CN113922580B - 一种开闭部件驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开闭部件驱动装置，属于智能家居技术领域。包括驱动电机、传递机构以及输出轴，驱动电机的动力输出端固定有连接体，连接体上卡接有用于容纳驱动电机的第一外壳；传递机构包括至少两级的行星减速机构和用于容纳至少两级行星减速机构的第二外壳，第二外壳与连接体连接，至少两级的行星减速机构中，在一级行星减速机构或二级行星减速机构中设有打滑组件；所述输出轴靠近传递机构的一端设有用于精准控制输出轴的角度检测组件，输出轴与传递机构通过防差错组件固定连接，输出轴的外部套设有第三外壳，第三外壳与所述第二外壳卡接。本发明解决了现有技术中齿轮容易出现滑齿现象而影响其精度以及反馈信号易失真的问题。

Description

一种开闭部件驱动装置

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种用于智能家居开闭部件设备的驱动装置。

背景技术

近年来，智能家居产品越来越受人们的青睐，比如智能坐便器、智能洗碗机、洗碗槽等。这些智能家居中的门、盖等开闭部件的质量直接影响着人们对智能家居的使用体验，而驱动开闭部件翻转的驱动装置的性能更是关系着整个开闭部件的运转稳定性。

现有门、窗等家用翻盖装置的开闭部件驱动装置简单来说包括有连接开闭部件的输出轴、驱动输出轴的驱动源以及收容驱动源的壳体，在使用时由经齿轮组等传递机构将电动机等驱动源的旋转传递到输出轴，以控制翻盖装置的自动翻合，例如驱动智能坐便器的座盖与座圈。然而，目前市场上大部分翻盖装置的电机和减速齿轮箱及其传动轴等摩擦大、传动比高、噪音大、齿轮容易损坏，造成齿轮箱整体寿命较低，产品故障率高，同时现有翻盖装置开闭部件的驱动装置体积比较大，安装占用空间较大。

针对上述技术问题，公布号为CN108980288A的中国发明专利申请公开了一种智能家居用电驱动翻盖缓冲器，包括驱动电机、行星减速机构、动力输出轴输出法兰，以及角度检测装置。上述公开的技术虽然具有体积小、输出扭力大、结构紧凑、摩擦小、噪音小、运行稳定、使用寿命长，具有快开缓降功能等优点，但是它采用的是常规的齿轮电位器来检测输出轴角度，其实质为可控制单元与惰轮连接带动齿轮箱组合的运动来驱动执行机构运转，此种方式存在执行机构因受力过大时，容易出现传递齿轮和检测滑齿现象，而可控制单元又会因为检测齿轮滑齿而影响其精度，造成产品故障率高；同时，滑齿也导致了反馈信号出现偏差，进而影响输出轴角度的控制精度。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种开闭部件驱动装置，解决了现有技术中齿轮容易出现滑齿现象而影响其精度以及反馈信号易失真的问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供开闭部件驱动装置，包括同轴依次连接的驱动电机、传递机构以及输出轴，其中：

所述驱动电机的动力输出端固定有连接体，所述连接体上卡接有用于容纳所述驱动电机的第一外壳；

所述传递机构包括至少两级的行星减速机构和用于容纳所述至少两级行星减速机构的第二外壳，所述第二外壳与所述连接体连接，所述至少两级的行星减速机构中，在一级行星减速机构或二级行星减速机构中设有打滑组件；

所述输出轴靠近所述传递机构的一端设有用于精准控制输出轴的角度检测组件，所述输出轴与所述传递机构通过防差错组件固定连接，所述输出轴的外部套设有第三外壳，所述第三外壳与所述第二外壳卡接。

进一步地，所述打滑组件包括联动件、弹性卡块以及传动齿轮，所述联动件的一侧开设有容纳槽，所述弹性卡块与所述传动齿轮位于所述容纳槽中，且所述弹性卡块包裹在所述传动齿轮的外部，所述弹性卡块的内侧两端与所述传动齿轮卡接，以限制所述传动齿轮相对于所述联动件的转动，所述弹性卡块的外侧与所述容纳槽的内壁之间具有让位间隙。

