本發明涉及浮空器的排氣閥控制，具體涉及一種排氣閥的控制裝置，用于控制排氣閥的閥蓋運動，從而開啟或關閉所述排氣閥。

背景技術：

浮空器一般是指一種主要依靠自身浮力升空的飛行器。浮空器主要由氣囊和布設在氣囊之上的各種設備組成，氣囊內充入密度小于空氣的浮升氣體，氣囊內外氣體的密度差產生的浮力為浮空器提供絕大部分或全部升力。

浮空器的氣囊都有一定的內外壓強差承受范圍，這個范圍是由氣囊材料強度、氣囊體積及結構等參數決定。當氣囊內外壓強差超過一定的上限值時，氣囊就會發生不可恢復的破裂，影響試驗或飛行安全。

浮空器在升空或溫度升高時，隨著氣囊內氣體的膨脹，其內外壓強差會增加，這時需要排出氣囊內的部分氣體，以確保內外壓強差不會超過設定的上限值；另外，在一些緊急情況，需要排出氣囊內的部分或全部氣體，使浮空器迅速降落至安全高度或地面。

排氣閥安裝在浮空器氣囊上的開口處，根據任務需要來打開開口排出浮空器氣囊內的氣體，或者關閉開口停止排氣，負責執行氣囊的排氣任務。排氣閥內部具有控制電路和相應的機械結構，實現限位控制及反饋信號的輸出。

傳統的排氣閥控制裝置如圖1所示，包括第一二極管D1a、第二二極管D2a、第一限位開關S1a和第二限位開關S2a，通過外部供電電源的極性轉換來實現排氣閥的打開或關閉。當電源正端子V1接電源12V，電源負端子V2接電源地時，第一二極管D1a導通，第二二極管D2a截止，電流流經第一二極管D1a，電壓Motor-a和第二限位開關S2a，電機Motor-a向下轉動，帶動閥蓋a向下移動，當Ma點離開第一限位開關S1a時，將第一限位開關S1a的觸點S13切換至觸點S11，第一限位開關S1a導通，當Na點行至第二限位開關S2a時，將第二限位開關S2a的觸點S23切換至觸點S21，第二限位開關S2a斷開，電機Motor-a停止動作，排氣閥關閉。當電源正端子V1接電源地，電源負端子V2接電源12V時，第二二極管D2a導通，第一二極管D1a截止，電流流經第二二極管D2a，電機Motor-a和第一限位開關S1a，電機Motor-a向上轉動，帶動閥蓋a向上移動，當Na點離開第二限位開關S2a時，將第二限位開關S2a的觸點S21切換至觸點S23，第二限位開關S2a導通，當Ma點行至第一限位開關S1a時，將第一限位開關S1a的觸點S11切換至觸點S13，第一限位開關S1a斷開，電機Motor-a停止動作，排氣閥打開。另外，通過采集觸點S21和V2之間的電平差可知排氣閥是否關閉，作為排氣閥工作狀態的反饋信號，當排氣閥處于關閉狀態時，觸點S21與觸點S22導通，則其與V2之間的電平差約為11V；當排氣閥離開關閉位置后，觸點S21懸空，則其與V2之間的電平差為0V。這種電路存在以下問題：

1、抗震動能力差。限位開關觸點之間的切換需要一定的位移量，有兩個切換動作為瞬時動作，動作時間極短，即第二限位開關S2a的觸點S23斷開和第一限位開關S1a的觸點S11斷開時，電流回路切斷，電機Motor-a即刻停轉，閥蓋a即刻停止移動，存在觸點S23或觸點S11斷開不徹底的情況。在斷開不徹底時，如有震動，則會發生觸點的開關狀態來回變化的情況，造成排氣閥工作狀態異常。

2、反饋信號不可靠。同樣由于問題1所屬原因，在排氣閥關閉的瞬間，存在觸點S21接觸不牢的情況，如果接觸不牢，會造成反饋信號異常。

3、第一限位開關S1a和第二限位開關S2a為機械開關，需要承載大電流(電機工作電流，根據所選電機不同，可能達3A)，在開關的瞬間會發生拉弧現象，對觸點造成燒蝕，多次開關后失效風險大。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

鑒于上述問題，本發明提供一種排氣閥的控制裝置，用以解決現有技術的抗震動能力差和反饋信號不可靠的技術問題。

(二)技術方案

本發明提供一種排氣閥的控制裝置，用于控制排氣閥的閥蓋運動，從而開啟或關閉所述排氣閥，裝置包括電源、控制電路、電機和機械部分，電源對電機供電，以使電機驅動所述機械部分運動，從而使機械部分帶動閥蓋運動；

