一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置。该基于电机丝杆机构的管道通闭装置包括管道、丝杆、螺母、步进电机、阀板以及控制系统；管道包括第一管段以及与第一管段径向固定连通的第二管段，第一管段内设有位于第二管段一侧的阀座，螺母固定连接在第二管段背离阀座一侧的第一管段内，螺母的螺纹孔轴线沿第一管段轴向延伸，丝杆安装在螺母内，步进电机的输出轴与丝杆固定连接，阀板固定连接在步进电机远离输出轴的一侧；控制系统包括工控机、单片机以及电机驱动芯片，工控机与单片机连接，单片机与电机驱动芯片连接，电机驱动芯片与步进电机电连接。相比于现有技术，基于电机丝杆机构的管道通闭装置结构简单，能够实现管道通闭远程控制。管道通闭远程控制。管道通闭远程控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置


[0001]本技术属于管道通闭
，具体涉及一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置。

技术介绍

[0002]目前市场上控制生活用水管道通闭的装置常用水阀，通俗称谓为水龙头，主要作用是用于控制水管出水开关和水流量的大小，有节水的功效。在工业生产中流体输送系统中的控制部件常用阀门，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
[0003]水阀按开启方式来分，可分为螺旋式、扳手式、抬启式和感应式等。螺旋式手柄打开时，要旋转很多圈；扳手式手柄一般只需旋转90度；抬启式手柄只需往上一抬即可出水；感应式水龙头只要把手伸到水龙头下，便会自动出水。阀门的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、涡轮、等；可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭。然而，这几种流体控制方式要么需要人为手动的通闭，要么需要复杂的结构实现远程控制的效果，这都不能简单的实现远程控制，也不能实现流量精准化控制。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置，该基于电机丝杆机构的管道通闭装置结构简单，能够实现管道通闭远程控制。
[0005]本技术的一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置的技术方案是：
[0006]一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置，包括管道、丝杆、螺母、步进电机、阀板以及控制系统；
[0007]所述管道包括第一管段以及与所述第一管段径向固定连通的第二管段，所述第一管段内设有位于所述第二管段一侧、与所述阀板相匹配的阀座，所述螺母固定连接在所述第二管段背离所述阀座一侧的第一管段内，所述螺母的螺纹孔轴线沿所述第一管段轴向延伸，所述丝杆安装在所述螺母内，所述步进电机的输出轴与所述丝杆固定连接，所述阀板固定连接在所述步进电机远离输出轴的一侧；
[0008]所述控制系统包括工控机、单片机以及电机驱动芯片，所述工控机与所述单片机电连接，所述单片机与所述电机驱动芯片电连接，所述电机驱动芯片与所述步进电机电连接。
[0009]作为对上述技术方案的进一步改进，所述第一管段内固定连接有固定板，所述固定板位于所述第二管段远离所述阀座的一侧，所述固定板上设有用于安装所述螺母的安装孔，所述安装孔为螺纹孔。
[0010]作为对上述技术方案的进一步改进，所述固定板为圆板，所述圆板沿所述第一管段径向布置、且边缘与所述第一管段内壁固定连接，所述安装孔位于所述固定板的中心位置。
[0011]作为对上述技术方案的进一步改进，所述阀板与所述第一管段内壁滑动密封配合。
[0012]作为对上述技术方案的进一步改进，所述单片机为STC51单片机，所述电机驱动芯片为ULN2003A芯片。
[0013]作为对上述技术方案的进一步改进，所述步进电机外侧包裹有防水隔层。
[0014]本技术提供了一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置，相比于现有技术，其有益效果在于：
