步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)微閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)微閥。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場(chǎng)上所使用的壓力驅(qū)動(dòng)式微流量控制系統(tǒng)和氣動(dòng)微流控芯片中所使用的氣動(dòng)閥采用的是常規(guī)的氣動(dòng)元件，壓力驅(qū)動(dòng)式微流量控制系統(tǒng)的原理是通過(guò)氣動(dòng)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(dòng)微流控芯片的原理是通過(guò)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(shí)現(xiàn)對(duì)液體流道開(kāi)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(dòng)閥，存在如下缺點(diǎn):1)與微流控系統(tǒng)和微流控芯片相比，常規(guī)氣動(dòng)閥的體積過(guò)大，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)一步微型化和集成化，2)各個(gè)元件之間使用的管道長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)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(jià)格昂貴，維護(hù)成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有的常規(guī)氣動(dòng)閥體積大、控制難、成本高的不足，本實(shí)用新型提供了一種步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)微閥。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)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(gè)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(guò)連接平板連接，微型步進(jìn)電機(jī)通過(guò)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(guò)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(kāi)。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的微型化和集成化。
【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]圖1是本實(shí)用新型的主視圖。
[0008]圖2是本實(shí)用新型的左視圖。
[0009]圖3是本實(shí)用新型的俯視圖。
[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(shí)施方式】
[0011]如圖1、2、3所示，一種步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)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(gè)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(guò)連接平板3連接，微型步進(jìn)電機(jī)13通過(guò)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(guò)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(kāi)。
[0012]工作時(shí)，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(dòng)微閥的閥口，通過(guò)控制微型步進(jìn)電機(jī)13的步進(jìn)角數(shù)實(shí)現(xiàn)閥芯桿15在豎直方向上上下移動(dòng)，若閥芯桿15向下運(yùn)動(dòng)，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(kāi)度減小，同理，若控制微型步進(jìn)電機(jī)13反轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)閥芯桿15向上移動(dòng)，進(jìn)而使得閥口開(kāi)度增大，通入氣動(dòng)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(zhǎng)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(shù)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(shù)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(guò)膠粘的方式實(shí)現(xiàn)，帶有流道的薄膜7上的流道截面形狀可以是長(zhǎng)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(zhǎng)方形時(shí)，它的長(zhǎng)度為0.05mm?1mm，高度為0.0lmm?1mm。上述材料加工制作工藝簡(jiǎn)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(dòng)微閥的氣體流道通過(guò)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(dòng)閥氣體流道而言，制作工藝簡(jiǎn)單快捷，流道的尺寸和結(jié)構(gòu)形狀可以自由設(shè)計(jì)，并且流道的尺度可以達(dá)到微米級(jí)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(dòng)微閥閥芯的動(dòng)力元件，可以大大減小氣閥整體的體積大小，同時(shí)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(jí)別，可以很容易實(shí)現(xiàn)具有微小流道的氣動(dòng)微閥閥口開(kāi)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(shí)現(xiàn)。
[0013]改進(jìn)后的步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)微閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的微型化和集成化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)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(gè)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(guò)連接平板(3)連接，微型步進(jìn)電機(jī)(13)通過(guò)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(guò)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(kāi)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及電機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種步進(jìn)電機(jī)氣動(dòng)微閥?，F(xiàn)有壓力驅(qū)動(dòng)式微流控系統(tǒng)和氣動(dòng)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(dòng)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(kāi)。改進(jìn)后的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的微型化和集成化。
【IPC分類(lèi)】F16K7-16, F16K31-04
【公開(kāi)號(hào)】CN204312763
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420671706
【發(fā)明人】李松晶, 張愛(ài)臣, 張亮
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州尼爾液壓科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年11月12日