TWI479087B - 液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置 - Google Patents

Description

液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置

本案係關於一種控制模組，尤指一種能有效縮減體積、降低各類成本，並增進維護效率之液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置。

隨著工業技術的發展，科技產業的技術也不斷推陳出新，為了讓生產人員更有效率地操作各項生產儀器，或使一般使用者於操作各種家電器材時更加直覺化，傳統的人機介面已漸漸被觸控式人機介面取代，其具有可隨程式及使用者需求而改變功能及位置之觸控式按鍵，具有高靈活性且可避免重要功能按鍵因長時間重複按壓而導致損壞之情形。

傳統的觸控式人機介面中，又以電壓驅動式及液壓驅動式的觸控式人機介面較為廣泛應用於各領域，而液壓驅動式之觸控式人機介面具有耐用度高、驅動電路簡單以及傳動平穩等優點，遂成為當今科技發展之重點技術。液壓驅動式之觸控式人機介面大多係透過馬達或泵浦自儲液槽中抽取液體並輸送至液壓驅動裝置中，例如一液壓驅動觸控面板，並透過馬達或泵浦持續供給動力而維持液壓驅動裝置之液壓，進而使液壓驅動裝置得以運作並可供使 用者進行操作。

然而，習用之液壓驅動裝置為了有效維持液壓以正常運作，多半選用較大型之馬達或泵浦搭配較大容量之儲液槽，並透過馬達或泵浦持續輸出動力，往往造成整體體積過於龐大，且於開機時需要花費較長時間等待液壓之累積，以及於待機時仍持續耗費大量電能維持液壓等缺點。此外，由於液壓驅動裝置中所使用之各類元件精度較高且無統一標準，不僅造成建置成本提昇，更導致維修時必須對照不同型號而更換特定元件之狀況發生，無形中亦浪費了許多時間及人力成本。

因此，如何發展一種足以改善上述習知技術之缺失，且能有效縮減整體體積，降低製造、時間及人力成本，並增進維護效率之液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的為提供一種液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置，俾解決習知液壓驅動裝置整體體積過於龐大，且需花費較長時間等待液壓累積並耗費大量電能維持液壓，以及元件精度較高造成建置成本提昇且更換不易，進而浪費時間及人力成本等缺點。

本案之另一目的為提供一種液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置，透過採用小型及薄型化之液壓動力產生裝置，配合特定之開關元件及流道設置，而達到有效縮減整體體積，且於無耗電狀態下即可維持液壓，並可依需求快速產生或卸除壓力之功效。

本案之另一目的為提供一種液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置，透過液壓控制模組之設置，使各元件組成模組化，而達到有效降低建置成本且更換時具有統一標準，而有效降低金錢、時間及人力成本之功效。

為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種液壓控制模組，適用於具有一本體之一液壓驅動裝置，該液壓控制模組至少包括：一第一開關元件：一第二開關元件；一儲液腔，與該第一開關元件以及該第二開關元件相連接，用以儲存一液體；一液壓動力產生裝置，係與該第一開關元件、該第二開關元件連接形成一流道，且該流道係與該液壓驅動裝置之該本體相連接；以及一控制電路，與該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置電性連接，用以控制該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置之致能或禁能狀態；其中，該液體係根據該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置之致能或禁能狀態於該儲液腔、該流道以及該液壓驅動裝置之該本體間流動，俾控制該本體內之液壓。

為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種液壓驅動裝置，至少包括：一本體；以及一液壓控制模組，至少包括：一第一開關元件：一第二開關元件；一儲液腔，與該第一開關元件以及該第二開關元件相連接，用以儲存一液體；一液壓動力產生裝置，係與該第一開關元件、該第二開關元件連接形成一流道，且該流道係與該液壓驅動裝置之該本體相連接；以及一控制電路，與該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置電性連接，用以控制該第一開關元件、該第二開關元件以及該液 壓動力產生裝置之致能或禁能狀態；其中，該液體係根據該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置之致能或禁能狀態於該儲液腔、該流道以及該液壓驅動裝置之該本體間流動，俾控制該本體內之液壓。

