CN109630738A - 一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械装置技术领域，尤其为一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，包括手操机构和主壳体，所述主壳体的上部与手操机构之间螺钉连接，所述主壳体的外壁上螺钉连接有控制驱动器、电源模块和交互模块，所述主壳体的下部螺钉连接有接口组件，所述主壳体的内部依次螺钉连接有电机组件、力矩机构、谐波减速器，所述手操机构包含有结合杆，所述结合杆的外壁上固定连接有转盘，所述结合杆与转盘之间固定连接有第二平键，整体设备集成度高，体积小，适用于部分回转输出及多回转输出，具备手动、电动、位置控制、力矩控制等功能，且稳定性和实用性较高，具有一定的推广价值。

Description

一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构
技术领域
本发明涉及机械装置技术领域，具体为一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构。
背景技术
潜艇是能够在水下运行的舰艇，潜艇的种类繁多，形制各异，小到全自动或一两人操作、作业时间数小时的小型民用潜水探测器，大至可装载数百人、连续潜航3-6个月的俄罗斯台风级核潜艇。按体积可分为大型、中型或小型和水下自动机械装置等。
潜艇上有许多截止阀设备，大部分采用了液压执行器，采用了集中能源的控制模式，因而存在大量的油管管路系统，此种方式功率损失大、空间占用大、振动噪声大，因此需要一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构对上述问题做出改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，包括手操机构和主壳体，所述主壳体的上部与手操机构之间螺钉连接，所述主壳体的外壁上螺钉连接有控制驱动器、电源模块和交互模块，所述主壳体的下部螺钉连接有接口组件，所述主壳体的内部依次螺钉连接有电机组件、力矩机构、谐波减速器，所述手操机构包含有结合杆，所述结合杆的外壁上固定连接有转盘，所述结合杆与转盘之间固定连接有第二平键，所述结合杆的外壁上套接有复位弹簧和压缩弹簧，所述复位弹簧的一端挡接有弹簧座，所述结合杆的外壁上螺纹连接有第二背母，所述弹簧座的上端挡接有推杆，所述转盘的外壁上螺纹连接有手柄，所述手柄与转盘之间挡接有第一卡圈，所述推杆的外壁上螺纹连接有第一背母，所述转盘的上端螺钉连接有盖，所述转盘的下部的外壁上套接有第一轴承和第二卡圈，所述电机组件包含有电机和电机轴，所述第一背母与推杆之间挡接有压盖，所述电机轴的外壁上固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮齿轮连接有第一齿轮，所述第一齿轮的上端挡接有第二轴承，所述第二轴承的上端挡接有旋变，所述旋变的一端螺钉连接有旋变安装座，所述电机的下端轴的外壁上固定连接有第一平键，所述主壳体上螺钉连接有上支撑架、下支撑架，所述上支撑架和下支撑架之间挡接有力矩转架，所述力矩转架上的槽口内挡接有弹簧座、蝶形弹簧，所述转盘的外壁上固定连接有上壳体，所述上壳体与转盘之间固定连接有第二平键，所述主壳体2的内部固定连接有到位开关。
优选的，所述压缩弹簧位于复位弹簧的内部。
优选的，所述旋变安装座与电机之间螺钉连接。
优选的，所述弹簧座、蝶形弹簧均设有多组，环绕力矩转架圆周进行排布。
优选的，所述力矩转架34卡在谐波减速器5上。
优选的，所述电机轴与第二齿轮之间过盈配合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明适用于部分回转输出及多回转输出，具备手动、电动、位置控制、力矩控制等功能。
2、本发明采用了高度集成化思路，因此整体体积较小。
3、本发明可推广应用到舰船闸阀设备的电动执行器，舰船球阀设备的电动执行器，舰船碟阀设备的电动执行器以及其他民用阀门设备的电动执行器中，应用前景广泛，推广价值高。
