CN102705572B - 长行程反馈机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直行程气动执行机构的行程反馈机构，尤其是长行程反馈机构，其特点是：包括一滑板(39)，在该滑板(39)两侧安装有导向限位装置(34)从而使滑板(39)仅能沿直线移动，在该滑板(39)上固定有一U型杆(40)并且该U型杆(40)的长度方向与滑板(39)的长度方向相交构成一锐角，还包括一反馈销(36)，该反馈销(36)的一端安装在U型杆(40)上的槽内从而能沿U型杆(40)的长度方向滑动，而该反馈销(36)的另一端固定在一反馈杆(33)上。本发明提供了一种长行程反馈机构，既降低了反馈机构的制做难度，又减少了对安装空间的要求，还避免了部件的损坏，从而提高了可靠性延长了使用寿命。

Description

长行程反馈机构

技术领域

本发明涉及一种直行程气动执行机构的行程反馈机构，尤其是长行程反馈机构，适用于安装空间有限、行程较长的气动执行机构。

背景技术

目前常见的直行程气动执行机构的行程反馈机构有两种：第一种是摆杆型反馈机构：推杆移动时带动拉杆移动并摆动，在铰链的作用下拉杆以定位器的转轴为中心旋转，将气动执行机构的直线位移转换成定位器或变送器可用的角位移。定位器或变送器可用的最大转角为60°或90°。其缺点如下：a)当气动执行机构行程较长时，为满足拉杆的转角要求，需要较长的拉杆，这时安装空间较大；b)铰接处容易磨损，会造成反馈不灵敏，回差较大。

第二种是斜板型反馈机构：如图4所示，反馈销和轴承固定在副反馈板上，在扭簧的作用下反馈销紧贴于反馈板的滑槽，轴承紧贴于斜板的斜边。当执行机构推杆运动时带动斜板移动，在斜边的作用下带动副反馈板绕副轴转动，从而使得反馈销在反馈板的滑槽内移动，带动主轴转动。将气动执行机构的直线位移转换成定位器或变送器可用的角位移。

这种结构由于经过两次转角变换，内部结构紧凑，安装空间较小。还有一种简化结构，它取消了副反馈板和副轴，直接将轴承固定在反馈板上，只经过一次转角变换，但安装空间较大。斜板反馈机构的缺点如下：a)机械间隙的消除靠扭簧作用来实现，但扭簧装在主轴上扭转角度大，且动作频繁，扭簧极易实效；b)斜板加工成本高，无通用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作简单并且可靠性高的长行程反馈机构。

一种长行程反馈机构，其特别之处在于：包括一滑板，在该滑板两侧安装有导向限位装置从而使滑板仅能沿直线移动，在该滑板上固定有一U型杆并且该U型杆的长度方向与滑板的长度方向相交构成一锐角，还包括一反馈销，该反馈销的一端安装在U型杆上的槽内从而能沿U型杆的长度方向滑动，而该反馈销的另一端固定在一反馈杆上。

其中滑板为矩形板，在该矩形板两侧的导向限位装置上均设有与矩形板边缘配合的导向轨道，从而阻止滑板沿其宽度和厚度方向的位移。

其中U型杆与滑板的长度方向相交的锐角为10～60度。

其中在反馈杆上设有通槽，而反馈销通过紧固件固定在该通槽上，从而能根据需要固定在通槽的任意位置上。

其中反馈销上安装在U型杆的一端设有压帽，在该压帽和反馈杆之间的反馈销上套装有压缩弹簧，从而依靠压缩弹簧将压帽卡在U型杆上的槽内。

其中导向限位装置和滑板相互接触的表面均设有四氟青铜层，而反馈销上的压帽采用聚四氟乙烯材料。

本发明提供了一种长行程反馈机构，既降低了反馈机构的制做难度，又减少了对安装空间的要求，还避免了部件的损坏，从而提高了可靠性延长了使用寿命。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的爆炸视图；

附图3为本发明的正面旋转视图；

附图4为本发明背景技术的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明作进一步详细的说明：

如图1、2、3所示，阀门定位器31(或变送器)为外部配套设备，与本发明关联使用。

本发明包括一滑板39，在该滑板39两侧安装有导向限位装置34从而使滑板39仅能沿直线移动，具体是滑板39为矩形板，在该矩形板两侧的导向限位装置34上均设有与矩形板边缘配合的导向轨道(可以与矩形板边缘之间采用凹凸配合)，从而阻止滑板39沿其宽度和厚度方向的位移。在该滑板39上固定有一U型杆40并且该U型杆40的长度方向与滑板39的长度方向相交构成一锐角，当执行机构的行程不同时，此锐角和U型杆40的长度可随之调整。

还包括一反馈销36，该反馈销36的一端安装在U型杆40上的槽内从而能沿U型杆40的长度方向移动，而该反馈销36的另一端固定在一反馈杆33上。而在反馈销36上安装在U型杆40的一端设有压帽38，该压帽38依靠压缩弹簧37的作用紧贴在U型杆40的槽边沿。

