CN110703659A - 一种三位置切换的电动机构控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三位置切换的电动机构控制装置，包括上层机械控制结构、下层机械控制结构和控制电路，上层机械控制结构与下层机械控制结构同轴安装于电动机构中的输出轴上；两层机械控制结构中共安装有七个与控制电路相连接的微动开关，控制电路具有驱动输出轴转动与反馈到位信号的功能；当输出轴处于5种不同的位置范围时，两层机械控制结构中的7个微动开关处于不同的开关状态，使连接微动开关的控制电路处于不同的状态，控制电动机构实现三个不同位置之间的切换与到位反馈。本发明应用在液压管路系统中，可以减少电动机构数量，简化液压控制系统，减小系统体积。

Description

一种三位置切换的电动机构控制装置
技术领域
本发明属于伺服机构技术领域，涉及一种三位置切换的电动机构控制装置。
背景技术
电动机构广泛应用在各种液压系统中，由控制装置、电机和输出轴组成。控制装置通过电机驱动输出轴转动，带动液压系统中的阀体转动，实现液压管路的开关，同时将输出轴的位置进行反馈。根据控制装置的类型可以分为旋转电位计式控制装置与微动开关式控制装置等。
微动开关式控制装置凭借着控制逻辑简单、电路元器件少、成本低等优点得到广泛的应用，但目前的微动开关式控制装置应用在双位置切换的电动机构中。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种三位置切换的电动机构控制装置，实现能够控制电动机构进行三位置切换。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供三位置切换的电动机构控制装置，其包括上层机械控制结构、下层机械控制结构和控制电路三部分，上层机械控制结构与下层机械控制结构同轴安装于电动机构中的输出轴上；两层机械控制结构中共安装有七个与控制电路相连接的微动开关，控制电路具有驱动输出轴转动与反馈到位信号的功能；当输出轴处于5种不同的位置范围时，两层机械控制结构中的7个微动开关处于不同的开关状态，使连接微动开关的控制电路处于不同的状态，控制电动机构实现三个不同位置之间的切换与到位反馈(三)有益效果
上述技术方案所提供的三位置切换的电动机构控制装置，具有以下有益效果：
(1)本发明装置可以控制电动机构进行三位置切换，应用在液压管路系统中，可以减少电动机构数量，简化液压控制系统，减小系统体积。例如，某燃油系统中需要对A油箱供油、B油箱供油与断油三种状态进行控制，从附图1中的方案对比中可以看到，采用三位置电动机构减少了电动机构的数量，简化了管路和控制系统，应用在空间结构紧凑的系统中具有明显的优势。
(2)本发明装置可以将电动机构输出轴的转动范围限制在两端极限位置之间，从而避免了输出轴在位置切换过程中进行360°转动，使得在两端极限位置外增加结构限位成为可能，避免控制装置失效时出现输出轴无限旋转，大大提高了电动机构工作的可靠性。
附图说明
图1是双位置切换电动机构方案与三位置切换电动机构方案对比图。
图2为上层机械控制结构图。
图3为下层机械控制结构图。
图4为控制电路图。
图5为凸轮盘结构图。
其中：A-双位置切换电动机构方案、B-三位置切换电动机构方案。
1上机架，2-输出轴，3第一摇臂，4-第一微动开关，5第三微动开关，6第二微动开关，7-第四微动开关，8第二摇臂，21下机架，22第三摇臂，23第五微动开关，24-凸轮盘，25第四摇臂，26第六微动开关，27-滚柱，28第五摇臂，29第七微动开关，31-直径较小区，32-凹陷区，33-直径较大区。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明三位置切换的电动机构控制装置包括上层机械控制结构、下层机械控制结构和控制电路三部分，上层机械控制结构与下层机械控制结构同轴安装于电动机构中的输出轴上；两层机械控制结构中共安装有七个与控制电路相连接的微动开关，控制电路具有驱动输出轴转动与反馈到位信号的功能。当输出轴处于5种不同的位置范围时，两层机械控制结构中的7个微动开关处于不同的开关状态，使连接微动开关的控制电路处于不同的状态，控制电动机构实现三个不同位置之间的切换与到位反馈。