附图说明
图1为本发明整体主视图；
图2为本发明整体俯视图；
图3为本发明手操机构分离示意图；
图4为本发明手操机构结合示意图；
图5为本发明电机组件图；
图6为本发明电机组件C-C剖视结构图；
图7为本发明力矩机构分散示意图；
图8为本发明力矩机构局部剖面示意图；
图9为本发明系统原理图。
图中：1-手操机构、2-主壳体、3-电机组件、4-力矩机构、5-谐波减速器、6-接口组件、7-控制驱动器、8-电源模块、9-交互模块、10-手柄、11-第一卡圈、12-转盘、13-盖、14-第一背母、15-推杆、16-第二背母、17-弹簧座、18-第一轴承、19-复位弹簧、20-压缩弹簧、21-结合杆、22-电机轴、23-压盖、24-第二卡圈、25-旋变安装座、26-第一齿轮、27-旋变、28-第二轴承、29-第二齿轮、30-第一平键、31-电机、32-上支撑架、33-下支撑架、34-力矩转架、35-弹簧座、36-蝶形弹簧、37-上壳体、38-第二平键、39-到位开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：
一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，包括手操机构1和主壳体2，主壳体2的上部与手操机构1之间螺钉连接，主壳体2的外壁上螺钉连接有控制驱动器7、电源模块8和交互模块9，主壳体2的下部螺钉连接有接口组件6，主壳体2的内部依次螺钉连接有电机组件3、力矩机构4、谐波减速器5，手操机构1包含有结合杆21，结合杆21的外壁上固定连接有转盘12，结合杆21与转盘12之间固定连接有第二平键38，结合杆21的外壁上套接有复位弹簧19和压缩弹簧20，复位弹簧19的一端挡接有弹簧座17，结合杆21的外壁上螺纹连接有第二背母16，弹簧座17的上端挡接有推杆15，转盘12的外壁上螺纹连接有手柄10，手柄与转盘12之间挡接有第一卡圈11，推杆15的外壁上螺纹连接有第一背母14，转盘12的上端螺钉连接有盖13，转盘12的下部的外壁上套接有第一轴承18和第二卡圈24，电机组件包含有电机31和电机轴22，第一背母14与推杆15之间挡接有压盖23，电机轴22的外壁上固定连接有第二齿轮29，第二齿轮29齿轮连接有第一齿轮26，第一齿轮26的上端挡接有第二轴承28，第二轴承的上端挡接有旋变27，旋变27的一端螺钉连接有旋变安装座25，电机31的下端轴的外壁上固定连接有第一平键30，主壳体2上螺钉连接有上支撑架32、下支撑架33，上支撑架32和下支撑架33之间挡接有力矩转架34，力矩转架34上的槽口内挡接有弹簧座35、蝶形弹簧36，转盘12的外壁上固定连接有上壳体37，上壳体37与与转盘12之间固定连接有第二平键38，主壳体2的内部固定连接有到位开关39，压缩弹簧20位于复位弹簧19的内部，旋变安装座25与电机31之间螺钉连接，弹簧座35、蝶形弹簧36均设有多组，环绕力矩转架34圆周进行排布，力矩转架34卡在谐波减速器5上，电机轴22与第二齿轮29之间过盈配合。
本发明工作流程：通过电源模块8实现电源变换，通过交互模块9实现控制器内部参数设置和状态显示功能，通过控制驱动器7采集旋变27信号和到位开关39信号，精确控制电机31启、停及其转速，电机轴22通过第一平键30带动谐波减速器5，并通过接口组件6进行输出。手操机构1能够实现手动操作执行机构功能。其中，手操机构的工作原理是：当下压压盖23，压盖23带动推杆15推动弹簧座17向下移动，当压盖23移动到位后，向右旋转90度，推杆15卡在盖13的卡槽内不能回位，此时，复位弹簧19被压缩，压缩弹簧20推动结合杆21向下移动，直到结合杆21与电机轴22上端接触后开始压缩，结合杆21与弹簧座17发生相对运动产生一定的距离，当旋转手柄10时，带动转盘12通过第二平键38带动结合杆21相对电机轴22转动，直到结合杆21端部的突出楞边与电机轴22端部的一字槽对中后，在压缩弹簧20的作用下，结合杆21向下移动与电机轴22结合在一起，此时实现手动操