CN111367229A - 一种远程控制自供电的气动搅拌机系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，是由气动部分、机械部分以及电控部分组成，所述气动部分是由气动马达、双电控电磁阀、气阀组成，所述气阀的一端通过气路管道与气源连接，所述气阀的另一端通过气路管道依次与双电控电磁阀、气动马达气路端口连接，所述机械部分是由气动搅拌机和发电机组成，所述气动搅拌机和发电机的输入端与气动马达的输出轴连接，所述电控部分是正转继电器、反转继电器、自动供电控制系统连接，自动供电控制系统连接为双电控电磁阀提供电源，并控制整个系统工作，不需要外接电源，解决气动搅拌机应用环境防爆问题，使用受限问题。

Description

一种远程控制自供电的气动搅拌机系统及工作方法

技术领域

本发明属于机械控制领域，具体涉及一种带有自充电功能的气动搅拌机系统及工作方法。

背景技术

气动搅拌机是电动搅拌机的升级换代产品，已经广泛的应用于各行各业。气动搅拌机只需提供一定压力的压缩空气便能驱动，做到了低能耗、高效率。还具有断气保护功能，在突然断气情况下，保证工件不失控。

气动搅拌机的防爆性能良好，它在国外工业化国家被广泛地应用在化工、纺织、喷漆、物流、码头等易燃、易爆、高温、高粉尘、腐蚀性强的作业场所。特别是一些工业发达的国家明确规定，石油、化工、汽车、矿山等易燃易爆场合，必须强制使用气动搅拌机。

气动搅拌机由气动马达驱动，气动马达的动力来自一定压力的压缩空气。气动搅拌机主要用于搅拌设备。

传统的气动搅拌机控制系统，无法实现定时控制、无法实现正反转的交替搅拌、无法实现遥控控制、无法实现物联网控制。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，一种远程控制自供电的气动搅拌机系统及工作方法，通过气动搅拌机自身的气动马达同轴带动发电机，产生电能，通过自动供电控制系统形成微型电控装置，自动供电控制系统、发电机、气动马达与气动搅拌机集成一体，构成新型气动搅拌机；新型气动搅拌机，能实现电信号对气动搅拌机的控制，包括实现定时控制、实现正反转的交替控制、实现遥控控制、实现物联网控制，通过正反转交替控制提高搅拌机的搅拌效率，通过无线模块和物联网模块实现远程遥控。

技术方案：本发明所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，是由气动部分、机械部分以及电控部分组成，所述气动部分是由气动马达、双电控电磁阀、气阀组成，所述气阀的一端通过气路管道与气源连接，所述气阀的另一端通过气路管道依次与双电控电磁阀、气动马达气路端口连接，所述机械部分是由气动搅拌机和发电机组成，所述气动搅拌机和发电机的输入端与气动马达的输出轴连接，所述电控部分是正转继电器、反转继电器、自动供电控制系统连接，所述双电控电磁阀中的正转、反转线圈分别通过正转继电器、反转继电器上的触点与自动供电控制系统电源输出端连接，

所述自动供电控制系统是由整流稳压模块、自供电电路、发电检测单元、电池检测单元、充电控制单元、备用供电电路、控制供电电路、检测供电电路、控制模块、驱动电路、无线模块、物联网模块、充电电池组成；所述整流稳压模块电源输入端与发电机的输出端连接，所述整流稳压模块的电源输出端分别与自供电电路电源输入端、发电检测单元的检测端连接，所述发电检测单元信号输出端与控制模块信号输入端连接，所述自供电电路电源输出端分别与充电供电单元、控制供电电路的电源输入端、正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述控制供电电路的电源输出端分别与检测供电电路电源输入端、控制模块的电源输入端连接；所述检测供电电路的电源输出口分别与发电检测单元、电池检测单元的电源输入端连接；所述电池检测单元的信号输出端与控制模块信号输入端连接；所述充电控制单元的电源输出端分别同时与电池检测单元的检测端、备用供电电路的电源输入端以及充电电池的电源输入输出端连接，所述备用供电电路电源输出口分别与控制供电电路的电源输入端、正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述控制模块信号输出端分别与充电控制单元、检测供电电路的控制端口连接；所述控制模块的通过驱动电路与正转继电器上的线圈、反转继电器上的线圈连接；所述无线模块和物联网模块通过通讯协议与控制模块连接。

