CN103174703B - 液压控制模块及其所适用的液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种液压控制模块，适用于具有本体的液压驱动装置，液压控制模块包括第一开关元件、第二开关元件、储液腔、液压动力产生装置及控制电路。储液腔与第一开关元件及第二开关元件连接，用以储存液体。液压动力产生装置与第一开关元件、第二开关元件连接形成流道，且流道与液压驱动装置的本体连接。控制电路与第一开关元件、第二开关元件及液压动力产生装置电性连接，用以控制其致能或禁能状态。其中，液体根据第一开关元件、第二开关元件及液压动力产生装置的致能或禁能状态于储液腔、流道及本体间流动，以控制本体内的液压。

Description

液压控制模块及其所适用的液压驱动装置

技术领域

本发明关于一种控制模块，尤指一种能有效缩减体积、降低各类成本，并增进维护效率的液压控制模块及其所适用的液压驱动装置。

背景技术

随着工业技术的发展，科技产业的技术也不断推陈出新，为了让生产人员更有效率地操作各项生产仪器，或使一般使用者于操作各种家电器材时更加直觉化，传统的人机接口已渐渐被触控式人机接口取代，其具有可随程序及使用者需求而改变功能及位置的触控式按键，具有高灵活性且可避免重要功能按键因长时间重复按压而导致损坏的情形。

传统的触控式人机接口中，又以电压驱动式及液压驱动式的触控式人机界面较为广泛应用于各领域，而液压驱动式的触控式人机接口具有耐用度高、驱动电路简单以及传动平稳等优点，遂成为当今科技发展的重点技术。液压驱动式的触控式人机接口大多是通过马达或泵自储液槽中抽取液体并输送至液压驱动装置中，例如一液压驱动触控面板，并通过马达或泵持续供给动力而维持液压驱动装置的液压，进而使液压驱动装置得以运作并可供使用者进行操作。

然而，习用的液压驱动装置为了有效维持液压以正常运作，多半选用较大型的马达或泵搭配较大容量的储液槽，并通过马达或泵持续输出动力，往往造成整体体积过于庞大，且于开机时需要花费较长时间等待液压的累积，以及于待机时仍持续耗费大量电能维持液压等缺点。此外，由于液压驱动装置中所使用的各类元件精度较高且无统一标准，不仅造成建置成本提升，更导致维修时必须对照不同型号而更换特定元件的状况发生，无形中亦浪费了许多时间及人力成本。

因此，如何发展一种足以改善上述已知技术的缺失，且能有效缩减整体体积，降低制造、时间及人力成本，并增进维护效率的液压控制模块及其所适用的液压驱动装置，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种液压控制模块及其所适用的液压驱动装置，以解决已知液压驱动装置整体体积过于庞大，且需花费较长时间等待液压累积并耗费大量电能维持液压，以及元件精度较高造成建置成本提升且更换不易，进而浪费时间及人力成本等缺点。

本发明的另一目的是提供一种液压控制模块及其所适用的液压驱动装置，通过采用小型及薄型化的液压动力产生装置，配合特定的开关元件及流道设置，而达到有效缩减整体体积，且于无耗电状态下即可维持液压，并可依需求快速产生或卸除压力的功效。

本发明的另一目的是提供一种液压控制模块及其所适用的液压驱动装置，通过液压控制模块的设置，使各元件组成模块化，而达到有效降低建置成本且更换时具有统一标准，而有效降低金钱、时间及人力成本的功效。

为达上述目的，本发明的一较佳实施方面是提供一种液压控制模块，适用于具有一本体的一液压驱动装置，该液压控制模块至少包括：一第一开关元件：一第二开关元件；一储液腔，与该第一开关元件以及该第二开关元件相连接，用以储存一液体；一液压动力产生装置，与该第一开关元件、该第二开关元件连接形成一流道，且该流道与该液压驱动装置的该本体相连接；一控制电路，与该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置电性连接，用以控制该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态；其中，该液体根据该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态于该储液腔、该流道以及该液压驱动装置的该本体间流动，以控制该本体内的液压。

为达上述目的，本发明的另一较佳实施方面是提供一种液压驱动装置，至少包括：一本体；以及一液压控制模块，至少包括：一第一开关元件：一第二开关元件；一储液腔，与该第一开关元件以及该第二开关元件相连接，用以储存一液体；一液压动力产生装置，与该第一开关元件、该第二开关元件连接形成一流道，且该流道与该液压驱动装置的该本体相连接；一控制电路，与该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置电性连接，用以控制该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态；其中，该液体根据该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态于该储液腔、该流道以及该液压驱动装置的该本体间流动，以控制该本体内的液压。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的液压控制模块的元件方块图。

