CN220227997U - 一种电控手柄阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程机械控制技术领域，具体涉及一种电控手柄阀，包括载体、操纵件、定位组件和角度检测模块，其中，操纵件可转动地安装于载体，定位组件包括设置在载体上的若干定位卡槽以及设置在操纵件上的弹性卡件，操纵件转动时弹性卡件卡入其中一个定位卡槽将操纵件定位，角度检测模块用于检测操纵件的转动角度并转换为电信号输出。本实用新型提供的一种电控手柄阀，可使手柄阀定位在设定位置，持续输出一定的信号值，而无需操作者长时间保持手部不动，降低操作难度；并且通过霍尔元件检测控制杆座上磁体的场强变化来检测操纵角度，检测准确且使得手柄阀的使用寿命更长；此外，还设置操纵连接杆的头部为螺纹式结构，提高适配性。

Description

一种电控手柄阀

技术领域

本实用新型涉及工程机械控制技术领域，具体涉及一种电控手柄阀。

背景技术

当前，工程机械车辆上的控制系统多为液控液(即操作设备通过油管控制电磁阀驱动液压泵输出动力)，但是液控的结构复杂，控制系统逐渐由液控液往电控液(即操作设备发送电信号给控制器，由控制器控制电磁阀驱动液压泵输出动力)的方向发展。随着科学技术的高速发展，工程机械车辆的自动化、智能化成为发展趋势，比如远程控制技术运用在智能挖掘机上，使驾驶人员能够远距离控制挖掘机作业，保证在危险工况下的施工更加安全，由于液控受油管长度影响，在远程控制、无人驾驶等技术上只能由电控实现。

当前，工程机械上的电控手柄阀，通过手柄对设备进行操作时，转动手柄操纵杆的角度控制输出信号，当需要持续输出一定的信号值时，需要将该角度固定下来，对操作者要求较高，要保持手部动作不变，保持电控手柄的信号值输出稳定，如果所需时间较长的话，操作者很难完成。而且，电控手柄在非使用状态下也需要进行锁定，避免其误触导致工程机械设备动作引发安全事故。

当前，工程机械上的电控手柄阀，操纵连接杆与手柄阀的可配性较低，无法满足多种工程机械的操纵需求。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中的电控手柄阀无法在特定角度或者非使用状态时保持固定或锁定的技术问题，提出了一种电控手柄阀，能够在特定角度保持固定，持续输出一定的信号值，并且能够在非使用状态下进行锁定，防止误动作。

本实用新型的技术方案：

一种电控手柄阀，包括：

载体；

操纵件，所述操纵件可转动地安装于所述载体；

定位组件，所述定位组件包括设置在所述载体上的若干定位卡槽以及设置在所述操纵件上的弹性卡件，所述操纵件转动时所述弹性卡件卡入其中一个所述定位卡槽将所述操纵件定位；

角度检测模块，所述角度检测模块用于检测所述操纵件的转动角度并转换为电信号输出。

进一步地，所述弹性卡件包括定位安装块、定位弹簧和定位钢球，所述载体还包括有定位板，所述定位板的表面设置所述定位卡槽，所述定位安装块安装在所述操纵件上，所述定位弹簧和定位钢球均为两个，两个定位弹簧分别设置在所述操纵件的两侧，每个定位弹簧的一端抵靠所述定位安装块，另一端对应顶紧一个定位钢球在所述定位板的表面运动。

进一步地，所述角度检测模块包括磁体和霍尔元件，所述磁体设置在所述操纵件的底部，所述霍尔元件设置在所述载体上且对应所述磁体设置。

进一步地，所述载体包括阀体、安装板和固定座，通过紧固螺钉将所述安装板和固定座依次安装在所述阀体上，所述安装板上设有容所述紧固螺钉穿过的通孔，所述霍尔元件设置在PCB组件上，所述PCB组件安装在所述安装板的中间内腔中并灌入密封硅胶进行密封，所述PCB组件的线束从所述通孔内引出。

进一步地，所述安装板上对应所述顶杆位置的两侧形成有凸起。

进一步地，所述电控手柄阀包括两组对称设置的弹性组件，每组弹性组件包括有复位弹簧和顶杆，所述复位弹簧设置在所述阀体开设的腔体中，所述顶杆上下滑动设置在所述安装板开设的活动腔中，所述操纵件转动时，其中一个顶杆在所述操纵件的一端的作用下下压其底部的复位弹簧。

