CN114825757A - 驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种驱动装置，包括电机和传动组件，电机的输出轴与传动组件连接，传动组件包括传动件，传动件与输出轴固定或限位配合，输出轴能够带动传动件转动；传动组件还包括磁性元件，驱动装置还包括与磁性元件相对应的霍尔元件；传动件包括柱形部，柱形部具有第一孔道，第一孔道包括位于柱形部的外壁部的第一开口部，磁性元件的至少一部分穿过第一开口部伸入第一孔道，磁性元件与柱形部相固定，可减小在安装时对磁性元件的合力，并且传动件在安装之后包裹磁性元件的一部分，从而减小磁性元件在安装与使用过程中的损伤风险。
Description
技术领域
本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种驱动装置。
背景技术
传动部件可应用于各种需要传递力矩的装置中，将磁性元件设置于电机的输出轴，可通过磁性元件的磁场来判断电机的输出轴的转动角度和运动状态。磁性元件环绕电机输出轴且与电机输出轴过盈配合，而且磁性元件暴露于电机输出轴的外侧，由于磁性元件普遍质地较为脆弱，目前较为迫切的问题是，如何减小将磁性元件安装于轴时或者在电机运行过程中磁性元件的损伤，以提高产品的良品率以及使用过程中的可靠性。
发明内容
本发明的目的是减小磁性元件的损伤风险。
本方案提供一种驱动装置，包括电机和传动组件，所述电机的输出轴与所述传动组件连接，所述传动组件包括传动件，所述传动件与所述输出轴固定或限位配合，所述输出轴能够带动所述传动件转动；所述传动组件还包括磁性元件，所述驱动装置还包括靠近所述磁性元件设置的霍尔元件；所述传动件包括柱形部，所述柱形部具有第一孔道，第一孔道包括位于所述柱形部的外壁部的第一开口部，所述磁性元件的至少一部分穿过所述第一开口部伸入所述第一孔道，所述磁性元件与所述柱形部相固定。
在本方案中，所述传动件包括柱形部，所述柱形部具有第一孔道，所述磁性元件的至少一部分穿过所述第一开口部伸入所述第一孔道，可减小在安装时对磁性元件的合力，并且传动件在安装之后包裹磁性元件的一部分，从而减小所述磁性元件在安装与使用过程中的损伤风险。
附图说明
图1示出了本发明的一种实施方式的立体示意图；
图2示出了图1所示驱动装置的一部分的立体示意图；
图3示出了图2所示传动件的剖视示意图；
图4示出了图1所示驱动装置的一部分的爆炸示意图；
图5示出了图4所示驱动装置的一部分的俯视示意图；
图6示出了图5所示驱动装置沿A-A线的剖视示意图；
图7示出了图5所示驱动装置沿B-B线的剖视示意图；
图8示出了本发明的另一种实施方式的传动组件的立体示意图；
图9示出了本发明的又一种实施方式的传动组件的剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对实施例进行具体说明。
如图1所示，驱动装置包括电机1和传动组件，电机1的输出轴11与传动组件连接，传动组件包括传动件2，传动件2与输出轴11固定或限位配合，输出轴11能够带动传动件2转动，传动组件可与阀门的阀芯传动连接，以控制阀芯的旋转角度。驱动装置还包括壳体6，电机1与壳体6固定。
如图2和图3所示，传动件2包括柱形部25，柱形部25具有第一孔道21，第一孔道21包括位于柱形部25的外壁部的第一开口部22，传动组件还包括磁性元件3，磁性元件3的至少一部分穿过第一开口部22伸入第一孔道21，磁性元件3与柱形部25相固定。在安装时，可将磁性元件3由第一开口部22直接压入第一孔道21中，在安装后，第一孔道21所对应的内壁部可与磁性元件3的外壁部过盈配合，使得磁性元件3与传动件2固定。在其它实施方式中，磁性元件3与传动件2也可注塑固定。
传动件2为非铁磁材料，例如塑料，使得传动件2不会影响磁性元件3的磁场。由于传动件2的硬度小于磁性元件3，因此在将磁性元件3压入第一孔道21的过程中，可减小磁性元件3断裂或损坏的风险。此外，在压入过程中，第一孔道21所对应的内壁部对于磁性元件3的径向力由磁性元件3外壁部的四周指向磁性元件的中心，即第一孔道21的内壁部对磁性元件3的径向方向合力较小，可减小磁性元件3断裂的风险。在本实施例中，磁性元件3为圆柱形，第一孔道21的横截面为圆形，便于磁性元件3插入传动件2内。
如图1至3，传动件2可绕输出轴11的轴向转动，X-X为传动件2的转动中心线。第一孔道21的中心线与传动件2的转动中心线X-X相垂直，第一孔道21的中心线与传动件2的转动中心线X-X相交，可减小传动件2的重心相对于转动中心线X-X的偏移。传动件2还可以包括第二孔道26，第二孔道26中心线与传动件2的转动中心线重合，输出轴11的至少一部分伸入第二孔道26。
