CN109838314A - 数字定位器与数字调速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字定位器，包含封装组件、动力组件以及连接机构；所述封装组件包含前面板(11)、外罩壳(4)以及尾部端盖(12)，前面板(11)、外罩壳(4)、尾部端盖(12)依次连接；外罩壳(4)内部空间形成容物空间；所述动力组件包含电机(8)与减速箱(3)；电机(8)、减速箱(3)、连接机构、前面板(11)依次连接；连接机构包含内架板(9)；电机(8)、减速箱(3)以及内架板(9)安装在容物空间内。本发明还提供了一种包含上述数字定位器的数字调速器。本发明中套筒、螺钉、前面板、内架板组成的连接机构一方面满足轴系定位功能，另一方面满足外部连接功能，同时可以实现输出轴长短自由调节。

Description

数字定位器与数字调速器

技术领域

本发明涉及发动机燃料调节技术领域，具体地，涉及一种数字定位器与数字调速器。

背景技术

在发动机控制中，智能数字定位器的功能是接收位置控制信号，通过一系列驱动装置调节阀门或齿条位置，实现燃料供给量精确控制。其中大扭矩智能数字定位器一般采用控制器外置控制电动执行器方式，控制器与电动执行器之间通过线缆连接，容易受到外界信号干扰，此外接线复杂，容易产生错误。

专利文献CN101832435B公开了一种旋转式柴油机力矩电机执行器，它包括轴、轴承、大齿轮、角度传感器、力矩电机、小齿轮、偏心轮、控制器等。力矩电机安装在偏心轮中，力矩电机上安装小齿轮，小齿轮与安装在轴上的大齿轮相互啮合，在轴的一端安装有角度传感器，角度传感器连接控制器将轴的转角反馈为控制器，控制器的输出控制力矩电机。据该专利文献自述采用小扭矩力矩电机通过齿轮机构进行力矩放大，可以实现较大的扭矩，并安装有齿隙消除机构和转角限位机构，可较好的实现柴油机位置控制式电子调速功能。但是该专利文献提供的结构在使用过程中需要使用齿隙消除机构对传动间隙进行调整，增加了操作的复杂程度，不利于实现调节过程的智能化与自动化。

另外，现有技术中，执行器中的电机通常采用径向支撑结构，对电机和减速箱之间装配要求很高，装配精度不够时电机容易因轴向过定位产生卡滞，造成电机的损坏。此外在结构与部件选型方面，现有技术存在组装复杂、制造成本高的缺点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种数字定位器与数字调速器。

