智能阀门结构及系统的制作方法

1.本发明涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种智能阀门结构及系统。


背景技术：

2.智能阀门是把微处理器装在执行机构或阀门定位器内从而实现智能化控制功能的阀门，现有的智能阀门结构具有以下不足：
3.1)普遍为开合角度在90度的扳手阀门，无法做到开合任意角度；
4.2)对于碟盘阀门开关不适用；
5.3)现有智能阀门结构固定时需要两个及以上螺钉固定且需要工具紧固；
6.4)现有智能阀门结构无法兼容不同高度的阀门开关。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种智能阀门结构及系统，可安装不同高度的阀门开关，且阀门开关可开合至任何角度，通用性强。
8.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供一种智能阀门结构，包括驱动机构、限位件、卡爪和阀门开关；
10.所述驱动机构具有输出轴，所述输出轴沿自身轴向分布有多个卡槽；
11.所述卡爪的一端沿所述输出轴的轴向与所述输出轴滑动连接，另一端与所述阀门开关连接，所述阀门开关用于安装至管道上；
12.所述限位件沿垂直于所述输出轴轴向的方向与所述卡爪滑动连接，所述限位件具有限制工位和释放工位，当所述限位件处于限制工位时，所述限位件与任一所述卡槽卡接以限定所述输出轴相对于所述卡爪的轴向位置，当所述限位件处于释放工位时，所述限位件解除与所述卡槽的卡接。
13.进一步地，所述限位件与所述卡爪之间设置有第一弹性件，所述第一弹性件用于令所述限位件保持在所述限制工位。
14.进一步地，所述限位件包括卡接部以及与所述卡接部垂直连接的按压部；
15.所述卡接部与所述卡爪的顶部滑动连接，且所述卡接部用于与任一所述卡槽卡接；
16.所述第一弹性件位于所述按压部与所述卡爪之间。
17.进一步地，所述卡接部沿自身滑动方向分布有相互连通的贯通孔和限位孔；
18.所述限位孔的边缘用于与任一所述卡槽卡接；
19.所述贯通孔用于所述输出轴通过，以解除所述卡接部与所述卡槽的卡接。
20.进一步地，所述贯通孔呈优弧形，所述限位孔呈拱门型。
21.进一步地，还包括锁紧件，所述驱动机构具有用于安装所述管道的插装通道，所述插装通道沿自身长度方向具有一开口，所述锁紧件与所述驱动机构连接，所述锁紧件用于
调节所述开口的大小。
22.进一步地，所述驱动机构包括外壳本体、驱动器、传动组件以及位于所述驱动器与所述传动组件之间的离合组件，所述离合组件与所述外壳本体滑动连接，所述离合组件用于调节所述驱动器与所述传动组件之间的动力传递状态，所述驱动器和所述传动组件均安装于所述外壳本体上，所述输出轴与所述传动组件连接。
23.进一步地，所述离合组件包括按钮、离合杆组、离合齿轮和第二弹性件；
24.所述按钮与外壳本体滑动连接；
25.所述离合杆组与所述按钮以及所述外壳本体连接；
26.所述离合齿轮安装于所述离合杆组上，且所述离合齿轮用于与所述驱动器和所述传动组件传动连接；
27.所述第二弹性件位于所述离合齿轮与所述外壳本体之间，所述第二弹性件用于令所述离合齿轮保持与所述驱动器和所述传动组件传动连接。
28.进一步地，所述按钮和所述第二弹性件分别位于所述离合齿轮的两侧。
29.第二方面，本发明还提供一种智能阀门系统，包括控制系统以及上述方案所述的智能阀门结构，所述控制系统与所述驱动器连接，所述驱动机构还包括与所述控制系统连接的编码器，所述编码器与所述传动组件或所述驱动器连接，所述控制系统用于接收所述编码器发送的电信号并控制所述驱动器停止工作。
30.本发明提供的智能阀门结构及系统能产生如下有益效果：
31.在上述智能阀门结构工作时，将限位件移动至释放工位，限位件解除与卡槽的卡接，卡爪可沿输出轴的轴向方向上下调节，从而可在管道与卡爪之间安装不同高度的阀门开关；随后将限位件移动至限制工位，限位件与对应的卡槽卡接以限定输出轴相对于卡爪的轴向位置，驱动机构可通过输出轴带动卡爪以及卡爪上的阀门开关转动，实现对阀门开关开度的调节。相对于现有技术来说，本发明提供的智能阀门结构可安装不同高度的阀门开关，通用性强。
