[發明專利]一種約束裝置的氣動控制裝置

有效

• 申請號: 201410344082.1
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104141640A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 郭銳;趙靜一;范亮貞
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F15B1/04
• 分類號: F15B1/04;F15B13/02;F15B11/028
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 續京沙

技術領域

本發明屬于電、氣一體化動力傳動控制裝置領域，尤其涉及一種約束裝置的氣動控制裝置。

背景技術

現有的約束裝置大都是人工手動操作，依靠機械結構剛性或柔性鎖緊，如直接用繩索捆綁精神病人。該類裝置存在的缺點是：約束力大小不易控制，可靠性不高，耗費人力，且容易對被約束對象產生物理損傷，如勒傷人體皮膚，造成血液循環異常。

發明內容

本發明克服了現有技術中的缺點，提供一種約束裝置的氣動控制裝置，該裝置是由蓄能器供壓、壓力繼電器控制換向閥，從而完成系統工作要求的電氣一體化控制裝置，其可實現對一些特殊病人和對受力有特殊要求的易損傷物體的恒力約束。

為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明可采用電磁控制方式控制，也可采用手動控制方式控制。

當采用電磁控制方式控制時有方案一：

一種約束裝置的氣動控制裝置，包括氣源模塊、回路控制模塊、蓄能器模塊和馬達輸出模塊；

所述的氣源模塊包括氣壓發生裝置1和第一截止閥2；

所述的回路控制模塊包括單向閥3、第一壓力繼電器4、第二電磁換向閥9、第二壓力繼電器10、第二溢流閥12和第三電磁換向閥13，單向閥3通過第二電磁換向閥9連接馬達輸出模塊中馬達11的進油口，馬達11的出油口通過第二溢流閥12和第三電磁換向閥13通至外界大氣，第一壓力繼電器4連接在單向閥3和第二電磁換向閥9之間，第二壓力電繼電器10連接在第二電磁換向閥9和馬達11之間；

所述的蓄能器模塊包括蓄能器5、第一溢流閥6、第二截止閥7和第一電磁換向閥8，第一電磁換向閥8依次連接第二截止閥7、第一溢流閥6和蓄能器5，然后連接到回路控制模塊中單向閥3和第二電磁換向閥9之間；

所述的馬達輸出模塊包括馬達11，馬達11與約束裝置同軸連接，馬達11的進油口連接第二電磁換向閥9，其出油口通過第二溢流閥12連接第三電磁換向閥13。

本發明方案一的工作過程是：

通過氣壓發生裝置的啟停來控制氣壓發生裝置向蓄能器5充氣；由第二壓力繼電器10實時監控馬達11入口處壓力，通過第二電磁換向閥9的通斷來控制蓄能器5向馬達11提供高壓氣體。馬達11的輸出軸接約束裝置，約束被控對象的運動。第二溢流閥12接在馬達11的出口處作為背壓閥使用，給馬達11提供一定背壓；第三電磁換向閥13在系統停止工作時使馬達11卸荷，第二截止閥7和第一電磁換向閥8在系統需要時可使蓄能器5泄壓。

本發明方案一由蓄能器5提供穩定壓力，而蓄能器5由氣壓發生裝置提供氣壓能源。當蓄能器5的壓力低于最低調定壓力時，第一壓力繼電器4發出電信號，氣壓發生裝置向蓄能器5充氣；當蓄能器5壓力上升到最高調定壓力時，第一壓力繼電器4發出電信號，氣壓發生裝置停止向蓄能器5充氣，從而蓄能器5壓力維持在系統要求的調定壓力范圍內。單向閥3防止系統氣壓沖擊氣壓發生裝置。

系統工作時，第二壓力繼電器10實時監控馬達11入口處壓力，通過控制第二電磁換向閥9的通斷使馬達11入口處的壓力維持在馬達11調定壓力范圍。當馬達11入口處壓力低于調定壓力范圍時，第二壓力繼電器10發出電信號，蓄能器5向馬達11充壓；當馬達11入口處壓力達到最高調定壓力時，第二壓力繼電器10發出電信號，蓄能器5停止向馬達11充壓，從而馬達11入口處壓力維持在調定壓力范圍內。第二溢流閥12作為背壓閥使用，使馬達11出口處維持一定背壓，馬達11兩端維持一定的壓差，從而使約束裝置在恒力作用下張緊，將被約束對象在恒力作用下約束住，同時也使馬達11運轉平穩。

在系統停止工作時，第三電磁換向閥13得電使馬達11卸荷，第一截止閥2關閉從而切斷氣源。當需要使蓄能器5泄壓時，如系統長時間不工作或系統維修時，第一電磁換向閥8得電或打開第二截止閥7使蓄能器5泄壓。

當采用手動控制方式控制時有方案二：

一種約束裝置的氣動控制裝置，包括氣源模塊、回路控制模塊、蓄能器模塊和馬達輸出模塊；

所述的氣源模塊包括氣壓發生裝置21和第一截止閥22；

所述的回路控制模塊包括單向閥23、第一壓力表24、第一手動換向閥28、第二壓力表29、第二溢流閥31和第二手動換向閥32，單向閥23通過第一手動換向閥28連接馬達輸出模塊中馬達30的進油口，馬達30的出油口通過第二溢流閥31和第二手動換向閥32通至外界大氣，第一壓力表24連接在單向閥23和第一手動換向閥28之間，第二壓力表29連接在第一手動換向閥28和馬達30之間；