CN102570706A

CN102570706A - 一种直线电动推杆的开关控制装置

Info

Publication number: CN102570706A
Application number: CN2011104562540A
Authority: CN
Inventors: 申韬
Original assignee: SHANGHAI SUNTUO MOTOR CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SUNTUO MOTOR CO Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种直线电动推杆的开关控制装置，设在电机和直流电源之间，包括电流采样单元和开关控制单元，其中，所述开关控制单元包括继电器，继电器上设有多个常闭触点；所述电流采样单元包括第一电阻，所述第一电阻连接第四常闭触点；其中，所述电流流经继电器常闭触点和第一电阻与电机连接在一起。这种电动直线推杆，与以前的推杆相比较制作简单，结构合理，体积小，外观更加的精美，噪音低，推力大，在同类型的尺寸中本专利可以提升推力到1800N是现在同类型推杆的2-3倍。

Description

一种直线电动推杆的开关控制装置

技术领域

本发明涉及一种直线电动推杆的开关控制装置，特别涉及到一种可以往复行程的电动推杆，具有承载能力高、噪音低的特点。

背景技术

在各类机电成套设备，自动控制装置，生活用品，医疗器械中广泛采用电动推杆作为实现往复推拉要求的执行配件。现有的电动推采用齿轮变速，单丝杆传动，以过载浮动轴座和极限过载保护开关作为过载保护停止使用，本身行程不可以调，如用户对行程有所要求，则要求在外部安装行程开关才可以调节往复行程。

中国专利公开申请号012476556.0的螺纹电动推杆，这种电动推杆，电机与上杆座相连接，电机输出轴与丝杆链接，丝杆有主动螺纹与推杆螺母配合，推杆螺母位于下杆座内，下杆座与上杆座是一体或者相连下杆座内有长键推杆螺母有轴向槽与长键动配合，推杆螺母的下端申出下杆座与连接头链接。但是这种螺纹电动推杆在使用时，由于推杆螺母也给丝杆一个力，使丝杆有向后运动的趋势，轴承容易受到损坏，电机和丝杆之间通过轴承直接链接进行传动，传动的速度也与电机的相同，不能满足多种需求。

现在电机外管与行程管一体是的电机驱动这块安装起来非常麻烦，同时更换也很复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述所存在的问题，而提供的一种合理的结构，制造简单的电动推杆的控制装置，这种推杆具有定位准确，同时具备一定的自锁能力，可以改变不同的行程，减低噪音，提高推力，其具体技术方案如下面所描述：

一种直线电动推杆的开关控制装置，设在电机和直流电源之间，包括电流采样单元和开关控制单元，其中，所述开关控制单元包括继电器，继电器上设有多个常闭触点；所述电流采样单元包括第一电阻，所述第一电阻连接第四常闭触点；其中，所述电流流经继电器常闭触点和第一电阻与电机连接在一起。

进一步地，优选的结构是，所述继电器上设有第一、第二、第三和第四常闭触点。

进一步地，优选的结构是，所述第四常闭触点和第二常闭触点之间设有两个互相连接的三极管和二极管。

进一步地，优选的结构是，所述直线电动推杆，包括，安装支架、电机外套管、电机、螺杆链接套、电机连接套、定位套管、螺杆、螺母、内铝管、推杆接头、内六角螺钉以及齿轮箱，其中，所述电机外套管的尾部链接安装支架、安装支架的头部链接电机连接套，电机与齿轮箱链接，齿轮箱的输出法兰与电机连接套相连固定电机，定位套管的底部与电机连接套链接固定定位套管，齿轮箱的输出轴与螺杆链接，螺杆连接套固定在螺杆底部，内六角球头螺钉链接在丝杆的顶端，螺母的外螺纹链接在内铝管的底部，内螺纹链接丝杆、内铝管顶部链接推杆接头和外部链接，电源线链接电机与外置控制器，在所述螺杆连接套的上下分别放置有第一平面轴承和第二平面轴承。

