CN216430656U

CN216430656U - 比例阀控制器及液压系统

Info

Publication number: CN216430656U
Application number: CN202122383547.2U
Authority: CN
Inventors: 雷献明; 王俊; 和进军; 徐龙辉
Original assignee: Sany Automobile Hoisting Machinery Co Ltd
Current assignee: Sany Automobile Hoisting Machinery Co Ltd
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2031-09-29

Abstract

本实用新型实施例提供一种比例阀控制器和液压系统，涉及比例阀控制技术领域，比例阀控制器包括：信号输入电路、控制器、电压采样电路、比例阀、电流反馈电路、供电电压和拨码开关；供电电压与比例阀的第一端电连接，用于为比例阀供电；电压采样电路，用于向控制器传输第一电压信号；电流反馈电路的第一端与控制器电连接，电流反馈电路的第二端与比例阀的第二端电连接，用于向控制器传输第二电压信号；信号输入电路，用于向控制器传输指令信号；拨码开关，用于向控制器发送数字量；控制器，用于接收数字量，输出目标电流信号。本实用新型用以解决现有比例阀控制器冗杂、反应迟钝、以及电流精度较低的缺陷。

Description

比例阀控制器及液压系统

技术领域

本实用新型涉及比例阀控制技术领域，尤其涉及一种比例阀控制器及液压系统。

背景技术

比例阀中比例电磁铁的最大位移所需的电流值通常在600-3000mA之间不等，而工业控制标准信号通常是0V～5V或0V～10V或-5V～+5V或-10V～+10V的电压信号，或0-20mA或4-20mA电流信号，控制信号带负载能力很弱，不足以推动比例电磁铁。比例阀放大器起到一个信号匹配的作用，接收微弱的控制信号，输出比例电磁铁所需的电流。

现有的比例阀控制器均采用纯硬件电路的搭建方式，导致比例阀控制器比较复杂、电流调节不够灵活、以及电流值精度较低的问题。

因此，实现一种简单、能够灵活和精确调节电流的比例阀控制器是目前业界亟需解决的重要课题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种比例阀控制器及液压系统，用以解决现有比例阀控制器冗杂、反应迟钝、以及电流精度较低的缺陷，实现一种简单、能够灵活和精确调节电流的比例阀控制器。

本实用新型实施例提供一种比例阀控制器，包括：信号输入电路、控制器、电压采样电路、比例阀、电流反馈电路、供电电压和拨码开关；

所述供电电压与所述比例阀的第一端电连接，用于为所述比例阀供电；

所述电压采样电路的第一端与所述控制器电连接，所述电压采样电路的第二端与所述供电电压电连接，用于向所述控制器传输第一电压信号；

所述电流反馈电路的第一端与所述控制器电连接，所述电流反馈电路的第二端与所述比例阀的第二端电连接，用于向所述控制器传输第二电压信号；

所述信号输入电路与所述控制器电连接，用于向所述控制器传输指令信号；

所述拨码开关与所述控制器电连接，用于向所述控制器发送数字量；

所述控制器，用于接收所述数字量，输出目标电流信号。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述电压采样电路包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻并联连接；

所述第一电阻的第一端与所述控制器电连接，所述第一电阻的第二端与所述供电电压电连接；

所述第二电阻的第一端与所述控制器电连接，所述第二电阻的第二端与地线电连接。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述电流反馈电路包括：电流调节器和第三电阻，所述电流调节器和所述第三电阻并联连接；

所述电流调节器的第一端与所述控制器电连接，所述电流调节器的第二端与所述比例阀的第二端电连接；

所述第三电阻的第一端与所述比例阀的第二端电连接，所述第三电阻的第二端与所述地线电连接。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述第三电阻包括：毫欧级电阻。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述拨码开关包括：至少一个触点开关和与每个所述触点开关对应的第四电阻。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述信号输入电路包括：模拟量信号输入子电路和数字量信号输入子电路。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述数字量信号输入子电路包括：CAN总线。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述比例阀控制器还包括：光电耦合电路；所述光电耦合电路的第一端与所述控制器电连接，所述光电耦合电路的第二端与所述比例阀的第一端电连接；

所述光电耦合电路包括：光耦合器、第五电阻和三极管；

所述光耦合器的第一端与所述控制器电连接，所述光耦合器的第二端与所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端与所述三极管的第一端电连接，所述三极管的第二端与所述比例阀的第一端电连接。