图2A是本发明较佳实施例的液压控制模块的结构分解顶视图。

图2B是图2A所示的液压控制模块的俯视图。

图2C是图2A所示的液压控制模块的结构分解底视图。

图2D是图2A所示的液压控制模块的底视图。

图3是本发明较佳实施例的液压控制模块的部分结构示意图。

图4A是本发明较佳实施例的液压驱动装置无液压状态的示意图。

图4B是本发明较佳实施例的液压驱动装置保持液压状态的示意图。

图5A是本发明液压控制模块的第一开关元件及液压动力产生装置处于致能状态的元件方块图。

图5B是图5A所示的液压控制模块的第一开关元件及液压动力产生装置回复禁能状态的元件方块图。

图5C是图5B所示的液压控制模块的第二开关元件及液压动力产生装置处于致能状态的元件方块图。

图5D是图5C所示的液压控制模块的第二开关元件及液压动力产生装置回复禁能状态的元件方块图。

图6A是图2B所示的A-A截面图。

图6B是图6A所示的液压动力产生装置同步作动的第一示意图。

图6C是图6A所示的液压动力装置同步作动的第二示意图。

图7A是图2B所示的A-A截面图。

图7B是图7A所示的液压动力产生装置异步作动的第一示意图。

图7C是图7A所示的液压动力装置异步作动的第二示意图。

【主要元件符号说明】

1：液压控制模块

11：第一开关元件

12：第二开关元件

13：储液腔

14：液压动力产生装置

141：第一致动器

1411、1421：第一腔体

1412、1422：第二腔体

142：第二致动器

15：控制电路

16：流道

2：液压驱动装置

21：本体

22：液压触控式按键

A：截面

V+：电压导通(致能状态)

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方面上具有各种的变化，但其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1、图2A、图2B、图2C、图2D、图3、图4A以及图4B，其中图1是本发明较佳实施例的液压控制模块的元件方块图，图2A是本发明较佳实施例的液压控制模块的结构分解顶视图，图2B是图2A所示的液压控制模块的俯视图，图2C是图2A所示的液压控制模块的结构分解底视图，图2D是图2A所示的液压控制模块的底视图，图3是本发明较佳实施例的液压控制模块的部分结构示意图，图4A是本发明较佳实施例的液压驱动装置无液压状态的示意图，以及图4B是本发明较佳实施例的液压驱动装置保持液压状态的示意图。如图1至图4B所示，本发明的液压控制模块1适用于具有本体21的液压驱动装置2，液压驱动装置2的本体21为有特定外型的弹性体构造，会因液压而产生凹凸的外型，可为但不限于一液压触控式面板。液压控制模块1至少包括第一开关元件11、第二开关元件12、储液腔13、液压动力产生装置14以及控制电路15。其中，第一开关元件11及第二开关元件12可为三通路阀门，以受控制电路15控制而切换开关状态，储液腔13与第一开关元件11以及第二开关元件12相连接，用以储存液体或流体，可为例如一弹性容器，但皆不以此为限。液压动力产生装置14可为例如但不限于泵或马达，并以压电泵为较佳，与第一开关元件11、第二开关元件12连接形成流道16，且流道16与液压驱动装置2的本体21相连接。控制电路15与第一开关元件11、第二开关元件12以及液压动力产生装置14电性连接，并用以控制第一开关元件11、第二开关元件12以及液压动力产生装置14的致能(Enable)或禁能(Disable)状态，以决定第一开关元件11及第二开关元件12的流路开启与否以及液压动力产生装置14的启动与否，以使液体根据第一开关元件11、第二开关元件12以及液压动力产生装置14的致能或禁能状态于储液腔13、流道16以及液压驱动装置2的本体21间流动，以控制液压驱动装置2的本体21内部的液压。由此可见，本发明通过采用小型及薄型化的液压动力产生装置，配合特定的开关元件及流道设置，可达到有效缩减整体体积的功效。此外，通过液压控制模块的设置，使各元件结合组成模块化，更可达到有效降低建置成本且更换时具有统一标准，而有效降低金钱、时间及人力成本的功效。

