步進(jìn)電機(jī)氣動微閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電機(jī)配件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種步進(jìn)電機(jī)氣動微閥?，F(xiàn)有壓力驅(qū)動式微流控系統(tǒng)和氣動微流控芯片中所使用常規(guī)氣閥體積大，控制難，成本高，不能滿足使用者的需求。該步進(jìn)電機(jī)氣動微閥包括平薄膜、帶有流道的薄膜、微型步進(jìn)電機(jī)、閥芯桿、連接板、底座、連接鋼管、連接平板、步進(jìn)電機(jī)固定板、固定流道U型支架和U型支架連接橫梁，閥芯桿位于氣體流道的正上方并垂直于連接板，連接板固定在微型步進(jìn)電機(jī)滑塊的下平面，閥芯桿與微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸平行，螺栓和螺母將連接平板和連接板平行隔開。改進(jìn)后的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制精準(zhǔn)，工作穩(wěn)定可靠，制作與加工工藝周期大大縮短，成本大幅降低，體積減小，實現(xiàn)設(shè)備的微型化和集成化。
【專利說明】步進(jìn)電機(jī)氣動微閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)配件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種步進(jìn)電機(jī)氣動微閥。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上所使用的壓力驅(qū)動式微流量控制系統(tǒng)和氣動微流控芯片中所使用的氣動閥采用的是常規(guī)的氣動元件，壓力驅(qū)動式微流量控制系統(tǒng)的原理是通過氣動閥控制氣體的壓力，并利用這一壓力將液體從存液容器中以一定流量輸出。氣動微流控芯片的原理是通過控制微流控芯片上位于液體流道下方的氣體流道的壓力，進(jìn)而實現(xiàn)對液體流道開關(guān)的控制。這二者中所使用的氣體流量(壓力)控制閥均為常規(guī)的氣動閥，存在如下缺點:1)與微流控系統(tǒng)和微流控芯片相比，常規(guī)氣動閥的體積過大，導(dǎo)致系統(tǒng)無法進(jìn)一步微型化和集成化，2)各個元件之間使用的管道長度過長導(dǎo)致系統(tǒng)控制難度加劇，3)常規(guī)的氣體流道與微流道的封裝難度大，價格昂貴，維護(hù)成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的常規(guī)氣動閥體積大、控制難、成本高的不足，本發(fā)明提供了一種步進(jìn)電機(jī)氣動微閥。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種步進(jìn)電機(jī)氣動微閥，包括平薄膜、帶有流道的薄膜、微型步進(jìn)電機(jī)、閥芯桿、連接板、底座、連接鋼管、連接平板、步進(jìn)電機(jī)固定板、固定流道U型支架和U型支架連接橫梁，所述平薄膜、帶有流道的薄膜、連接鋼管和底座構(gòu)成氣體流道，兩個U型支架、兩根連接橫梁和連接平板構(gòu)成流道支架，氣體流道固定在流道支架上，氣體流道和微型步進(jìn)電機(jī)通過連接平板連接，微型步進(jìn)電機(jī)通過螺栓和螺母固定在步進(jìn)電機(jī)固定板上，微型步進(jìn)電機(jī)通過連接板與閥芯桿連接，閥芯桿位于氣體流道的正上方并垂直于連接板，連接板固定在微型步進(jìn)電機(jī)滑塊的下平面，閥芯桿與微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸平行，螺栓和螺母將連接平板和連接板平行隔開。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，控制精準(zhǔn)，工作穩(wěn)定可靠，制作與加工工藝周期大大縮短，成本大幅降低，體積減小，實現(xiàn)設(shè)備的微型化和集成化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0007]圖1是本發(fā)明的主視圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的左視圖。
[0009]圖3是本發(fā)明的俯視圖。
[0010]圖中1.固定流道U型支架，2.U型支架連接橫梁，3.連接平板，4.底座，5.平薄膜，
6.連接鋼管，7.帶有流道的薄膜，8.螺母，9.螺母，10.步進(jìn)電機(jī)固定板，11.螺栓，12.螺栓，13.微型步進(jìn)電機(jī)，14.連接板，15.閥芯桿。

【具體實施方式】
