基于SMA镍钛记忆合金阀的流量控制系统及控制方法与流程

本发明涉及汽车座椅通气阀，具体涉及一种基于sma镍钛记忆合金阀的流量控制系统及控制方法。

背景技术：

1、随着人们生活水平的日益提高，人们对汽车座椅的舒适性也逐渐提高。汽车座椅的舒适性在很大程度上影响着驾乘人员的舒适性。

2、通气阀的应用范围非常广泛，它可以用于各种气体控制系统中。在压缩空气系统中，通气阀可以用于控制压缩空气的压力和流量，保证系统的稳定运行。在气体输送系统中，通气阀可以用于控制气体的流量和压力，保证气体的安全输送。在气体分离系统中，通气阀可以用于控制气体的流量和压力，实现气体的分离和纯化。

3、介于通气阀的这一特性，在汽车座椅上可以使用通气阀来为汽车座椅增强按摩功能，现有具有按摩功能的汽车座椅采用的阀门对气体流量的控制不够精确，导致气囊大小难以调节到最佳状态，降低了按摩效果。尤其在一些对按摩功能要求较高的商务用车座椅上，这种阀门就无法达到使用要求。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种汽车座椅通气阀气体流量控制系统，采用sma镍钛记忆合金阀来控制气体流量大小实现对气囊的充放气，精确度大大提高，大大提高了按摩的舒适度。

2、本发明提供一种基于sma镍钛记忆合金阀的流量控制系统，包括腰托模组、按摩模组、连接气道、气泵及控制板，所述腰托模组包括充气阀，所述按摩模组包括泄气阀，各所述充气阀及所述泄气阀之间通过连接气道串通，所述连接气道连通进气气道，所述进气气道与所述气泵相连，通过控制各充气阀及泄气阀的启闭实现腰托及按摩功能。

3、进一步地，所述泄气阀包括泄气阀阀体、第一阀芯、第一sma镍钛记忆合金丝、第一复位弹簧和第一底盖，所述第一阀芯、第一sma镍钛记忆合金丝、第一复位弹簧容置于所述泄气阀阀体与所述第一底盖围成的阀腔内，所述泄气阀阀体上设有与所述阀腔连通的第一充气口及泄气口，所述第一充气口连通外部气囊，所述泄气阀阀体与所述第一底盖密封连接，所述第一底盖上设有按摩气道，所述按摩气道的进气口与所述连接气道连通，所述按摩气道的出气口通向所述阀腔，所述第一sma镍钛记忆合金丝嵌于所述第一阀芯上，所述第一sma镍钛记忆合金丝通电后产生形变并带动所述第一阀芯朝远离所述泄气口方向移动，所述第一sma镍钛记忆合金丝未通电时，所述第一复位弹簧对所述第一阀芯施力将所述第一阀芯归位并将所述泄气口堵住。

4、进一步地，所述充气阀包括充气阀阀体、第二阀芯、第二sma镍钛记忆合金丝、第二复位弹簧和第二底盖，所述第二阀芯、第二sma镍钛记忆合金丝、第二复位弹簧容置于所述充气阀阀体与所述第二底盖围成的阀腔内，所述充气阀阀体上设有与所述阀腔连通的第二充气口，所述第二充气口连通外部气囊，所述第二底盖上设有腰托气道，所述腰托气道的进气口与所述连接气道连通，所述腰托气道的出气口通向所述阀腔，所述第二sma镍钛记忆合金丝嵌于所述第二阀芯上，所述第二sma镍钛记忆合金丝通电后产生形变并带动所述第二阀芯朝远离所述第二充气口方向移动，所述第二sma镍钛记忆合金丝未通电时，所述第二复位弹簧对所述第二阀芯施力将所述第二阀芯归位并将所述第二充气口堵住。

5、进一步地，所述连接气道与各泄气阀及充气阀之间设有密封结构，所述连接气道与所述泄气阀之间的密封结构设置在所述泄气阀的第一充气口和所述连接气道的第一接口处，所述密封结构包括设置在所述第一接口处的接口限位倒角及套设在所述第一充气口外围的密封圈；所述连接气道与所述充气阀之间的密封结构设置在所述充气阀的第二充气口和所述连接气道的第二接口处，所述密封结构包括设置在所述第二接口处的接口限位倒角及套设在所述第二充气口外围的密封圈。

6、进一步地，所述第一sma镍钛记忆合金丝为u型丝材，所述铜端子丝材固定件安装至所述第一底盖，所述u型丝材的端部嵌入铜端子丝材固定件内，所述铜端子丝材固定件一端插接于所述控制板；所述铜端子丝材固定件外围套设有密封圈。

7、进一步地，所述第二sma镍钛记忆合金丝为u型丝材，所述铜端子丝材固定件安装至所述第二底盖，所述u型丝材的端部嵌入铜端子丝材固定件内，所述铜端子丝材固定件一端插接于所述控制板；所述铜端子丝材固定件外围套设有密封圈。

8、进一步地，所述控制板的电路包括pid单片机(u2)、滤波模块、电源模块、can控制器、lan控制器、晶体管驱动、sma镍钛记忆合金阀、压力检测模块，整体电源输入通过第一连接器(j1-1)接入，通过保险丝(f1)和保护二极管(d1)接入滤波模块，滤波模块一端接地另外一端连接电源模块，电源模块一端接地，另一端分别提供一个+3.3v第一电源接到pid单片机(u2)和提供另一第二电源接到sma镍钛记忆合金阀；当串口收发模块收到控制信号时，信号通过第三连接器(j1-3)传送到第三收发器(u3)再进行传输到pid单片机(u2)进行处理，同时pid单片机(u2)还会通过第四收发器(u4)和第五收发器(u5)接收到第四连接器(j1-4)的lan总线与第五连接器(j1-5)的can总线的控制信号；

