CN107654583A - 一种手自一体电磁吸盘式的执行器及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种手自一体电磁吸盘式的执行器及其工作方法，执行器包括电机、蜗杆、蜗轮、离合机构、直齿轮、输出齿轮和输出轴，所述蜗杆设于电机的旋转主轴上；所述离合机构上部设有蜗轮，所述离合机构下部设有直齿轮；所述输出齿轮设于输出轴上，输出轴连接执行机构；所述蜗杆和蜗轮啮合，所述直齿轮与输出齿轮啮合。本发明所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其结构简单合理紧凑，占据空间小，可应用在家用电器或汽车领域具有手动和自动要求或者执行器无通电时也可转动输出轴要求的场景，无需更改或增加较多的零件，只需在传动机构中增加该离合器，具有极高的应用价值。

Description

一种手自一体电磁吸盘式的执行器及其工作方法
技术领域
本发明属于执行器技术领域，具体地，涉及一种手自一体电磁吸盘式的执行器及其工作方法，特别但是不限于应用于智能汽车和智能家用电器。
背景技术
随着家用电器和汽车上智能化及人性化要求越来越高，目前家用电器和汽车上越来越多的执行器要求具备手动与自动一体或者断电使用的要求。但是目前的执行器电机与输出部分之间为刚性连接，动力传递路线无法切换，无法实现上述要求。
因此，特发明一种手自一体电磁吸盘式的执行器，能够快速切断动力传递路线，实现手动与自动一体的要求，更能满足在断电情况下正常使用的要求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种手自一体电磁吸盘式的执行器以及该手自一体电磁吸盘式的执行器的工作方法。
技术方案：本发明提供了一种手自一体电磁吸盘式的执行器，包括电机、蜗杆、蜗轮、离合机构、直齿轮、输出齿轮和输出轴，所述蜗杆设于电机的旋转主轴上；所述离合机构上部设有蜗轮，所述离合机构下部设有直齿轮；所述输出齿轮设于输出轴上，输出轴连接执行机构；所述蜗杆和蜗轮啮合，所述直齿轮与输出齿轮啮合。本发明所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其结构简单合理紧凑，占据空间小，可应用在家用电器或汽车领域具有手动和自动要求或者执行器无通电时也可转动输出轴要求的场景，无需更改或增加较多的零件，只需在传动机构中增加该离合器，具有极高的应用价值。
进一步的，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器，所述离合机构包括支撑轴、铁件、离合器外壳、电磁吸盘、弹簧、轴承和轴套，
所述电磁吸盘设于离合器外壳内，所述铁件和离合器外壳卡合，所述铁件上套设弹簧，并且所述弹簧与电磁吸盘相接触，由于压缩弹簧的力作用，使铁件和电磁吸盘不接触，之间具有一定的距离；所述铁件外设有支撑轴，所述支撑轴上设有蜗轮；所述支撑轴上还设有轴承，并通过轴套将所述轴承固定在支撑轴上。离合机构结构合理，设计紧凑，通过电磁吸盘通电与否，是否产生磁力，实现铁件和离合器外壳卡合与分离从而实现动力传递路线的切换。
进一步的，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器，所述离合器外壳和铁件上分别设有一组第一凸部和第二凸部，所述第一凸部和第二凸部可以啮合。离合器外壳上部边缘具有一圈第二凸部，在铁件外边缘对应的也有一圈第一凸部，并且第一凸部与第二凸部可以完全啮合在一起，使铁件与离合器外壳刚性连接，传递动力。
进一步的，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器内设有传感器。可以通过传感器的检测精确控制输出轴的输出角度，以匹配不同输出角度的要求。
进一步的，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器，所述传感器包括角度传感器、微动开关。传感器可以选择多样，根据不同的应用环境进行选择，适用性好。