根据本发明提供的数字定位器，包含封装组件、动力组件以及连接机构；

所述封装组件包含前面板、外罩壳以及尾部端盖，前面板、外罩壳、尾部端盖依次连接；外罩壳内部空间形成容物空间；

所述动力组件包含电机与减速箱；电机、减速箱、连接机构、前面板依次连接；

连接机构包含内架板；电机、减速箱以及内架板安装在容物空间内。

优选地，所述连接机构还包含套筒与穿接螺钉；前面板上设置有穿接螺孔；穿接螺孔、套筒、穿接螺钉一一对应；

所述穿接螺钉依次贯穿减速箱、内架板、套筒后与前面板相连；

穿接螺钉包含沿轴向方向依次连接的钉尾部、钉杆部、钉头部；钉头部沿轴向方向延伸贯穿前面板到达容物空间之外；或者；

钉头部整体位于穿接螺孔的内部空间中。

优选地，所述尾部端盖上设置有尾盖沉孔，尾盖沉孔的内部空间与所述容物空间相互连通；

尾部端盖通过螺钉与外罩壳相连；

尾部端盖上用于螺钉穿过的开孔的内径大于所述螺钉的外径。

优选地，所述动力组件还包含输入轴；

电机、减速箱、输出轴依次连接；

输出轴依次贯穿内架板、前面板到达容物空间之外。

优选地，还包含传感器；所述传感器包含转角传感器，所述转角传感器能够测量输出轴的角度位置；

所述转角传感器包含电涡流传感器与凸轮结构，凸轮结构安装在输出轴位于内架板与前面板之间的一段上；或者，

所述转角传感器包含霍尔传感器与磁钢，磁钢安装在输出轴位于内架板与前面板之间的一段上。

优选地，电机与减速箱通过如下形式连接：

--通过平键径向连接；

--通过连接螺钉轴向连接；

所述减速箱内设置有行星减速器或谐波减速器。

优选地，还包含控制组件，所述控制组件包含电路板与连接线缆；

电路板与连接线缆位于所述容物空间内，电路板、连接线缆、电机依次连接；

所述封装组件还包含防护插座，防护插座紧固连接在外罩壳上；

防护插座与所述电路板相连。

优选地，所述套筒包含外套筒与内套筒，内套筒通过螺纹嵌套连接在外套筒内；

外套筒外壁面与内套筒外壁面上均设置有扁口；

所述扁口沿套筒的轴向方向延伸。

优选地，还包含转角限位机构，所述转角限位机构包含限位偏心轮、橡胶挡块以及挡块固定块；

限位偏心轮紧固连接在输出轴上，橡胶挡块紧固连接在挡块固定块上，限位偏心轮沿周向转动能够与橡胶挡块接触；

挡块固定块紧固连接在内架板或前面板上。

本发明还提供了一种数字调速器，包含上述的数字定位器。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中套筒、螺钉、前面板、内架板组成的连接机构一方面满足轴系定位功能，另一方面满足外部连接功能，同时可以实现输出轴长短自由调节。

2、本发明在无需进行传动间隙调整，套筒能够通过自身长度的调节满足不同安装环境的需求，极大降低了安装与使用难度。

3、本发明在尾部端盖上设置有沉孔，用于电机的安放，避免出现轴系较长造成减速箱与电机组成的轴系抗振性差的缺陷；同时尾部端盖拥有一定的调整范围，保证轴系无干涉。

4、本发明中使用转角限位机构对输出轴的转角行程进行限制，防止输出轴转动的角度过大，同时橡胶挡块具有一定弹性，防止与限位偏心轮接触时两者发生磨损。

5、本发明采用集成设计结构，传感器、控制电路板以及动力组件均封装在一起，无需外部执行器驱动电路，实现模块化使用，提高产品互换性以及信号传输安全性。

6、本发明中控制组件与动力组件之间的连接线缆均封装在外罩壳中，外罩壳上设置有防护插座，可以通过连接插头来保护信号输入输出，避免了复杂的布线绕线过程，外形更加美观。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明各部件组成结构示意图；

图2为连接机构局部放大结构示意图；

图3为本发明在一个视向下立体结构示意图；

图4为本发明在另一个视向下立体结构示意图；

图5为转角限位机构结构示意图；

图6为长度可调节的套筒立体结构示意图；

图7为长度可调节的套筒剖视图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

本发明提供的数字定位器包含封装组件、动力组件、连接机构、传感器以及控制组件。所述封装组件包含外罩壳4、前面板11、尾部端盖12以及防护插座5；所述动力组件包含电机8、减速箱3以及输出轴1；所述连接机构包含内架板9、套筒10以及穿接螺钉16；所述传感器包含转角传感器2；所述控制组件包含电路板6与连接线缆7。前面板11、外罩壳4、尾部端盖12依次通过紧固件连接，外罩壳4内部空间形成容物空间，所述电机8、减速箱3、内架板9、套筒10、传感器、电路板6以及连接线缆7均安装在所述容物空间内；输出轴1沿轴线方向两端的其中一端与减速箱3连接，另一端贯穿所述外罩壳4到达容物空间之外；插座紧固连接在外罩壳4上。

如图1所示，实施例中，电机8与减速箱3通过平键径向连接，通过连接螺钉轴向连接，连接时调整至转动顺畅。减速箱3内包含多级变速齿轮，将扭矩提升至大扭矩。输出轴1与减速箱3最后一级齿轮连接，输出扭矩，完成动力传递。优选例中，减速箱3内设置有行星加速器或者谐波减速器，但相比之间，谐波减速器存在成本过高的缺陷；优选地，减速箱3内还可以设置间隙可调齿轮减速器，但是需要调整固定齿轮之间的间隙，使用非常不便。输出轴1旋转时，转角传感器2可以检测转角实时位置，并将信号传递至控制电路板6，实现输出转角监控。优选地，所述转角传感器2包含电涡流传感器与凸轮结构：凸轮结构紧固连接在输出轴1上，电涡流传感器紧固连接在外罩壳4的内壁上；优选地，所述转角传感器2包含霍尔传感器与磁钢，所述磁钢紧固连接在输出轴1上，霍尔传感器紧固连接在外罩壳4的内壁上。优选地，所述凸轮结构或磁钢位于输出轴1位于内架板9与前面板11之间的一段上。电路板6主要功能包含驱动电机8、实现位置闭环计算、输入输出各类信号等，并通过连接线缆7与电机8连接，传输功率信号。外罩壳4起到大扭矩数字定位器封装保护作用，防护插座5起到各处连接电缆封装保护作用，并可以连接插头，保护信号输入输出。