作电机轴22，实现手操功能，分离时按压压盖23向左旋转到位，松开压盖23，此时弹簧座17在复位弹簧19恢复力作用下，推动推杆15带动压盖23向上移动到位，同时弹簧座17推动第二背母16带动结合杆21向上移动到位，此时结合杆21与电机轴22分离，手操机构处于隔离状态；旋变工作原理为：电机轴22转动带动输入第二齿轮29，输入第二齿轮29带动输出第一齿轮26，旋变27感知输出第一齿轮26转速并输出信号；力矩机构的工作原理是：机构输出力矩时，通过谐波减速器5加载在力矩转架34上，力矩转架34发生转动，推动一端的弹簧座35压缩蝶形弹簧36，另一端弹簧座35由上支撑架32、下支撑架33限位，此时力矩转架34发生的转动量与输出力矩成正比，同时通过到位开关39感知，可精确控制力矩输出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，包括手操机构(1)和主壳体(2)，其特征在于：所述主壳体(2)的上部与手操机构(1)之间螺钉连接，所述主壳体(2)的外壁上螺钉连接有控制驱动器(7)、电源模块(8)和交互模块(9)，所述主壳体(2)的下部螺钉连接有接口组件(6)，所述主壳体(2)的内部依次螺钉连接有电机组件(3)、力矩机构(4)、谐波减速器(5)，所述手操机构(1)包含有结合杆(21)，所述结合杆(21)的外壁上固定连接有转盘(12)，所述结合杆(21)与转盘(12)之间固定连接有第二平键(38)，所述结合杆(21)的外壁上套接有复位弹簧(19)和压缩弹簧(20)，所述复位弹簧(19)的一端挡接有弹簧座(17)，所述结合杆(21)的外壁上螺纹连接有第二背母(16)，所述弹簧座(17)的上端挡接有推杆(15)，所述转盘(12)的外壁上螺纹连接有手柄(10)，所述手柄与转盘(12)之间挡接有第一卡圈(11)，所述推杆(15)的外壁上螺纹连接有第一背母(14)，所述转盘(12)的上端螺钉连接有盖(13)，所述转盘(12)的下部的外壁上套接有第一轴承(18)和第二卡圈(24)，所述电机组件包含有电机(31)和电机轴(22)，所述第一背母(14)与推杆(15)之间挡接有压盖(23)，所述电机轴(22)的外壁上固定连接有第二齿轮(29)，所述第二齿轮(29)齿轮连接有第一齿轮(26)，所述第一齿轮(26)的上端挡接有第二轴承(28)，所述第二轴承的上端挡接有旋变(27)，所述旋变(27)的一端螺钉连接有旋变安装座(25)，所述电机(31)的下端轴的外壁上固定连接有第一平键(30)，所述主壳体(2)上螺钉连接有上支撑架(32)、下支撑架(33)，所述上支撑架(32)和下支撑架(33)之间挡接有力矩转架(34)，所述力矩转架(34)上的槽口内挡接有弹簧座(35)、蝶形弹簧(36)，所述转盘(12)的外壁上固定连接有上壳体(37)，所述上壳体(37与)与转盘(12)之间固定连接有第二平键(38)，所述主壳体2的内部固定连接有到位开关(39)。
2.根据权利要求1所述的一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，其特征在于：所述压缩弹簧(20)位于复位弹簧(19)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，其特征在于：所述旋变安装座(25)与电机(31)之间螺钉连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，其特征在于：所述弹簧座(35)、蝶形弹簧(36)均设有多组，环绕力矩转架(34)圆周进行排布。
5.根据权利要求1所述的一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，其特征在于：所述力矩转架34卡在谐波减速器5上。
6.根据权利要求1所述的一种用于截止阀操纵的高集成电动执行机构，其特征在于：所述电机轴(22)与第二齿轮(29)之间过盈配合。
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