1‧‧‧液壓控制模組

11‧‧‧第一開關元件

12‧‧‧第二開關元件

13‧‧‧儲液腔

14‧‧‧液壓動力產生裝置

141‧‧‧第一致動器

1411、1421‧‧‧第一腔體

1412、1422‧‧‧第二腔體

142‧‧‧第二致動器

15‧‧‧控制電路

16‧‧‧流道

2‧‧‧液壓驅動裝置

21‧‧‧本體

22‧‧‧液壓觸控式按鍵

A-A‧‧‧截面

V+‧‧‧電壓導通(致能狀態)

第1圖係為本案較佳實施例之液壓控制模組之元件方塊圖。

第2A圖係為本案較佳實施例之液壓控制模組之結構分解頂視圖。

第2B圖係為第2A圖所示之液壓控制模組之俯視圖。

第2C圖係為第2A圖所示之液壓控制模組之結構分解底視圖。

第2D圖係為第2A圖所示之液壓控制模組之底視圖。

第3圖係為本案較佳實施例之液壓控制模組之部分結構示意圖。

第4A圖係為本案較佳實施例之液壓驅動裝置無液壓狀態之示意圖。

第4B圖係為本案較佳實施例之液壓驅動裝置保持液壓狀態之示意圖。

第5A圖係為本案液壓控制模組之第一開關元件及液壓動力產生裝置處於致能狀態之元件方塊圖。

第5B圖係為第5A圖所示之液壓控制模組之第一開關元件及液壓動力產生裝置回復禁能狀態之元件方塊圖。

第5C圖係為第5B圖所示之液壓控制模組之第二開關元件及液壓動力產生裝置處於致能狀態之元件方塊圖。

第5D圖係為第5C圖所示之液壓控制模組之第二開關元件及液壓動力產生裝置回復禁能狀態之元件方塊圖。

第6A圖係為第2B圖所示之A-A截面圖。

第6B圖係為第6A圖所示之液壓動力產生裝置同步作動之第一示意圖。

第6C圖係為第6A圖所示之液壓動力裝置同步作動之第二示意圖。

第7A圖係為第2B圖所示之A-A截面圖。

第7B圖係為第7A圖所示之液壓動力產生裝置非同步作動之第一示意圖。

第7C圖係為第7A圖所示之液壓動力裝置非同步作動之第二示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，然其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1圖、第2A圖、第2B圖、第2C圖、第2D圖、第3圖、第4A圖以及第4B圖，其中第1圖係為本案較佳實施例之液壓控制模組之元件方塊圖，第2A圖係為本案較佳實施例之液壓控制模組之結構分解頂視圖，第2B圖係為第2A圖所示之液壓控制模組之俯視圖，第2C圖係為第2A圖所示之液壓控制模組之結構分解底視圖，第2D圖係為第2A圖所示之液壓控制模組之底視圖，第3圖係為本案 較佳實施例之液壓控制模組之部分結構示意圖，第4A圖係為本案較佳實施例之液壓驅動裝置無液壓狀態之示意圖，以及第4B圖係為本案較佳實施例之液壓驅動裝置保持液壓狀態之示意圖。如第1圖至第4B圖所示，本案之液壓控制模組1適用於具有本體21之液壓驅動裝置2，液壓驅動裝置2之本體21係為有特定外型之彈性體構造，會因液壓而產生凹凸之外型，可為但不限於一液壓觸控式面板。液壓控制模組1至少包括第一開關元件11、第二開關元件12、儲液腔13、液壓動力產生裝置14以及控制電路15。其中，第一開關元件11及第二開關元件12可為三通路閥門，以受控制電路15控制而切換開關狀態，儲液腔13係與第一開關元件11以及第二開關元件12相連接，用以儲存液體或流體，可為例如一彈性容器，然皆不以此為限。液壓動力產生裝置14可為例如但不限於泵浦或馬達，並以壓電泵浦為較佳，與第一開關元件11、第二開關元件12連接形成流道16，且流道16係與液壓驅動裝置2之本體21相連接。控制電路15係與第一開關元件11、第二開關元件12以及液壓動力產生裝置14電性連接，並用以控制第一開關元件11、第二開關元件12以及液壓動力產生裝置14之致能(Enable)或禁能(Disable)狀態，以決定第一開關元件11及第二開關元件12之流路開啟與否以及液壓動力產生裝置14之啟動與否，以使液體根據第一開關元件11、第二開關元件12以及液壓動力產生裝置14之致能或禁能狀態於儲液腔13、流道16以及液壓驅動裝置2之本體21間流動，俾控制液壓驅動裝置2之本體21內部之液壓。由此可見，本案透過採用小型及薄型化之液壓動力產生裝置，配合特定之開關元件及流道設置，可達到有效縮減整體體積之功效。此外，透過液壓控制模組之設置，使各元件結合組成模組化，更可達到 有效降低建置成本且更換時具有統一標準，而有效降低金錢、時間及人力成本之功效。