进一步地，优选的结构是，所述定位套管的顶部设置有定位套管塞头，定位套管的顶部与定位套管塞头链接在一起。

进一步地，优选的结构是，所述定位套管塞头内部设置有橡胶圈。

进一步地，优选的结构是，所述第一平面轴承上面还放置有螺杆压板。

进一步地，优选的结构是，在所述螺杆压板的上部还放置有第一大蝶形弹片。

进一步地，优选的结构是，所述内六角球头螺钉与丝杆之间设置有第二大蝶形弹片和第三平面轴承。

进一步地，优选的结构是，所述推杆接头、内铝管、螺母是一组独立伸缩的整体并和外部链接。

本发明的有益效果：这种电动直线推杆，与以前的推杆相比较制作简单，结构合理，体积小，外观更加的精美，噪音低，推力大，在同类型的尺寸中本发明可以提升推力到1800N是现在同类型推杆的2-3倍。并且，本发明使用大蝶形弹片和橡胶垫噪音可以降低6分贝，在高频运动现在还有明显可以降低到10-15分贝。这个对于电动推杆来说是个很大的改进。

此外，本发明的直流电动推杆的控制装置，解除了推杆推到顶部或者底部会被卡死的显现。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

图1是本发明直线电动推杆的开关控制装置的电路示意图；

图2是本发明直线电动推杆的开关控制装置的直线电动推杆展开状态的结构示意图；

图3是本发明直线电动推杆的开关控制装置的直线电动推杆收缩状态的结构示意图；

图4a是本发明直线电动推杆的实施例的开关控制装置中的电流检测板电路示意图；

图4b是本发明直线电动推杆的实施例的开关控制装置中的电流检测板的辅助电路示意图；

图5a是本发明直线电动推杆的实施例的开关控制装置中的微控制器板电路示意图；

图5b是本发明直线电动推杆的实施例的开关控制装置中的微控制器板的辅助电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述。

图1是本发明直线电动推杆的开关控制装置的电路示意图，如图所示，所述直线电动推杆的开关控制装置，设在电机和直流电源之间，包括电流采样单元和开关控制单元，其中，所述开关控制单元包括继电器，继电器上设有多个常闭触点；所述电流采样单元包括第一电阻，所述第一电阻连接第四常闭触点；其中，所述电流流经继电器常闭触点和第一电阻与电机连接在一起。

其中，所述继电器上设有第一、第二、第三和第四常闭触点。

其中，所述第四常闭触点和第二常闭触点之间设有两个互相连接的三极管和二极管。

下面针对图1结合本发明的电路原理进行一个详细的描述：

本电路通过检测电机的电流来判断电机是否堵转，电机堵转电流比正常运转电流大3倍以上。

如图中，所述TP1、TP2接电源，TP3、TP4接电机，LS1为继电器，R1为电流检测电阻，三极管Q1和Q2为电流放大器，并驱动继电器动作，RV1和C2为继电器触点保护用。

其中，在TP1、TP2两端加上直流电压，电流流经继电器常闭触点1-4、R1，通过合理选择R1的阻值，使得点击正常运转时R1上的电压小于三极管的导通电压0.7V，Q1或Q2不会导通，继电器不动作，电机保持运转。电机堵转时，R1上的电压会大于0.7V，此电压经过R2施加到Q1和Q2的基极，使得Q1或Q2导通，继电器LS1动作，LS1的1-4触点断开，切断电机工作电流，Q1或Q2由于有电机内阻及R2组成驱动回路而保持导通，直至工作电源撤销。

此外，当需要电机反转时，需要在TP、TP2施加与上次运转时极性相反的直流电源。

下面结合图2和图3对本发明进行一个描述。

如图2所示，本发明推杆包括安装支架1、电机外套管2、电机3、螺杆链接套4、电机连接套5、平面轴承6、螺杆压板7、第一大蝶形弹簧片8、定位套管9、螺杆10、螺母11、内六角球头螺钉12、第三平面轴承13、第二大蝶形弹簧片14、定位套管塞头15、内铝管16、推杆接头17、内六角螺钉18、橡胶圈19、电源线20、齿轮箱21。