优选的，所述控制模块为单片机。

优选的，所述气动马达为双输出轴气动马达。

优选的，所述自供电电路是由转换模块A、转换模块B、二极管D1组成，所述整流稳压模块的电源输出端与转换模块A的电源输入端连接，所述转换模块A的电源输出端分别与充电控制单元、控制供电电路、转换模块B电源输入端连接，所述转换模块B的电源输出端通过二极管D1与正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接。

优选的，所述检测供电电路是由转换模块C、检测功率开关组成，所述检测功率开关的电源输入端与控制电路的输出端连接，检测功率开关的电源输出端与转换模块C的电源输入端连接，转换模块C的电源输模块端分别与发电检测单元、电池检测单元的电源输入端连接，所述检测功率开关的控制端直接与控制模块的输出端连接。

优选的，所述备用供电电路是由辅助功率开关、转换模块D、二极管D2组成，所述辅助功率开关的电源输入端分别与充电电池、充电控制单元的电源输出端、电池检测单元的检测端、控制供电电路的电源输入端连接；辅助功率开关的电源输出端与转换模块D的电源输入端连接，所述转换模块D电源输出端通过二极管D2与正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述辅助功率开关的控制端与控制模块的输出端连接。

优选的，所述控制供电电路为转换模块E,所述转换模块E的电源输入端自供电电路、备用电路之间分别设有二极管D3、二极管D4。

一种远程控制自供电的气动搅拌机系统的工作方法，所述工作方法具体如下：

充电电池电量不足时，自动供电控制系统无法工作，只能通过手动控制气动马达气源，驱动气动马达工作，气动马达工作带动搅拌机和发电机工作，发电机对备用供电电路中的充电电池进行充电；

充电电池电量充足时，充电电池直接为自动供电控制系统供电，同时为双电控电磁阀提供电源，控制模块接收和存储无线模块或物联网模块发送过来的控制信息，控制模块通过驱动电路控制正转继电器或反转继电器工作，驱动双电控电磁阀工作实现对气动马达的正反转控制；具体控制如下：

气动马达工作时，气动马达带动发电机发电，经整流电压模块，通过自供电电路为双电控电磁阀提供工作电源；自供电电路同时还将电能供给充电控制单元和控制供电电路，其中控制电路为控制模块供电，控制模块得电后先控制检测供电电路进行工作，判断是否为充电电池充电；

在气动马达未工作时，当控制模块通过无线模块或物联网模块接受到控制信号后，控制模块直接执行所接受的控制信号，通过驱动电路控制正转继电器或反转继电器线圈得电，正转继电器或反转继电器触点闭合，同时将充电电池的电能转换后为双电控电磁阀供电，使气动马达带动发电机工作进而带动发电机为自动供电控制系统及双电控电磁阀供电；

气动马达工作时，发电机产生的电能优先为双电控电磁阀和控制供电电路供电，同时为充电电池充电。

优选的，所述物联网模块，首先对控制模块进行参数配置，实现与控制模块进行通信；控制模块通过物联网模块连接互联网，与云平台交互数据，实现远程监视与控制。

有益效果：本发明揭示了一种远程控制自供电的气动搅拌机系统及工作方法，其效果如下：

（1）通过气动马达带动发电机，构建了远程控制自供电的气动搅拌机系统，为整个远程控制自供电的气动搅拌机系统提供电能并控制其气动马达工作，不需要外接电源，减少外接电源造成的危害及局限性；解决气动搅拌机应用环境防爆问题；提高气动搅拌机的应用范围，便于在行业里进行推广使用；

（2）本申请采用了宽电压范围的DC/DC转换模块A模块，解决了气动马达启动阶段的电压变化大的问题，保证系统有效运行；

（3）在自动供电控制系统中设置充电电池，提高其操作的便捷性，防止每次使用时都需要手动进行操作；

（4）自动供电控制系统通过采用无线通信技术、物联网模块、控制模块，能实现电信号对气动搅拌机的控制，包括实现定时控制、实现正反转的交替控制、实现遥控控制、实现物联网控制，使搅拌机系统更加智能，提高搅拌效率。

附图说明

图1为本发明电气结构示意图；

图2为图1电气详细示意图；

1、气动搅拌机；2、气动马达；3、发电机；4、整流稳压模块；5、自供电电路；6、发电检测单元；7、电池检测单元；8、充电控制单元；9、备用供电电路；10、控制供电电路；11、检测供电电路；12、控制模块；13、驱动电路；14、无线模块；15、物联网模块；16、转换模块A；17、转换模块B；18、转换模块C；19、转换模块D；20、转换模块E；21、充电电池；22、辅助功率开关；23、检测功率开关；24、二极管D1；25、二极管D2；26、二极管D3；27、二极管D4；28、正转继电器触点；29、反转继电器触点；30、正转继电器线圈；31、反转继电器线圈；32、气阀；33、双电控电磁阀。