如图5至图7所示，磁性元件3为条形，磁性元件3的N极与S极分别位于磁性元件3的轴向两端。驱动装置还包括电路板5和靠近磁性元件3设置的霍尔元件4，霍尔元件4固定于电路板5。当传动件2转动时，磁性元件3的N极和S极交替靠近霍尔元件4，霍尔元件4可感应磁性元件3的磁场。电机1可为直流电机，霍尔元件4为开关型霍尔传感器的一部分，开关型霍尔传感器使得检测到的磁场以方波形式的电信号输出给控制器，从而得到传动件2旋转的圈数等信息，可对驱动装置所驱动的阀芯的位置进行控制。磁性元件3相对于输出轴11轴对称设置，即磁性元件3关于输出轴11的中轴线对称，当输出轴11与传动件2的转动轴同轴设置时，磁性元件3相对于传动件2的转动轴轴对称设置，使得在传动件2外部的磁感线是旋转对称分布的，有利于霍尔传感器产生频率均匀的电信号，同时减少传动件2因为偏心而产生的振动。磁性元件3可为稀土永磁材质，例如铷铁硼，其磁场较强，回差可设置较大，可提高霍尔传感器在检测中的抗干扰能力。在本实施方式中，只需安装一根磁性元件3，可同时利用磁性元件的N极与S极，可以实现较大的回差，可在保证霍尔元件4的抗干扰能力的同时简化磁性元件3及其安装结构。需要说明的是，对于一般的开关型霍尔传感器，磁场的回差设置越大，霍尔传感器的抗干扰能力越强。可选地，霍尔元件4与磁性元件3的最短距离小于等于6mm，可提高霍尔元件4在检测中的抗干扰能力。
此外，将磁性元件3设置在与电机1的输出轴11直接连接的传动件2上，相对于将磁性元件3设置在与输出轴11间接连接的传动部件上，其对于电机1旋转的圈数记录更加精确，可提高驱动装置对阀芯位置的控制精度。在本实施例中，只需安装一个磁性元件3，在传动组件的传动比大于等于50的情况下，通过对磁性元件3的检测，可以保证较高的阀芯旋转控制精度，可将阀芯旋转控制精度限制在正负5度以内。
如图2、图3以及图6所示，传动件2包括齿形部24，齿形部24与柱形部25同轴设置且齿形部24与柱形部25沿传动件2的轴向排布。柱形部25的外表面相对平整，齿形部24用于与其它齿轮啮合。柱形部25相对于齿形部24远离输出轴11，从而使得安装于柱形部25的磁性元件3相对远离输出轴11，可防止磁性元件3与输出轴11干涉。可选地，第一孔道21具有两个第一开口部22，磁性元件3的长度可以大于或等于第一孔道21的长度，在本实施例中，磁性元件3的大部分位于传动件2内部，因此传动件2可保护磁性元件3，减小磁性元件3损伤的风险。
在本实施方式中，齿形部24为蜗杆形式。在其它实施方式中，齿形部24也可为直齿、斜齿或锥形齿形式。如图8所示，在传动件的另一种实施方式中，齿形部24为直齿形式。
在其它实施方式中，如图6和图9，磁性元件3可为多个，第一孔道21为多个，第一孔道21为盲孔，第一孔道21相对于传动件2的转动轴在柱形部25呈轴对称分布，此时的磁性元件3的长度可以大于或等于第一孔道21的长度，可提高霍尔元件4对传动件2旋转角度的检测精度。如图9所示，在传动件上分布有四个磁性元件3，第一孔道21的中心线与传动件的转动中心线相垂直，第一孔道21的中心线与传动件的转动中心线相交，沿柱形部25的外周方向N极与S极交替设置。
如图3和图6，传动件2包括位于轴向两侧的第一端面部291和第二端面部292，第一端面部291和第二端面部292都垂直于输出轴11，齿形部24和柱形部25都位于第一端面部291和第二端面部292之间。传动件2包括轴向突出于第一端面部291的第一凸台部281以及轴向突出于第二端面部292的第二凸台部282，第一凸台部281的横截面为圆形且直径小于柱形部25的直径，第二凸台部282的横截面为圆形且直径小于齿形部24的直径。
如图4至图6，壳体6包括内壁部65，壳体6还包括突出于内壁部65的第一限位部61和第二限位部63，第一限位部61具有位于顶端的第一凹槽62，第二限位部63具有位于顶端的第二凹槽64，第一凹槽62和第二凹槽64的横截面都为圆弧形。第一凹槽62所对应的内壁部与第一凸台部281的侧壁部滑动配合，第二凹槽64所对应的内壁部与第二凸台部282的侧壁部滑动配合。第一限位部61和第二限位部62可在径向方向支撑传动件2，可减少传动件2在径向方向的振动。
电路板5和输出轴11的轴线都平行于内壁部65，霍尔元件4位于柱形部25与内壁部65之间，第一限位部61和第二限位部62可以防止传动件2过度靠近霍尔元件4。沿输出轴11的轴向，霍尔元件4位于第一限位部61和第二限位部63之间，可减少霍尔元件4对驱动装置的内部空间的占用，使得驱动装置的结构更加紧凑。