請參閱第5A圖、第5B圖、第5C圖以及第5D圖並配合第4A圖及第4B圖，其中第5A圖係為本案液壓控制模組之第一開關元件及液壓動力產生裝置處於致能狀態之元件方塊圖，第5B圖係為第5A圖所示之液壓控制模組之第一開關元件及液壓動力產生裝置回復禁能狀態之元件方塊圖，第5C圖係為第5B圖所示之液壓控制模組之第二開關元件及液壓動力產生裝置處於致能狀態之元件方塊圖，以及第5D圖係為第5C圖所示之液壓控制模組之第二開關元件及液壓動力產生裝置回復禁能狀態之元件方塊圖。如第4A圖至第5D圖所示，本案之第一開關元件11及第二開關元件12係為三通路閥門，且液壓動力產生裝置14係為壓電泵浦，但不以此為限，且第一開關元件11及第二開關元件12之三通路皆係分別與儲液腔13、液壓動力產生裝置14以及液壓驅動裝置2之本體21相連接，以根據致能或禁能狀態改變流路之開啟與否。舉例而言，於禁能狀態時，第一開關元件11及第二開關元件12與儲液腔13間之流路皆為關閉，且第一開關元件11及第二開關元件12與液壓動力產生裝置14以及液壓驅動裝置2之本體21間之流路皆為開啟；而在致能狀態時，第一開關元件11及第二開關元件12與液壓驅動裝置2之本體21間之流路皆為關閉，且第一開關元件11及第二開關元件12與儲液腔13以及與液壓動力產生裝置14間之流路皆為開啟，然不以此為限。

請再參閱第4A圖、第4B圖以及第5A圖，本案之液壓控制模組1之控制電路15於液壓驅動裝置2處於無液壓狀態時(如第4A圖所示 )，係將第一開關元件11及液壓動力產生裝置14之電壓導通V+，以使第一開關元件11及液壓動力產生裝置14致能，進而使第一開關元件11與儲液腔13間之流路開啟，並透過液壓動力產生裝置14之作動，使得儲液腔13中之液體通過第一開關元件11而流入流道16中，並通過第二開關元件12而進入液壓驅動裝置2之本體21中，以累積壓力於液壓驅動裝置2之本體21內，以產生凹凸之外型，例如液壓驅動裝置2之液壓觸控式按鍵22(如第4B圖所示)。

請再參閱第4A圖、第4B圖以及第5B圖，於一些實施例中，當本案之液壓驅動裝置2之本體21內已累積足夠之壓力(如第4B圖所示)，控制電路15遂控制第一開關元件11及液壓動力產生裝置14之電路斷路，以使第一開關元件11及液壓動力產生裝置14回復至禁能狀態，而使第一開關元件11與儲液腔13間之流路切換至關閉狀態，因而使儲液腔13內之液體停止流入液壓驅動裝置2之本體21中。此時，由於第一開關元件11及第二開關元件12與儲液腔13間之流路皆為關閉，可避免液體由液壓驅動裝置2之本體21回流至儲液腔13，而得以保持壓力並維持例如液壓驅動裝置2之液壓觸控式按鍵22，且無需耗費額外電能。

