CN111806913A - 一种保温舱开关盖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保温舱开关盖装置，包括伺服电机、传动轴和两个间隔设置的电动缸，电动缸包括缸体，缸体的下端固定有下支耳，下支耳与舱体上对应设置的下支座铰接，缸体中设有丝杠和蜗杆，丝杠的下端同轴固定有与蜗杆啮合的蜗轮，丝杠上套设有与其配合的螺母，螺母与缸体之间设有沿轴向的导向机构，螺母的上侧同轴固定有活塞杆，活塞杆的上端伸出缸体并固定有上支耳，上支耳与舱盖上对应设置的上支座铰接，传动轴的两端分别通过联轴器对应与两个电动缸的蜗杆同轴连接，伺服电机固定在一电动缸相对于传动轴的另一侧，伺服电机的输出轴通过联轴器与该电动缸的蜗杆同轴连接。其具有结构简单、控制方便、同步性好、可靠性高的优点。

Description

一种保温舱开关盖装置
技术领域
本发明涉及一种升降装置，具体涉及一种用于保温舱的开关盖装置。
背景技术
在航空航天领域，火箭等产品通常采用保温舱(箱)进行存储和运输。保温舱需设置舱盖，以便在开盖状态下为产品进出保温舱提供避让空间，在关盖状态下为产品提供恒温恒湿环境。现有保温舱的开关盖机构通常采用间隔设置的液压缸作为执行部件，并通过液压管路及液压阀件进行同步控制，这一方式在实际应用中存在着以下问题：1)需布置较长的液压管路，系统较为复杂，不便于维护保养，且存在管路泄漏的风险，影响了安全性和可靠性；2)无法实现驱动控制和执行机构的一体化设计，控制难度大、同步性差，不能满足大跨度(3m以上)舱盖的开关要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种保温舱开关盖装置，其具有结构简单、控制方便、同步性好、可靠性高的优点。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种保温舱开关盖装置，包括伺服电机、传动轴和两个间隔设置的电动缸，所述电动缸包括缸体，缸体的下端固定有下支耳，下支耳与舱体上对应设置的下支座铰接，缸体中设有丝杠和蜗杆，丝杠的下端同轴固定有与蜗杆啮合的蜗轮，丝杠上套设有与其配合的螺母，螺母与缸体之间设有沿轴向的导向机构，螺母的上侧同轴固定有活塞杆，活塞杆的上端伸出缸体并固定有上支耳，上支耳与舱盖上对应设置的上支座铰接，所述传动轴的两端分别通过联轴器对应与两个电动缸的蜗杆同轴连接，所述伺服电机固定在一电动缸相对于传动轴的另一侧，伺服电机的输出轴通过联轴器与该电动缸的蜗杆同轴连接。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，其中，所述一电动缸相对于传动轴的另一侧设有手轮，手轮与该电动缸的蜗杆同轴固定连接；手轮和伺服电机设置在不同的电动缸上。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，其中，所述缸体包括基座和通过螺纹安装在基座上的筒体，筒体上设有伸到位接近开关和收到位接近开关，所述下支耳通过螺栓固定在基座的底部。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，其中，所述丝杠在蜗轮的上下侧对应设有上定位套和下定位套，上定位套和下定位套与基座之间对应卡装有第一轴承和第二轴承；所述蜗杆的两端与基座之间分别卡装有第三轴承。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，其中，所述螺母的外壁上设有环台，环台设有沿轴向的导向槽，所述筒体的内壁上固定有沿轴向的导向条，导向条处于环台的导向槽中。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，其中，所述活塞杆的下端通过螺纹安装在螺母上，所述上支耳通过螺纹安装在活塞杆上；所述丝杠和筒体的上端对应固定有第一支撑套和第二支撑套，所述活塞杆的内外壁对应与第一支撑套和第二支撑套滑动配合。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，其中，所述两个电动缸之间设有摆臂，摆臂的一端套在传动轴上并在两者之间设有深沟球轴承，摆臂的另一端与舱体上对应设置的下支座铰接。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，其中，所述蜗杆和蜗轮的螺纹为梯形螺纹，所述伺服电机设有抱闸。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，还包括控制器、电机驱动器以及设置在舱盖上的开到位接近开关和关到位接近开关，所述控制器通过CAN总线与电机驱动器连接，所述电机驱动器通过电缆与电机以及两个电动缸上的伸到位接近开关和收到位接近开关连接，所述开到位接近开关和关到位接近开关与控制器连接；控制器连接有开盖按钮和关盖按钮，开盖按钮用于触发开盖指令，关盖按钮用于触发关盖指令。