进一步地，每组所述弹性组件还包括有弹簧座，所述弹簧座装配在所述顶杆和复位弹簧之间，所述阀体中腔体的顶部还形成有限位腔，所述弹簧座被限位在所述限位腔内上下滑动。

进一步地，所述操纵件与所述顶杆接触的两端分别设有内六角紧定螺钉和调节螺母。

进一步地，所述操纵件包括操纵连接杆和控制杆座，所述操纵连接杆的头部设有连接螺纹，所述操纵连接杆的根部与所述控制杆座固定装配，所述控制杆座铰接设置在所述固定座上，所述固定座上设有花键轴，所述控制杆座上对应设有耐磨衬套。

进一步地，所述电控手柄阀还包括有防尘罩，所述防尘罩罩设在所述操纵连接杆的连接螺纹的底部和所述安装板之间。

采用上述技术方案后，本实用新型提供的一种电控手柄阀，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本实用新型提供的一种电控手柄阀，通过在操纵件上设置弹性卡件，在载体上对应设置若干个定位卡槽，当操纵件转动时，通过弹性卡件卡入对应的定位卡槽，使得手柄阀定位在设定位置，可持续输出一定的信号值，以持续满足工程机械所需要的动作，而无需操作者长时间保持手部不动，降低操作难度。

2.本实用新型提供的一种电控手柄阀，在控制杆座的底部设置磁体，在载体上对应设置霍尔元件，操纵件转动时，霍尔元件感应磁体的转动带来的角度变化值，控制器根据角度变化信号值控制工程机械的相应动作；由于其检测方式是非接触式检测，提高了电控手柄阀的使用寿命。

3.本实用新型提供的一种电控手柄阀，操纵连接杆的头部设置为螺纹式结构，可与不同类型的工程机械手柄操纵杆相适配，提高了手柄阀的适配性。

附图说明

图1为本实用新型的电控手柄阀的主剖视图，即图2中的A-A剖视图；

图2为本实用新型的电控手柄阀的侧剖视图，即图3中的B-B剖视图；

图3为图2中的D-D局部剖视图；

图4为本实用新型的电控手柄阀的轴侧图。

其中，

载体1，阀体11，复位弹簧111，顶杆112，弹簧座113，安装板12，凸起121，固定座13，花键轴131，紧固螺钉14；

操纵件2，操纵连接杆21，连接螺纹211，第一紧胀销212，控制杆座22，耐磨衬套221，内六角紧定螺钉222，调节螺母223；

定位组件3，定位卡槽31，定位板311，固定螺钉312，弹性卡件32，定位安装块321，定位弹簧322，定位钢球323，第二紧胀销324；

角度检测模块4，磁体41，霍尔元件42，PCB组件43，线束44；

防尘罩5。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1-3所示，本实施例提供一种电控手柄阀，该电控手柄阀包括有载体1、操纵件2、定位组件3和角度检测模块4，其中，操纵件2可转动地安装在载体1上，例如操纵件2和载体1铰接，从而操纵件2可相对载体1转动。进一步地，定位组件3包括设置在载体1上的若干个定位卡槽31以及设置在操纵件2上的弹性卡件32，弹性卡件32具有一定弹性，在操纵件2转动时，弹性卡件32受压直至运动到其中一个定位卡槽31处时释压并卡入该定位卡槽31，从而将操纵件2定位在该位置，弹性卡件32可选但不限于是弹性金属片、弹簧触头等结构，定位卡槽31的数量和位置角度可以根据需要进行设置，例如本实施例中设置有三个定位卡槽31，非使用状态下，操纵件2通过弹性卡件32卡入中间的定位卡槽31中进行中位锁定，防止工程机械振动、人为轻触碰产生误动作；使用状态下，操纵件2通过弹性卡件32卡入另外两个定位卡槽31中进行定位。进一步地，角度检测模块4用于检测操纵件2的转动角度并转换为电信号输出，控制器根据接收到的电信号输出相应的控制指令，控制工程机械设备进行相应动作，角度检测模块4可选但不限于是角度传感器、霍尔检测开关等。

这样，本实施例提供的一种电控手柄阀，通过角度检测模块4检测操纵件2的转动角度来输出角度电信号给控制器，区别于传统的液控手柄阀，更适合远程控制、无人驾驶等智能化场景。而且，本实施例通过在操纵件2上设置弹性卡件32，在载体1上设置若干个定位卡槽31，在非使用状态下，弹性卡件32卡入对应的定位卡槽31内将操纵件2定位锁定，防止发生误动作；在使用状态下，弹性卡件32也可卡入其他对应的定位卡槽31内将操纵件2定位，操纵件2可长时间保持在该位置角度使电信号稳定输出，而无需操作者长时间保持手部不动，降低操作难度。