更进一步地，所述弹性卡块的数量为多个，多个所述弹性卡块以所述容纳槽的中心为中心对称设置在所述容纳槽中。

更进一步地，所述弹性卡块为弧形结构，其弧形结构的内侧两端各形成有第一凸起，所述弹性卡块通过两个所述第一凸起与所述传动齿轮实现卡接。

更进一步地，所述容纳槽的底部形成有第二凸起，所述第二凸起位于所述容纳槽的中心，用于卡合所述传动齿轮。

进一步地，所述角度检测组件包括热锚在所述输出轴靠近所述传递机构一侧端面上的弹刷、卡接在所述第二外壳靠近所述输出轴一侧接口上的电路板以及设置在所述电路板上的角度感应部件，所述弹刷与所述角度感应部件接触并能够产生相对滑动，所述角度感应部件的信号输出端与控制器电连接，所述控制器的信号输出端与所述驱动电机电连接。

更进一步地，所述第二外壳的接口上一侧间隔设置至少两个用于卡接所述电路板的安装块，所述第二外壳的接口上另一侧间隔设置至少两个用于定位所述电路板的定位柱。

更进一步地，所述电路板的圆周边缘上开设有与所述安装块适配的安装槽，所述电路板的圆周表面上开设有与所述定位柱适配的定位孔。

进一步地，所述防差错组件包括插接配合的条形插块和条形凹槽，所述输出轴的中心开设有连接孔，所述条形插块轴向设置在所述连接孔中，所述传递机构的输出端连接有与所述连接孔插接的连接轴，所述条形凹槽轴向设置在所述连接轴上。

更进一步地，所述连接孔与所述连接轴的形状均为六边形，所述输出轴和所述传递机构通过所述连接孔与所述连接轴的配合、以及通过所述条形插块和条形凹槽的插接固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要包括：

本发明提供的一种开闭部件驱动装置，在传递机构中的一级行星减速机构或二级行星减速机构中增加了打滑组件，可防止齿轮因受力过大而发生变形，可实现对各级减速齿轮的保护；并且本发明将角度检测组件直接设置在输出轴上，使得该角度检测组件的控制信号能够直接与输出轴连接，进而可直接控制驱动电机。与现有采用齿轮电位器的驱动器相比，由于减少了齿轮的使用，因此避免了由于齿轮滑齿、错齿而出现的反馈信号偏差问题，使得输出轴的旋转可以得到精准控制，产品故障率明显降低。

附图说明

图1是本发明一种开闭部件驱动装置的整体结构剖视图；

图2是本发明一种开闭部件驱动装置的立体结构图；

图3是本发明一种开闭部件驱动装置的打滑组件结构示意图；

图4是图3中弹性卡块设置在联动件中的结构示意图；

图5是本发明角度检测组件中用于安装电路板的第二外壳的接口示意图；

图6是本发明角度检测组件中电路板的结构示意图；

图7是本发明输出轴的结构示意图；

图8是本发明用于连接输出轴和传递机构的连接轴的结构示意图。

图中具体标记为：

1-驱动电机，2-传递机构，21-一级行星减速机构，211-一级太阳轮，212-一级行星架，213-一级行星轮，22-二级行星减速机构，221-二级太阳轮，222-二级行星架，223-二级行星轮，23-三级行星减速机构，231-三级太阳轮，232-三级行星架，233-三级行星轮，3-输出轴，31-连接孔，4-连接体，5-第一外壳，6-第二外壳，61-安装块，62-定位柱，7-第三外壳，8-打滑组件，81-联动件，82-弹性卡块，83-传动齿轮，84-容纳槽，85-让位间隙，86-第一凸起，87-第二凸起，9-角度检测组件，91-弹刷，92-电路板，921-安装槽，922-定位孔，10-防差错组件，11-条形插块，12-条形凹槽，13-连接轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种开闭部件驱动装置，包括同轴依次连接的驱动电机1、传递机构2以及输出轴3。

驱动电机1的动力输出端固定有连接体4，连接体4上卡接有用于容纳驱动电机1的第一外壳5。

传递机构2包括至少两级的行星减速机构和用于容纳至少两级行星减速机构的第二外壳6，第二外壳6与连接体4连接，在一级行星减速机构或二级行星减速机构中设有打滑组件8。

输出轴3靠近传递机构2的一端设有用于精准控制输出轴3的角度检测组件9，输出轴3与传递机构2通过防差错组件10固定连接，输出轴3的外部套设有第三外壳7，第三外壳7与第二外壳6卡接。