9、当pid单片机(u2)接收到外部的控制信号时，通过脉宽调制的第一端口经过第一电阻(r1)和第二电阻(r2)对晶体管(q1)发送控制信号，此时气泵通过电源模块通电，通过晶体管(q1)的控制对地形成回路，从而工作；同时sma镍钛记忆合金阀会通过pid单片机(u2)脉宽调制的第二端口经过第三电阻(r3)和第四电阻(r4)输出的控制信号对晶体管(q1)进行控制，从而让sma镍钛记忆合金阀通过电源模块接通第二电源，sma镍钛记忆合金阀通过晶体管(q1)的控制对地形成回路进行开阀大小的控制，从而阀体打开气泵工作，气体进入管道对气囊充气；

10、通过压力检测模块(u7)对气囊里的气压进行测量并把测量信号送给到运算放大器(u6)进行信号处理，处理完再发送到pid单片机(u2)对一定时间里的气囊里的气压进行监测，当pid单片机(u2)通过从压力检测模块(u7)的检测信号经过运算放大器(u6)的处理发现在一定时间内气囊里的气压超过了阈值，此时pid单片机(u2)会控制晶体管(q1)驱动，以此改变sma镍钛合金记忆阀的开口大小，改变气囊的饱和度。

11、本发明的另一种技术方案为：提供一种基于sma镍钛记忆合金阀的流量控制方法，所述的控制方法包括以下步骤：

12、s101：汽车座椅通气阀进行电路初始化；

13、s103：控制版通过can或者l in通讯发送初始化指令；

14、s105：判断汽车总控是否下发初始化成功指令，是进入运行状态，否则结束；

15、s107：等待汽车总控下发控制指令；

16、s109：指令解码，识别腰托模式跳到步骤s111，识别到按摩模式跳到步骤s115；

17、s111：开启对应腰托模组的通气阀，打开充气气泵，气囊开始充气，等待汽车总控下发停止指令，没有收到持续动作等待指令下发；

18、s113：收到汽车总控下发的停止指令，关闭对应腰托模组的通气阀，回到步骤s107；

19、s115：读取设置按摩力度和按摩模式；

20、s117：根据按摩模式打开对应按摩模组的通气阀，打开充气气泵，气囊开始充气；

21、s119：等待气压传感器电压到设定按摩力度对应的电压值；

22、s121：根据按摩模式打开下一个按摩模组的通气阀，回到步骤s117；

23、s123：检测到汽车总控下发的停止按摩指令，关闭对应按摩模组的通气阀，回到步骤s107。

24、有益效果：

25、1、本发明通过设计腰托模组、按摩模组、连接气道、气泵及控制板，腰托模组包括充气阀，按摩模组包括泄气阀，各所述充气阀及所述泄气阀之间通过连接气道串通，所述连接气道连通进气气道，所述进气气道与所述气泵相连，通过控制各充气阀及泄气阀的启闭实现腰托及按摩功能，实现汽车座椅通气阀的模块化装配，腰托模组和按摩模组含有的气阀数量可以根据需要进行调整，以满足汽车座椅不同部位的按摩应用要求。

26、2、本发明中充气阀和连接气道之间设置密封结构，泄气阀和连接气道之间也设置密封结构，提高了气阀整体插接至连接气道上时的密封性，便于气阀模块化量产。

27、3、本发明的密封结构不仅是在合适位置设置密封圈，更在气阀的气口和连接气道的连接处设置倒角，使得气阀和连接气道紧密结合，不易漏气。

28、4、本发明通过电路精确控制气阀的通气，当pid单片机接收到外部的控制信号时，通过脉宽调制的第一端口经过第一电阻和第二电阻对晶体管发送控制信号，此时气泵通过电源模块通电，通过晶体管的控制对地形成回路，从而工作；同时sma镍钛记忆合金阀会通过pid单片机脉宽调制的第二端口经过第三电阻和第四电阻输出的控制信号对晶体管进行控制，从而让sma镍钛记忆合金阀通过电源模块接通第二电源，sma镍钛记忆合金阀通过晶体管的控制对地形成回路进行开阀大小的控制，从而阀体打开气泵工作，气体进入管道对气囊充气；

29、通过压力检测模块对气囊里的气压进行测量并把测量信号送给到运算放大器进行信号处理，处理完再发送到pid单片机对一定时间里的气囊里的气压进行监测，当pid单片机通过从压力检测模块的检测信号经过运算放大器的处理发现在一定时间内气囊里的气压超过了阈值，此时pid单片机会控制晶体管驱动，以此改变sma镍钛合金记忆阀的开口大小，改变气囊的饱和度。

30、5、本发明中对复位弹簧的选择也经过了精密计算，保证复位弹簧的位移行程在需要的范围内，进一步利于通气阀的充放气流量的精确控制。

31、6、本发明通过对通气阀的结构、电路和软件三者的同时改进与配合，共同解决通气阀充放气流量无法精确到具体数值控制的技术问题，大大提高了通气阀在汽车座椅在按摩舒适度上的应用满意度。

32、应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

33、结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。