进一步地，本实施例的操纵件2包括控制杆座22和操纵连接杆21，控制杆座22铰接设置在载体1上，具体地，在载体1上设有花键轴131，在控制杆座22上对应设有耐磨衬套221，控制杆座22可相对载体1绕耐磨衬套221的轴心转动；操纵连接杆21的根部通过第一紧胀销212固定安装在所述控制杆座22上，操纵连接杆21的头部设有连接螺纹211，可与不同类型的工程机械手柄操纵杆相适配，通过选用的手柄操纵杆，可以控制操纵连接杆21和控制杆座22进行左、右摆动。

作为本实用新型的一个优选实施例，所述弹性卡件32包括定位安装块321、定位弹簧322和定位钢球323，其中，定位安装块321通过第二紧胀销324固定安装于所述操纵连接杆21，在定位安装块321上形成有空腔，定位弹簧322装配在该空腔内，定位弹簧322的一端抵靠该空腔的底面，另一端顶紧定位钢球323；所述载体1上对应安装有定位板311，定位板311的上表面形成有弧形轨迹，在弧形轨迹中形成有若干个所述定位卡槽31，定位卡槽31的形状可选但不限于为V型；当操纵连接杆21转动时，定位钢球323在定位板311的弧形轨迹上运动，直至到达定位卡槽31处时在定位弹簧322的作用下卡入该定位卡槽31，将操纵连接杆21定位。并且，本实施例设置定位弹簧322和定位钢球323均为两个，定位安装块321上也对应设有两个空腔，定位板311也对应为两个，两个定位弹簧322、定位钢球323、空腔和定位板311以操纵连接杆21的转动面为对称中心呈对称设置，如此可提高操作时的稳定性。

作为本实用新型的一个优选实施例，角度检测模块4包括磁体41和霍尔元件42，其中，磁体41设置在控制杆座22的底部，具体地，控制杆座22的底部形成有一槽口，磁体41装配在该槽口内，并注入相应的密封硅胶进行固定；霍尔元件42则设置在载体1上，并且相对磁体41的位置设置。基于霍尔效应原理，当磁体41在控制杆座22的带动下转动时，霍尔元件42感应到磁场强度发生变化，输出的电信号也发生改变，通过对霍尔元件42输出的电信号进行运算处理便可得出磁体41的转动角度，即操纵连接杆21和控制杆座22的转动角度。具体地，磁体41在控制杆座22的带动下转动时，霍尔元件42感应到磁场强度改变，输出不同的电压信号，如0.5V-4.5V，其中角度为0度时的中位输出为2.5V，对该电压进行处理标定，如0.5V对应输出-1000的CAN信号，2.5V对应输出0的CAN信号，4.5V对应输出1000的CAN信号，控制器根据接收到的-1000～1000的CAN信号便可得出操纵连接杆21和控制杆座22的转动角度。此外，由于霍尔检测是非接触式检测，提高了电控手柄阀的使用寿命。

本实施例的载体1自下而上依次包括有阀体11、安装板12和固定座13，通过紧固螺钉14依次穿过安装板12和固定板，将安装板12和固定座13安装在阀体11上，安装板12和固定座13上设有容紧固螺钉14穿过的通孔，阀体11上对应设有螺纹孔，本实施例在固定座13上铰接所述控制杆座22以及在固定座13上通过固定螺钉312安装所述定位板311。在安装板12的中间形成有中间内腔，在中间内腔中安装有PCB组件43，PCB组件43在安装后灌入适量的密封硅胶进行全密封防水，PCB组件43上设置所述霍尔元件42，PCB组件43将霍尔元件42反馈的角度变化信号值进行运算处理输出-1000～1000的CAN信号，输出的CAN信号通过焊接的线束44引出并传输到工程机械的控制器上，控制器接收识别后控制电磁阀为系统提供液压压力，从而控制工程机械的相应动作。如图4，本实施例中，PCB组件43的线束44从安装板12中的通孔内引出，可根据需要在安装板12上设置容线束44引出的走线槽口。

