二维阀杆智能控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种二维阀杆智能控制系统，用于控制比例阀，控制比例阀包括比例阀主体，比例阀主体上设置有阀控制杆，阀控制杆可以旋转及左右推拉，包括控制系统和连接装置；所述连接装置包括底部开口的连接装置外壳，连接装置外壳内腔中设置有平板，平板中间位置设置有开孔，阀控制杆穿过平板的开孔；所述第二执行电机与阀控制杆连接；所述第二执行电机滑动设置在弧形限位导轨上；所述弧形限位导轨位于阀控制杆正上方；本发明专利技术还提供一种二维阀杆智能控制方法，本发明专利技术能稳定温度和出水量，消除温度扰动时可减小流量。纯机械，好材料热胀冷缩，反应慢。双轴伸电机+电磁离合器(继电器)。

【技术实现步骤摘要】
二维阀杆智能控制系统及控制方法
本专利技术属于阀门控制
，尤其涉及家用自来水阀门控制技术，具体涉及一种二维阀杆智能控制系统及控制方法。
技术介绍
人们通常使用阀门来掌控液体或气体的供给，而阀门的精确控制对提高产品或服务质量有直接的影响。直接手动控制阀门的手柄一般都具有旋转结构或推拉结构，但其旋转角度或推拉位移量与流量的关系通常是非线性的。这种非线性关系使用户手动精确控制流量或比例多有不便，用户体验较差。一般浴室水龙头水温和流量的控制就是典型二维阀杆控制问题，即一个手柄既控制总流量又控制冷热水流量比例，用户洗浴时调节水温和流量总是不太方便。现有技术一般都是通过设计特殊结构的阀门或水龙头来解决，在阀门或流道内设置多个传感器并连接控制电路。这类方法在理论上可以到达较好的效果，但问题在于实施成本较高。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种低成本的二维阀杆智能控制系统及控制方法，解决二维阀杆手动控制不方便的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种二维阀杆智能控制系统，用于控制比例阀，控制比例阀包括比例阀主体，比例阀主体上设置有阀控制杆，阀控制杆可以旋转及左右推拉，包括控制系统和连接装置；所述连接装置包括底部开口的连接装置外壳，连接装置外壳内腔中设置有平板，平板中间位置设置有开孔，阀控制杆穿过平板的开孔；所述第二执行电机与阀控制杆连接；所述第二执行电机滑动设置在弧形限位导轨上；所述弧形限位导轨位于阀控制杆正上方；所述平板上表面设置有第一执行电机、从动轮、压紧轮和齿推杆；所述第一执行电机的输出轴上设置有蜗杆传动方式的主动轮；所述从动轮和压紧轮通过轮架设置在平板上；所述主动轮和从动轮传动连接，从动轮和压紧轮之间设置有间隙，齿推杆穿过该间隙；所述齿推杆与主动轮传动连接；所述推杆一端设置有小套环，小套环套接在大套环的凸轴上；所述大套环套接在阀控制杆颈部；所述控制系统包括用户交互面板、微控制器和电机驱动模块一和电机驱动模块二；所述用户交互面板与微控制器信号连接；所述微控制器分别与电机驱动模块一和电机驱动模块二信号连接；所述电机驱动模块一和电机驱动模块二分别与第一执行电机和第二执行电机信号连接。作为对本专利技术二维阀杆智能控制系统的改进：所述主动轮的轴心水平设置且其侧面设置有螺纹槽；所述从动轮的轴心竖直设置且其侧面设置有分别与主动轮配合使用的螺纹槽；所述齿推杆在朝向从动轮的一侧面上设置有与从动轮配合使用的螺纹槽。作为对本专利技术二维阀杆智能控制系统的改进：所述连接装置外壳顶部设有用于通入电缆的顶部开口。作为对本专利技术二维阀杆智能控制系统的改进：所述阀控制杆顶部设置有花键，第二执行电机通过同轴减速齿轮组和输出轴套装在阀控制杆的花键上。作为对本专利技术二维阀杆智能控制系统的改进：所述弧形限位导轨的圆心在阀控制杆的总流量开度的轴心线上。作为对本专利技术二维阀杆智能控制系统的改进：所述推杆的一端为Y型分叉，小套环的数量为两个，两个小套环分别设置在两个Y型分叉末端上；所述大套环两侧均设置有凸轴，两个小套环套设在两个凸轴上。本专利技术还提供一种二维阀杆智能控制方法，包括以下步骤：1)、启动第一执行电机，第一执行电机的输出轴带动主动轮转动，主动轮带动从动轮转动，从动轮带动齿推杆来回移动，再通过大套环带动阀控制杆在第一控制维度上来回运动，实现调整阀门总开度，运动时阀控制杆通过输出轴、花键和同轴减速齿轮组带动第二执行电机在弧形限位导轨上滑动；2)、对第一控制维度内任一情况下的阀控制杆位置，第二执行电机的转轴转动时通过同轴减速齿轮组驱动阀控制杆在第二控制维度内自由转动，实现阀门的比例调节。作为对本专利技术二维阀杆智能控制方法的改进：所述控制系统还包括非易失性存储模块，非易失性存储模块分别与用户交互面板和微控制器信号连接；所述增加非易失性存储模块用于记录用户习惯；所述微控制器能读取非易失性存储模块中的用户习惯，控制第一执行电机和第二执行电机立即运行，把阀控制杆推送到设定位置。