專利名稱：線性致動器的多段式控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種線性致動器的多段式控制裝置，特別涉及一種可應用于線性致動器的多段式控制，而可進行多段式直流馬達的停止及啟動的控制裝置。
背景技術：
線性致動器，可適用作為排煙窗、一般門窗的多段定位開啟或關閉的驅動使用等，用途相當廣泛且實用；而傳統(tǒng)線性致動器進行多段定位控制時，系如

圖1所示，主要由控制器10、電動機11及線性致動器12所組成，該線性致動器12則包括有可伸縮結構121及第一、二、三、四極限開關131、132、133、134，該各極限開關位于伸縮結構121其位移行程的各預定對應處，并與控制器10相連結，對應線性致動器12其伸縮結構121的位置，而驅使控制器10適當控制電動機11運作；其運作狀態(tài)說明如下其一，常態(tài)下，線性致動器12其伸縮結構121位于最底部位置，并與第一極限開關131相對應接觸，此時控制器10并不供電予電動機11，因此線性致動器12呈靜止狀態(tài)；其二，欲使線性致動器12其伸縮結構121，自第一極限開關131的位置往第二極限開關132位置及方向移動時，可通過控制器10送出可驅動電動機11正轉的電壓訊號，予線性致動器12內(nèi)的電動機11，從而使電動機11得以驅動伸縮結構121，自第一極限開關131位置往第二極限開關132位置移動，當伸縮結構121碰到第二極限開關132時，第二極限開關132可相對送出訊號予控制器10，此時控制器10則切斷供給正轉電壓訊號，使電動機11停止運轉，線性致動器12其伸縮結構121停止移動，而達到第一段的位置控制；其三，在相同的運作模式下，線性致動器12其伸縮結構121，可位移至第三、四極限開關133、134位置，而達到各段的正向位移控制；其四，當伸縮結構121端部已位于第四極限開關134的最外端處，而欲進行伸縮結構121的縮回位移運作時，可通過控制器10送出反轉電壓訊號予線性致動器12內(nèi)的電動機11，從而使電動機11得以驅動伸縮結構121自第四極限開關134的位置返回移動至第三極限開關133位置，當伸縮結構121與第三極限開關相對應接觸時，第三極限開關133可對應送出訊號告知控制器10，伸縮結構121其位置已到達，此時控制器10則切斷供給反轉電壓訊號使電動機11停止運轉，而使伸縮結構121停止移動，并達到第一段的位置控制；其五，在相同的運作模式下，線性致動器12其伸縮結構121，可位移至第二、一極限開關132、131位置，而達到逆向位移控制；該上述傳統(tǒng)線性致動器的多段定位控制結構，其結構設計及運作狀態(tài)并未臻理想，而有諸多缺陷，例如如上述說明及圖1所揭示可知，傳統(tǒng)線性致動器其控制及運作，必須通過控制器及多數(shù)的極限開關配合，方得以順利進行；然而，對于產(chǎn)業(yè)界而言，該控制器的控制電路相當耗費成本，且該各極限開關與控制器間的回授線路，不僅增加線路的復雜度且徙增配線和維護成本(對于大樓而言，必須架設復雜的線路)；再者，當控制的位置更多時，除了需要配置更多的極限開關之外，勢必會大幅增加線路的成本與配線的復雜度，更要增加控制器的I/O硬體電路，使整體成本更增加及電路復雜，致使可靠度降低及不易維修；因此，習知線性致動器的控制結構，并不符合成本需求，而有進一步加以大幅改進的必要。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種線性致動器的多段式控制裝置，該致動器通過電動機驅動，對應致動器的位移行程，配置有預定數(shù)目的位置開關，通過致動器與該各位置開關相觸動，而進行電動機的運轉及停止作業(yè)；其特征在于該各位置開關依致動器其位移行程順序，以常閉接點相串聯(lián)，而致動器行程終端處的位置開關，與電源及電動機相連結，電源經(jīng)各位置開關及電動機而形成一導通回路，且于行程終端處的位置開關上跨設有二極管；位于致動器行程終端以外的各位置開關，其常開接點與控制電路相連結；致動器與行程終端位置的開關相觸動時，得停止電動機運轉，并在加上反向電壓時，通過二極管使回路導通而電動機復轉；而在致動器與預定行程的位置開關相觸動時，得停止電動機運轉，并在加上反向電壓后通過控制電路進行電動機的停后復轉作業(yè)；該控制電路，包括有一閘流體開關及兩組含充放電功能的光耦合回路，閘流體與行程開關其常開接點相連結；在致動器觸動行程開關時，閘流體開關可提供一暫時性的電氣路徑，使致動器可在重新供電后能繼續(xù)行進；該閘流體為雙向矽控整流器所構成。