根据本实用新型一个实施例的比例阀控制器，所述比例阀控制器还包括：存储器，所述存储器与所述控制器电连接。

本实用新型实施例提供一种液压系统，所述液压系统包括如上任一项所述的比例阀控制器。

本实用新型实施例提供的比例阀放大器，包括：信号输入电路、控制器、电压采样电路、比例阀、电流反馈电路和拨码开关；供电电压与比例阀的第一端电连接，用于为比例阀供电；电压采样电路的第一端与控制器电连接，电压采样电路的第二端与供电电压电连接，用于向控制器提供第一电压信号，本实用新型通过电压采样电路对供电电压输出的电压进行分压，以得到控制器能够检测的电压；电流反馈电路的第一端与控制器电连接，电流反馈电路的第二端与比例阀的第二端电连接，用于向控制器发送第二电压信号；信号输入电路与控制器电连接，用于向控制器发送指令信号；拨码开关与控制器电连接，用于向控制器发送数字量；控制器，用于接收数字量，输出目标电流信号，可见，本实用新型的控制器通过拨码开关发送的数字量进行目标电流信号的输出，可见，本实用新型通过控制器完成目标电流信号的输出，相较于现有技术利用纯硬件的方式，使得本实用新型的比例阀控制器更简洁、电流调节更灵活，解决了现有比例阀控制器冗杂、反应迟钝、以及电流精度较低的缺陷，实现一种简单、能够灵活和精确调节电流的比例阀控制器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种比例阀控制器的结构示意图之一；

图2是本实用新型实施例提供的一种比例阀控制器的结构示意图之二；

图3是本实用新型实施例提供的一种比例阀控制器的结构示意图之三；

图4是本实用新型实施例提供的一种比例阀控制器的结构示意图之四。

附图标记：

1：信号输入电路； 2：控制器； 3：电压采用电路；

4：比例阀； 5：电流反馈电路； 6：供电电压；

7：拨码开关； 8：光电耦合电路； 9：存储器；

11：模拟量信号输入子电路； 12：数字量信号输入子电路；

31：第一电阻； 32：第二电阻； 51：电流调节器；

52：第三电阻； 71：触点开关； 72：第四电阻；

81：光耦合器； 82：第五电阻； 83：三极管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图4描述本实用新型实施例的比例阀控制器。

具体的，比例阀控制器包括：信号输入电路1、控制器2、电压采样电路3、比例阀4、电流反馈电路5、供电电压6和拨码开关7；

供电电压6与比例阀4的第一端电连接，用于为比例阀4供电；

电压采样电路3的第一端与控制器2电连接，电压采样电路3的第二端与供电电压6电连接，用于向控制器2传输第一电压信号；

电流反馈电路5的第一端与控制器2电连接，电流反馈电路5的第二端与比例阀4的第二端电连接，用于向控制器2传输第二电压信号；

信号输入电路1与控制器2电连接，用于向控制器2传输指令信号；

拨码开关7与控制器2电连接，用于向控制器2发送数字量；

控制器2，用于接收数字量，输出目标电流信号。

具体的，本实用新型的控制器2为微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)。具体的，供电电压6一般为12V～48V的供电电压，因此，需要电压采样电路3进行分压，把供电电压6输出的电压转换为MCU的模数转换模块(Analog-to-digital converter，简称ADC)可以检测的电压0V～3.3V。ADC的目的是将模拟量转化为数字量，将把第一电压信号转化为第一电压值，进而，MCU通过第一电压值，对输入的电压幅度、波动、过压和欠压等进行提示或预警。

本实用新型采用MCU进行电压、电流的调理控制，使得电路很简洁，通过MCU中的软件程序既可以实现死区调整、增益调整、斜坡时间、振幅调节等操作，有效的提高了控制精度，也是电压、电流的调节更加灵活。

本实用新型的MCU接收信号输入电路1的指令信号，便可以输出与指令信号对应的目标电流信号。

一个具体实施例中，比例阀控制器还包括：光电耦合电路8；光电耦合电路8的第一端与控制器2电连接，光电耦合电路8的第二端与比例阀4的第一端电连接。光电耦合电路8包括：光耦合器81、第五电阻82和三极管83；其中，光耦合器81的第一端与控制器2电连接，光耦合器81的第二端与第五电阻82的第一端电连接，第五电阻82的第二端与三极管83的第一端电连接，三极管83的第二端与比例阀4的第一端电连接。

具体的，本实用新型通过光电耦合电路8实现光电耦合电路8的输入端和输出端的信号隔离。另外，本实用新型通过光电耦合电路8中的脉冲宽度调制(PWM)，来控制三极管83的开关。

一个具体实施例中，比例阀控制器还包括：存储器9，存储器9与控制器2电连接。本实用新型的存储器为带电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmableread only memory，简称EEPROM)，用于擦除控制器2已有信息，根据实际使用情况重新编程。例如，编码对电压信号的识别，转换等。

一个具体实施例中，电压采样电路3包括：第一电阻31和第二电阻32，第一电阻31和第二电阻32并联连接。第一电阻31的第一端与控制器2电连接，第一电阻31的第二端与供电电压电6连接；第二电阻32的第一端与控制器2电连接，第二电阻32的第二端与地线电连接。