如图2所示，上层机械控制结构包括上机架1和设置在上机架1上的输出轴2、叠置的第一微动开关4和第三微动开关5、叠置的第二微动开关6和第四微动开关7、叠置并铰接于上机架1上的第一摇臂3和第二摇臂8。输出轴2上设计有两个圆柱状的突出触点，所述的突出触点通过悬臂结构与输出轴2刚性连接。
所述第一摇臂3与第二摇臂8之间设有弹簧，在弹簧作用力下，第一摇臂3与第一微动开关4、第三微动开关5保持接触，第二摇臂8与第二微动开关6、述第四微动开关7保持接触。当所述输出轴2旋转至所述突出触点与所述第一摇臂3接触时，所述第一摇臂3相对于所述上机架1顺时针转动，所述第一摇臂3与所述第一微动开关4、所述第三微动开关5脱离。当所述输出轴2旋转至所述突出触点与所述第二摇臂8接触时，所述第二摇臂8相对于所述上机架1逆时针转动，所述第二摇臂8与所述第二微动开关6、所述第四微动开关7脱离。
如图3所示，下层机械控制结构包括下机架21和安装在下机架21上的第五微动开关23、第六微动开关26、第七微动开关29、第三摇臂22、第四摇臂25、第五摇臂28和凸轮盘24。所述第三摇臂22、第四摇臂25、第五摇臂28独立铰接于机架上。所述第三摇臂22、第四摇臂25、第五摇臂28上分别设有相铰接的滚柱27，三个滚柱27在弹簧力的作用下与所述凸轮盘24保持接触，并可相对于凸轮盘24与对应的摇臂独立转动。
所述凸轮盘24的形状如图5所示，凸轮盘24安装在下机架2中心位置，其上设置有直径较小区31和直径较大区33，直径较小区31的直径小于直径较大区33的直径，直径较大区33的圆周中间位置开设有凹陷区32。当滚柱27位于凸轮盘24上直径较小区31或凹陷区32时，对应的摇臂相对于所述下机架21逆时针转动，该摇臂与对应的微动开关产生接触。当滚柱27位于凸轮盘24上直径较大区33时对应的摇臂相对于所述下机架21顺时针转动，该摇臂与对应的微动开关发生脱离。
进一步地，控制电路如图4所示，所述第一微动开关4与所述第一摇臂3接触时，所述第一微动开关4将所在回路接通，所述第一微动开关4与所述第一摇臂3脱离时，所述第一微动开关4将所在回路断开。所述第二微动开关6与所述第二摇臂8接触时，所述第二微动开关6将所在回路接通，所述第二微动开关6与所述第二摇臂8脱离时，所述第二微动开关6将所在回路断开。所述第三微动开关5与所述第一摇臂3接触时，所述第二微动开关6将所在回路断开，所述第三微动开关5与所述第一摇臂3脱离时，所述第二微动开关6将所在回路接通。所述第四微动开关7与所述第二摇臂8接触时，所述第四微动开关7将所在回路断开，所述第四微动开关7与所述第二摇臂8脱离时，所述第四微动开关7将所在回路接通。所述第五微动开关23与所述第三摇臂22接触时，所述第五微动开关23将所在回路接通，所述第五微动开关23与所述第三摇臂22脱离时，所述第五微动开关23将所在回路断开。所述第六微动开关26与所述第四摇臂25接触时，所述第六微动开关26将所在回路接通，所述第六微动开关26与所述第四摇臂25脱离时，所述第六微动开关26将所在回路断开。所述第七微动开关29与所述第五摇臂28接触时，所述第七微动开关29将所在回路接通，所述第七微动开关29与所述第五摇臂28脱离时，所述第五微动开关23将所在回路断开。
当所述第一微动开关4与所述第六微动开关26中任意一方将所在回路接通并供电，所述控制电路将驱动所述输出轴顺时针转动。当所述第二微动开关6与所述第七微动开关29中任意一方将所在回路接通并供电，所述控制电路将驱动所述输出轴逆时针转动。当所述第三微动开关5或所述第一微动开关4或所述第五微动开关23中任意一方将所在回路接通并供电，所述控制电路将输出对应的位置反馈信号。