在反馈杆33上设有通槽，而反馈销36通过紧固件固定在该通槽上，从而可以根据需要能固定在通槽的任意位置上。另外在导向限位装置34和滑板39相互接触的表面均设有四氟青铜层，而反馈销36上的压帽38采用聚四氟乙烯材料。

本发明采用标准型材U型杆40做为将直线运动转换为摆角运动的主要器件，如图2所示，气动执行机构推杆运动带动滑板39移动，导向限位装置34限制滑板39在其宽度和厚度方向的移动，U型杆40按一定角度用螺丝固定在滑板39上，可以随滑板39沿其长度方向移动，反馈销36用螺母固定在反馈杆33上，并可根据需要调整其在反馈杆33上的位置，反馈杆33固定在阀门定位器31的反馈转轴上，阀门定位器31通过支撑座32与导向限位装置34固定在一起。

由于反馈销36上装有压缩弹簧37和压帽38，将反馈销36插入U型杆40的槽内，压帽38在压缩弹簧37的作用下会紧压在U型杆40中间的槽内边沿处，保证反馈销36沿U型杆40滑动时无间隙。在这样的结构下当滑板39带动U型杆40沿图示Z轴移动时，反馈销36一边沿U型杆40的槽移动，一边带动反馈杆33绕阀门定位器31的转轴转动。

根据相关计算和试验可以确定滑板39、U型杆40的长度和U型杆40在滑板39上的安装角度，以及反馈销36和阀门定位器31转轴中心的距离，从而实现将气动执行机构的行程转换为阀门定位器31可接受的转角。

如执行机构行程为S，U型杆40在滑板39上的安装角度为α，U型杆40长度为L，反馈销36和阀门定位器31转轴中心的距离为M，阀门定位器31反馈轴转角为β，则

$L=\frac{S}{\cos \mathrm{\α}},$ $\mathrm{\α}=\mathrm{arctg}\frac{2\×M\×\sin \frac{\mathrm{\β}}{2}}{S}$

在本发明中，所有滑动副均采用耐摩及自润滑特性的材料，如导向限位装置34与滑板39接触面均贴有四氟青铜复合材料，反馈销36上的压帽38采用聚四氟乙烯材料，有效保证本机构滑动副的长期可靠运行。

为控制滑板39在图示X轴方向的运动，采用导向限位装置34，导向限位装置34固定在支撑座32上，如图1、2所示，具体可以由多个L型支撑板和矩形导向板通过紧固件固定组成，导向限位装置34限制了滑板39在X轴方向的位移和在Y轴方向的位移。当然导向限位装置34也可以采用具有相同功能的其它现有结构。

在本发明中，为消除反馈销36和U型杆40之间的滑动间隙，反馈销36采用压缩弹簧37和压帽38的组合，压帽38可在反馈销36上滑动，只需控制反馈销36插入U型杆40槽内的深度，即可使压帽38可靠贴在U型杆40的槽边沿。反馈销36在U型杆40槽内滑动过程中，由于弹簧压缩量恒定，不容易失去弹性，可保证反馈销36和U型杆40之间的滑动无间隙。

Claims (6)

1.一种长行程反馈机构，其特征在于：包括一滑板(39)，在该滑板(39)两侧安装有导向限位装置(34)从而使滑板(39)仅能沿直线移动，在该滑板(39)上固定有一U型杆(40)并且该U型杆(40)的长度方向与滑板(39)的长度方向相交构成一锐角，还包括一反馈销(36)，该反馈销(36)的一端安装在U型杆(40)上的槽内从而能沿U型杆(40)的长度方向滑动，而该反馈销(36)的另一端固定在一反馈杆(33)上。

2.如权利要求1所述的长行程反馈机构，其特征在于：其中滑板(39)为矩形板，在该矩形板两侧的导向限位装置(34)上均设有与矩形板边缘配合的导向轨道，从而阻止滑板(39)沿其宽度和厚度方向的位移。

3.如权利要求1所述的长行程反馈机构，其特征在于：其中U型杆(40)与滑板(39)的长度方向相交的锐角为10～60度。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的长行程反馈机构，其特征在于：其中在反馈杆(33)上设有通槽，而反馈销(36)通过紧固件固定在该通槽上，从而能根据需要固定在通槽的任意位置上。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的长行程反馈机构，其特征在于：其中反馈销(36)上安装在U型杆(40)的一端设有压帽(38)，在该压帽(38)和反馈杆(33)之间的反馈销(36)上套装有压缩弹簧(37)，从而依靠压缩弹簧(37)将压帽(38)卡在U型杆(40)上的槽内。

6.如权利要求1至3中任意一项所述的长行程反馈机构，其特征在于：其中导向限位装置(34)和滑板(39)相互接触的表面均设有四氟青铜层，而反馈销(36)上的压帽(38)采用聚四氟乙烯材料。

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