进一步的，本发明一种保温舱开关盖装置，还包括与控制器通讯连接的上位机，控制器连接有用于切换本地和远程控制模式的切换旋钮。
本发明一种保温舱开关盖装置与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置伺服电机、传动轴和两个间隔设置的电动缸，使电动缸设置缸体，在缸体的下端固定下支耳，让下支耳与舱体上对应设置的下支座铰接，在缸体中设置丝杠和蜗杆，在丝杠的下端同轴固定与蜗杆啮合的蜗轮，在丝杠上套设与其配合的螺母，在螺母与缸体之间设置沿轴向的导向机构，在螺母的上侧同轴固定活塞杆，使活塞杆的上端伸出缸体并固定上支耳，让上支耳与舱盖上对应设置的上支座铰接，让传动轴的两端分别通过联轴器对应与两个电动缸的蜗杆同轴连接，将伺服电机固定在一电动缸相对于传动轴的另一侧，并使伺服电机的输出轴通过联轴器与该电动缸的蜗杆同轴连接。由此就构成了一种结构简单、控制方便、同步性好、可靠性高的保温舱开关盖装置。在实际应用中，通过给定伺服电机信号，利用伺服电机驱动电动缸做伸收动作即可实现开关盖目的。本发明通过采用电动缸作为执行部件，使两个电动缸的蜗杆通过传动轴连接，并将伺服电机固定在一电动缸上，实现了驱动控制和执行机构的一体化设计，与现有采用液压缸作为执行部件的开关盖机构相比，简化了结构，降低了控制难度，提高了安全性和可靠性。同时，本发明通过使电动缸设置蜗杆蜗轮传动副，实现了减速和放大转矩目的，通过使传动轴采用联轴器与两电动缸的蜗杆连接，利用刚性传递保证了两缸动作的同步性，可完全满足大跨度(3m以上)舱盖的开关要求。
下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种保温舱开关盖装置作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明一种保温舱开关盖装置的安装状态示意图；
图2为本发明一种保温舱开关盖装置的动力传递示意图；
图3为图2中A位置的放大图；
图4为图2中B位置的放大图；
图5为本发明一种保温舱开关盖装置中电动缸的剖视图；
图6为本发明一种保温舱开关盖装置的控制关系连接图。
具体实施方式
首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案及请求保护范围进行的限制。
如图1至图5所示本发明一种保温舱开关盖装置的具体实施方式，包括伺服电机1、传动轴2和两个间隔设置的电动缸3。使电动缸3设置缸体31，在缸体31的下端固定下支耳32，让下支耳32与舱体100上对应设置的下支座101铰接。在缸体31中设置丝杠33和蜗杆34，在丝杠33的下端同轴固定与蜗杆34啮合的蜗轮331，在丝杠33上套设与其配合的螺母35。在螺母35与缸体31之间设置沿轴向的导向机构，在螺母35的上侧同轴固定活塞杆36，使活塞杆36的上端伸出缸体31并固定上支耳37，让上支耳37与舱盖200上对应设置的上支座201铰接。使传动轴2的两端分别通过联轴器4对应与两个电动缸3的蜗杆34同轴连接。将伺服电机1固定在一电动缸3相对于传动轴2的另一侧，并使伺服电机1的输出轴通过联轴器4与该电动缸3的蜗杆34同轴连接。
通过以上结构设置就构成了一种结构简单、控制方便、同步性好、可靠性高的保温舱开关盖装置。在实际应用中，通过给定伺服电机1信号，利用伺服电机1驱动电动缸3做伸收动作即可实现开关盖目的。本发明通过采用电动缸3作为执行部件，使两个电动缸3的蜗杆34通过传动轴2连接，并将伺服电机1固定在一电动缸3上，实现了驱动控制和执行机构的一体化设计，与现有采用液压缸作为执行部件的开关盖机构相比，简化了结构，降低了控制难度，提高了安全性和可靠性。同时，本发明通过使电动缸3设置蜗杆蜗轮传动副，实现了减速和放大转矩目的，通过使传动轴2采用联轴器4与两电动缸3的蜗杆34连接，利用刚性传递保证了两缸动作的同步性，可完全满足大跨度(3m以上)舱盖的开关要求。需要说明的是，在实际应用中，为实现任意位置停止锁紧，本发明使蜗杆34和蜗轮331采用了梯形螺纹，并使伺服电机1设置了抱闸，以增强锁紧的可靠性。另外，保温舱的舱体100和舱盖200之间是铰接的，以便舱盖200可绕铰接轴旋转；图中只示出了一侧的舱体和舱盖，通常还设有与其对称的结构。