當機械部分沿某方向運動到固定位置時，機械部分觸發控制電路，控制電路控制電源繼續對電機供電一段時間后斷電。

(三)有益效果

本發明提供的排氣閥的控制裝置具有如下優點：

1、能夠根據兩個供電接口的極性不同，實現閥門的開關和閥蓋的限位控制。

2、在控制電路上的限位開關斷開后，控制電路能進一步放電，使電源能夠繼續驅動電機一段時間，使得電機的延時停轉，且延時時長可調，保證開關的動作到位。

3、提供可靠的反饋信號，準確反映電機的工作狀態，開、關或動作中。

4、機械式限位開關不承載大電流，僅作為通斷信號使用，降低其失效風險。

5、可適應不同的電機工作電壓。

附圖說明

圖1為現有排氣閥的控制裝置的原理框圖。

圖2為本發明實施例提供的排氣閥的控制裝置的原理框圖。

圖3為本發明中場效應管電路的變化形式圖。

具體實施方式

本發明提供一種排氣閥的控制裝置，用于控制排氣閥的閥蓋運動，從而開啟或關閉所述排氣閥，裝置包括電源、控制電路、電機和機械部分，電源對電機供電，以使電機驅動機械部分運動，從而使機械部分帶動閥蓋運動；當機械部分沿某方向運動到固定位置時，機械部分觸發控制電路，控制電路控制電源繼續對電機供電一段時間后斷電。

其中，控制電路在被所述機械部分觸發前，電源對所述控制電路進行充電，控制電路被機械部分觸發后進行放電，以使所述電源繼續對所述電機供電，直到所述控制電路放電結束。

在本發明的一種實施方式中，電源包括第一供電接口和第二供電接口，當第一供電接口為電源正極、第二供電接口為電源負極時，電機正向轉動，當第一供電接口為電源負極、第二供電接口為電源正極時，所述電機反向轉動。

在本發明的一種實施方式中，控制電路包括第一場效應管、第二場效應管、第一限位開關、第二限位開關、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，其中：

第一供電接口與第一場效應管的源極連接，第一場效應管的漏極依次與第二限位開關、第三電阻串接后與第二場效應管的柵極連接；

第二供電接口與所述第二場效應管的源極連接，第二場效應管的漏極依次與第一限位開關、第一電阻串接后與第一場效應管的柵極連接；

第二電阻的一端與所述第一供電接口連接，另一端與第一場效應管的柵極連接，第一電容并聯在所述第二電阻兩端；

第四電阻的一端與所述第二供電接口連接，另一端與第二場效應管的柵極連接，第二電容并聯在所述第四電阻兩端；

電機接電的兩端分別與第一場效應管的漏極、第二場效應管的漏極連接；

第一限位開關和第二限位開關為常閉開關，其中，當所述第一限位開關或第二限位開關被所述機械部分斷開時，觸發所述控制電路。

在本發明的一種實施方式中，機械部分包括第一頂桿和第二頂桿，電機正向轉動時，帶動第二頂桿頂開所述第二限位開關，電機反向轉動時，帶動所述第一頂桿頂開第一限位開關。

在本發明的一種實施方式中，第一頂桿、第二頂桿與閥蓋為一體結構，該結構整體運動時，可帶動閥蓋開啟或關閉，其中，頂桿與電機之間通過齒輪和齒條連接，當電機正向轉動時，與電機旋轉軸固連的齒輪帶動齒條向下運動，所以頂桿向第二限位開關方向運動，以頂開第二限位開關，此時閥蓋開啟，當電機反向轉動時，與電機旋轉軸固連的齒輪帶動齒條向上運動，所以頂桿向第一限位開關方向運動，以頂開第一限位開關，此時閥蓋關閉。

本發明的工作原理在于，控制電路可以控制電源對電機的供電，電源在對電機進行供電時，同時也對控制電路進行充電，當機械部分觸發控制電路后，控制電源進行放電，此時電源繼續對電機進行供電，當控制電路放電完畢時，控制電路斷開電源與電機的連接，從而使電源停止對電機供電。具體地，在第一限位開關或第二限位開關被頂開時，即是機械部分觸發控制電路，此時電源不再對控制電路進行充電，所以控制電路的第一電容或第二電容進行放電，使得第一場效應管或第二場效應管繼續導通，進而繼續使得電源對電機供電，以令頂桿進一步頂開第一限位開關或第二限位開關，保證開關的動作到位。

