CN105387265A - 一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下及陆地球阀执行机构领域，提供了一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构，由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架、蜗轮、蜗杆组合而成。本发明采用行星齿轮的双向动力传输功能和蜗轮蜗杆的反向自锁功能，来实现液压驱动和ROV驱动互不干涉驱动球阀的运转。本发明结构简单，操作方便，增强了深海球阀开启的可靠性和安全性，易于生产，便于装配和更换，可大大降低制造成本。

Description

一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构

技术领域

本发明涉及水下及陆地球阀执行机构领域，具体来说，涉及一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构及利用该传动机构制造的一种拨叉式液压驱动球阀执行机构。

背景技术

球阀执行机构用于把阀门驱动至全开或全关的位置，执行机构是使用液体、气体、电力或其他能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。现行的多回转阀门执行机构多采用离合器和制动器来实现机构的启停，由于离合器和制动器会出现打滑磨损等现象，不能保证球阀执行机构在深海环境下平稳、长寿命地运作。因此有必要设计开发一种更符合要求的双向制动机构。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构及利用该传动机构制造的一种拨叉式液压驱动球阀执行机构，能够实现液压驱动和ROV驱动（即无人遥控潜水器，是用于水下观察、检查和施工的水下机器人）两种驱动互不干涉。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构，采用行星齿轮的双向动力传输功能和蜗轮蜗杆的反向自锁功能，来实现液压驱动和ROV驱动互不干涉驱动球阀的运转。该传动机构由行星齿轮机构和带自锁功能的蜗轮及蜗杆组成，所述行星齿轮机构由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架组成，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述内齿圈与蜗轮直接固连或蜗轮通过齿轮减速机构与内齿圈连接。所选取的蜗轮蜗杆机构具有反向自锁性能，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件，即蜗杆可以带动蜗轮转动，而蜗轮不能带动蜗杆。因此在ROV驱动没有动力输入时，蜗杆固定不动，蜗轮也固定不动，从而锁止内齿圈。

本发明还同时提出一种拨叉式液压驱动球阀执行机构，该执行机构由复位弹簧装置、动力传输装置，液压装置组成，所述复位弹簧装置包括弹簧缸、弹簧、推板，所述动力传输装置包括壳体、活塞杆、导杆、导块、销轴、拨叉、滑块、行星齿轮机构、蜗轮及蜗杆，所述行星齿轮机构由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架组成，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述内齿圈与蜗轮固连，所述液压装置包括液压缸和活塞；其中，活塞杆与活塞、推板焊接在一起，活塞杆与导块、滑块通过销轴连接，拨叉通过花键与太阳轮连接，行星架的输出轴与球阀阀杆连接，蜗轮、蜗杆安装在壳体上。

在上述技术方案中，所述蜗杆由水下机器人驱动。

当采用液压驱动时，内齿圈固定，无论液压输入源带动太阳轮正转或反向旋转，动力都可以通过太阳轮传递到行星轮上，最终由行星轮带动行星架旋转，从而输出动力。此时，由于ROV驱动没有动力输入，蜗杆固定不动，具有自锁功能的蜗轮蜗杆机构将内齿圈锁止，确保动力从太阳轮准确地传递到行星轮。

当液压驱动失效时，太阳轮没有动力输入在液压驱动机构的复位弹簧的作用下被锁止，ROV驱动提供动力驱动蜗杆转动，带动与蜗轮一体的内齿圈转动，通过内齿圈带动行星轮和行星架旋转，从而实现动力的输出。

本发明结构简单，构思巧妙；行星齿轮的双向动力传递和蜗轮蜗杆的反向自锁，使液压驱动和ROV驱动能够相互独立互不干涉的动作，增强了深海球阀开启的可靠性和安全性，易于生产，便于装配和更换，可大大降低制造成本。

附图说明

图1是实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构的实施例一的结构原理图。

图2是拨叉式液压驱动球阀执行机构的结构原理图。

图3是实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构的实施例二的结构原理图。

其中：1-太阳轮、2-行星轮、3-内齿圈、4-行星架、5-蜗轮、6-蜗杆、7-齿轮减速机构、8-弹簧缸、9-弹簧、10-推板、11-导杆、12-活塞杆、13-导块、14-销轴、15-滑块、16-拨叉、17-壳体、18-液压缸、19-活塞、20-实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施示例，对本发明作进一步说明。