进一步地，当所述输出轴2旋转至所述突出触点与所述第一摇臂3接触时，记为位置A，所述第一微动开关4、所述第三微动开关5与所述第一摇臂3脱离，所述第二微动开关6、所述第四微动开关7与所述第二摇臂8接触，所述第五微动开关23与所述第三摇臂22脱离，所述第六微动开关26与所述第四摇臂25脱离，所述第七微动开关29与所述第五摇臂28接触。
当所述输出轴2旋转至所述突出触点与所述第二摇臂8接触时，记为位置B，所述第二微动开关6、所述第四微动开关7与所述第二摇臂8脱离，所述第一微动开关4、所述第三微动开关5与所述第一摇臂3接触，所述第五微动开关23与所述第三摇臂22脱离，所述第六微动开关26与所述第四摇臂25接触，所述第七微动开关29与所述第五摇臂28脱离。
进一步地，当所述输出轴2旋转至所述第三摇臂22落入所述凸轮盘24凹陷区32时，记为位置C，所述第五微动开关23与所述第三摇臂22接触，所述第六微动开关26与所述第四摇臂25脱离，所述第七微动开关29与所述第五摇臂28脱离，所述第二微动开关6、所述第四微动开关7与所述第二摇臂8接触，所述第一微动开关4、所述第三微动开关5与所述第一摇臂3接触。
进一步地，当所述输出轴2旋转至位置A与位置C之间时，所述第一微动开关4、所述第三微动开关5与所述第一摇臂3接触，所述第二微动开关6、所述第四微动开关7与所述第二摇臂8接触，所述第五微动开关23与所述第三摇臂22脱离，所述第六微动开关26与所述第四摇臂25脱离，所述第七微动开关29与所述第五摇臂28接触。
进一步地，当所述输出轴旋转至位置B与位置C之间时，所述第一微动开关4、所述第三微动开关5与所述第一摇臂3接触，所述第二微动开关6、所述第四微动开关7与所述第二摇臂8接触，所述第五微动开关23与所述第三摇臂22脱离，所述第六微动开关26与所述第四摇臂25接触，所述第七微动开关29与所述第五摇臂28脱离。
如图4所示，使用时，对电动机构上电，对到位信号A、B、C三路供电，当输出轴旋转至位置A时，到位信号A路接通，控制装置发出A位置到位反馈信号。当输出轴旋转至位置B时，到位信号B路接通，控制装置发出B位置到位反馈信号。当输出轴旋转至位置C时，到位信号C路接通，控制装置发出C位置到位反馈信号。
位置A路、位置B路、位置C路处于不供电状态，当需要电动机构向A位置旋转时，对位置A路供电，若当前位置在AC之间，位置C、CB之间或位置B时，第一微动开关4将所在回路接通，电机顺时针转动，到达位置A后，第一微动开关4将所在回路断开，电动机构不再转动。
当需要电动机构向B位置旋转时，对位置B路供电，若当前位置在AC之间，位置C、CB之间或位置A时，第二微动开关6将所在回路接通，电机逆时针转动，到达位置B后，第二微动开关6将所在回路断开，电动机构不再转动。
当需要电动机构向C位置旋转时，对位置C路供电，若当前位置在AC之间或位置A时，第六微动开关26将所在回路接通，第七微动开关29将所在回路断开，电机顺时针转动，到达位置C后，第六微动开关26将所在回路断开，电动机构不再转动；若当前位置BC之间或位置B时，第七微动开关29将所在回路接通，第六微动开关26将所在回路断开，电机顺时针转动，到达位置C后，第七微动开关29将所在回路断开，电动机构不再转动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，包括上层机械控制结构、下层机械控制结构和控制电路三部分，上层机械控制结构与下层机械控制结构同轴安装于电动机构中的输出轴上；两层机械控制结构中共安装有七个与控制电路相连接的微动开关，控制电路具有驱动输出轴转动与反馈到位信号的功能；当输出轴处于5种不同的位置范围时，两层机械控制结构中的7个微动开关处于不同的开关状态，使连接微动开关的控制电路处于不同的状态，控制电动机构实现三个不同位置之间的切换与到位反馈。