32.相对于现有技术来说，本发明提供的智能阀门系统可通过控制系统可配合编码器来控制驱动器停止动作，从而能够令阀门开关开合到任何角度，实用性更强。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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发明的一些实施方式，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。
34.图1为本发明提供的智能阀门结构安装于管道时的三维结构示意图；
35.图2为图1的a处局部放大示意图；
36.图3为本发明提供的限位件与卡爪配合时的局部结构三维示意图；
37.图4为本发明提供的限位件与卡爪配合时的俯视图；
38.图5为本发明提供的离合齿轮将驱动器的动力传递至传动组件时的局部结构三维示意图；
39.图6为本发明提供的离合齿轮脱离驱动器和传动组件时的局部结构三维示意图。
40.图标：1-驱动机构；11-输出轴；12-外壳本体；121-开口；13-驱动器；14-传动组件；15-按钮；16-离合杆组；161-移动杆；162-固定杆；163-限位块；17-离合齿轮；18-第二弹性件；19-编码器；2-限位件；21-卡接部；211-贯通孔；212-限位孔；213-滑槽；22-按压部；3-卡爪；31-凹槽；4-阀门开关；5-管道；6-第一弹性件；7-锁紧件。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
45.本发明第一方面的实施例在于提供一种智能阀门结构，如图1至图3所示，包括驱动机构1、限位件2、卡爪3和阀门开关4；驱动机构1具有输出轴11，输出轴11沿自身轴向分布有多个卡槽；卡爪3的一端沿输出轴11的轴向与输出轴11滑动连接，另一端与阀门开关4连接，阀门开关4用于安装至管道5上；限位件2沿垂直于输出轴11轴向的方向与卡爪3滑动连接，限位件2具有限制工位和释放工位，当限位件2处于限制工位时，限位件2与任一卡槽卡接以限定输出轴11相对于卡爪3的轴向位置，当限位件2处于释放工位时，限位件2解除与卡槽的卡接。
46.上述智能阀门结构通过限位件2的移动便可以实现卡爪3相对于输出轴11高度的调节，从而对应安装不同高度的阀门开关4，通用性强，且操作方便、简单。
47.上述阀门开关4可以为扳手型阀门开关，也可以为碟盘型阀门开关。需要说明的是，由于扳手型阀门开关与碟盘型阀门开关的结构不同，卡爪3与阀门开关连接的端部需要配置有与各阀门开关类型相匹配的卡接结构，上述卡接结构为本领域常用的卡接结构，卡爪3与限位件2连接的端部仍然滑动连接有限位件2。
48.限位件2保持在限制工位和释放工位可以通过多种结构实现，例如卡爪3沿垂直于所述输出轴11轴向的方向上分布有第一卡位和第二卡位，限位件2与第一卡位卡接时，位于限制工位，限位件2与第二卡位卡接时，位于释放工位；或者卡爪3沿垂直于所述输出轴11轴向的方向上分布有第一螺纹孔和第二螺纹孔，卡爪3通过螺钉与第一螺纹孔或第二螺纹孔连接，实现在限制工位和释放工位之间的切换。以下对一种优选实施例进行具体说明：
49.如图3和图4所示，限位件2与卡爪3之间设置有第一弹性件6，第一弹性件6处于自然状态或者一定压缩状态时，限位件2保持在限制工位；当需要将限位件2切换至释放工位时，可以克服第一弹性件6的弹力，按压限位件2，使得限位件2移动至释放工位。
50.上述方式结构简单，且限位件2可以在第一弹性件6弹力的作用下自动切换至限制工位，操作方便、简单，且结构可靠。
51.其中第一弹性件6可以为弹簧、弹片等结构。第一弹性件6可以与限位件2和卡爪3中的一者连接，也可以同时连接于两者上。
52.以下对限位件2的结构进行具体说明：