其中，所述电机外套管2的尾部链接安装支架1、安装支架的头部链接电机连接套5，电机3与齿轮箱21链接，齿轮箱的输出法兰与电机连接套5相连固定电机，定位套管9的底部与电机连接套5链接固定定位套管9，齿轮箱21的输出轴与螺杆10链接，螺杆连接套4的固定在螺杆底部，螺杆连接套的上下放置有第一平面轴承以及第二平面轴承，设置有平面轴承的作用是降低摩擦，减少推杆运转是受到的阻力，并且，在第一平面轴承6的上面还放着螺杆压板7，螺杆压板7的作用是防止推杆行程部分被拉脱离推杆整体。

另外，定位套管9的顶部与定位套管塞头15链接，定位套管塞头15起到的作用是固定内铝管16、和阻挡丝杆推到顶部会继续向前运动的作用。

此外，第一大蝶形弹片8放置在螺杆压板7上面，其可以防止螺杆压板7和平面轴承A6太松动运作时产生噪音、还可以减低推杆在高速运作时停止的速度，提高了丝杆10、螺母11、平面轴承和电机3、齿轮箱21的使用寿命。

另外，内六角球头螺钉12链接在丝杆的顶端，内六角球头螺钉12与丝杆10之间有第二大蝶形弹片14和第三平面轴承13，其作用是防止推杆推到最大行程是卡死现在的出现。并且，第二大蝶形弹片14能够减低反冲减低速度，防止丝杆有推杆输出部分脱离推杆无法工作。

另外，螺母11的外螺纹链接在内铝管16的底部，内螺纹链接丝杆11内铝管16顶部链接推杆接头17和外部链接，推杆接头17、内铝管16、螺母11是一组独立伸缩的整体并和外部链接。

此外，还设置有橡胶圈19，其放在定位套管塞头15里面起到的作用是防止灰尘，水等进入推杆内部，电源线20链接电机3与外置控制器。

在一个更为具体的实施例之中，如图4和图5所示，进一步地对本发明进行详细地描述，其中，图4a是本发明直线电动推杆的实施例的开关控制装置中的电流检测板电路示意图；

具体来说，所述控制电路分为两部分：电流检测板和微控制器板。

其中，电流检测板中，TP1、TP2接电源，TP3、TP4接电机，LS1为继电器，R1为电流检测电阻，RV1和C2为继电器触点保护用。R1为电流检测电阻，将电机的工作电流转换为电压，经过电阻R5、R6、R7、R8组成的变换网络，转换成合适的电压，送到微控制器。J6连接微控制器电路板。

其中，微控制器板中，U13为微控制器，其第6、7引脚为电流检测输入端，第2引脚为继电器控制端。

并且，上述微处理板和电流检测板的联合工作原理如下：

电源接通，电流经过电机-继电器常闭触点(1-4)-R1回路给电机通电，另外，输入电源经过D6桥式整流二极管、电阻R13、R2、稳压二极管VD1，转换为12V的稳压电源，给微控制器板供电。

其中，电机电流经过CUR_0、CUR_1输入到微控制器，微控制器通过模拟数字转换器得到电流值，并判断电流的大小是否超过预先设定的阀值，若超过阀值，则认为电机堵转，继电器控制端口输出高电平，通过电流检测板中的三极管Q1驱动继电器吸合，断开常闭触点，电机断电，微控制器保持继电器吸合，直至电源断开。

当需要电机反转时，需要在TP、TP2施加与上次运转时极性相反的直流电源。

此外，本发明直线电动推杆是这样进行工作的：

首先，打开电机3，电机3通过行星齿轮箱21减低转速，齿轮箱21固定在电机连接套5上面所，齿轮箱21的输出轴链接丝杆10与齿轮箱21的输出轴座同步运动，因为丝杆10是梯形螺纹丝杆，所以丝杆10在运动时会推动螺母11旋转缓慢上升，将圆周运动转变成直线运动，有螺母11安装在内铝管16底部，所以内铝管上升，推杆接头链接17链接在内铝管16顶部与内铝管16同步运动，同时推动外部件做直线运动。