[0011]如圖1、2、3所示，一種步進(jìn)電機(jī)氣動微閥，包括平薄膜5、帶有流道的薄膜7、微型步進(jìn)電機(jī)13、閥芯桿15、連接板14、底座4、連接鋼管6、連接平板3、步進(jìn)電機(jī)固定板10、固定流道U型支架I和U型支架連接橫梁2，所述平薄膜5、帶有流道的薄膜7、連接鋼管6和底座4構(gòu)成氣體流道，兩個U型支架1、兩根連接橫梁2和連接平板3構(gòu)成流道支架，氣體流道固定在流道支架上，氣體流道和微型步進(jìn)電機(jī)13通過連接平板3連接，微型步進(jìn)電機(jī)13通過螺栓12和螺母9固定在步進(jìn)電機(jī)固定板10上，微型步進(jìn)電機(jī)13通過連接板14與閥芯桿15連接，閥芯桿15位于氣體流道的正上方并垂直于連接板14，連接板14固定在微型步進(jìn)電機(jī)13滑塊的下平面，閥芯桿15與微型步進(jìn)電機(jī)13轉(zhuǎn)軸平行，螺栓11和螺母8將連接平板3和連接板14平行隔開。
[0012]工作時，氣體從左側(cè)鋼管口輸入，接著進(jìn)入薄膜構(gòu)成的氣體流道，最后從右側(cè)鋼管口輸出。薄膜的氣體流道的某一小段構(gòu)成氣動微閥的閥口，通過控制微型步進(jìn)電機(jī)13的步進(jìn)角數(shù)實現(xiàn)閥芯桿15在豎直方向上上下移動，若閥芯桿15向下運動，則流道正上方的薄膜在閥芯桿15的作用下向下發(fā)生變形堵塞流道，則閥口開度減小，同理，若控制微型步進(jìn)電機(jī)13反轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)閥芯桿15向上移動，進(jìn)而使得閥口開度增大，通入氣動微閥的不僅可以是氣體，也可以是液體，平薄膜5和帶有流道的薄膜7的材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)，平薄膜5和帶有流道的薄膜7尺寸相同，其厚度為0.25mm?5mm,長度為1mm?50mm,寬度為3mm?30mm,固定流道U型支架1、U型支架連接橫梁2、連接平板3、步進(jìn)電機(jī)固定板10和連接板14的材料為聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)或高分子樹脂，其厚度為Imm?10mm，底座4的材料為玻璃或聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)，其厚度為Imm?5_，螺栓11和12可以使用相似形狀的高分子樹脂短管或矩形條狀的甲基丙烯酸甲月旨(PMMA)短管代替，螺母8和9的固定可以使用丙烯酸改性環(huán)氧膠或氰基丙烯酸乙酯通過膠粘的方式實現(xiàn)，帶有流道的薄膜7上的流道截面形狀可以是長方形、半圓形或其他不規(guī)則的形狀，當(dāng)流道截面形狀為長方形時，它的長度為0.05mm?Imm,高度為0.0lmm?1mm。上述材料加工制作工藝簡單，前者便于與微流控芯片中所廣泛使用的材料PDMS進(jìn)一步集成。氣動微閥的氣體流道通過平薄膜5和帶有流道的薄膜7封裝而成，相比現(xiàn)有的氣動閥氣體流道而言，制作工藝簡單快捷，流道的尺寸和結(jié)構(gòu)形狀可以自由設(shè)計，并且流道的尺度可以達(dá)到微米級別，流道的尺寸越小，氣閥的流量控制精度越高；采用微型步進(jìn)電機(jī)13作為氣動微閥閥芯的動力元件，可以大大減小氣閥整體的體積大小，同時微型步進(jìn)電機(jī)13能夠?qū)崿F(xiàn)的位移精度可達(dá)微米級別，可以很容易實現(xiàn)具有微小流道的氣動微閥閥口開度控制，另外，微型步進(jìn)電機(jī)13的工作性能穩(wěn)定，控制方法容易實現(xiàn)。
[0013]改進(jìn)后的步進(jìn)電機(jī)氣動微閥結(jié)構(gòu)簡單，控制精準(zhǔn)，工作穩(wěn)定可靠，制作與加工工藝周期大大縮短，成本大幅降低，體積減小，實現(xiàn)設(shè)備的微型化和集成化。
【權(quán)利要求】
1.一種步進(jìn)電機(jī)氣動微閥，包括平薄膜(5)、帶有流道的薄膜(7)、微型步進(jìn)電機(jī)(13)、閥芯桿(15)、連接板(14)、底座(4)、連接鋼管(6)、連接平板(3)、步進(jìn)電機(jī)固定板(10)、固定流道U型支架(I)和U型支架連接橫梁(2)，其特征是，所述平薄膜(5)、帶有流道的薄膜(7)、連接鋼管(6)和底座(4)構(gòu)成氣體流道，兩個U型支架(I)、兩根連接橫梁(2)和連接平板(3)構(gòu)成流道支架，氣體流道固定在流道支架上，氣體流道和微型步進(jìn)電機(jī)(13)通過連接平板(3 )連接，微型步進(jìn)電機(jī)(13 )通過螺栓(12 )和螺母(9 )固定在步進(jìn)電機(jī)固定板(1 )上，微型步進(jìn)電機(jī)(13 )通過連接板(14 )與閥芯桿(15 )連接，閥芯桿(15 )位于氣體流道的正上方并垂直于連接板(14)，連接板(14)固定在微型步進(jìn)電機(jī)(13)滑塊的下平面，閥芯桿(15)與微型步進(jìn)電機(jī)(13)轉(zhuǎn)軸平行，螺栓(11)和螺母(8)將連接平板(3)和連接板(14)平行隔開。
【文檔編號】F16K7/16GK104390030SQ201410633613
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】李松晶, 張愛臣, 張亮 申請人:揚州尼爾液壓科技有限公司