠秋鵬, 牛亞松, 維 索, 邢衛(wèi)強(qiáng), 雷 金, 俊 陳, 齊建霞 申請(qǐng)人:天津津伯儀表技術(shù)有限公司