具体实施方式

如图1-2所示的一种远程控制自供电的气动搅拌机1系统，是由气动部分、机械部分以及电控部分组成，所述气动部分是由气动马达2、双电控电磁阀33、气阀32组成，所述气阀32的一端通过气路管道与气源连接，所述气阀32的另一端通过气路管道依次与双电控电磁阀33、气动马达2气路端口连接，所述机械部分是由气动搅拌机1和发电机3组成，所述气动搅拌机1和发电机3的输入端与气动马达2的输出轴连接，所述电控部分是正转继电器、反转继电器、自动供电控制系统连接，所述双电控电磁阀33中的正转、反转线圈分别通过正转继电器、反转继电器上的触点与自动供电控制系统电源输出端连接，

所述自动供电控制系统是由整流稳压模块4、自供电电路5、发电检测单元6、电池检测单元7、充电控制单元8、备用供电电路9、控制供电电路10、检测供电电路11、控制模块12、驱动电路13、无线模块14、物联网模块15组成；所述整流稳压模块4电源输入端与发电机3的输出端连接，所述整流稳压模块4的电源输出端分别与自供电电路5电源输入端、发电检测单元6的检测端连接，所述发电检测单元6信号输出端与控制模块12信号输入端连接，所述自供电电路5电源输出端分别与充电供电单元、控制供电电路10的电源输入端、正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述控制供电电路10的电源输出端分别与检测供电电路11电源输入端、控制模块12的电源输入端连接；所述检测供电电路11的电源输出口分别与发电检测单元6、电池检测单元7的电源输入端连接；所述电池检测单元7的信号输出端与控制模块12信号输入端连接；充电控制单元8的电源输出端分别同时与电池检测单元7的检测端、备用供电电路9的电源输入端以及充电电池21的电源输入输出端连接，所述备用供电电路9电源输出口分别与控制供电电路10的电源输入端、正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述控制模块12信号输出端分别与充电控制单元8、检测供电电路11的控制端口连接；所述控制模块12的通过驱动电路13与正转继电器上的线圈、反转继电器上的线圈连接；所述无线模块14和物联网模块15通过通讯协议与控制模块12连接。

本实例中，优选的，所述控制模块12为单片机。

本实例中，优选的，所述气动马达2为双输出轴气动马达2。

本实例中，优选的，所述自供电电路5是由转换模块A16、转换模块B17、二极管D124组成，所述整流稳压模块4的电源输出端与转换模块A16的电源输入端连接，所述转换模块A16的电源输出端分别与充电控制单元8、控制供电电路10、转换模块B17电源输入端连接，所述转换模块B17的电源输出端通过二极管D124与正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接。

本实例中，优选的，所述检测供电电路11是由转换模块C18、检测功率开关23组成，所述检测功率开关23的电源输入端与控制电路的输出端连接，检测功率开关23的电源输出端与转换模块C18的电源输入端连接，转换模块C18的电源输模块端分别与发电检测单元6、电池检测单元7的电源输入端连接，所述检测功率开关23的控制端直接与控制模块12的输出端连接。

本实例中，优选的，所述备用供电电路9是由辅助功率开关22、转换模块D19、二极管D225组成，所述辅助功率开关22的电源输入端分别与充电电池21、充电控制单元8的电源输出端、电池检测单元7的检测端、控制供电电路10的电源输入端连接；辅助功率开关22的电源输出端与转换模块D19的电源输入端连接，所述转换模块D19电源输出端通过二极管D225与正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述辅助功率开关22的控制端与控制模块12的输出端连接。

本实例中，优选的，所述控制供电电路10为转换模块E20,所述转换模块E20的电源输入端自供电电路5、备用电路之间分别设有二极管D326、二极管D427。

本实例中，优选的，所述转换模块A16、转换模块B17、转换模块C18、转换模块D19、转换模块E20均为DC/DC变换模块，DC/DC变换模块为宽输入范围的DC/DC变换模块，其中转换模块A16、转换模块C18输出直流电压12V，转换模块B17、转换模块D19输出直流电压24V，转换模块E20输出直流电压5V。