本实施例的电控手柄阀还包括有两组弹性组件，两组弹性组件以操纵连接杆21为中心在操纵连接杆21的运动方向上呈对称设置，每组弹性组件包括有一个复位弹簧111和一个顶杆112，复位弹簧111设置在阀体11对应开设的腔体中，可在该腔体内做上下直线伸缩运动，顶杆112设置在安装板12对应开设的活动腔中，顶杆112可在该活动腔内上下滑动，并且，由于安装板12的中间形成有中间内腔，导致活动腔的长度较短，本实施例在安装板12上对应顶杆112位置的两侧形成有凸起121，从而增加了活动腔的长度，保证活动腔能够有效地对顶杆112进行导向，并且朝向阀体11侧的凸起121还能和阀体11形成凹凸结构，安装后结构更稳定。

进一步地，本实施例中每组弹性组件还包括有弹簧座113，弹簧座113装配在顶杆112和复位弹簧111之间，阀体11中腔体的顶部还形成有限位腔，限位腔的尺寸大于所述腔体，并与所述腔体之间形成限位台阶，从而可以将弹簧座113限位在该限位腔内，使其仅能在该限位腔内上下滑动。

当操纵连接杆21和控制杆座22转动时，其中一个顶杆112在控制杆座22的一端的作用下下压其底部的复位弹簧111，当弹簧座113运动到限位腔底面的限位台阶时，运动停止，达到客户所需的最大操作机械角度；另外一个顶杆112由于下方的弹簧座113与安装板12底部相限位，因此保持不动。当停止转动时，顶杆112和弹簧座113在复位弹簧111的复位力作用下回到初始位置。

作为本实用新型的一个优选实施例，本实施例在控制杆座22上与顶杆112接触的两端分别设有内六角紧定螺钉222和调节螺母223，其中，内六角紧定螺钉222优选为内六角平端紧定螺钉，通过这两个内六角平端紧定螺钉可以对初始中位进行调整，调整完成后通过调节螺母223进行紧固。

本实施例的电控手柄阀还包括有防尘罩5，防尘罩5用于整个电控手柄阀运动部位的保护，具体可罩设在操纵连接杆21的连接螺纹211的底部和安装板12之间，其安装方式可选但不限于卡接等常用方式。

本实施例提供的一种具有摩擦定位保持的单轴全电控手柄阀，其操纵连接杆21为螺纹式结构，可与不同类型的工程机械手柄操纵杆相适配，通过选用的手柄操纵杆，可控制该电控手柄阀进行左、右摆动。

当操纵选用的手柄操纵杆时，会带动操纵连接杆21以及与其固定连接在一起的控制杆座22绕着耐磨衬套221的轴心进行转动，控制杆座22的转动会带动安装在其上的内六角紧定螺钉222同步转动，内六角紧定螺钉222的转动会下压顶杆112，顶杆112在安装板12的活动腔内做上下直线运动，顶杆112上下直线运动时，带动其下端的弹簧座113及弹簧座113下端的复位弹簧111做上下直线运动，当弹簧座113运动到限位腔底部的限位台阶时，运动停止，达到客户所需的最大操作机械角度，当停止操作时，在弹簧座113下端的复位弹簧111的复位力作用下回到初始中位。

当操纵选用的手柄操纵杆时，会带动操纵连接杆21以及与其固定连接在一起的控制杆座22绕着耐磨衬套221的轴心进行转动，操纵连接杆21的转动会带动安装在其上的定位安装块321同步转动，定位安装块321的转动会带动其上的定位弹簧322同步运动，在定位弹簧322的弹簧力作用下，定位钢球323会始终紧贴着定位板311上表面的弧形轨迹运动，直至达到定位板311的V型的定位卡槽31处，在定位弹簧322的弹簧力作用下，此时电控手柄阀定位在此处，可持续输出一定的信号值，用以持续满足工程机械所需要的动作。

当操纵选用的手柄操纵杆时，会带动操纵连接杆21以及与其固定连接在一起的控制杆座22绕着耐磨衬套221的轴心进行转动，控制杆座22的转动会带动安装在其上的磁体41同步转动，PCB组件43上的霍尔元件42感应磁体41的转动带来的角度变化值，PCB组件43将角度变化信号值进行运算处理输出-1000～1000的CAN信号，输出的CAN信号通过线束44传输到工程机械的控制器上，控制器接收识别后控制电磁阀为系统提供液压压力，从而控制工程机械的相应动作。