具体的，本实用新型通过第一电阻31和第二电阻32对供电电压6输出的电压进行分压，以使ADC检测到可以识别的电压。

一个具体实施例中，电流反馈电路5包括：电流调节器51和第三电阻52，电流调节器51和第三电阻52并联连接。电流调节器51的第一端与控制器2电连接，电流调节器51的第二端与比例阀4的第二端电连接；第三电阻52的第一端与比例阀4的第二端电连接，第三电阻52的第二端与地线电连接。

一个具体实施例中，第三电阻52包括：毫欧级电阻。例如，第三电阻的阻值采用100m欧姆的毫欧级电阻。

具体的，第三电阻52与比例阀4串联连接，并接地。在比例阀控制器使用过程中，电流流过比例阀4，进而流入电流反馈电路5，即电流会流入第三电阻52。电流在经过第三电阻52后，在第三电阻52的两端产生第二电压信号，然后，将第二电压信号输入至MCU的ADC模块，进行模数转换，最终，MCU通过数字电流量参与目标电流的调节。其中，目标电流与目标电流信号相互对应。

本实用新型采用毫欧级小电阻，发热量小，温升低，能够有效的降低能耗，提高用户体验。

一个具体实施例中，拨码开关7包括：至少一个触点开关71和与每个触点开关71对应的第四电阻72。

一个具体实施例中，至少一个触点开关71包括：四个触点开关71，拨码开关还包括：四个第四电阻72。其中，四个第四电阻72的阻值可以相同，也可以不相同，也可以存在任意两个或三个的阻值相同或不相同。

具体的，比例阀种类多样，输入电流的范围也不同，最大的输入电流有1A、1.2A、3A等。本实用新型通过拨码开关7配置的编码设置比例阀放大器的最大输出电流，以方便用户使用，能够使用户匹配不同种类的电磁阀。拨码开关7与四个第四电阻72相连，当拨码开关7与每个第四电阻72都没有连接时，拨码状态为OFF，MCU中的ARM处理器，识别到编码为1；当拨码开关7与四个第四电阻72全部连接时，拨码状态为ON，ARM处理器识别到编码为0，由此可见，本实用新型的四位拨码共有16种选择，分别对应不同的编码，每个编码分别对应不同的最大电流值。其中，最大电流值与目标电流信号相对应。其中，编码与数字量对应，通过转化数字量得到。

一个具体实施例中，信号输入电路1包括：模拟量信号输入子电路11和数字量信号输入子电路12。

一个具体所述例中，数字量信号输入子电路12包括：CAN总线。

具体的，本实用新型采用模拟量输入和数字量输入两种输入方式，其中，模拟量输入方式为：利用模拟量输入子电路11对输入的0V～10V的电压信号或0A～20mA的电流信号调理后，输入至ADC模块，进行模数转换操作。数字量输入方式为：通过CAN总线，把电流值传输至MCU。

本实用新型利用CAN总线进行数据通信，使得比例阀控制器的布线更简单，可靠性和安全性更高，使比例阀控制器抗干扰性更强。

本实用新型实施例还提供了一种液压系统，该液压系统包括上述任一实施例说明的比例阀放大器。

其中，液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的比例阀控制器动作。

其中，本实用新型的液压系统可以应用在下面的任意一种或多种作业机械中，作业机械包括：挖掘机、推土机、装载机、压路机和搅拌机等。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种比例阀控制器，其特征在于，包括：信号输入电路、控制器、电压采样电路、比例阀、电流反馈电路、供电电压和拨码开关；

所述控制器，用于接收所述数字量，输出目标电流信号。

2.根据权利要求1所述的比例阀控制器，其特征在于，所述电压采样电路包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻并联连接；

3.根据权利要求1所述的比例阀控制器，其特征在于，所述电流反馈电路包括：电流调节器和第三电阻，所述电流调节器和所述第三电阻并联连接；

所述第三电阻的第一端与所述比例阀的第二端电连接，所述第三电阻的第二端与地线电连接。

4.根据权利要求3所述的比例阀控制器，其特征在于，所述第三电阻包括：毫欧级电阻。

5.根据权利要求1所述的比例阀控制器，其特征在于，所述拨码开关包括：至少一个触点开关和与每个所述触点开关对应的第四电阻。

6.根据权利要求1-5任一项所述的比例阀控制器，其特征在于，所述信号输入电路包括：模拟量信号输入子电路和数字量信号输入子电路。

7.根据权利要求6所述的比例阀控制器，其特征在于，所述数字量信号输入子电路包括：CAN总线。

8.根据权利要求1-5任一项所述的比例阀控制器，其特征在于，所述比例阀控制器还包括：光电耦合电路，所述光电耦合电路的第一端与所述控制器电连接，所述光电耦合电路的第二端与所述比例阀的第一端电连接；

所述光电耦合电路包括：光耦合器、第五电阻和三极管；

9.根据权利要求1-5任一项所述的比例阀控制器，其特征在于，所述比例阀控制器还包括：存储器，所述存储器与所述控制器电连接。

10.一种液压系统，其特征在于，所述液压系统包括权利要求1-9任一项所述的比例阀控制器。