进一步的，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器，所述弹簧为压缩弹簧，压缩量根据开门时所要克服的力矩设定。
进一步的，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器，还包括控制机构，所述控制机构包括逻辑电路，所述逻辑电路与所述电机以及传感器电性连接。所述控制机构通过接收传感器的信号经过逻辑电路逻辑判断控制电机转动和电磁吸盘的磁力。
本发明还提供一种手自一体电磁吸盘式的执行器的工作方法，包括以下步骤：
电机转动，电机通过蜗杆推动蜗轮转动，蜗轮转动带动铁件转动；
电磁吸盘通电，产生磁力，磁力克服弹簧的弹力，将铁件吸附在电磁吸盘表面，铁件上的第二凸部与离合器外壳上的第一凸部啮合，离合器外壳可与铁件刚性连接，铁件带动离合器外壳以及直齿轮转动，直齿轮带动输出齿轮转动，并通过输出轴输出动力；
电磁吸盘断电，磁力消失，弹簧恢复，铁件和电磁吸盘脱离，第二凸部与第一凸部脱离，输出轴停止输出动力。
本发明所述的手自一体电磁吸盘式的执行器的工作方法，方法合理，无论是电动模式还是手动模式，只需要控制电磁吸盘是否通电就能实现动力的输出和停止，操作简单，使用方便。
作为本发明的一种改进，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器的工作方法，包括以下步骤：
控制机构接收到执行器执行信号，逻辑电路控制电机通电，电机转动，电机通过蜗杆推动蜗轮转动，蜗轮转动带动铁件转动；
控制机构接收到执行器执行信号，逻辑电路控制电磁吸盘通电，电磁吸盘通电，产生磁力，磁力克服弹簧的弹力，将铁件吸附在电磁吸盘表面，铁件上的第二凸部与离合器外壳上的第一凸部啮合，离合器外壳可与铁件刚性连接，铁件带动离合器外壳以及直齿轮转动，直齿轮带动输出齿轮转动，并通过输出轴输出动力；
控制机构接收到执行器切断动力信号，逻辑电路控制电磁吸盘断电，电磁吸盘断电，磁力消失，弹簧恢复，铁件和电磁吸盘脱离，第二凸部与第一凸部脱离，电机与输出轴的动力传递切断，输出轴可自由转动。
通过控制机构可以使整个过程的自动化和智能化程度更高，提高整个过程过程的效率。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其结构简单合理紧凑，占据空间小，可应用在家用电器或汽车领域具有手动和自动要求或者执行器无通电时也可转动输出轴要求的场景，无需更改或增加较多的零件，只需在传动机构中增加该离合器，且逻辑控制简单、自动化和智能化程度高，具有极高的应用价值。
附图说明
图1为本发明所述手自一体电磁吸盘式的执行器的结构示意图；
图2为本发明所述离合器剖面的结构示意图；
图3为本发明所述离合器的爆炸结构示意图；
图4为本发明所述手自一体电磁吸盘式的执行器电性连接示意图；
图中：1电机、2蜗杆、3蜗轮、4离合机构、401支撑轴、402铁件、403离合器外壳、404电磁吸盘、405弹簧、406轴承、407轴套、4001第一凸部、4002第二凸部、5直齿轮、6输出齿轮、7输出轴。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
如图1所示的手自一体电磁吸盘式的执行器，包括电机1、蜗杆2、蜗轮3、离合机构4、直齿轮5、输出齿轮6和输出轴7。其中，所述蜗杆2设于电机1的旋转主轴上，所述离合机构4上部设有蜗轮3，所述离合机构4下部设有直齿轮5。另，所述输出齿轮6设于输出轴7上，输出轴7连接执行机构。再，所述蜗杆2和蜗轮3啮合，所述直齿轮5与输出齿轮6啮合。
其中，如图2-3所示，所述离合机构4包括支撑轴401、铁件402、离合器外壳403、电磁吸盘404、压缩弹簧405、轴承406和轴套407。其中，所述电磁吸盘404设于离合器外壳403内，所述铁件402和离合器外壳403卡合，所述铁件402上套设压缩弹簧405，并且所述压缩弹簧405与电磁吸盘404相接触，由于压缩弹簧405的力作用，使铁件402和电磁吸盘404不接触，之间具有一定的距离。另，所述铁件402外设有支撑轴401，所述支撑轴401上设有蜗轮3。再，所述支撑轴401上还设有轴承406，并通过轴套407将所述轴承406固定在支撑轴401上。此外，所述离合器外壳403和铁件402上分别设有一组第一凸部4001和第二凸部4002，所述第一凸部4001和第二凸部4002可以啮合。离合器外壳403上部边缘具有一圈第二凸部4002，在铁件402外边缘对应的也有一圈第一凸部4001，并且第一凸部4001与第二凸部4002可以完全啮合在一起，使铁件402与离合器外壳403刚性连接，传递动力。