53.在一些实施例中，如图2所示，限位件2包括卡接部21以及与卡接部21垂直连接的按压部22，卡接部21与卡爪3的顶部滑动连接，从而实现限制工位与释放工位之间的切换。当卡接部21位于限制工位时，卡接部21与任一卡槽卡接；当卡接部21位于释放工位时，卡接部21取消与上述卡槽的卡接。第一弹性件6位于按压部22与卡爪3之间，第一弹性件6通过外推按压部22或者阻止按压部22朝向靠近卡爪3的方向移动来保证卡接部21保持在限制工位。
54.在至少一个实施例中，卡接部21和按压部22均呈板状结构，按压部22连接于卡接部21的边缘，且朝向卡接部21的下方延伸。
55.具体地，卡接部21可以开设有多个滑槽213，各个滑槽213的延伸方向垂直于输出轴11的轴向，卡爪3的顶部具有与多个滑槽213一一对应配合的滑块，滑块贯穿滑槽且可相对于滑槽滑动。
56.为实现卡接部21的轴向限位，滑块上设有凹槽31，卡接部21可在凹槽内滑动。
57.在一些实施例中，如图3和图4所示，卡接部21沿自身滑动方向分布有相互连通的贯通孔211和限位孔212；当卡接部21位于限制工位时，输出轴11贯穿限位孔212伸入卡爪3内，限位孔212的边缘与任一卡槽卡接；当卡接部21位于释放工位时，输出轴11贯穿贯通孔211伸入卡爪3内，输出轴11可在贯通孔211内沿自身轴向移动，此时卡接部21不与卡槽的卡接。
58.在上述贯通孔211和限位孔212中，由于贯通孔211需要允许输出轴11在其内移动，贯通孔211的横截面尺寸需要大于输出轴11的最大横截面尺寸，限位孔212的横截面尺寸需要小于输出轴11的最大横截面尺寸，以保证限位孔212边缘顺利与输出轴11上的卡槽卡接。
59.具体地，如图4所示，贯通孔211可以呈优弧形，其圆弧直径大于输出轴11的最大直径；限位孔212可以呈拱门型，其两直边间的距离小于输出轴11的最大直径。
60.在至少一个实施例中，如图4所示，贯通孔211和限位孔212组合呈钥匙状的通孔。
61.在一些实施例中，为了便于驱动机构1的拆装，智能阀门结构还包括锁紧件7，如图1所示，驱动机构1具有用于安装管道5的插装通道，插装通道沿自身长度方向具有一开口121，管道5可以自开口121进入插装通道内，锁紧件7与驱动机构1中的外壳本体12连接，锁紧件7通过调节开口121的大小来改变外壳本体12与管道5的松紧程度。
62.其中，锁紧件7可以为手拧螺丝、卡扣等。
63.在至少一个实施例中，锁紧件7为手拧螺丝，外壳本体12对应开口121的上表面开设有螺纹孔，外壳本体12对应开口121的下表面开设有通孔，手拧螺丝可贯穿通孔与螺纹孔连接，以控制开口121的大小，操作方便、简单，不需要借助任何工具，也不需要使用多个锁
紧件进行锁紧。
64.以下对驱动机构1进行具体说明：
65.在一些实施例中，如图1所示，驱动机构1包括外壳本体12、驱动器13、传动组件14以及位于驱动器13与传动组件14之间的离合组件；离合组件与外壳本体12滑动连接，离合组件用于调节驱动器13与传动组件14之间的动力传递状态；驱动器13和传动组件14均安装于外壳本体12上，具体可以安装于外壳本体12内部；输出轴11与传动组件14连接。
66.当离合组件处于自然状态时，离合组件能够将驱动器13的动力传递至传动组件14，使得传动组件14上的输出轴11转动；当使用者或者控制系统控制离合组件相对于外壳本体12滑动时，离合组件取消将驱动器13的动力传递至传动组件14，输出轴11停止转动，此时人们可以手动转动阀门开关4。
67.上述驱动机构1可在驱动器13驱动与手动驱动之间进行切换，赋予了智能阀门结构更多的功能，实用性更强。
68.其中，驱动器13可以为电机，也可以为液压缸、气压缸等直线运动结构与连杆组件的结合，连杆组件用于将直线运动结构的直线运动转化为旋转运动。
69.另外，传动组件14可以为齿轮传动、链传动等等，其具体传动技术为现有的公知技术，为节省篇幅，其具体结构不再详细说明。
70.在一些实施例中，如图1、图5和图6所示，离合组件包括按钮15、离合杆组16、离合齿轮17和第二弹性件18；按钮15与外壳本体12滑动连接；离合杆组16与按钮15以及外壳本体12连接；离合齿轮17安装于离合杆组16上，且离合齿轮17用于与驱动器13和传动组件14传动连接；第二弹性件18位于离合齿轮17与外壳本体12之间，第二弹性件18用于令离合齿轮17保持与驱动器13和传动组件14传动连接。