应理解，术语“第一”、“第二”、等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种驱动装置，包括电机和传动组件，所述电机的输出轴与所述传动组件连接，其特征在于，所述传动组件包括传动件，所述传动件与所述输出轴固定或限位配合，所述输出轴能够带动所述传动件转动；
所述传动组件还包括磁性元件，所述驱动装置还包括靠近所述磁性元件设置的霍尔元件；
所述传动件包括柱形部，所述柱形部具有第一孔道，
所述第一孔道包括位于所述柱形部的外壁部的第一开口部，所述磁性元件的至少一部分穿过所述第一开口部伸入所述第一孔道，所述磁性元件与所述柱形部相固定。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一孔道的中心线与所述传动件的转动中心线相垂直，所述第一孔道的中心线与所述传动件的转动中心线相交；所述第一孔道贯穿所述柱形部，所述第一孔道具有两个第一开口部，所述磁性元件的长度大于或等于所述第一孔道的长度，所述磁性元件相对于传动件的转动轴轴对称设置。
3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一孔道的中心线与所述传动件的转动中心线相垂直，所述第一孔道的中心线与所述传动件的转动中心线相交；所述第一孔道为多个，所述第一孔道为盲孔，所述第一孔道相对于所述传动件的转动轴在所述柱形部呈轴对称分布，所述磁性元件的长度大于或等于所述第一孔道的长度。
4.如权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，
所述磁性元件为条形，所述磁性元件的N极与S极分别位于所述磁性元件的轴向两端；所述第一孔道的横截面为圆形；所述传动件的硬度小于所述磁性元件，所述传动件为塑料材质，所述磁性元件为稀土永磁材质；所述第一孔道所对应的内壁部与所述磁性元件的外壁部过盈配合。
5.如权利要求1-4任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述传动件还包括齿形部，所述齿形部与所述柱形部同轴设置；所述传动件包括第二孔道，所述第二孔道中心线与传动件的转动中心线重合，所述输出轴的至少一部分伸入所述第二孔道，所述柱形部相对于所述齿形部远离所述输出轴；
所述齿形部为直齿形式；或者，所述齿形部为蜗杆形式。
6.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述传动件包括位于轴向两侧的第一端面部和第二端面部，所述第一端面部和第二端面部都垂直于所述输出轴，所述齿形部和柱形部都位于所述第一端面部和第二端面部之间；
所述传动件包括轴向突出于第一端面部的第一凸台部以及轴向突出于所述第二端面部的第二凸台部，所述第一凸台部的横截面为圆形且直径小于所述柱形部的直径，所述第二凸台部的横截面为圆形且直径小于所述齿形部的直径。
7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括壳体，所述电机与所述壳体固定；所述壳体包括内壁部，所述壳体还包括突出于所述内壁部的第一限位部和第二限位部，所述第一限位部具有位于顶端的第一凹槽，所述第二限位部具有位于顶端的第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽的横截面都为圆弧形；
所述第一凹槽所对应的内壁部与所述第一凸台部的侧壁部滑动配合，所述第二凹槽所对应的内壁部与所述第二凸台部的侧壁部滑动配合。
8.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述霍尔元件与所述柱形部的外侧壁部相对，所述霍尔元件与所述磁性元件的最短距离小于等于6mm；所述驱动装置还包括电路板，所述霍尔元件与所述电路板固定，所述霍尔元件位于所述第一限位部和第二限位部之间，所述电路板和输出轴都平行于所述内壁部，所述霍尔元件位于所述柱形部与所述内壁部之间。
9.如权利要求1-8任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括开关型霍尔传感器，所述开关型霍尔传感器包括所述霍尔元件。
10.如权利要求1-9任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置仅包括一个所述磁性元件，所述传动组件的传动比大于等于50。
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