上述本发明提供的一种开闭部件驱动装置与现有驱动器相比，具有以下几点有利特征：

1、整个壳体采用卡扣式连接，避免了因为激光焊接产生的异常

如图2所示，第一外壳5、第二外壳6和第三外壳7分别用于包裹驱动电机1、传递机构2和输出轴3，驱动电机1的动力输出端上连接有连接体4，连接体4与第二外壳6为一体成型结构，在连接体4和第二外壳6的连接端上均设置卡扣，相应地，在第一外壳5和第三外壳7的连接端上均设置卡槽，则一体结构的连接体4与第二外壳6分别通过两端的卡扣与卡槽的卡接于第一外壳5和第三外壳7连接为一体，该卡扣连接避免了因激光焊接产生的异常，对驱动装置的质量提升具有重要作用。

2、在传递机构中设置打滑组件，可防止齿轮因受力过大而破坏齿轮

如图3所示，打滑组件8包括联动件81、弹性卡块82以及传动齿轮83，具体的，如图4所示，联动件81的一侧开设有容纳槽84，弹性卡块82与传动齿轮83位于该容纳槽84中，且弹性卡块82包裹在传动齿轮83的外部，弹性卡块82的内侧两端与传动齿轮83卡接，以限制传动齿轮83相对于联动件81的转动，该连接方式简单、可靠，并且占用空间较小。

优选的，弹性卡块82的外侧与容纳槽84的内壁之间具有让位间隙85，弹性卡块82会在自身所承受的载荷过大时发生弹性形变，此时让位间隙85可起到让位作用，从而使传动齿轮83空转，以达到保护作用。

为了更好的发挥弹性卡块82的作用，采用具有较好弹性形变能力的塑料或金属制作弹性卡块82。优选的，弹性卡块82的数量为三个，三个弹性卡块82以容纳槽84的中心为中心对称设置在容纳槽84中，三个对称设置的弹性卡块82可使传动齿轮83在带动联动件81转动的过程中，运转更加平稳。

优选的，弹性卡块82为弧形结构，其弧形结构的内侧两端各形成有第一凸起86，弹性卡块82通过两个第一凸起82与传动齿轮83实现卡接；容纳槽84的底部形成有第二凸起87，第二凸起87位于容纳槽84的中心，用于卡合传动齿轮83。

上述打滑组件8在具体的实施过程中，在传动齿轮83的输入扭矩正常时，传动齿轮83通过弹性卡块82与联动件81连接，联动件81会随着传动齿轮83的转动而转动；在传动齿轮83的输入扭矩过大时，弹性卡块82会发生弹性形变、并与传动齿轮83分离，传动齿轮83会进行空转(即所述联动件81不会随着传动齿轮83的转动而转动)。

可以理解的是，本发明中的传递机构2为现有的三级行星减速机构，分别为一级行星减速机构21、二级行星减速机构22和三级行星减速机构23。如图1所示，一级行星减速机构21包括一级太阳轮211、一级行星架212和通过一级行星轮轴安装在一级行星架212上的三个一级行星轮213，一级太阳轮211与驱动电机1的动力轴相连接，三个一级行星轮213同时啮合一级太阳轮211和设置在第二外壳6内壁的内齿，打滑组件8设置在一级行星架212内，其联动件81即为一级行星架212；二级行星减速机构22包括二级太阳轮221、二级行星架222和通过二级行星轮轴安装在二级行星架222上的三个二级行星轮223，其二级太阳轮221连接在防滑组件8的传动齿轮83上，三个二级行星轮223同时啮合二级太阳轮221和设置在第二外壳6内壁的内齿；三级行星减速机构23包括三级太阳轮231、三级行星架232和通过三级行星轮轴安装在三级行星架232上的三个三级行星轮233，其三级太阳轮231安装在二级行星架222上，三个三级行星轮233同时啮合三级太阳轮231和设置在第二外壳6内壁的内齿，其三级行星架232上连接有用于连接输出轴3的连接轴13。