如图2所示，前面板11上设置有穿接螺孔；穿接螺孔、套筒10、穿接螺钉16一一对应，所述穿接螺钉16依次贯穿减速箱3、内架板9、套筒10后与前面板11相连，穿接螺钉16包含沿轴向方向依次连接的钉尾部17、钉杆部18、钉头部19；钉头部19沿轴向方向延伸贯穿前面板11到达容物空间之外。这样的连接机构可以保证电机8、减速箱3轴向无过定位，避免径向支撑带来的卡滞，同时不需要传动间隙调整机构，该机构可以通过调整套筒10长度实现执行器输出轴1长度的调节，实现不同装配条件下的灵活调整，如某些场合需要出轴长短不同。另一方面，如图3所示，采用穿接螺钉16的方式，可以使四只穿接螺钉16的钉头部19从前面板11上伸出，利用钉头部19形成的四只螺柱可以满足某些场合下执行器的固定方式要求，如连接蝶阀时必须通过前面板11，这四只螺柱可以起到连接作用。套筒10、穿接螺钉16、前面板11、内架板9组成的连接系统一方面满足轴系定位功能，另一方面满足外部连接功能，同时可以实现输出轴1长短自由调节，相比单独实现一个功能设计难度增加，机构设计复用性强。优选例中，当输出轴1的出轴长度要求较长时，钉头部19也可以整体位于穿接螺孔的内部空间中。优选例中，上述的穿接螺钉16的数量可以根据练连接需求进行调整。

为避免在不同场合使用时更换不同规格的套筒10，导致复杂的拆卸再装配过程，本发明提供了一种长度可调的套筒10。如图6、图7所示，所述套筒10包含外套筒21与内套筒22，内套筒22通过螺纹嵌套连接在外套筒21内，通过两者的相对转动实现套筒10的长度。由于使用过程中，需要套筒10的长度具有较高的稳定性，因为外套筒21与内套筒22之间的螺纹连接较紧，为方便进行旋拧，外套筒21外壁面与内套筒22外壁面上均设置有扁口23，所述扁口23沿套筒10的轴向方向延伸，旋拧时，将扳手夹持在扁口23上即可。如图5所示，本发明还设置有转角限位机构，所述转角限位机构包含限位偏心轮13、橡胶挡块14以及挡块固定块15，限位偏心轮13紧固连接在输出轴1上，橡胶挡块14紧固连接在挡块固定块15上，限位偏心轮13沿周向转动能够与橡胶挡块14接触，挡块固定块15紧固连接在内架板9或前面板11上。实施例中，限位偏心轮13为扇形结构，并设置有两个橡胶挡块14，限位偏心轮13沿顺时针方向转动到一定角度时与其中一个橡胶挡块14接触，限位偏心轮13沿逆时针方向转动到一定角度时与另一个橡胶挡块14接触，从而对输出轴1的转角行程进行约束，防止输出轴转角过大，同时，橡胶挡块14具有一定弹性，能够防止限位偏心轮13磨损导致精度降低。另外，限位偏心轮13还具有与转角传感器2配合检测旋转角度的作用。为避免轴系较长造成减速箱3与电机8组成轴系抗振性差，所以在尾部端盖12中间开沉孔，该沉孔与电机8尾部配合。如图4所示，尾部端盖12与外罩壳4之间通过四只螺钉连接，尾部端盖12上用于螺钉穿过的开孔的内径略大于螺钉外径，因此尾部端盖12具备一定的调节范围，在前面板11、套筒10、内架板9、减速箱3、电机8完全连接后最后安装外罩壳4，并进行一定的调整，保证轴系无干涉，同时起到尾部支撑作用。

