CN201373159Y - 电动执行器力矩控制机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种灵敏度高、安全可靠性高的电动执行器力矩控制机构。包括电动执行器壳体、安装在壳体内的蜗杆、电机、行星齿轮传动系统、弹簧力矩测量机构和限位开关驱动杆。行星齿轮传动系统包括安装在蜗杆端部的行星轮中心架、安装在行星轮中心架上的3个结构相同的中心齿轮及与3个中心齿轮啮合的外齿轮圈。弹簧力矩测量机构包括安装在壳体上的轴、滑动安装在轴上的滑块、套装在轴上并位于滑块两侧的两根弹簧。电机的输出轴上安装有与3个中心齿轮啮合传动齿轮。在滑块上设有限位凸台，外齿轮圈上设有与凸台相匹配的限位凹槽。与电动执行器的限位开关配合工作限位开关驱动杆上设有凸块，外齿轮圈侧面设有与凸块相匹配的豁口。

Description

电动执行器力矩控制机构

技术领域

本实用新型涉及一种电动执行器力矩控制机构。

背景技术

电动执行器常用于配套各种阀门构成电动阀门或者电动调节阀，如：球阀、蝶阀、闸阀、调节阀、单座阀等。执行器的扭力控制是极其重要的，如果扭力太小会造成无法正常启闭，或者超负荷运行而影响使用寿命；如果扭力太大则会造成资源浪费，增加执行器成本。所以，电动执行器中最重要的部分是控制扭矩大小的力矩控制机构。目前，市场上具有各种类型的电动执行器力矩控制机构，但大多数力矩控制机构对力矩的控制不够灵敏，使用安全可靠性较差，这会给用户带来诸多安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种灵敏度高、安全可靠性高的电动执行器力矩控制机构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电动执行器力矩控制机构，包括电动执行器壳体、安装在所述壳体内的蜗杆以及电机。其中还包括行星齿轮传动系统、弹簧力矩测量机构和限位开关驱动杆。所述行星齿轮传动系统包括安装在蜗杆端部的行星轮中心架、安装在所述行星轮中心架上的3个结构相同并依次啮合的中心齿轮及与3个中心齿轮啮合的外齿轮圈。所述弹簧力矩测量机构包括安装在所述壳体上的轴、滑动安装在轴上的滑块、套装在所述轴上并位于所述滑块两侧的两根弹簧。所述电机的输出轴上安装有与所述3个中心齿轮啮合的传动齿轮。在所述滑块上设有限位凸台，外齿轮圈上设有与凸台相匹配的限位凹槽。所述限位开关驱动杆上设有凸块，所述外齿轮圈侧面设有与凸块相匹配的豁口，所述限位开关驱动杆的上端与电动执行器的限位开关配合工作。

所述凸块与所述限位开关驱动杆一体结构，并设置在限位开关驱动杆的下端部。

由上述技术方案可知，本实用新型的电动执行器力矩控制机构的优点和积极效果在于：

由电机输入的扭矩直接传递给行星齿轮传动系统中的外齿轮圈，而外齿轮圈受到弹簧力矩测量机构中滑块的约束不能自由转动，只能转过一个小的角度，同时滑块在其轴上移动而压缩弹簧，这样弹簧的压缩量表达了电机的扭矩；因为限位开关驱动杆由外齿轮圈带动，其行程与弹簧的压缩量相同，所以电机的扭矩便以限位开关驱动杆的行程表达出来，而限位开关驱动杆的另一端与限位开关配合工作。故本实用新型中通过选择适当的弹簧模量，设定合适的开关位置即可实现对一定扭矩的自动控制。同时通过改变弹簧模量即可很方便地改变扭矩的控制范围。行星齿轮传动系统具有较高的传动精度，所以本实用新型的电动执行器力矩控制机构的灵敏度高，安全可靠性高。

通过以下参照附图对优选实施例的说明，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1是安装本实用新型的力矩控制机构的电动执行器的结构示意图；

图2是图1所示的电动执行器的分解结构示意图；

图3是本实用新型的力矩控制机构的分解结构示意图。

其中的附图标记：1.壳体；2.蜗轮；3.蜗杆；4.电机；5.行星轮中心架；6.中心齿轮；7.外齿轮圈；8.轴；9.滑块；10.弹簧；11.螺母；12.限位凸台；13.凸块；14.限位开关驱动杆；15.限位开关。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。