因此，将上述打滑组件8应用于传递机构2内部时，打滑组件8可对传递机构2中的各级减速齿轮进行保护，以避免各级减速齿轮由于承受的载荷过大而发生塑性变形甚至断裂。当然，上述打滑组件8也可以设置在二级行星减速机构22中，当打滑组件8设置在二级行星减速机构22中时，二级行星架222就相当于打滑组件8中的联动件81，再将防滑组件8的传动齿轮83与三级太阳轮231连接即可。

3、直接在输出轴上设置角度检测组件，将控制信号与输出轴直接连接，可避免信号失真，实现精准控制输出轴的目的。

具体的，角度检测组件9包括热锚在输出轴3靠近传递机构2一侧端面上的弹刷91、卡接在第二外壳6靠近输出轴3一侧接口上的电路板92以及设置在电路板92上的角度感应部件，弹刷91与角度感应部件接触并能够产生相对滑动，角度感应部件的信号输出端与控制器电连接，控制器的信号输出端与驱动电机1电连接，如此，当弹刷91与角度感应部件滑动时，通过控制器接收到角度感应部件的反馈信号后对驱动电机1进行控制，即可实现对输出轴3的精准控制。

优选的，电路板92卡接在第二外壳6上，图5给出了第二外壳6的接口处结构示意图，如图5所示，第二外壳6的接口上一侧间隔设置至少两个用于卡接电路板92的安装块61，第二外壳6的接口上另一侧间隔设置至少两个用于定位电路板92的定位柱62。相对应的，图6给出了电路板92的结构示意图，如图6所示，电路板92的圆周边缘上开设有与所述安装块61适配的安装槽921，电路板92的圆周表面上开设有与所述定位柱62适配的定位孔922，如此，将电路板92安装在第二外壳6的接口上时，只需将电路板92的形状与接口的形状保持一致，且将接口上的安装块61对准电路板92的安装槽921，同时将接口上的定位柱62对准电路板92上的定位孔922，向下将电路板92放置在第二外壳6的接口上，即可将电路板92固定连接在传动机构2的第二外壳6上，且不会松动。

优选的，弹刷91通过热锚工艺固定在输出轴3上，则如图1所示，弹刷91与电路板92相接触，弹刷在输出轴3的转动下与电路板92发生相对滑动，而电路板92上设置有角度感应部件，则弹刷91能够与角度感应部件相对滑动，进而角度感应部件可以采集输出轴3的转动角度，实现了角度检测组件9的控制信号直接与输出轴3相连接，以实现精准控制输出轴的目的。

优选的，角度感应部件采用碳膜电阻，将角度感应部件与控制器相连接，控制器的信号输出端与驱动电机1相连接，则角度感应部件将采集到的角度信号传递给控制器，通过控制器处理后输出执行信号给驱动电机1，从而实现对输出轴3的精准控制。进一步优选的，控制器采用现有的电机控制器即可，可以在市场上直接购买使用，比如型号为FUSB302MPX的电机控制器和型号为TB6600HG TOSHIBA的电机控制器等。

可以理解的是，电路板92的中心应该开设有用于通过连接轴13的孔，该连接轴13的一端连接三级行星架232，另一端连接输出轴3。输出轴3的中心需要开设一用于安装连接轴13的连接孔31，通过连接轴13可将输出轴3与传动机构2连接，进而与驱动电机1连接，实现在驱动电机1的带动下转动。

4、输出轴与传递机构通过防差错组件连接，实现输出轴与连接轴更好的配合，输出轴定位精准。

具体的，防差错组件10包括插接配合的条形插块11和条形凹槽12，条形插块11设置在输出轴3上，具体的结构如图7所示，在输出轴3的中心开设有连接孔31，条形插块轴11轴向设置在连接孔31中。相应地，如图8所示，在三级行星架232上连接有连接轴13，条形凹槽12轴向设置在连接轴13上，如此设置，在使用时，将条形凹槽12对准条形插块11由上向下插入，条形插块11和条形凹槽12的完美配合使得输出轴3和连接轴13的装配不会出现差错。

优选的，连接孔31与连接轴13的形状均为六边形，这是由于六边形结构相比现有的三角形、四边形结构来说，具有可承受较大载荷的优势，避免输出轴因承受较大载荷而导致失效。本发明将输出轴3和传递机构2通过连接孔31与连接轴13的配合、以及通过条形插块和条形凹槽的插接固定连接，能够避免在安装输出轴3和连接轴13的过程中产生差错，使得结构更紧凑，能承受的载荷更大，提高设备运转的可靠性。