请参阅图5A、图5B、图5C以及图5D并配合图4A及图4B，其中图5A是本发明液压控制模块的第一开关元件及液压动力产生装置处于致能状态的元件方块图，图5B是图5A所示的液压控制模块的第一开关元件及液压动力产生装置回复禁能状态的元件方块图，图5C是图5B所示的液压控制模块的第二开关元件及液压动力产生装置处于致能状态的元件方块图，以及图5D是图5C所示的液压控制模块的第二开关元件及液压动力产生装置回复禁能状态的元件方块图。如图4A至图5D所示，本发明的第一开关元件11及第二开关元件12为三通路阀门，且液压动力产生装置14为压电泵，但不以此为限，且第一开关元件11及第二开关元件12的三通路皆分别与储液腔13、液压动力产生装置14以及液压驱动装置2的本体21相连接，以根据致能或禁能状态改变流路的开启与否。举例而言，在于禁能状态时，第一开关元件11及第二开关元件12与储液腔13间的流路皆为关闭，且第一开关元件11及第二开关元件12与液压动力产生装置14以及液压驱动装置2的本体21间的流路皆为开启；而在致能状态时，第一开关元件11及第二开关元件12与液压驱动装置2的本体21间的流路皆为关闭，且第一开关元件11及第二开关元件12与储液腔13以及与液压动力产生装置14间的流路皆为开启，但不以此为限。

请再参阅图4A、图4B以及图5A，本发明的液压控制模块1的控制电路15于液压驱动装置2处于无液压状态时(如图4A所示)，是将第一开关元件11及液压动力产生装置14的电压导通V+，以使第一开关元件11及液压动力产生装置14致能，进而使第一开关元件11与储液腔13间的流路开启，并通过液压动力产生装置14的作动，使得储液腔13中的液体通过第一开关元件11而流入流道16中，并通过第二开关元件12而进入液压驱动装置2的本体21中，以累积压力于液压驱动装置2的本体21内，以产生凹凸的外型，例如液压驱动装置2的液压触控式按键22(如图4B所示)。

请再参阅图4A、图4B以及图5B，在一些实施例中，当本发明的液压驱动装置2的本体21内已累积足够的压力(如图4B所示)，控制电路15遂控制第一开关元件11及液压动力产生装置14的电路断路，以使第一开关元件11及液压动力产生装置14回复至禁能状态，而使第一开关元件11与储液腔13间的流路切换至关闭状态，因而使储液腔13内的液体停止流入液压驱动装置2的本体21中。此时，由于第一开关元件11及第二开关元件12与储液腔13间的流路皆为关闭，可避免液体由液压驱动装置2的本体21回流至储液腔13，而得以保持压力并维持例如液压驱动装置2的液压触控式按键22，且无需耗费额外电能。

请再参阅图4A、图4B以及图5C，本发明的液压控制模块1的控制电路15在液压驱动装置2处于保持液压状态时(如图4B所示)，若欲卸除液压驱动装置2的本体21内的液压，是将第二开关元件12及液压动力产生装置14的电压导通V+，以使第二开关元件12及液压动力产生装置14致能，进而使第二开关元件12与储液腔13间的流路开启，并通过液压动力产生装置14的作动，使得液压驱动装置2的本体21中的液体通过第一开关元件11而流入流道16中，并通过第二开关元件12而进入储液腔13中，以快速卸除液压驱动装置2的本体21内的压力，以使其外型回复原状，例如消去液压驱动装置2的液压触控式按键22(如图4A所示)。

请再参阅图4A、图4B以及图5D，在另一些实施例中，当本发明的液压驱动装置2的本体21内的压力已卸除完毕(如图4A所示)，控制电路15遂控制第二开关元件12及液压动力产生装置14的电路断路，以使第二开关元件12及液压动力产生装置14回复至禁能状态，而使第二开关元件12与储液腔13间的流路切换至关闭状态，因而使液压驱动装置2的本体21的液体停止流入储液腔13内。此时，由于第一开关元件11及第二开关元件12与储液腔13间的流路皆为关闭，可避免液体由储液腔13回流至液压驱动装置2的本体21，而得以回复至无压力状态，且无需耗费额外电能。

因此，本发明的液压控制模块1可依需求控制液压驱动装置2的本体21内的液压，且由于开关元件及流道的流路单纯而可达到快速累积或卸除压力，并同时达到在无耗电的状态下维持液压的功效。

请参阅图6A、图6B以及图6C并配合图2B，其中图6A是图2B所示的A-A截面图，图6B是图6A所示的液压动力产生装置同步作动的第一示意图，以及图6C是图6A所示的液压动力装置同步作动的第二示意图。如图2B、图6A、图6B以及图6C所示，本发明的液压动力产生装置14可包括数个致动器的压电泵，且在此实施例中，液压动力产生装置14为包括第一致动器141及第二致动器142的压电泵，且第一致动器141及第二致动器142为同步作动，例如第一致动器141的第一腔体1411与第二致动器142的第一腔体1421同步压缩与膨胀，以及第一致动器141的第二腔体1412与第二致动器142的第二腔体1422同步压缩与膨胀，并经由第一致动器141及第二致动器142的同步作动，使液体由第一开关元件11流入流道16，并经由第二开关元件12流出流道16，但不以此为限。