本实例中，优选的，所述自动供电控制系统、发电机3、气动马达2与气动搅拌机1集成一体。

一种远程控制自供电的气动搅拌机1系统的工作方法，所述工作方法具体如下：

充电电池21电量不足时，自动供电控制系统无法工作，只能通过手动控制气动马达2气源，即手动控制双电控电磁阀33驱动气动马达2工作，气动马达2工作带动搅拌机和发电机3工作，发电机3对备用供电电路9中的充电电池21进行充电；

充电电池21电量充足时，充电电池21直接为自动供电控制系统供电，同时为双电控电磁阀33提供电源，控制模块12接收和存储无线模块14或物联网模块15发送过来的控制信息，控制模块12通过驱动电路13控制正转继电器或反转继电器工作，驱动双电控电磁阀33工作实现对气动马达2的正反转控制；具体控制如下：

气动马达2工作时，气动马达2带动发电机3发电，经整流电压模块，通过自供电电路5为双电控电磁阀33提供工作电源；自供电电路5同时还将电能供给充电控制单元8和控制供电电路10，其中控制电路为控制模块12供电，控制模块12得电后先控制检测供电电路11进行工作，判断是否为备用电路中的充电电池21充电；

在气动马达2未工作时，当控制模块12通过无线模块14或物联网模块15接受到控制信号后，控制模块12直接执行所接受的控制信号，通过驱动电路13控制正转继电器或反转继电器线圈31得电，正转继电器或反转继电器触点29闭合，同时将充电电池21的电能转换后为双电控电磁阀33供电，使气动马达2带动发电机3工作进而带动发电机3为自动供电控制系统及双电控电磁阀33供电；

气动马达2工作时，发电机3产生的电能优先为双电控电磁阀33和控制供电电路10供电，多余电为充电电池21充电。

本实例中，优选的，所述物联网模块15，首先对控制模块12进行参数配置，实现与控制模块12进行通信；控制模块12通过物联网模块15连接互联网，与云平台交互数据，实现远程监视与控制。

本实例中，优选的，所述无线模块14和物联网模块15接收的遥控信号，如正转、反转、工作时间、工作模式等。

通过气动搅拌机1自身的气动马达2同轴带动发电机3，产生电能，通过自动供电控制系统形成微型电控装置，自动供电控制系统、发电机3、气动马达2与气动搅拌机1集成一体，构成新型气动搅拌机1；新型气动搅拌机1，能实现电信号对气动搅拌机1的控制，包括实现定时控制、实现正反转的交替控制、实现遥控控制、实现物联网控制，通过正反转交替控制提高搅拌机的搅拌效率，通过无线模块14和物联网模块15实现远程遥控。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，其特征在于：是由气动部分、机械部分以及电控部分组成，所述气动部分是由气动马达（2）、双电控电磁阀（33）、气阀（32）组成，所述气阀（32）的一端通过气路管道与气源连接，所述气阀（32）的另一端通过气路管道依次与双电控电磁阀（33）、气动马达（2）气路端口连接，所述机械部分是由气动搅拌机（1）和发电机（3）组成，所述气动搅拌机（1）和发电机（3）的输入端与气动马达（2）的输出轴连接，所述电控部分是正转继电器、反转继电器、自动供电控制系统连接，所述双电控电磁阀（33）中的正转、反转线圈分别通过正转继电器、反转继电器上的触点与自动供电控制系统电源输出端连接，

所述自动供电控制系统是由整流稳压模块（4）、自供电电路（5）、发电检测单元（6）、电池检测单元（7）、充电控制单元（8）、备用供电电路（9）、控制供电电路（10）、检测供电电路（11）、控制模块（12）、驱动电路（13）、无线模块（14）、物联网模块（15）、充电电池（21）组成；所述整流稳压模块（4）电源输入端与发电机（3）的输出端连接，所述整流稳压模块（4）的电源输出端分别与自供电电路（5）电源输入端、发电检测单元（6）的检测端连接，所述发电检测单元（6）信号输出端与控制模块（12）信号输入端连接，所述自供电电路（5）电源输出端分别与充电供电单元、控制供电电路（10）的电源输入端、正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述控制供电电路（10）的电源输出端分别与检测供电电路（11）电源输入端、控制模块（12）的电源输入端连接；所述检测供电电路（11）的电源输出口分别与发电检测单元（6）、电池检测单元（7）的输入端连接；所述电池检测单元（7）的信号输出端与控制模块（12）信号输入端连接；所述充电控制单元（8）的电源输出端分别同时与电池检测单元（7）的检测端、备用供电电路（9）的电源输入端以及充电电池（21）的电源输入输出端连接，所述备用供电电路（9）电源输出口分别与控制供电电路（10）的电源输入端、正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述控制模块（12）信号输出端分别与充电控制单元（8）、检测供电电路（11）的控制端口连接；所述控制模块（12）的通过驱动电路（13）与正转继电器上的线圈、反转继电器上的线圈连接；所述无线模块（14）和物联网模块（15）通过通讯协议与控制模块（12）连接。

