一种集成化的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块

本技术涉及一种电磁阀控制模块，尤其涉及一种集成化的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块。

背景技术：

1、电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件。当下随着科研、工程实践项目中气动元器件的使用越来越广泛，气路器件电磁阀的控制成为了值得关注焦点。目前，气路器件电磁阀的自动控制主要采用电源开关控制和继电器控制的方式。其中，电源开关控制存在以下几个弊端：

2、1)由于需要频繁切换开关，机械结构的劳损一定程度上限制了使用寿命；2)频繁的电源通断也会对电源及相关线路造成损害；3)针对不同电磁阀所需要的电压也有所不同，设计复杂度高；4)开关的控制信号需要多级放大才能满足电磁阀的控制电压需求，需要额外的放大器，系统耦合性过强。

3、继电器控制存在以下几个弊端：

4、1)通常体积较大，并且装配、维修等灵活性不足；2)继电器的通断过程也可能对电源造成不良影响；3)继电器的控制信号需要对多个开关进行控制，控制过程较为繁琐，并且难以排查故障与突发情况。

5、此外，前述的电源开关控制、继电器控制两种方式，若要对系统进行增补、更换等动作，需要对整体进行更改，可更新性差。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种集成化的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块。

2、为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种集成化的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，包括：壳体，安装在所述壳体内的控制器；

3、所述控制器包括：pcb基板，设置在所述pcb基板上的供电接口、控制信号输入接口、第一控制信号输出接口和第二控制信号输出接口，以及设置在所述pcb基板上的第一控制电路和第二控制电路；

4、所述第一控制电路分别与所述供电接口、所述控制信号输入接口和所述第一控制信号输出接口相连接；

5、所述第二控制电路分别与所述供电接口、所述控制信号输入接口和所述第二控制信号输出接口相连接。

6、根据本实用新型的一个方面，所述第一控制电路包括：场效应管q1、稳压二极管zd1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r5、晶体管q1-q、电容c1、电容c39和电感l1；

7、所述电阻r1和所述电阻r2串联设置，且所述电阻r1的相对两端分别与所述场效应管q1的s极和g极相连接；

8、所述稳压二极管zd1与所述电阻r1并联设置；

9、所述晶体管q1-q的集电极与所述电阻r2相连接，其基极分别与所述电阻r3和电阻r5的一端相连接，所述电阻r3和所述电阻r5的另一端分别与所述电容c1的相对两端连接；

10、所述晶体管q1-q的发射极分别与电源地gnd和所述电阻r3与所述电容c1相连接的一端相连；

11、所述电阻r5与所述电容c1相连的一端与所述电感l1相连；

12、所述电容c39相对的两端分别与所述场效应管q1的d极和所述电源地gnd相连接；

13、所述晶体管q1-q为npn型三极管。

14、根据本实用新型的一个方面，所述第二控制电路包括：场效应管q2、稳压二极管zd2、电阻r4、电阻r6、电阻r7、电阻r8、晶体管q2-q、电容c2、电容c3和电感l2；

15、所述电阻r8和所述电阻r7串联设置，且所述电阻r8的相对两端分别与所述场效应管q2的s极和g极相连接；

16、所述稳压二极管zd2与所述电阻r8并联设置；

17、所述晶体管q2-q的集电极与所述电阻r7相连接，其基极分别与所述电阻r4和电阻r6的一端相连接，所述电阻r4和所述电阻r6的另一端分别与所述电容c3的相对两端连接；