[0015]本技术的基于电机丝杆机构的管道通闭装置使用时，用户首先利用智能手机或者平板电脑通过GPRS、Wifi、5G等移动网络接入Internet，为远程控制做好网络连接准备。用户启动其智能手机上已经安装好的步进电机远程控制客户端软件程序，在该软件中设置电机的启动、停止，或者调整电机的转向和转速。客户端软件将用户的这些控制命令立即通过Internet传送给上位工控机，上位工控机接收到控制命令后，转发给与其相连的单片机，再由单片机根据用户发来的控制命令，通过电机控制芯片对步进电机实现具体的控制操作。步进电机驱动丝杆旋转，丝杆相对螺母发生转动使步进电机平移，步进电机带动阀板移动，从事实现控制管道的通闭。步进电机是将电脉冲转化为角位移。当电机驱动芯片接收到一个脉冲信号，电机驱动芯片控制步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而准确控制阀板运动，实现远程控制管道通闭以及流量精准化控制目的。相比于现有技术，基于电机丝杆机构的管道通闭装置结构简单，能够实现管道通闭远程控制。
附图说明
[0016]图1是本技术的基于电机丝杆机构的管道通闭装置的结构示意图；
[0017]图2是本技术的基于电机丝杆机构的管道通闭装置中控制系统的原理图；
[0018]图中：1、管道；2、第一管段；3、第二管段；4、固定板；5、螺母；6、丝杆；7、步进电机；8、阀板；9、阀座；10、单片机；11、手机。
具体实施方式
[0019]下面结合附图及具体实施方式对本技术作进一步详细描述：
[0020]本技术的基于电机丝杆6机构的管道1通闭装置的具体实施例，如图1、图2示，包括管道1，管道1包括第一管段2以及第二管段3。其中，第一管段2和第二管段3均为直管，第二管段3沿第一管段2径向固定连通在第一管段2上侧靠中心位置。
[0021]本实施例中，第一管段2内安装有位于第二管段3一侧的阀座9，第一管段 2内部固定连接有位于第二管段3远离阀座9一侧的固定板4，固定板4为圆形板，固定板4的外壁密封固定连接在第一管段2内壁上。固定板4沿第一管段2 径向延伸，固定板4上开设有与第一管段2同轴布置的安装孔，安装孔为螺纹孔，安装孔内螺纹安装有螺母5，螺母5与安装孔同轴布置，螺母5的外壁上具有与安装孔相匹配的外螺纹，以使螺母5能够螺纹安装在固定板4上。
[0022]本实施例中，螺母5内螺纹连接沿丝杆6，丝杆6沿第一管段2轴向延伸。第一管段2内具有位于固定板4和阀座9之间的步进电机7，步进电机7的输出轴朝向丝杆6的一侧，且步
进电机7的输出轴端部与丝杆6固定连接。步进电机7远离丝杆6的一侧面固定连接有阀板8，阀板8与阀座9相匹配。阀板8压紧在阀座9上时能够实现密封第一管段2的目的。
[0023]本技术的基于电机丝杆6机构的管道1通闭装置还具有控制系统，述控制系统包括工控机、单片机10以及电机驱动芯片，工控机与单片机10电连接，单片机10与电机驱动芯片电连接，电机驱动芯片与步进电机7电连接。
[0024]目前，应用广泛的51单片机10指的是所有兼容Intel 8031指令系统的单片机10，它虽然是一款8位单片机10，但其功能和性能却能满足大多数的工业应用。STC的51单片机10支持ISP下载，极大的降低了程序烧写的复杂程度。因此，本实施例中的控制系统选择STC51单片机10，型号为STC89C51RC。 STC89C51RC单片机10具有4K的用户程序控件，工作频率0
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40MHz，片上集成512字节RAM，2K的EEPROM，同时具有8路中断源，三个16位定时/计数器，还具有看门狗、ISP、IAP功能。在布置电路时，按照以下表格的设置来分配各个功能模块占用的单片机10端口。步进电机7是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电机丝杆机构的管道通闭装置，其特征在于，包括管道、丝杆、螺母、步进电机、阀板以及控制系统；所述管道包括第一管段以及与所述第一管段径向固定连通的第二管段，所述第一管段内设有位于所述第二管段一侧、与所述阀板相匹配的阀座，所述螺母固定连接在所述第二管段背离所述阀座一侧的第一管段内，所述螺母的螺纹孔轴线沿所述第一管段轴向延伸，所述丝杆安装在所述螺母内，所述步进电机的输出轴与所述丝杆固定连接，所述阀板固定连接在所述步进电机远离输出轴的一侧；所述控制系统包括工控机、单片机以及电机驱动芯片，所述工控机与所述单片机电连接，所述单片机与所述电机驱动芯片电连接，所述电机驱动芯片与所述步进电机电连接。2.根据权利要求1所述的基于电机丝杆机构的管道通闭装置，其特征在于，所述第一管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王弛，张泽森，汪俊，杨贵明，杨和阔，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：