作为对本专利技术二维阀杆智能控制方法的改进：在水龙头开始工作时，微控制器驱动执行电机把阀控制杆移动到最快速排放热水管存留冷水的位置并开始计时，当时间达到获接近记下的用户设定前对应操作时间时再驱动阀控制杆到非易失性存储器设定中的位置；微控制器记录被用户使用一段时间关停后的间歇时间，如果间歇时间较短，则控制器不执行热水管存留冷水快速排放子程序。作为对本专利技术二维阀杆智能控制方法的改进：控制系统还包括通信模块，所述系统可以向附近的同类系统或符合物联网标准的系统发送状态声明信息，对方收到此信息后应当在用户交互面板上给出提示信息。本专利技术二维阀杆智能控制系统的技术优势为：本专利技术能稳定温度和出水量，消除温度扰动时可减小流量。纯机械，好材料热胀冷缩，反应慢。双轴伸电机+电磁离合器(继电器)。具体包括一下技术优势：1、为二维阀杆比较精确、快速的手动控制提供技术支持，达到一键可得的易用程度。2、以更少的功能部件来实现专利技术目的，提高系统的可靠性。3、最大限度地降低生产厂商的实施成本，甚至可由第三方提供改装件给用户，因此实施本专利技术可以拓展市场，而不是争夺存量市场。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1为比例阀主体3及其阀控制杆3-2的结构示意图；图2(a)～(e)是为得到多种特定流量和比例时，阀控制杆3-2所需不同位置示意图；图3为本专利技术二维阀杆智能控制系统的爆炸结构示意图；图4为图3中控制系统1的模块示意图；图5为实施例1中用户交互面板1-1的结构示意图；图6为实施例2中用户交互面板1-1的结构示意图；图7为本专利技术二维阀杆智能控制系统的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。比例阀包括比例阀主体3，比例阀主体3上设置有阀控制杆3-2，阀控制杆3-2顶部设置有花键3-1。图1中阀控制杆3-2上面双端箭头曲线所示的阀控制杆3-2活动范围，可视作比例阀的总开度，称为第一控制维度，阀控制杆3-2可以朝着图1中的左右方向来回推拉；阀控制杆3-2左侧的双端箭头曲线表示在任一总开度条件下，阀控制杆3-2可以在垂直纸面的平面内双向旋转，用以调节比例，称为第二控制维度，即阀控制杆3-2可以旋转。图2各子图为图1的顶视图以及因阀控制杆3-2位置变化的顶视图。图2(a)表示阀控制杆3-2的第一控制维度处于第一极限位置时的顶视图，其中阀控制杆3-2的杆身露出了侧面，阀控制杆3-2为倾斜状态，阀控制杆3-2顶端有方向标记线5，当前为竖直方向，表示第二控制维度的比例为1:1。本例把图2(b)阀控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二维阀杆智能控制系统，用于控制比例阀，控制比例阀包括比例阀主体(3)，比例阀主体(3)上设置有阀控制杆(3-2)，阀控制杆(3-2)可以旋转及左右推拉，其特征在于：包括控制系统(1)和连接装置(2)；/n所述连接装置(2)包括底部开口的连接装置外壳(2-12)，连接装置外壳(2-12)内腔中设置有平板(2-11)，平板(2-11)中间位置设置有开孔，阀控制杆(3-2)穿过平板(2-11)的开孔；/n所述第二执行电机(2-2)与阀控制杆(3-2)连接；所述第二执行电机(2-2)滑动设置在弧形限位导轨(2-1)上；所述弧形限位导轨(2-1)位于阀控制杆(3-2)正上方；/n所述平板(2-11)上表面设置有第一执行电机(2-9)、从动轮(2-7)、压紧轮(2-5)和齿推杆(2-6)；/n所述第一执行电机(2-9)的输出轴上设置有蜗杆传动方式的主动轮(2-8)；/n所述从动轮(2-7)和压紧轮(2-5)通过轮架(2-10)设置在平板(2-11)上；/n所述主动轮(2-8)和从动轮(2-7)传动连接，从动轮(2-7)和压紧轮(2-5)之间设置有间隙，齿推杆(2-6)穿过该间隙；/n所述齿推杆(2-6)与主动轮(2-8)传动连接；所述推杆(2-6)一端设置有小套环，小套环套接在大套环(2-4)的凸轴上；/n所述大套环(2-4)套接在阀控制杆(3-2)颈部；/n所述控制系统(1)包括用户交互面板(1-1)、微控制器(1-2)和电机驱动模块一(1-3)和电机驱动模块二(1-4)；/n所述用户交互面板(1-1)与微控制器(1-2)信号连接；所述微控制器(1-2)分别与电机驱动模块一(1-3)和电机驱动模块二(1-4)信号连接；所述电机驱动模块一(1-3)和电机驱动模块二(1-4)分别与第一执行电机(2-9)和第二执行电机(2-2)信号连接。/n...