如图1、图2和图3所示，电动执行器包括壳体1、安装在壳体1内的蜗轮2以及本实用新型的力矩控制机构。其中的力矩控制机构包括安装在电动执行器的壳体1内与蜗轮2配合工作的蜗杆3，以及行星齿轮传动系统、弹簧力矩测量机构、电机4和限位开关驱动杆14。其中，行星齿轮传动系统包括通过键连接在蜗杆3端部的行星轮中心架5、安装在行星轮中心架5上的三个结构相同的中心齿轮6及与三个中心齿轮6啮合的外齿轮圈7。弹簧力矩测量机构包括安装在电动执行器壳体1上的轴8、可滑动安装在轴8上的滑块9、套装在轴8上并位于滑块9两侧的两根弹簧10，弹簧10的另一端由两个螺母11固定到轴8上。电机4的输出轴17上安装有与3个中心齿轮6啮合的传动齿轮(图中未示出)。在滑块9上设有限位凸台12，外齿轮圈7上设有与凸台12相匹配的限位凹槽。限位开关驱动杆14的下端设有与其一体的凸块13，外齿轮圈7侧面设有与凸块13相匹配的豁口。限位开关驱动杆14的上端与限位开关15配合工作。

本实用新型中，根据行星齿轮传动系统有两个自由度的特点，当电机4转动时，行星齿轮中心架5和齿轮外圈7同时转动。如果约束其中的一个，动力即可传递给另一个。因此根据力学原理，约束一个自由度的力应该等于另一个自由度所受到的阻力。

当行星轮中心架5和齿轮外圈7均不受约束时：启动电机4，其输出输17带动3个中心齿轮6转动，进一步带动外齿轮圈7转动，同时通过3个中心齿轮6带动行星轮中心架5转动，固定连接在行星轮中心架5的蜗杆3转动，从而与蜗杆3啮合的蜗轮2随之转动，实现扭矩输出。

当将弹簧力矩测量机构中的滑块9上的凸台12嵌在行星齿轮传动系统中的齿轮外圈7的限位凹槽内而约束齿轮外圈7的转动时，滑块9对弹簧10所施加的力等于行星轮中心架5受到的阻力。因为行星轮中心架5是和蜗轮蜗杆传动副中的蜗杆3直接连接的，因此间接地反映了蜗轮2(输出端)受到的阻力；弹簧10的压缩量反映出行星轮中心架5所受阻力的大小。

限位开关驱动杆14下端部的凸块13配合在齿轮外圈7侧面的豁口内，故限位开关驱动杆14的位移量与弹簧10的位移量是相等的。因此选择适当的弹簧模量和适当的限位开关位置，即可实现对一定扭矩的自动控制，弹簧模量和限位开关位置的选择可以根据具体的设计要求由本领域的普通技术人员轻松完成。

虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种电动执行器力矩控制机构，包括电动执行器壳体(1)、安装在所述壳体(1)内的蜗杆(3)以及电机(4)，其特征在于还包括行星齿轮传动系统、弹簧力矩测量机构和限位开关驱动杆(14)，其中所述行星齿轮传动系统包括安装在蜗杆(3)端部的行星轮中心架(5)、安装在所述行星轮中心架(5)上的3个结构相同中心齿轮(6)及与3个中心齿轮(6)啮合的外齿轮圈(7)；所述弹簧力矩测量机构包括安装在所述壳体(1)上的轴(8)、滑动安装在轴(8)上的滑块(9)、套装在所述轴(8)上并位于所述滑块(9)两侧的两根弹簧(10)；所述电机(4)的输出轴(17)上安装有与所述3个中心齿轮(6)啮合的传动齿轮；在所述滑块(9)上设有限位凸台(12)，外齿轮圈(7)上设有与凸台(12)相匹配的限位凹槽；所述限位开关驱动杆(14)上设有凸块(13)，所述外齿轮圈(7)侧面设有与凸块(13)相匹配的豁口，所述限位开关驱动杆(14)的上端与电动执行器的限位开关(15)配合工作。

2.如权利要求1所述的电动执行器力矩控制机构，其特征在于所述凸块(13)与所述限位开关驱动杆(14)一体结构，并设置在限位开关驱动杆(14)的下端部。

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