工作时，基于上述结构基础，包括以下步骤：
电机1转动，电机1通过蜗杆2推动蜗轮3转动，蜗轮3转动带动铁件402转动；
电磁吸盘404通电，产生磁力，磁力克服弹簧405的弹力，将铁件402吸附在电磁吸盘404表面，铁件402上的第二凸部4002与离合器外壳403上的第一凸部4001啮合，离合器外壳403可与铁件402刚性连接，铁件402带动离合器外壳403以及直齿轮5转动，直齿轮5带动输出齿轮6转动，并通过输出轴7输出动力；
电磁吸盘404断电，磁力消失，弹簧405恢复，铁件402和电磁吸盘404脱离，第二凸部4002与第一凸部4001脱离，电机1与输出轴7的动力传递切断，此时输出轴7可自由转动。
实施例2
如图1所示的手自一体电磁吸盘式的执行器，包括电机1、蜗杆2、蜗轮3、离合机构4、直齿轮5、输出齿轮6和输出轴7。其中，所述蜗杆2设于电机1的旋转主轴上，所述离合机构4上部设有蜗轮3，所述离合机构4下部设有直齿轮5。另，所述输出齿轮6设于输出轴7上，输出轴7连接执行机构。再，所述蜗杆2和蜗轮3啮合，所述直齿轮5与输出齿轮6啮合。
其中，如图2-3所示，所述离合机构4包括支撑轴401、铁件402、离合器外壳403、电磁吸盘404、压缩弹簧405、轴承406和轴套407。其中，所述电磁吸盘404设于离合器外壳403内，所述铁件402和离合器外壳403卡合，所述铁件402上套设压缩弹簧405，并且所述压缩弹簧405与电磁吸盘404相接触，由于压缩弹簧405的力作用，使铁件402和电磁吸盘404不接触，之间具有一定的距离。另，所述铁件402外设有支撑轴401，所述支撑轴401上设有蜗轮3。再，所述支撑轴401上还设有轴承406，并通过轴套407将所述轴承406固定在支撑轴401上。此外，所述离合器外壳403和铁件402上分别设有一组第一凸部4001和第二凸部4002，所述第一凸部4001和第二凸部4002可以啮合。
此外，所述电磁吸盘式执行器内设有传感器，所述传感器可以选择角度传感器或微动开关。进一步的，上述的手自一体电磁吸盘式的执行器，还包括控制机构，所述控制机构包括逻辑电路，如图4所示，所述逻辑电路与所述电机1以及传感器电性连接，所述控制机构通过接收传感器的信号经过逻辑电路逻辑判断控制电机转动。
工作时，基于上述结构基础，包括以下步骤：
控制机构接收到执行器执行信号，逻辑电路控制电机1，电机1转动，控制机构控制电机1通过蜗杆2推动蜗轮3转动，蜗轮3转动带动铁件402转动；
控制机构接收到执行器执行信号，逻辑电路控制电磁吸盘404通电，电磁吸盘404通电，产生磁力，磁力克服弹簧405的弹力，将铁件402吸附在电磁吸盘404表面，铁件402上的第二凸部4002与离合器外壳403上的第一凸部4001啮合，离合器外壳403可与铁件402刚性连接，铁件402带动离合器外壳403以及直齿轮5转动，直齿轮5带动输出齿轮6转动，并通过输出轴7输出动力；
控制机构接收到执行器切断动力信号，逻辑电路控制电磁吸盘404断电，电磁吸盘404断电，磁力消失，弹簧405恢复，铁件402和电磁吸盘404脱离，第二凸部4002与第一凸部4001脱离，电机1与输出轴7的动力传递切断，此时输出轴7可自由转动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种手自一体电磁吸盘式的执行器，其特征在于：包括电机（1）、蜗杆（2）、蜗轮（3）、离合机构（4）、直齿轮（5）、输出齿轮（6）和输出轴（7），所述蜗杆（2）设于电机（1）的旋转主轴上；所述离合机构（4）上部设有蜗轮（3），所述离合机构（4）下部设有直齿轮（5）；所述输出齿轮（6）设于输出轴（7）上；所述蜗杆（2）和蜗轮（3）啮合，所述直齿轮（5）与输出齿轮（6）啮合。