【技术特征摘要】
1.二维阀杆智能控制系统，用于控制比例阀，控制比例阀包括比例阀主体(3)，比例阀主体(3)上设置有阀控制杆(3-2)，阀控制杆(3-2)可以旋转及左右推拉，其特征在于：包括控制系统(1)和连接装置(2)；
所述连接装置(2)包括底部开口的连接装置外壳(2-12)，连接装置外壳(2-12)内腔中设置有平板(2-11)，平板(2-11)中间位置设置有开孔，阀控制杆(3-2)穿过平板(2-11)的开孔；
所述第二执行电机(2-2)与阀控制杆(3-2)连接；所述第二执行电机(2-2)滑动设置在弧形限位导轨(2-1)上；所述弧形限位导轨(2-1)位于阀控制杆(3-2)正上方；
所述平板(2-11)上表面设置有第一执行电机(2-9)、从动轮(2-7)、压紧轮(2-5)和齿推杆(2-6)；
所述第一执行电机(2-9)的输出轴上设置有蜗杆传动方式的主动轮(2-8)；
所述从动轮(2-7)和压紧轮(2-5)通过轮架(2-10)设置在平板(2-11)上；
所述主动轮(2-8)和从动轮(2-7)传动连接，从动轮(2-7)和压紧轮(2-5)之间设置有间隙，齿推杆(2-6)穿过该间隙；
所述齿推杆(2-6)与主动轮(2-8)传动连接；所述推杆(2-6)一端设置有小套环，小套环套接在大套环(2-4)的凸轴上；
所述大套环(2-4)套接在阀控制杆(3-2)颈部；
所述控制系统(1)包括用户交互面板(1-1)、微控制器(1-2)和电机驱动模块一(1-3)和电机驱动模块二(1-4)；
所述用户交互面板(1-1)与微控制器(1-2)信号连接；所述微控制器(1-2)分别与电机驱动模块一(1-3)和电机驱动模块二(1-4)信号连接；所述电机驱动模块一(1-3)和电机驱动模块二(1-4)分别与第一执行电机(2-9)和第二执行电机(2-2)信号连接。


2.根据权利要求1所述的二维阀杆智能控制系统，其特征在于：
所述主动轮(2-8)的轴心水平设置且其侧面设置有螺纹槽；
所述从动轮(2-7)的轴心竖直设置且其侧面设置有分别与主动轮(2-8)配合使用的螺纹槽；
所述齿推杆(2-6)在朝向从动轮(2-7)的一侧面上设置有与从动轮(2-7)配合使用的螺纹槽。


3.根据权利要求2所述的二维阀杆智能控制系统，其特征在于：
所述连接装置外壳(2-12)顶部设有用于通入电缆的顶部开口。


4.根据权利要求3所述的二维阀杆智能控制系统，其特征在于：
所述阀控制杆(3-2)顶部设置有花键(3-1)，第二执行电机(2-2)通过同轴减速齿轮组(2-3)和输出轴(2-3-1)套装在阀控...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志龙，谢少枫，金宁，
申请(专利权)人：中国计量大学上虞高等研究院有限公司，中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33