如图1所示，实施例一提供一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构，采用行星齿轮的双向动力传输功能和蜗轮蜗杆的反向自锁功能，来实现液压驱动和ROV驱动互不干涉驱动球阀的运转。该传动机构由行星齿轮机构和带自锁功能的蜗轮5及蜗杆6组成，所述行星齿轮机构由太阳轮1、行星轮2、内齿圈3、行星架4组成，所述内齿圈3与蜗轮5直接固连。其中，太阳轮1与球阀执行机构的液压驱动轴连接并一起转动，行星架4的输出轴与球阀阀杆固连带动球阀开、关。蜗轮5与蜗杆6啮合，蜗杆6与蜗轮5为过渡配合，液压失效时，蜗杆6由水下机器人驱动。

如图2所示，为拨叉式液压驱动球阀执行机构的结构原理图。该执行机构由复位弹簧装置、动力传输装置，液压装置组成，左侧复位弹簧装置包括弹簧缸8、弹簧9、推板10，中间动力传输装置包括壳体17、活塞杆12、导杆11、导块13、销轴14、拨叉16、滑块15、本发明提供的实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构20，右侧液压装置包括液压缸18和活塞19；其中，活塞杆12与活塞19、推板10焊接在一起，活塞杆12与导块13、滑块15通过销轴14连接，拨叉16通过花键与太阳轮1连接，行星架4的输出轴与球阀阀杆连接，蜗轮5、蜗杆6安装在壳体17上。液压失效时，蜗杆6由水下机器人驱动。

当液压油推动活塞19向左运动，活塞杆12另一端推板10压缩弹簧9，导块13顺着导杆11向左运动，滑块15在拨叉16的滑槽里运动，同时带动拨叉16和太阳轮1转动，将动力传递到行星架4的输出轴从而带动球阀的阀杆转动，实现球阀的开启和关闭。

当液压驱动失效时，太阳轮1没有动力输入，在复位弹簧装置的作用下被锁止，这时可使用ROV驱动提供动力驱动蜗杆6转动，带动与蜗轮5一体的内齿圈3转动，通过内齿圈3带动行星轮2和行星架4旋转，实现动力的输出，从而实现球阀的开启和关闭。

如图3所示，实施例二提供一种实现互不干涉的行星齿轮传动机构。ROV操作机构利用机械手的转动带动蜗杆6转动，对于球阀开启扭矩大的情况，不能直接利用一级蜗轮蜗杆减速来直接驱动阀门，则可在行星齿轮机构和蜗轮蜗杆机构间添加一套齿轮减速机构7，来放大ROV的传递扭矩，带动球阀阀杆旋转，实现阀门的开启和关闭。其中齿轮减速机构7一端与蜗轮5连接，齿轮减速机构7另一端与内齿圈3连接，可以根据实际选用的水下机器人输出扭矩和球阀操作扭矩具体要求，设计水下机器人驱动所需的总传动比，选取合适的减速齿轮结构，精确保证水下机器人驱动阀门动作的要求。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构，其特征是：该传动机构由行星齿轮机构和带自锁功能的蜗轮及蜗杆组成，所述行星齿轮机构由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架组成，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述内齿圈与蜗轮固连。

2.根据权利要求1所述的实现互不干涉驱动的行星齿轮传动机构，其特征是：所述内齿圈通过齿轮减速机构与蜗轮连接。

3.一种拨叉式液压驱动球阀执行机构，其特征是：该执行机构由复位弹簧装置、动力传输装置，液压装置组成，所述复位弹簧装置包括弹簧缸、弹簧、推板，所述动力传输装置包括壳体、活塞杆、导杆、导块、销轴、拨叉、滑块、行星齿轮机构、蜗轮及蜗杆，所述行星齿轮机构由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架组成，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述内齿圈与蜗轮固连，所述液压装置包括液压缸和活塞；其中，活塞杆与活塞、推板焊接在一起，活塞杆与导块、滑块通过销轴连接，拨叉通过花键与太阳轮连接，行星架的输出轴与球阀阀杆连接，蜗轮、蜗杆安装在壳体上。

4.根据权利要求3所述的拨叉式液压驱动球阀执行机构，其特征是：所述蜗杆由水下机器人驱动。