本實用新型的積極進步效果在于通過電路架構設計，使控制電路組成精簡，而控制電路與位置開關的線路連結單純；所有構件及線路均得以組設于致動器內(nèi)部；因此，本實用新型的致動器可直接通過電源輸入端進行致動器的運作控制，而達到使用容易且使用配線精簡的目的；再者，通過電路設計，使用以作為致動器位置控制的各位置開關之間得以直接串接連結，并得與控制電路連結配合，進行致動器的位置控制；即使增加位置開關，亦不會增加線路的復雜；因此，可符合致動器的多段使用需求。
圖2是本實用新型致動器結構示意圖。
圖3是本實用新型運作電路圖。
茲將本實用新型的運作狀態(tài)分段詳細說明如下自電源60其輸入端A61載入正電壓訊號(+)，而自輸入端B62載入負電壓訊號(-)時，則電源60、位置開關30及電動機20恰可構成一導通回路，驅使致動器70進行位移作業(yè)；而當線性致動器70的伸縮結構71位移至最底端時，得與終端開關301相觸動，使該終端開關301其公共接點313與常閉接點312斷路而公共接點313與常開接點311接通，電源60被截斷因此電動機20停止運作；此時，如果自電源60其輸入端A61加入負電壓訊號(-)，而輸入端B62加入正電壓訊號(+)，則電源回路得自輸入端B62經(jīng)電動機，再經(jīng)二極管401，由于二極管401反向的作用，電流回路并沒有構成，于是電動機20沒有被作動，致使線性致動器70的伸縮結構71停止于最底端，達到最底端位置停止的控制。
欲使線性致動器70的伸縮結構71自終端開關301位置移動到第一段位置，也就是行程開關303的位置時；可自電源60輸入端A61加正電壓訊號(+)而輸入端B62加負電壓訊號(-)，由于光耦合器51的接腳d經(jīng)電阻器52連結至電源60輸入端A61，而光耦合器51的接腳c經(jīng)電容器53連結至電源輸入端B62成反向特性，故此電路無法動作；另一方面電源60輸入端A61經(jīng)電容器54的連結至光耦合器55，并經(jīng)接腳c、d及電阻器56回到電源輸入端B62，而構成一順向回路，此時因電容器54及輸入電源60為直流電源，造成短時間電容54充電至，電容器54a接腳＝電源輸入端A61而電容器54b接腳＝電源輸入端B 62的電壓值，光耦合器55依然無法導通耦合，使光耦合器55其接腳a及b在此時不導通，所以雙向矽控整流器501無法被觸發(fā)導通，其接腳a與b斷路；但是，電源輸入端A61的正電壓訊號(+)則自終端開關302的常閉及公共接點312、313至行程開關304的常閉及公共接點312、313，再經(jīng)行程開關303的常閉及公共接點312、313，再經(jīng)行程開關303的常閉及公共接點312、313至二極管401、電動機20再回至電源輸入端B62，而構成封閉回路形成電流使電動機20作動，而線性致動器70的伸縮結構71向行程開關303方向移動。
當線性致動器70的伸縮結構71觸及行程開關303時，其公共、常閉接點313、312會斷路而公共、常開接點313、311會短路導通，造成原先的回路斷開，電流停止流動使電動機20停止運轉，而線性致動器70的伸縮結構71停止移動，定位置至第一段行程開關303。