另外，输出轴3的端盖上还设有用于安装弹刷91的锚位和用于安装扭簧的扭簧限位孔，输出轴3的轴体上还设有用于安装橡胶圈的橡胶圈装配位和用于安装卡簧的卡簧装配位。

综上，本发明提供的一种开闭部件驱动装置，在传递机构中的一级行星减速机构或二级行星减速机构中增加了打滑组件，可防止齿轮因受力过大而发生变形，可实现对各级减速齿轮的保护；并且本发明将角度检测组件直接设置在输出轴上，使得该角度检测组件的控制信号能够直接与输出轴连接，进而可直接控制驱动电机。与现有采用齿轮电位器的驱动器相比，由于减少了齿轮的使用，因此避免了由于齿轮滑齿、错齿而出现的反馈信号偏差问题，使得输出轴的旋转可以得到精准控制，产品故障率明显降低。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种开闭部件驱动装置，其特征在于，包括同轴依次连接的驱动电机、传递机构以及输出轴，其中：

所述驱动电机的动力输出端固定有连接体，所述连接体上卡接有用于容纳所述驱动电机的第一外壳；

所述传递机构包括至少两级的行星减速机构和用于容纳所述至少两级行星减速机构的第二外壳，所述第二外壳与所述连接体连接，所述至少两级的行星减速机构中，在一级行星减速机构或二级行星减速机构中设有打滑组件；

所述输出轴靠近所述传递机构的一端设有用于精准控制输出轴的角度检测组件，所述输出轴与所述传递机构通过防差错组件固定连接，所述输出轴的外部套设有第三外壳，所述第三外壳与所述第二外壳卡接；

其中，所述连接体与第二外壳为一体成型结构；

所述打滑组件包括联动件、弹性卡块以及传动齿轮，所述联动件的一侧开设有容纳槽，所述弹性卡块与所述传动齿轮位于所述容纳槽中，且所述弹性卡块包裹在所述传动齿轮的外部，所述弹性卡块的内侧两端与所述传动齿轮卡接，以限制所述传动齿轮相对于所述联动件的转动，所述弹性卡块的外侧与所述容纳槽的内壁之间具有让位间隙，所述弹性卡块的数量为多个，多个所述弹性卡块以所述容纳槽的中心为中心对称设置在所述容纳槽中，所述弹性卡块为弧形结构，其弧形结构的内侧两端各形成有第一凸起，所述弹性卡块通过两个所述第一凸起与所述传动齿轮实现卡接，所述容纳槽的底部形成有第二凸起，所述第二凸起位于所述容纳槽的中心，用于卡合所述传动齿轮；

所述角度检测组件包括热锚在所述输出轴靠近所述传递机构一侧端面上的弹刷、卡接在所述第二外壳靠近所述输出轴一侧接口上的电路板以及设置在所述电路板上的角度感应部件，所述弹刷与所述角度感应部件接触并能够产生相对滑动，所述角度感应部件的信号输出端与控制器电连接，所述控制器的信号输出端与所述驱动电机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种开闭部件驱动装置，其特征在于，所述第二外壳的接口上一侧间隔设置至少两个用于卡接所述电路板的安装块，所述第二外壳的接口上另一侧间隔设置至少两个用于定位所述电路板的定位柱。

3.根据权利要求2所述的一种开闭部件驱动装置，其特征在于，所述电路板的圆周边缘上开设有与所述安装块适配的安装槽，所述电路板的圆周表面上开设有与所述定位柱适配的定位孔。

4.根据权利要求1所述的一种开闭部件驱动装置，其特征在于，所述防差错组件包括插接配合的条形插块和条形凹槽，所述输出轴的中心开设有连接孔，所述条形插块轴向设置在所述连接孔中，所述传递机构的输出端连接有与所述连接孔插接的连接轴，所述条形凹槽轴向设置在所述连接轴上。

5.根据权利要求4所述的一种开闭部件驱动装置，其特征在于，所述连接孔与所述连接轴的形状均为六边形，所述输出轴和所述传递机构通过所述连接孔与所述连接轴的配合、以及通过所述条形插块和条形凹槽的插接固定连接。

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