2.如权利要求1所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，所述上层机械控制结构包括上机架(1)和设置在上机架(1)上的输出轴(2)、叠置的第一微动开关(4)和第三微动开关(5)、叠置的第二微动开关(6)和第四微动开关(7)、叠置并铰接于上机架(1)上的第一摇臂(3)和第二摇臂(8)；输出轴(2)上设计有两个圆柱状的突出触点，所述的突出触点通过悬臂结构与输出轴(2)刚性连接。
3.如权利要求2所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，所述所述第一摇臂(3)与第二摇臂(8)之间设有弹簧，在弹簧作用力下，第一摇臂(3)与第一微动开关(4)、第三微动开关(5)保持接触，第二摇臂(8)与第二微动开关(6)、述第四微动开关(7)保持接触；当所述输出轴(2)旋转至所述突出触点与所述第一摇臂(3)接触时，所述第一摇臂(3)相对于所述上机架(1)顺时针转动，所述第一摇臂(3)与所述第一微动开关(4)、所述第三微动开关(5)脱离；当所述输出轴(2)旋转至所述突出触点与所述第二摇臂(8)接触时，所述第二摇臂(8)相对于所述上机架(1)逆时针转动，所述第二摇臂(8)与所述第二微动开关(6)、所述第四微动开关(7)脱离。
4.如权利要求3所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，所述下层机械控制结构包括下机架(21)和安装在下机架(21)上的第五微动开关(23)、第六微动开关(26)、第七微动开关(29)、第三摇臂(22)、第四摇臂(25)、第五摇臂(28)和凸轮盘(24)；所述第三摇臂(22)、第四摇臂(25)、第五摇臂(28)独立铰接于机架上；所述第三摇臂(22)、第四摇臂(25)、第五摇臂(28)上分别设有相铰接的滚柱(27)，三个滚柱(27)在弹簧力的作用下与所述凸轮盘(24)保持接触，并可相对于凸轮盘(24)与对应的摇臂独立转动。
5.如权利要求4所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，所述凸轮盘(24)安装在下机架2中心位置，其上设置有直径较小区(31)和直径较大区(33)，直径较小区(31)的直径小于直径较大区(33)的直径，直径较大区(33)的圆周中间位置开设有凹陷区(32)；当滚柱(27)位于凸轮盘(24)上直径较小区(31)或凹陷区(32)时，对应的摇臂相对于所述下机架(21)逆时针转动，该摇臂与对应的微动开关产生接触；当滚柱(27)位于凸轮盘(24)上直径较大区(33)时对应的摇臂相对于所述下机架(21)顺时针转动，该摇臂与对应的微动开关发生脱离。
6.如权利要求5所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，所述所述第一微动开关(4)与所述第一摇臂(3)接触时，所述第一微动开关(4)将所在回路接通，所述第一微动开关(4)与所述第一摇臂(3)脱离时，所述第一微动开关(4)将所在回路断开；所述第二微动开关(6)与所述第二摇臂(8)接触时，所述第二微动开关(6)将所在回路接通，所述第二微动开关(6)与所述第二摇臂(8)脱离时，所述第二微动开关(6)将所在回路断开；所述第三微动开关(5)与所述第一摇臂(3)接触时，所述第二微动开关(6)将所在回路断开，所述第三微动开关(5)与所述第一摇臂(3)脱离时，所述第二微动开关(6)将所在回路接通；所述第四微动开关(7)与所述第二摇臂(8)接触时，所述第四微动开关(7)将所在回路断开，所述第四微动开关(7)与所述第二摇臂(8)脱离时，所述第四微动开关(7)将所在回路接通；所述第五微动开关(23)与所述第三摇臂