完成定位后，欲再移動線性致動器70的伸縮結構71至行程開關304的第二段位置時，需將電源輸入端A、B61、62的輸入電源60移除，此時電容器54的a接腳為正電壓(+)而b接腳為負電壓(-)，開始自行放電，電容器54完成放電后，再將電源輸入端A 61輸入正電壓訊號(+)而輸入端B62載入負電壓(-)訊號，由于電容器54的瞬間短路特性，其接腳a與接腳b瞬間短路，致使電源回路自輸入端A61經(jīng)電容54、光耦合器55的c、d接腳、電阻器56至電源輸入端B62，形成回路使光耦合器55耦合造成其接腳a與b導通，再促使回路自電源輸入端A61經(jīng)二極管57、電阻器58、光耦合器55的a、b接腳、電阻器59至雙向矽控整流器501的c、b接腳、行程開關303、304的常開、公共接點311、313、終端開關301、302的常閉、公共接點312、313到電動機20回到電源輸入端B62，致使雙向矽控整流器501的a、b接腳導通，主回路則自電源輸入端A61、雙向矽控整流器501的a、b接腳、行程開關303的常開、公共接點311、313、終端開關301的常閉、公共接點312、313經(jīng)電動機20回到電源輸入端B62，此時電動機20開始正向運轉而線性致動器70的伸縮結構71又開始向行程開關304方向移動，當伸縮結構71移動離開與行程開關303的接觸時，行程開關303將恢復其公共與常閉接點313、312的短路而公共與常開接點313、311的斷路，雙向矽控整流器501的a、b接腳開路；主回路則改經(jīng)由行程開關303的公共與常閉接點313、311繼續(xù)使電動機20運轉，而伸縮結構71向行程開關304移動；當碰及行程開關304時，行程開關304公共與常閉接點313、312斷路，行程開關304其公共與常開接點313、311短路，造成原先的回路斷開，電流停止流動使電動機20停止運轉，線性致動器70的伸縮結構71停止移動，定位置至第二段行程開關304。
完成定位后，欲再移動線性致動器70的伸縮結構71至終端開關302的位置時，需將電源輸入端A、B61、62的電源訊號移除，此時電容器54的a接腳為正電壓而b接腳為負電壓，并開始自行放電，電容器54完成放電后，再將電源輸入端A、B61、62分別輸入正、負電壓(+)、(-)訊號，由于電容器54的瞬間短路特性，使其接腳a、b瞬間短路，致使電源輸入端A 61經(jīng)電容器54、光耦合器55的c、d接腳、電阻器56至電源輸入端B62形成導通回路，使光耦合器55耦合造成其接腳a、b導通，并促使回路自電源輸入端A61經(jīng)二極管57、電阻器57至光耦合器55的a、b接腳、電阻器59至雙向矽控整流器501的c、b接腳、行程開關304的常開、公共接點311、313、行程開關303的常閉、公共接點312、313、終端開關301的常閉、公共接點312、313經(jīng)電動機20回到電源輸入端B62，致使雙向矽控整流器20的a、b接腳導通，主回路則自電源輸入端A61載入正電壓訊號經(jīng)雙向矽控整流器501的a、b接腳、行程開關304的常開、公共接點311、313、行程開關303的常閉、公共接點312、313、終端開關301的常閉、公共接點312、313到電動機20回到電源輸入端B62(負電壓訊號)，此時電動機20開始正向運轉且線性致動器70的伸縮結構71又開始向終端開關302方向移動，當伸縮結構71移動離開行程開關304的接觸時，行程開關304，將恢復其公共與常閉接點313、312短路而公共與常開接點313、311斷路，雙向矽控整流器20的a、b接腳開路；主回路則改經(jīng)由行程開關304的公共及常閉接點313、312繼續(xù)使電動機20運轉，而伸縮結構71向終端開關302移動。
當線性致動器70的伸縮結構71觸及終端開關302時，終端開關302的公共與常開接點313、311會短路而公共與常閉接點313、312則斷路，電源輸入端A61輸入至二極管402因反向特性阻隔無法導通致使電流停止流動使電動機20停止運轉，線性致動器70的伸縮結構71停止移動，而達到最頂點的位置控制。