请参阅图7A、图7B以及图7C并配合图2B，其中图7A是图2B所示的A-A截面图，图7B是图7A所示的液压动力产生装置异步作动的第一示意图，以及图7C是图7A所示的液压动力装置异步作动的第二示意图。如图2B、图7A、图7B以及图7C所示，本发明的液压动力产生装置14是具有第一致动器141及第二致动器142的压电泵，且第一致动器141及第二致动器142为异步作动，例如第一致动器141的第一腔体1411与第二致动器142的第一腔体1421的压缩与膨胀具有时间差，且第一致动器141的第二腔体1412与第二致动器142的第二腔体1422的压缩与膨胀亦具有时间差。

举例言之，如图7B所示，在第一时间区段内，液压动力产生装置14的第一致动器141与第二致动器142是分别使第一腔体1411及第二腔体1422膨胀，而非如前述同步作动同时使第一致动器141的第一腔体1411与第二致动器142的第一腔体1421膨胀使液体流通。其次，如图7C所示，在第二时间区段内，液压动力产生装置14的第一致动器141与第二致动器142是分别使第二腔体1412及第一腔体1421膨胀，而非如前述同步作动同时使第一致动器141的第二腔体1412与第二致动器142的第二腔体1422膨胀使液体流通。在此实施例中，异步作动方式虽与前述同步作动方式不同，但其目的皆在于使液体由第一开关元件11流入流道16，并经由第二开关元件12流出流道16，以供使用者依需求使用，故于此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种液压控制模块及其所适用的液压驱动装置，通过采用小型及薄型化的液压动力产生装置，配合特定的开关元件及流道设置，而达到有效缩减整体体积，且在无耗电状态下即可维持液压，并可依需求快速产生或卸除压力的功效。此外，通过液压控制模块的设置，使各元件组成模块化，更达到有效降低建置成本且更换时具有统一标准，而有效降低金钱、时间及人力成本的功效。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由熟悉本技艺的人士任施匠思而为诸般修饰，但皆不脱离如所附权利要求书所限定的保护范围。

Claims (9)

1.一种液压控制模块，适用于具有一本体的一液压驱动装置，该液压控制模块至少包括：

一第一开关元件：

一第二开关元件；

一储液腔，与该第一开关元件以及该第二开关元件相连接，用以储存一液体；

一液压动力产生装置，与该第一开关元件、该第二开关元件连接形成一流道，且该流道与该液压驱动装置的该本体相连接；

一控制电路，与该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置电性连接，用以控制该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态；

其中，该液体根据该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态于该储液腔、该流道以及该液压驱动装置的该本体间流动，以控制该本体内的液压；其中该本体是一弹性体。

2.如权利要求1所述的液压控制模块，其中该储液腔是一弹性体。

3.如权利要求1所述的液压控制模块，其中该液压动力产生装置是一压电泵。

4.如权利要求3所述的液压控制模块，其中该压电泵包括数个致动器，且该数个致动器为同步作动或异步作动。

5.如权利要求1所述的液压控制模块，其中该第一开关元件以及该第二开关元件为三通路阀门。

6.如权利要求5所述的液压控制模块，其中该第一开关元件以及该第二开关元件的三通路皆分别与该储液腔、该液压动力产生装置以及该液压驱动装置的该本体相连接。

7.如权利要求6所述的液压控制模块，其中当该第一开关元件以及该第二开关元件处于禁能状态时，该第一开关元件及该第二开关元件与该储液腔间的流路为关闭状态，且该第一开关元件及该第二开关元件与该液压动力产生装置及该本体间的流路为开启状态。

8.如权利要求6所述的液压控制模块，其中当该第一开关元件以及该第二开关元件处于致能状态时，该第一开关元件及该第二开关元件与该液压驱动装置的该本体间的流路为关闭状态，且该第一开关元件及该第二开关元件与该储液腔及该液压动力产生装置间的流路为开启状态。

9.一种液压驱动装置，至少包括：

一本体，该本体是一弹性体；以及

一液压控制模块，至少包括：

一第一开关元件：

一第二开关元件；

一储液腔，与该第一开关元件以及该第二开关元件相连接，用以储存一液体；

一液压动力产生装置，与该第一开关元件、该第二开关元件连接形成一流道，且该流道与该液压驱动装置的该本体相连接；

一控制电路，与该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置电性连接，用以控制该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态；

其中，该液体根据该第一开关元件、该第二开关元件以及该液压动力产生装置的致能或禁能状态于该储液腔、该流道以及该液压驱动装置的该本体间流动，以控制该本体内的液压。