2.根据权利要求1所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其特征在于：所述离合机构（4）包括支撑轴（401）、铁件（402）、离合器外壳（403）、电磁吸盘（404）、弹簧（405）、轴承（406）和轴套（407），
所述电磁吸盘（404）设于离合器外壳（403）内，所述铁件（402）和离合器外壳（403）卡合，所述铁件（402）上套设弹簧（405），并且所述弹簧（405）与电磁吸盘（404）相接触；所述铁件（402）外设有支撑轴（401），所述支撑轴（401）上设有蜗轮（3）；所述支撑轴（401）上还设有轴承（406），并通过轴套（407）将所述轴承（406）固定在支撑轴（401）上。
3.根据权利要求2所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其特征在于：所述离合器外壳（403）和铁件（402）上分别设有一组第一凸部（4001）和第二凸部（4002），所述第一凸部（4001）和第二凸部（4002）可以啮合。
4.根据权利要求1所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其特征在于：所述手自一体电磁吸盘式的执行器中设有传感器。
5.根据权利要求4所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其特征在于：所述传感器包括角度传感器、微动开关。
6.根据权利要求2所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其特征在于：所述弹簧（405）为压缩弹簧（405）。
7.根据权利要求1-6任一项所述的手自一体电磁吸盘式的执行器，其特征在于：还包括控制机构，所述控制机构包括逻辑电路，所述逻辑电路与所述电机（1）、传感器以及电磁吸盘（404）电性连接。
8.根据权利要求3所述的手自一体电磁吸盘式的执行器的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
电机（1）转动，电机（1）通过蜗杆（2）推动蜗轮（3）转动，蜗轮（3）转动带动铁件（402）转动；
电磁吸盘（404）通电，产生磁力，磁力克服弹簧（405）的弹力，将铁件（402）吸附在电磁吸盘（404）表面，铁件（402）上的第二凸部（4002）与离合器外壳（403）上的第一凸部（4001）啮合，铁件（402）带动离合器外壳（403）以及直齿轮（5）转动，直齿轮（5）带动输出齿轮（6）转动，并通过输出轴（7）输出动力；
电磁吸盘（404）断电，磁力消失，弹簧（405）恢复，铁件（402）和电磁吸盘（404）脱离，第二凸部（4002）与第一凸部（4001）脱离，输出轴（7）可自由转动。
9.根据权利要求6所述的手自一体电磁吸盘式的执行器的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
控制机构接收到执行信号，逻辑电路控制电机（1）通电，电机（1）转动，电机（1）通过蜗杆（2）推动蜗轮（3）转动，蜗轮（3）转动带动铁件（402）转动；
控制机构接收到执行信号，逻辑电路控制电磁吸盘404通电，电磁吸盘（404）通电，产生磁力，磁力克服弹簧（405）的弹力，将铁件（402）吸附在电磁吸盘（404）表面，铁件（402）上的第二凸部（4002）与离合器外壳（403）上的第一凸部（4001）啮合，铁件（402）带动离合器外壳（403）以及直齿轮（5）转动，直齿轮（5）带动输出齿轮（6）转动，并通过输出轴（7）输出动力；
控制机构接收到切断动力信号，逻辑电路控制电磁吸盘（404）断电，电磁吸盘（404）断电，磁力消失，弹簧（405）恢复，铁件（402）和电磁吸盘（404）脱离，第二凸部（4002）与第一凸部（4001）脱离，输出轴（7）可自由转动。
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