請再參閱第4A圖、第4B圖以及第5C圖，本案之液壓控制模組1之控制電路15於液壓驅動裝置2處於保持液壓狀態時(如第4B圖所示)，若欲卸除液壓驅動裝置2之本體21內之液壓，係將第二開關元件12及液壓動力產生裝置14之電壓導通V+，以使第二開關元件12及液壓動力產生裝置14致能，進而使第二開關元件12與儲液腔13間之流路開啟，並透過液壓動力產生裝置14之作動，使得液壓驅動裝置2之本體21中之液體通過第一開關元件11而流入流道 16中，並通過第二開關元件12而進入儲液腔13中，以快速卸除液壓驅動裝置2之本體21內之壓力，以使其外型回復原狀，例如消去液壓驅動裝置2之液壓觸控式按鍵22(如第4A圖所示)。

請再參閱第4A圖、第4B圖以及第5D圖，於另一些實施例中，當本案之液壓驅動裝置2之本體21內之壓力已卸除完畢(如第4A圖所示)，控制電路15遂控制第二開關元件12及液壓動力產生裝置14之電路斷路，以使第二開關元件12及液壓動力產生裝置14回復至禁能狀態，而使第二開關元件12與儲液腔13間之流路切換至關閉狀態，因而使液壓驅動裝置2之本體21的液體停止流入儲液腔13內。此時，由於第一開關元件11及第二開關元件12與儲液腔13間之流路皆為關閉，可避免液體由儲液腔13回流至液壓驅動裝置2之本體21，而得以回復至無壓力狀態，且無需耗費額外電能。

因此，本案之液壓控制模組1係可依需求控制液壓驅動裝置2之本體21內之液壓，且由於開關元件及流道之流路單純而可達到快速累積或卸除壓力，並同時達到在無耗電之狀態下維持液壓之功效。

請參閱第6A圖、第6B圖以及第6C圖並配合第2B圖，其中第6A圖係為第2B圖所示之A-A截面圖，第6B圖係為第6A圖所示之液壓動力產生裝置同步作動之第一示意圖，以及第6C圖係為第6A圖所示之液壓動力裝置同步作動之第二示意圖。如第2B圖、第6A圖、第6B圖以及第6C圖所示，本案之液壓動力產生裝置14可包括複數個致動器之壓電泵浦，且於此實施例中，液壓動力產生裝置14係為包括第一致動器141及第二致動器142之壓電泵浦，且第一致動器141及第二致動器142係為同步作動，例如第一致動器141之第一 腔體1411與第二致動器142之第一腔體1421同步壓縮與膨脹，以及第一致動器141之第二腔體1412與第二致動器142之第二腔體1422同步壓縮與膨脹，並藉由第一致動器141及第二致動器142之同步作動，使液體由第一開關元件11流入流道16，並經由第二開關元件12流出流道16，但不以此為限。

請參閱第7A圖、第7B圖以及第7C圖並配合第2B圖，其中第7A圖係為第2B圖所示之A-A截面圖，第7B圖係為第7A圖所示之液壓動力產生裝置非同步作動之第一示意圖，以及第7C圖係為第7A圖所示之液壓動力裝置非同步作動之第二示意圖。如第2B圖、第7A圖、第7B圖以及第7C圖所示，本案之液壓動力產生裝置14係具有第一致動器141及第二致動器142之壓電泵浦，且第一致動器141及第二致動器142係為非同步作動，例如第一致動器141之第一腔體1411與第二致動器142之第一腔體1421之壓縮與膨脹具有時間差，且第一致動器141之第二腔體1412與第二致動器142之第二腔體1422之壓縮與膨脹亦具有時間差。

舉例言之，如第7B圖所示，於第一時間區段內，液壓動力產生裝置14之第一致動器141與第二致動器142係分別使第一腔體1411及第二腔體1422膨脹，而非如前述同步作動同時使第一致動器141之第一腔體1411與第二致動器142之第一腔體1421膨脹使液體流通。其次，如第7C圖所示，於第二時間區段內，液壓動力產生裝置14之第一致動器141與第二致動器142係分別使第二腔體1412及第一腔體1421膨脹，而非如前述同步作動同時使第一致動器141之第二腔體1412與第二致動器142之第二腔體1422膨脹使液體流通。於此實施例中，非同步作動方式雖與前述同步作動方式不同 ，然其目的皆在於使液體由第一開關元件11流入流道16，並經由第二開關元件12流出流道16，以供使用者依需求使用，故於此不再贅述。