作为优化方案，本具体实施方式在一电动缸3相对于传动轴2的另一侧设置了手轮5，并使手轮5与该电动缸3的蜗杆34同轴固定连接。其中，手轮5和伺服电机1是分别设置在两个不同的电动缸3上的。这一结构设置当伺服电机1出现故障或断电时，通过旋转手轮5即可实现手动开关盖操作，增强了功能性和实用性。需要指出的是，在通过手轮5进行手动开关盖操作前应使伺服电机1的抱闸打开。同时，本具体实施方式在两个电动缸1之间设置了摆臂6，让摆臂6的一端套在传动轴2上并在两者之间设置深沟球轴承61，让摆臂6的另一端与舱体100上对应设置的下支座101铰接。对于大跨度舱盖通过设置摆臂6增强了结构稳定性和传动轴转动的平稳性，摆臂6的数量应根据舱盖的跨度及两电动缸3之间的距离具体设置。
作为具体实施方式，本发明使缸体31设置了基座311和通过螺纹安装在基座311上的筒体312，在筒体312上设置了伸到位接近开关38和收到位接近开关38’，其中，下支耳32通过螺栓固定在基座311的底部。这一设置通过让缸体31采用分体式结构并通过螺纹连接，提高了拆装和维护的便利性；通过设置伸到位接近开关38和收到位接近开关38’，利用两者的到位信号可精确控制电动缸3的伸收动作，提高了开关盖动作的可靠性。作为具体实施方式，本发明使丝杠33和蜗杆34采用了如下安装方式：在蜗轮331上下侧的丝杠33上对应设置上定位套332和下定位套333，并在上定位套332和下定位套333与基座311之间对应卡装第一轴承334和第二轴承335；在蜗杆34的两端与基座311之间分别卡装第三轴承341。在实际应用中，本发明通常使第一轴承334和第二轴承335采用角接触球轴承，以提高支撑承载的稳定性和可靠性。
作为具体实施方式，本发明使螺母35与缸体31之间的导向机构采用了以下方式：在螺母35的外壁上设置环台351，在环台351上设置沿轴向的导向槽，在筒体312的内壁上固定沿轴向的导向条313，让导向条313处于环台351的导向槽中。这一设置的导向机构具有结构简单、实现容易、导向平稳的特点。为便于拆装和维护，本具体实施方式使活塞杆36的下端通过螺纹安装在螺母35上，并使上支耳37通过螺纹安装在活塞杆36上。为增强结构，提高动作的平稳性，本具体实施方式在丝杠33和筒体312的上端对应设置了固定的第一支撑套336和第二支撑套314，并使活塞杆36的内外壁对应与第一支撑套336和第二支撑套314滑动配合。为减小磨损，本发明通常在第一支撑套336的周壁上设置导向带和储油槽。
作为优化方案，如图6所示，本具体实施方式还设置了控制器7、电机驱动器8以及设置在舱盖200上的开到位接近开关9和关到位接近开关9’。其中，控制器7通过CAN总线与电机驱动器8连接，电机驱动器8通过电缆与电机1以及两个电动缸3上的伸到位接近开关38和收到位接近开关38’连接，开到位接近开关9和关到位接近开关9’通过电缆与控制器7连接，控制器7连接有开盖按钮71和关盖按钮72，开盖按钮71用于触发开盖指令，关盖按钮72用于触发关盖指令。这一结构设置通过开到位接近开关9、关到位接近开关9’、伸到位接近开关38和收到位接近开关38’触发到位信号，提高了控制的便利性和精确性，其中开到位接近开关9与两个电动缸3上的伸到位接近开关38形成冗余，关到位接近开关9’与两个电动缸3上的收到位接近开关38’形成冗余，保证了舱盖开启和关闭到位判断的可靠性。为实现远程控制，本具体实施方式还设置与控制器7通讯连接的上位机(图中未示出)，并使控制器7连接了用于切换本地和远程控制模式的切换旋钮73，增强了功能性和实用性。
为帮助技术人员理解本发明，下面对保温舱开关盖装置的控制方式作简略说明。
一、通过切换旋钮73将控制模式切换为本地控制模式。
二、按下开盖按钮71，控制器7检测到开盖指令后，通过CAN总线和电机驱动器8向伺服电机1发送正转指令及速度值，伺服电机1正转运行，电动缸3做伸出动作，舱盖200逐步开启。
三、当松开开盖按钮71或舱盖200开启到位后，开到位接近开关9触发开到位信号，伺服电机1停止；当遇故障伺服电机1继续运行时，伸到位接近开关38触发伸到位信号，电机驱动器8接收到伸到位信号后立即停止伺服电机1，以防止机械结构继续运行造成损坏。
四、按下关盖按钮72，控制器7检测到关盖指令后，通过CAN总线和电机驱动器8向伺服电机1发送反转指令及速度值，伺服电机1反转运行，电动缸3做收回动作，舱盖200逐步关闭。
五、当松开关盖按钮72或舱盖200关闭到位后，关到位接近开关9’触发关到位信号，伺服电机1停止；当遇故障伺服电机1继续运行时，收到位接近开关38’触发收到位信号，电机驱动器8接收到收到位信号后立即停止伺服电机1，以防止机械结构继续运行造成损坏。