2.根据权利要求1所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，其特征在于：所述控制模块（12）为单片机。

3.根据权利要求1所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，其特征在于：所述气动马达（2）为双输出轴气动马达（2）。

4.根据权利要求1所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，其特征在于：所述自供电电路（5）是由转换模块A（16）、转换模块B（17）、二极管D1（24）组成，所述整流稳压模块（4）的电源输出端与转换模块A（16）的电源输入端连接，所述转换模块A（16）的电源输出端分别与充电控制单元（8）、控制供电电路（10）、转换模块B（17）电源输入端连接，所述转换模块B（17）的电源输出端通过二极管D1（24）与正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接。

5.根据权利要求1所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，其特征在于：所述检测供电电路（11）是由转换模块C（18）、检测功率开关（23）组成，所述检测功率开关（23）的电源输入端与控制电路的输出端连接，检测功率开关（23）的电源输出端与转换模块C（18）的电源输入端连接，转换模块C（18）的电源输模块端分别与发电检测单元（6）、电池检测单元（7）的电源输入端连接，所述检测功率开关（23）的控制端直接与控制模块（12）的输出端连接。

6.根据权利要求1所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，其特征在于：所述备用供电电路（9）是由辅助功率开关（22）、转换模块D（19）、二极管D2（25）组成，所述辅助功率开关（22）的电源输入端分别与充电电池（21）、电池检测单元（7）的检测端、控制供电电路（10）的电源输入端连接；辅助功率开关（22）的电源输出端与转换模块D（19）的电源输入端连接，所述转换模块D（19）电源输出端通过二极管D2（25）与正转继电器上的触点、反转继电器上的触点连接；所述辅助功率开关（22）的控制端与控制模块（12）的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机系统，其特征在于：所述控制供电电路（10）为转换模块E（20）,所述转换模块E（20）的电源输入端自供电电路（5）、备用电路之间分别设有二极管D3（26）、二极管D4（27）。

8.一种根据权利要求1-7所述的任意一种远程控制自供电的气动搅拌机系统的工作方法，其特征在于：所述工作方法具体如下：

充电电池（21）电量不足时，自动供电控制系统无法工作，只能通过手动控制气动马达（2）气源，驱动气动马达（2）工作，气动马达（2）工作带动搅拌机和发电机（3）工作，发电机（3）对备用供电电路（9）中的充电电池（21）进行充电；

充电电池（21）电量充足时，充电电池（21）直接为自动供电控制系统供电，同时为双电控电磁阀（33）提供电源，控制模块（12）接收和存储无线模块（14）或物联网模块（15）发送过来的控制信息，控制模块（12）通过驱动电路（13）控制正转继电器或反转继电器工作，驱动双电控电磁阀（33）工作实现对气动马达（2）的正反转控制；具体控制如下：

气动马达（2）工作时，气动马达（2）带动发电机（3）发电，经整流电压模块，通过自供电电路（5）为双电控电磁阀（33）提供工作电源；自供电电路（5）同时还将电能供给充电控制单元（8）和控制供电电路（10），其中控制电路为控制模块（12）供电，控制模块（12）得电后先控制检测供电电路（11）进行工作，判断是否为充电电池（21）充电；

在气动马达（2）未工作时，当控制模块（12）通过无线模块（14）或物联网模块（15）接受到控制信号后，控制模块（12）直接执行所接受的控制信号，通过驱动电路（13）控制正转继电器或反转继电器线圈（31）得电，正转继电器或反转继电器触点（29）闭合，同时将充电电池（21）的电能转换后为双电控电磁阀（33）供电，使气动马达（2）带动发电机（3）工作进而带动发电机（3）为自动供电控制系统及双电控电磁阀（33）供电；

气动马达（2）工作时，发电机（3）产生的电能优先为双电控电磁阀（33）和控制供电电路（10）供电，同时为充电电池（21）充电。

9.根据权利要求8所述的一种远程控制自供电的气动搅拌机（1）系统的工作方法，其特征在于：所述物联网模块（15），首先对控制模块（12）进行参数配置，实现与控制模块（12）进行通信；控制模块（12）通过物联网模块（15）连接互联网，与云平台交互数据，实现远程监视与控制。

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