綜上所述，本案提供一種液壓控制模組及其所適用之液壓驅動裝置，透過採用小型及薄型化之液壓動力產生裝置，配合特定之開關元件及流道設置，而達到有效縮減整體體積，且於無耗電狀態下即可維持液壓，並可依需求快速產生或卸除壓力之功效。此外，透過液壓控制模組之設置，使各元件組成模組化，更達到有效降低建置成本且更換時具有統一標準，而有效降低金錢、時間及人力成本之功效。

縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧液壓控制模組

11‧‧‧第一開關元件

12‧‧‧第二開關元件

13‧‧‧儲液腔

14‧‧‧液壓動力產生裝置

15‧‧‧控制電路

16‧‧‧流道

2‧‧‧液壓驅動裝置

Claims (8)

1. 一種液壓控制模組，適用於具有一本體之一液壓驅動裝置，該液壓控制模組至少包括：一第一開關元件：一第二開關元件；一儲液腔，與該第一開關元件以及該第二開關元件相連接，用以儲存一液體；一液壓動力產生裝置，係與該第一開關元件、該第二開關元件連接形成一流道，且該流道係與該液壓驅動裝置之該本體相連接；以及一控制電路，與該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置電性連接，用以控制該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置之致能或禁能狀態；其中，該液體係根據該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置之致能或禁能狀態於該儲液腔、該流道以及該液壓驅動裝置之該本體間流動，當該第一開關元件以及該第二開關元件處於禁能狀態時，該第一開關元件及該第二開關元件與該儲液腔間之流路係為關閉狀態，且該第一開關元件及該第二開關元件與該液壓動力產生裝置及該本體間之流路係為開啟狀態，以及當該第一開關元件以及該第二開關元件處於致能狀態時，該第一開關元件及該第二開關元件與該液壓驅動裝置之該本體間之流路係為關閉狀態，且該第一開關元件及該第二開關元件與該儲 液腔及該液壓動力產生裝置間之流路係為開啟狀態，俾控制該本體內之液壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液壓控制模組，其中該本體係為一彈性體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液壓控制模組，其中該儲液腔係為一彈性體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液壓控制模組，其中該液壓動力產生裝置係為一壓電泵浦。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液壓控制模組，其中該壓電泵浦係包括複數個致動器，且該複數個致動器係為同步作動或非同步作動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液壓控制模組，其中該第一開關元件以及該第二開關元件係為三通路閥門。
7. 如申請專利範圍第6項所述之液壓控制模組，其中該第一開關元件以及該第二開關元件之三通路皆係分別與該儲液腔、該液壓動力產生裝置以及該液壓驅動裝置之該本體相連接。
8. 一種液壓驅動裝置，至少包括：一本體；以及一液壓控制模組，至少包括：一第一開關元件：一第二開關元件；一儲液腔，與該第一開關元件以及該第二開關元件相連接，用以儲存一液體；一液壓動力產生裝置，係與該第一開關元件、該第二開關元件連接形成一流道，且該流道係與該液壓驅動裝置之該本體 相連接；以及一控制電路，與該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置電性連接，用以控制該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置之致能或禁能狀態；其中，該液體係根據該第一開關元件、該第二開關元件以及該液壓動力產生裝置之致能或禁能狀態於該儲液腔、該流道以及該液壓驅動裝置之該本體間流動，當該第一開關元件以及該第二開關元件處於禁能狀態時，該第一開關元件及該第二開關元件與該儲液腔間之流路係為關閉狀態，且該第一開關元件及該第二開關元件與該液壓動力產生裝置及該本體間之流路係為開啟狀態，以及當該第一開關元件以及該第二開關元件處於致能狀態時，該第一開關元件及該第二開關元件與該液壓驅動裝置之該本體間之流路係為關閉狀態，且該第一開關元件及該第二開關元件與該儲液腔及該液壓動力產生裝置間之流路係為開啟狀態，俾控制該本體內之液壓。