六、通过切换旋钮73将控制模式切换为远程控制模式，开盖按钮71和关盖按钮72失效，通过上位机进行远程开关盖操作，其控制方式与本地控制模式类同，在此不再赘述。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种保温舱开关盖装置，包括伺服电机(1)、传动轴(2)和两个间隔设置的电动缸(3)，其特征在于，所述电动缸(3)包括缸体(31)，缸体(31)的下端固定有下支耳(32)，下支耳(32)与舱体(100)上对应设置的下支座(101)铰接，缸体(31)中设有丝杠(33)和蜗杆(34)，丝杠(33)的下端同轴固定有与蜗杆(34)啮合的蜗轮(331)，丝杠(33)上套设有与其配合的螺母(35)，螺母(35)与缸体(31)之间设有沿轴向的导向机构，螺母(35)的上侧同轴固定有活塞杆(36)，活塞杆(36)的上端伸出缸体(31)并固定有上支耳(37)，上支耳(37)与舱盖(200)上对应设置的上支座(201)铰接，所述传动轴(2)的两端分别通过联轴器(4)对应与两个电动缸(3)的蜗杆(34)同轴连接，所述伺服电机(1)固定在一电动缸(3)相对于传动轴(2)的另一侧，伺服电机(1)的输出轴通过联轴器(4)与该电动缸(3)的蜗杆(34)同轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，所述一电动缸(3)相对于传动轴(2)的另一侧设有手轮(5)，手轮(5)与该电动缸(3)的蜗杆(34)同轴固定连接；手轮(5)和伺服电机(1)设置在不同的电动缸(3)上。
3.根据权利要求2所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，所述缸体(31)包括基座(311)和通过螺纹安装在基座(311)上的筒体(312)，筒体(312)上设有伸到位接近开关(38)和收到位接近开关(38’)，所述下支耳(32)通过螺栓固定在基座(311)的底部。
4.根据权利要求3所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，所述丝杠(33)在蜗轮(331)的上下侧对应设有上定位套(332)和下定位套(333)，上定位套(332)和下定位套(333)与基座(311)之间对应卡装有第一轴承(334)和第二轴承(335)；所述蜗杆(34)的两端与基座(311)之间分别卡装有第三轴承(341)。
5.根据权利要求4所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，所述螺母(35)的外壁上设有环台(351)，环台(351)设有沿轴向的导向槽，所述筒体(312)的内壁上固定有沿轴向的导向条(313)，导向条(313)处于环台(351)的导向槽中。
6.根据权利要求5所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，所述活塞杆(36)的下端通过螺纹安装在螺母(35)上，所述上支耳(37)通过螺纹安装在活塞杆(36)上；所述丝杠(33)和筒体(312)的上端对应固定有第一支撑套(336)和第二支撑套(314)，所述活塞杆(36)的内外壁对应与第一支撑套(336)和第二支撑套(314)滑动配合。
7.根据权利要求5所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，所述两个电动缸(1)之间设有摆臂(6)，摆臂(6)的一端套在传动轴(2)上并在两者之间设有深沟球轴承(61)，摆臂(6)的另一端与舱体(100)上对应设置的下支座(101)铰接。
8.根据权利要求5所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，所述蜗杆(34)和蜗轮(331)的螺纹为梯形螺纹，所述伺服电机(1)设有抱闸。
9.根据权利要求5所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，还包括控制器(7)、电机驱动器(8)以及设置在舱盖(200)上的开到位接近开关(9)和关到位接近开关(9’)，所述控制器(7)通过CAN总线与电机驱动器(8)连接，所述电机驱动器(8)通过电缆与电机(1)以及两个电动缸(3)上的伸到位接近开关(38)和收到位接近开关(38’)连接，所述开到位接近开关(9)和关到位接近开关(9’)与控制器(7)连接；控制器(7)连接有开盖按钮(71)和关盖按钮(72)，开盖按钮(71)用于触发开盖指令，关盖按钮(72)用于触发关盖指令。
10.根据权利要求9所述的一种保温舱开关盖装置，其特征在于，还包括与控制器(7)通讯连接的上位机，控制器(7)连接有用于切换本地和远程控制模式的切换旋钮(73)。
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