(22)接触时，所述第五微动开关(23)将所在回路接通，所述第五微动开关(23)与所述第三摇臂(22)脱离时，所述第五微动开关(23)将所在回路断开；所述第六微动开关(26)与所述第四摇臂(25)接触时，所述第六微动开关(26)将所在回路接通，所述第六微动开关(26)与所述第四摇臂(25)脱离时，所述第六微动开关(26)将所在回路断开；所述第七微动开关(29)与所述第五摇臂(28)接触时，所述第七微动开关(29)将所在回路接通，所述第七微动开关(29)与所述第五摇臂(28)脱离时，所述第五微动开关(23)将所在回路断开。
7.如权利要求6所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，当所述第一微动开关(4)与所述第六微动开关(26)中任意一方将所在回路接通并供电，所述控制电路将驱动所述输出轴顺时针转动；当所述第二微动开关(6)与所述第七微动开关(29)中任意一方将所在回路接通并供电，所述控制电路将驱动所述输出轴逆时针转动；当所述第三微动开关(5)或所述第一微动开关(4)或所述第五微动开关(23)中任意一方将所在回路接通并供电，所述控制电路将输出对应的位置反馈信号。
8.如权利要求7所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，当所述输出轴(2)旋转至所述突出触点与所述第一摇臂(3)接触时，记为位置A，所述第一微动开关(4)、所述第三微动开关(5)与所述第一摇臂(3)脱离，所述第二微动开关(6)、所述第四微动开关(7)与所述第二摇臂(8)接触，所述第五微动开关(23)与所述第三摇臂(22)脱离，所述第六微动开关(26)与所述第四摇臂(25)脱离，所述第七微动开关(29)与所述第五摇臂(28)接触；
当所述输出轴(2)旋转至所述突出触点与所述第二摇臂(8)接触时，记为位置B，所述第二微动开关(6)、所述第四微动开关(7)与所述第二摇臂(8)脱离，所述第一微动开关(4)、所述第三微动开关(5)与所述第一摇臂(3)接触，所述第五微动开关(23)与所述第三摇臂(22)脱离，所述第六微动开关(26)与所述第四摇臂(25)接触，所述第七微动开关(29)与所述第五摇臂(28)脱离；
当所述输出轴(2)旋转至所述第三摇臂(22)落入所述凸轮盘(24)凹陷区(32)时，记为位置C，所述第五微动开关(23)与所述第三摇臂(22)接触，所述第六微动开关(26)与所述第四摇臂(25)脱离，所述第七微动开关(29)与所述第五摇臂(28)脱离，所述第二微动开关(6)、所述第四微动开关(7)与所述第二摇臂(8)接触，所述第一微动开关(4)、所述第三微动开关(5)与所述第一摇臂(3)接触。
9.如权利要求8所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，当所述输出轴(2)旋转至位置A与位置C之间时，所述第一微动开关(4)、所述第三微动开关(5)与所述第一摇臂(3)接触，所述第二微动开关(6)、所述第四微动开关(7)与所述第二摇臂(8)接触，所述第五微动开关(23)与所述第三摇臂(22)脱离，所述第六微动开关(26)与所述第四摇臂(25)脱离，所述第七微动开关(29)与所述第五摇臂(28)接触。
10.如权利要求9所述的三位置切换的电动机构控制装置，其特征在于，当所述输出轴旋转至位置B与位置C之间时，所述第一微动开关(4)、所述第三微动开关(5)与所述第一摇臂(3)接触，所述第二微动开关(6)、所述第四微动开关(7)与所述第二摇臂(8)接触，所述第五微动开关(23)与所述第三摇臂(22)脱离，所述第六微动开关(26)与所述第四摇臂(25)接触，所述第七微动开关(29)与所述第五摇臂(28)脱离。
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