進一步，第一場效應管和第二場效應管為MOS管。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

圖2為本發明實施例提供的排氣閥的控制裝置的原理框圖，如圖2所示，裝置包括電路部分和機械部分，其中：

電路部分包括供電接口C和D，場效應管1，場效應管2，上限位開關，下限位開關，電容1，電容2，電阻1，電阻2，電阻3，電阻4和電機，用于控制電機的正反轉及限位延時停轉，同時提供反饋信號。

機械部分主體為閥蓋，其上安裝有上頂桿和下頂桿，用于實現閥門的開關及閥蓋運動的機械限位，其中，上頂桿、下頂桿與閥蓋為一體結構，該一體結構向上運動時，帶動排氣閥的閥蓋向上運動，從而使閥蓋關閉，該一體結構向下運動時，帶動排氣閥的閥蓋向下運動，從而使閥蓋打開。

下面分別就排氣閥的一個工作循環進行說明，包括正在打開，打開完成，正在關閉和關閉完成。

這里假定排氣閥的初始狀態為關閉完成，電機工作電壓為12V。此時供電接口C接12V，供電接口D接0V，上限位開關閉合，閥蓋上的下頂桿頂開下限位開關，下限位開關斷開，場效應管2的4點電平為0V，場效應管2的6和5點之間為斷路，無電流回路，電機停轉。此時，AD之間電平差為11V(12V除去場效應管1的壓降)，BC之間電平差為-1V(場效應管1的壓降)。

當供電接口C接0V，供電接口D接12V時，此時A點電平為11V，上限位開關閉合，因此場效應管1的1點電平也為11V，其3和2點導通，電流從供電接口D開始，流經場效應管2的5點和6點，A點，電機，B點，場效應管1的3點和2點，最后回到供電接口C，電機反向轉動，帶動閥蓋向上移動，此時電容1完成充電；當下頂桿離開下限位開關時，下限位開關自動閉合；電機持續反向轉動，此時排氣閥正在關閉，AD之間電平差為-1V，BC之間電平差為1V(場效應管1的壓降)；當閥蓋上的上頂桿移動至上限位開關時，將上限位開關頂開，從A點經上限位開關至場效應管1的1點間的通路斷開，此時電容1開始放電，場效應管1的1點電平繼續維持為11V，場效應管1的2和3點間保持導通，電機繼續反向轉動，上頂桿繼續向上移動，使上限位開關徹底斷開，當電容1放電完畢后，場效應管1的3和2點間斷開，整個電流回路斷開，電機停轉，排氣閥打開完成，此時AD之間電平差為-1V，BC之間電平差為11V。

當供電接口C接12V，供電接口D接0V時，此時B點電平為11V，下限位開關閉合，因此場效應管2的4點電平也為11V，其6和5點導通，電流從供電接口C開始，流經場效應管1的2點和3點，B點，電機，A點，場效應管2的6點和5點，最后回到供電接口D，電機正向轉動，帶動閥蓋向下移動，此時電容2完成充電；當上頂桿離開上限位開關時，上限位開關自動閉合；電機持續正向轉動，此時排氣閥正在關閉，AD之間電平差為1V(場效應管2的壓降)，BC之間電平差為-1V；當閥蓋上的下頂桿移動至下限位開關時，將下限位開關頂開，從B點經下限位開關至場效應管2的4點間的通路斷開，此時電容2開始放電，場效應管2的4點電平繼續維持為11V，場效應管2的6和5點間保持導通，電機繼續正向轉動，下頂桿繼續向下移動，使下限位開關徹底斷開，當電容2放電完畢后，場效應管2的6和5點間斷開，整個電流回路斷開，電機停轉，排氣閥關閉完成，此時AD之間電平差為11V，BC之間電平差為-1V。

通過調整電容1和電容2的容值可改變其放電時長，進而控制電機延時轉動的時長。

當電機工作電壓變大時，可通過增大電阻1和電阻3的阻值來使電路仍能夠正常工作。

需要說明的是，圖2中的場效應管1和場效應管2內部均集成有二極管，用于實現漏極到源極的反向導通。以場效應管1為例，當供電接口D接為正極時，場效應管1的3到2點是導通的，而當供電接口C為正極時，若場效應管1內部沒集成有二極管，此時場效應管1的2到3點不導通，這樣，通過在場效應管1源極和漏極之間并聯一個二極管，實現了場效應管1的2到3點導通。當然，本發明所采用的場效應管也不限于上述集成有二極管的場效應管，也可采用普通的場效應管，其內部不集成有二極管，這樣可在場效應管外部并聯相應的二極管，如圖3所示，圖3電路為圖2中的場效應管部分的變化形式，具有同等功能。

以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。