18、所述晶体管q2-q的发射极分别与电源地gnd和所述电阻r6与所述电容c3相连接的一端相连；

19、所述电阻r4与所述电容c3相连的一端与所述电感l2相连；

20、所述电容c2相对的两端分别与所述场效应管q2的d极和所述电源地gnd相连接；

21、所述晶体管q2-q为npn型三极管。

22、根据本实用新型的一个方面，所述控制信号输入接口分别与所述电感l1和电感l2相连接。

23、根据本实用新型的一个方面，所述供电接口分别与所述电阻r1和所述电阻r8相连接。

24、根据本实用新型的一个方面，所述供电接口并联设置有esd抑制器d3。

25、根据本实用新型的一个方面，所述场效应管q1的d极与所述第一控制信号输出接口相连接；

26、所述场效应管q2的d极与所述第二控制信号输出接口相连接。

27、根据本实用新型的一个方面，还包括：用于与所述第一控制电路相连接的第一指示电路，用于与所述第二控制电路相连接的第二指示电路；

28、所述第一指示电路包括：发光二极管led3和与所述发光二极管led3串联的电阻r30；

29、所述电阻r30与所述场效应管q1的d极相连接；

30、所述第二指示电路包括：发光二极管led1和与所述发光二极管led1串联的电阻r31；

31、所述电阻r31与所述场效应管q2的d极相连接。

32、根据本实用新型的一个方面，所述壳体包括：壳体上盖和壳体底座；

33、所述控制器支承在所述壳体底座上，且所述控制器与所述壳体底座之间设置有支撑铜柱。

34、根据本实用新型的一个方面，所述供电接口、所述控制信号输入接口、所述第一控制信号输出接口和所述第二控制信号输出接口沿所述pcb基板的周向等间隔角度的设置。

35、根据本实用新型的一种方案，利用多层印制电路板配合正反两面对称电路元器件布局，将集成度很高的控制器安装于绝缘外壳中；能够利用上游控制装置所提供的低压高低电平信号，驱动三极管电路，以实现去耦合的强弱电转换控制，有效实现了气路电磁阀的控制，能够有效节约成本、优化系统设计复杂度、简化系统控制信号、便于对系统进行增补优化。

36、根据本实用新型的一种方案，本实用新型具有集成度高，体积小，插接方便等的优点。

37、根据本实用新型的一种方案，通过所设置的壳体实现了对内部控制器的物理保护作用，同时隔绝了外部电气特征。此外，壳体通过采用abs工程塑料经由增材制造加工而成的方式，具有成本低、轻量化、强度高的特点。

38、根据本实用新型的一种方案，本实用新型的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块采用模块化集成设计，其还具有以下优点：1)利用场效应管实现电磁阀的供电通断控制，电源电压稳定，不会对电源造成损害；2)仅需微弱的信号输入三极管，进而控制场效应管的通断；3)集成度高，体积小，便于直接增补、更换等操作，系统解耦，可更新性强。

技术特征：

1.一种集成化的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，包括：壳体(1)，安装在所述壳体(1)内的控制器(2)；

2.根据权利要求1所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述第一控制电路(26)包括：场效应管q1、稳压二极管zd1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r5、晶体管q1-q、电容c1、电容c39和电感l1；

3.根据权利要求2所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述第二控制电路(27)包括：场效应管q2、稳压二极管zd2、电阻r4、电阻r6、电阻r7、电阻r8、晶体管q2-q、电容c2、电容c3和电感l2；

4.根据权利要求3所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述控制信号输入接口(23)分别与所述电感l1和电感l2相连接。

5.根据权利要求4所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述供电接口(22)分别与所述电阻r1和所述电阻r8相连接。

6.根据权利要求5所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述供电接口(22)并联设置有esd抑制器d3。

7.根据权利要求6所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述场效应管q1的d极与所述第一控制信号输出接口(24)相连接；

8.根据权利要求7所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，还包括：用于与所述第一控制电路(26)相连接的第一指示电路(28)，用于与所述第二控制电路(27)相连接的第二指示电路(29)；

9.根据权利要求1至8任一项所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述壳体(1)包括：壳体上盖(11)和壳体底座(12)；

10.根据权利要求9所述的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，其特征在于，所述供电接口(22)、所述控制信号输入接口(23)、所述第一控制信号输出接口(24)和所述第二控制信号输出接口(25)沿所述pcb基板(21)的周向等间隔角度的设置。

技术总结
本技术涉及一种集成化的水下潜航器执行机构气路电磁阀控制模块，包括：壳体(1)，安装在所述壳体(1)内的控制器(2)；所述控制器(2)包括：PCB基板(21)，设置在所述PCB基板(21)上的供电接口(22)、控制信号输入接口(23)、第一控制信号输出接口(24)和第二控制信号输出接口(25)，以及设置在所述PCB基板(21)上的第一控制电路(26)和第二控制电路(27)；第一控制电路(26)分别与供电接口(22)、控制信号输入接口(23)和第一控制信号输出接口(24)相连接；第二控制电路(27)分别与供电接口(22)、控制信号输入接口(23)和第二控制信号输出接口(25)相连接。

技术研发人员：吴佳妮,钟宇轩,于瑞航,胡巧晔,钟睿,赵乐汛
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：20230407
技术公布日：2024/1/13