71.按钮15处于自然状态时，即非按压状态，离合齿轮17分别与驱动器13的动力输出齿轮以及传动组件14中的传动齿轮啮合，离合齿轮17能够将动力输出齿轮的动力传递至传动齿轮，并由传动齿轮通过一系列传动将动力传递至输出轴11；按压下按钮15后，按钮15带动离合杆组16动作，离合齿轮17在离合杆组16的拨动下，克服第二弹性件18的弹力脱离动力输出齿轮和传动齿轮，此时动力输出齿轮的动力无法传递至传动齿轮，输出轴11不转动，使用者可以手动转动阀门开关4的开度；调节完毕后，释放按钮15，第二弹性件18具有恢复自然状态的趋势，其给予离合齿轮17一个力，使得离合齿轮17恢复至与动力输出齿轮以及传动齿轮的啮合状态。
72.在上述实施例的基础上，按钮15和第二弹性件18可以位于离合齿轮17的同侧，第二弹性件18的两端分别与离合齿轮17和外壳本体12连接。按压按钮15后，离合齿轮17带动第二弹性件18与其连接的端部远离外壳本体12，第二弹性件18处于拉伸状态；释放按钮15后，第二弹性件18拉动离合齿轮17复位。
73.按钮15和第二弹性件18还可以分别位于离合齿轮17的两侧。按压按钮15后，如图5所示，离合齿轮17推动第二弹性件18与其接触的端部靠近外壳本体12，第二弹性件18处于压缩状态；释放按钮15后，第二弹性件18推动离合齿轮17复位。
74.可以理解的是，上述同侧是指按钮15和第二弹性件18共同位于离合齿轮17的上侧或下侧，上述两侧是指按钮15与第二弹性件18中的一者位于离合齿轮17的上侧，另一者位于离合齿轮17的下侧。上侧与下侧分别为离合齿轮17沿自身轴线方向上相对的两侧。
75.具体地，如图5和图6所示，离合杆组16可以包括移动杆161以及与外壳本体12固定连接的固定杆162；固定杆162上设有用于限定移动杆161相对于固定杆162轴向位置的限位块163；离合齿轮17安装于固定杆162上，且离合齿轮17与固定杆162转动连接；移动杆161的第一端部与按钮15固定连接，移动杆161的第二端部与固定杆162滑动连接，且移动杆161的第二端部位于限位块与离合齿轮17之间；第二弹性件18套设于固定杆162外，且第二弹性件18位于离合齿轮17的底面与外壳本体12之间，此时按钮15和第二弹性件18分别位于离合齿轮17的两侧。
76.按压下按钮15后，面向图5的方向，按钮15带动移动杆161向下移动，移动杆161向下拨动离合齿轮17，如图6所示，离合齿轮17克服第二弹性件18的弹力脱离动力输出齿轮和传动齿轮，此时使用者可以手动转动阀门开关4的开度；调节完毕后，释放按钮15，第二弹性件18具有恢复自然状态的趋势，其给予离合齿轮17一个向上的弹力，使得离合齿轮17恢复至与动力输出齿轮以及传动齿轮的啮合状态。
77.其中，按钮15安装于外壳本体12的顶壁上，移动杆161可以呈l型，其一端与按钮15固定连接，另一端套装于固定杆162上并与固定杆162滑动连接。
78.另外，第二弹性件18可以为弹簧、弹片等结构。
79.本发明第二方面的实施例在于提供一种智能阀门系统，本发明第二方面的实施例提供的智能阀门系统包括控制系统以及上述智能阀门结构，控制系统与驱动器13连接，驱动机构1还包括与控制系统连接的编码器19，编码器19与传动组件14或驱动器13连接，控制系统用于接收编码器19发送的电信号并控制驱动器13停止工作。
80.具体地，编码器19中的码盘可以直接与驱动器13传动连接，以实时监测驱动器13的转动角度，并将自身的角位移转换成电信号发送至控制系统，当驱动器13转动至合适的角度后，控制系统控制驱动器13停止工作，从而令阀门开关4开合到任何角度。上述控制原理属于本领域的公知技术，为节省篇幅，不再详细说明。
81.当然，编码器19中的码盘也可以与传动组件14等结构传动连接，凡是能够直接或间接获取阀门开关4开度的连接关系均可。
82.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。