当推杆运转到最大行程时，如图2第二大蝶形弹片14减缓运转速度，减低噪音，第三平面轴承13与螺母11的顶部接触与螺母同步转动，降低了螺母11的损毁，同时第一大蝶形弹片8的下面一片在一直随着螺杆链接套4转动减低一部分摩擦力，同时减少螺杆链接套4和电机连接套5之间的磨损。关闭电机即停止运动。

当改变电机的转动方向即推杆运行的方向也随着改变，当推杆向回拉的时，螺杆压板7挡住螺杆连接套4防止丝杆被拉出因为螺杆连接套4和螺杆10是螺纹连接在一起的不会脱离，因为螺杆压板7螺杆连接套4之间回产生相对的位移，所以螺杆压板7和螺杆连接套4之间也有个第二平面轴承6′来减小摩擦降低他们之间的噪音。当推杆运动到收缩状态时螺母11压到大碟片A8降低速度、减低噪音。断开电源停止工作。

另外，本发明的驱动装置安装在电机套管2里面，用电机连接套5和安装支架1固定。当需要改变推杆的行程时只需要改变上部分的丝杆10、内铝管16、定位套管9即可。不需要改变所有的零件。

此外，因为丝杆使用的是梯形螺纹结构丝杆的上升角度很低，而且丝杆上面没有轴承，使得丝杆和螺母之间的自锁力很强。

本发明的有益效果：这种电动直线推杆，与以前的推杆相比较制作简单，结构合理，体积小，外观更加的精美，噪音低，推力大，在同类型的尺寸中本发明可以提升推力到1800N是现在同类型推杆的2-3倍。

使用大蝶形弹片和橡胶垫噪音可以降低6分贝，在高频运动现在还有明显可以降低到10-15分贝。这个对于电动推杆来说是个很大的改进。

本发明还解除了推杆推到顶部或者底部会被卡死的显现。因为加装了平面轴承使得推杆在运行到底部和顶部时会挤压到平面轴承使之随着螺杆运动。

上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，

设在电机和直流电源之间，包括电流采样单元和开关控制单元，其中，所述开关控制单元包括继电器，继电器上设有多个常闭触点；所述电流采样单元包括第一电阻，所述第一电阻连接第四常闭触点；其中，所述电流流经继电器常闭触点和第一电阻与电机连接在一起。

2.根据权利要求1所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述继电器上设有第一、第二、第三和第四常闭触点。

3.根据权利要求1或2所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述第四常闭触点和第二常闭触点之间设有两个互相连接的三极管和二极管。

4.根据权利要求1所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述直流电动推杆包括，安装支架、电机外套管、电机、螺杆链接套、电机连接套、定位套管、螺杆、螺母、内铝管、推杆接头、内六角螺钉以及齿轮箱，其中，所述电机外套管的尾部链接安装支架、安装支架的头部链接电机连接套，电机与齿轮箱链接，齿轮箱的输出法兰与电机连接套相连固定电机，定位套管的底部与电机连接套链接固定定位套管，齿轮箱的输出轴与螺杆链接，螺杆连接套固定在螺杆底部，内六角球头螺钉链接在丝杆的顶端，螺母的外螺纹链接在内铝管的底部，内螺纹链接丝杆、内铝管顶部链接推杆接头和外部链接，电源线链接电机与外置控制器，在所述螺杆连接套的上下分别放置有第一平面轴承和第二平面轴承。

5.根据权利要求4所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述定位套管的顶部设置有定位套管塞头，定位套管的顶部与定位套管塞头链接在一起。

6.根据权利要求5所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述定位套管塞头内部设置有橡胶圈。

7.根据权利要求4所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述第一平面轴承的上面还放置有螺杆压板。

8.根据权利要求7所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，在所述螺杆压板的上部还放置有第一大蝶形弹片。

9.根据权利要求4所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述内六角球头螺钉与丝杆之间设置有第二大蝶形弹片和第三平面轴承。

10.根据权利要求4所述的直线电动推杆的开关控制装置，其特征在于，所述推杆接头、内铝管、螺母是一组独立伸缩的整体并和外部链接。