本发明提供的数字定位器在组装时包含以下步骤：步骤S1：调整套筒10长度，使用穿接螺钉16将减速箱3、内架板9、套筒10、前面板11依次连接；步骤S2：将减速箱3与电机8相连；步骤S3：将前面板11、外罩壳4、尾部端壳依次连接安装，使电机8尾部落入到尾盖沉孔20的内部空间中；步骤S4：调整尾部端盖12与尾部螺钉，直至轴系无干涉。

本发明还提供了一种数字调速器，包含上述的数字定位器。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种数字定位器，其特征在于，包含封装组件、动力组件以及连接机构；

所述封装组件包含前面板(11)、外罩壳(4)以及尾部端盖(12)，前面板(11)、外罩壳(4)、尾部端盖(12)依次连接；外罩壳(4)内部空间形成容物空间；

所述动力组件包含电机(8)与减速箱(3)；电机(8)、减速箱(3)、连接机构、前面板(11)依次连接；

连接机构包含内架板(9)；电机(8)、减速箱(3)以及内架板(9)安装在容物空间内。

2.根据权利要求1所述的数字定位器，其特征在于，所述连接机构还包含套筒(10)与穿接螺钉(16)；前面板(11)上设置有穿接螺孔；穿接螺孔、套筒(10)、穿接螺钉(16)一一对应；

所述穿接螺钉(16)依次贯穿减速箱(3)、内架板(9)、套筒(10)后与前面板(11)相连；

穿接螺钉(16)包含沿轴向方向依次连接的钉尾部(17)、钉杆部(18)、钉头部(19)；钉头部(19)沿轴向方向延伸贯穿前面板(11)到达容物空间之外；或者；

钉头部(19)整体位于穿接螺孔的内部空间中。

3.根据权利要求2所述的数字定位器，其特征在于，所述尾部端盖(12)上设置有尾盖沉孔(20)，尾盖沉孔(20)的内部空间与所述容物空间相互连通；

尾部端盖(12)通过螺钉与外罩壳(4)相连；

尾部端盖(12)上用于螺钉穿过的开孔的内径大于所述螺钉的外径。

4.根据权利要求1所述的数字定位器，其特征在于，所述动力组件还包含输入轴；

电机(8)、减速箱(3)、输出轴(1)依次连接；

输出轴(1)依次贯穿内架板(9)、前面板(11)到达容物空间之外。

5.根据权利要求4所述的数字定位器，其特征在于，还包含传感器；所述传感器包含转角传感器(2)，所述转角传感器(2)能够测量输出轴(1)的角度位置；

所述转角传感器(2)包含电涡流传感器与凸轮结构，凸轮结构安装在输出轴(1)位于内架板(9)与前面板(11)之间的一段上；或者，

所述转角传感器(2)包含霍尔传感器与磁钢，磁钢安装在输出轴(1)位于内架板(9)与前面板(11)之间的一段上。

6.根据权利要求1所述的数字定位器，其特征在于，电机(8)与减速箱(3)通过如下形式连接：

--通过平键径向连接；

--通过连接螺钉轴向连接；

所述减速箱(3)内设置有行星减速器或谐波减速器。

7.根据权利要求1所述的数字定位器，其特征在于，还包含控制组件，所述控制组件包含电路板(6)与连接线缆(7)；

电路板(6)与连接线缆(7)位于所述容物空间内，电路板(6)、连接线缆(7)、电机(8)依次连接；

所述封装组件还包含防护插座(5)，防护插座(5)紧固连接在外罩壳(4)上；

防护插座(5)与所述电路板(6)相连。

8.根据权利要求2所述的数字定位器，其特征在于，所述套筒(10)包含外套筒(21)与内套筒(22)，内套筒(22)通过螺纹嵌套连接在外套筒(21)内；

外套筒(21)外壁面与内套筒(22)外壁面上均设置有扁口(23)；

所述扁口(23)沿套筒(10)的轴向方向延伸。

9.根据权利要求5所述的数字定位器，其特征在于，还包含转角限位机构，所述转角限位机构包含限位偏心轮(13)、橡胶挡块(14)以及挡块固定块(15)；

限位偏心轮(13)紧固连接在输出轴(1)上，橡胶挡块(14)紧固连接在挡块固定块(15)上，限位偏心轮(13)沿周向转动能够与橡胶挡块(14)接触；

挡块固定块(15)紧固连接在内架板(9)或前面板(11)上。

10.一种数字调速器，其特征在于，包含权利要求1至9中任一项所述的数字定位器。