當欲反方向控制時，也就是移動至行程開關304的位置時，自控制電源輸入端B62載入正電壓訊號(+)而輸入端A61則載入負電壓訊號(-)，由于光耦合器55的d接腳經(jīng)電阻器56至電源輸入端B62，光耦合器55的c接腳經(jīng)電容器54至電源輸入端A61(-)電壓成反向特性，故此電路無法動作；另一方面，電源輸入端B62(+)電壓，經(jīng)電容器53至光耦合器51的c、d接腳及電阻器52回到電源輸入端A61(-)而成一順向回路，此時因電容器53及輸入電源為直流電源60，造成短時間電容器53充電至電容器53a接腳＝電源輸入端B62，而電容器53b接腳＝電源輸入端A61的電壓值，光耦合器51依然無法導通耦合使其a、b接腳在此時不導通，所以雙向矽控整流器501無法被觸發(fā)導通，而其a、b接腳斷路；但是電源輸入端B62(+)電壓則自電動機20至終端開關401的公共及常閉接點313、312至行程開關303的公共、常閉接點313、312至行程開關304的公共、常閉接點313、312，經(jīng)二極管402再回至電源輸入端A61(-)構成封閉回路，并形成電流使電動機20反轉，促使線性致動器70的伸縮結構71向行程開關304方向移動；關于本實用新型伸縮結構的后續(xù)作動行程，系與前述正向行程對應，在此不多言贅述；值得一提的是，本實用新型的控制電路，不僅構件相當精簡，且實際體積亦相當精巧，可直接配設于致動器內(nèi)部再者，若欲增加致動器的分段行程，可通過直接增設行程開關而達成；增加行程開關時，其與電路的連結相當簡便，可將行程開關的公共及常閉接點依序與前后的行程開關串接連結，再將行程開關的常開接點與控制電路的閘流體連接即可；接線相當簡便，幾乎無增設線路的困擾(事實上，亦可通過在致動器內(nèi)預留擴充線路的方式，而達到不須增加線路的目的)；再者，通過本實用新型的電路架構設計，致動器在使用上，可直接通過對致動器電源端的供電及斷電而進行致動器的定位運作控制，對于大樓的裝配使用裝態(tài)而言，可大幅簡化控制配線，而符合實際使用需求。
權利要求1.一種線性致動器的多段式控制裝置，該致動器通過電動機驅動，對應致動器的位移行程，配置有預定數(shù)目的位置開關，通過致動器與該各位置開關相觸動，而進行電動機的運轉及停止作業(yè)；其特征在于該各位置開關依致動器其位移行程順序，以常閉接點相串聯(lián)，而致動器行程終端處的位置開關，與電源及電動機相連結，電源經(jīng)各位置開關及電動機而形成一導通回路，且于行程終端處的位置開關上跨設有二極管；位于致動器行程終端以外的各位置開關，其常開接點與控制電路相連結；致動器與行程終端位置的開關相觸動時，得停止電動機運轉，并在加上反向電壓時，通過二極管使回路導通而電動機復轉；而在致動器與預定行程的位置開關相觸動時，得停止電動機運轉，并在加上反向電壓后通過控制電路進行電動機的停后復轉作業(yè)。
2.根據(jù)權利要求1所述的線性致動器的多段式控制裝置，其特征在于該控制電路，包括有一閘流體開關及兩組含充放電功能的光耦合回路，閘流體與行程開關其常開接點相連結；在致動器觸動行程開關時，閘流體開關可提供一暫時性的電氣路徑，使致動器可在重新供電后能繼續(xù)行進。
3.根據(jù)權利要求2所述的線性致動器的多段式控制裝置，其特征在于該閘流體為雙向矽控整流器所構成。
專利摘要本實用新型涉及一種線性致動器的多段式控制裝置，其主要系通過電路架構設計，使控制電路組成精簡，而控制電路與位置開關的線路連結單純；所有構件及線路均得以組設于致動器內(nèi)部；因此，本實用新型的致動器可直接通過電源輸入端進行致動器的運作控制，而達到使用容易且使用配線精簡的目的；再者，通過電路設計，使用以作為致動器位置控制的各位置開關之間得以直接串接連結，并得與控制電路連結配合，進行致動器的位置控制；即使增加位置開關，亦不會增加線路的復雜；從而可符合致動器的多段使用需求。
文檔編號G05D3/10GK2553409SQ0223615
公開日2003年5月28日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權日2002年5月24日
發(fā)明者鄭其原, 郭桂汝 申請人:大銀微系統(tǒng)股份有限公司