由上述内容可知，本实施例提供的一种电控手柄阀，通过弹性卡件和定位卡槽可使手柄阀定位在设定位置，持续输出一定的信号值，以持续满足工程机械所需要的动作，而无需操作者长时间保持手部不动，降低操作难度。并且，通过霍尔元件检测控制杆座上磁体的场强变化来检测操纵角度，检测准确且使得手柄阀的使用寿命更长。此外，还设置操纵连接杆的头部为螺纹式结构，提高手柄阀的适配性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电控手柄阀，其特征在于，包括：

载体(1)；

操纵件(2)，所述操纵件(2)可转动地安装于所述载体(1)；

定位组件(3)，所述定位组件(3)包括设置在所述载体(1)上的若干定位卡槽(31)以及设置在所述操纵件(2)上的弹性卡件(32)，所述操纵件(2)转动时所述弹性卡件(32)卡入其中一个所述定位卡槽(31)将所述操纵件(2)定位；

角度检测模块(4)，所述角度检测模块(4)用于检测所述操纵件(2)的转动角度并转换为电信号输出。

2.根据权利要求1所述的电控手柄阀，其特征在于，所述弹性卡件(32)包括定位安装块(321)、定位弹簧(322)和定位钢球(323)，所述载体(1)还包括有定位板(311)，所述定位板(311)的表面设置所述定位卡槽(31)，所述定位安装块(321)安装在所述操纵件(2)上，所述定位弹簧(322)和定位钢球(323)均为两个，两个定位弹簧(322)分别设置在所述操纵件(2)的两侧，每个定位弹簧(322)的一端抵靠所述定位安装块(321)，另一端对应顶紧一个定位钢球(323)在所述定位板(311)的表面运动。

3.根据权利要求1或2所述的电控手柄阀，其特征在于，所述角度检测模块(4)包括磁体(41)和霍尔元件(42)，所述磁体(41)设置在所述操纵件(2)的底部，所述霍尔元件(42)设置在所述载体(1)上且对应所述磁体(41)设置。

4.根据权利要求3所述的电控手柄阀，其特征在于，所述载体(1)包括阀体(11)、安装板(12)和固定座(13)，通过紧固螺钉(14)将所述安装板(12)和固定座(13)依次安装在所述阀体(11)上，所述安装板(12)上设有容所述紧固螺钉(14)穿过的通孔，所述霍尔元件(42)设置在PCB组件(43)上，所述PCB组件(43)安装在所述安装板(12)的中间内腔中并灌入密封硅胶进行密封，所述PCB组件(43)的线束(44)从所述通孔内引出。

5.根据权利要求4所述的电控手柄阀，其特征在于，所述电控手柄阀包括两组对称设置的弹性组件，每组弹性组件包括有复位弹簧(111)和顶杆(112)，所述复位弹簧(111)设置在所述阀体(11)开设的腔体中，所述顶杆(112)上下滑动设置在所述安装板(12)开设的活动腔中，所述操纵件(2)转动时，其中一个顶杆(112)在所述操纵件(2)的一端的作用下下压其底部的复位弹簧(111)。

6.根据权利要求5所述的电控手柄阀，其特征在于，每组所述弹性组件还包括有弹簧座(113)，所述弹簧座(113)装配在所述顶杆(112)和复位弹簧(111)之间，所述阀体(11)中腔体的顶部还形成有限位腔，所述弹簧座(113)被限位在所述限位腔内上下滑动。

7.根据权利要求6所述的电控手柄阀，其特征在于，所述安装板(12)上对应所述顶杆(112)位置的两侧形成有凸起(121)。

8.根据权利要求7所述的电控手柄阀，其特征在于，所述操纵件(2)与所述顶杆(112)接触的两端分别设有内六角紧定螺钉(222)和调节螺母(223)。

9.根据权利要求8所述的电控手柄阀，其特征在于，所述操纵件(2)包括操纵连接杆(21)和控制杆座(22)，所述操纵连接杆(21)的头部设有连接螺纹(211)，所述操纵连接杆(21)的根部与所述控制杆座(22)固定装配，所述控制杆座(22)铰接设置在所述固定座(13)上，所述固定座(13)上设有花键轴(131)，所述控制杆座(22)上对应设有耐磨衬套(221)。

10.根据权利要求9所述的电控手柄阀，其特征在于，所述电控手柄阀还包括有防尘罩(5)，所述防尘罩(5)罩设在所述操纵连接杆(21)的连接螺纹(211)的底部和所述安装板(12)之间。