CN207584141U - 电动执行装置的连杆框架式手切换机构 - Google Patents

Abstract

电动执行装置的连杆框架式手切换机构。涉及电动执行装置，尤其涉及电动执行装置中的一种连杆框架式手切换机构。提供了一种结构紧凑、性能稳定、手电动切换便捷的电动执行装置的连杆框架式手切换机构。所述电动执行装置包括本体、电机、齿轮A、齿轮B、蜗杆轴、离合器和减速机构。本实用新型具有结构紧凑、性能稳定、手电动切换便捷等特点。

Description

电动执行装置的连杆框架式手切换机构

技术领域

本实用新型涉及电动执行装置，尤其涉及电动执行装置中的一种连杆框架式手切换机构。

背景技术

在电动执行机构中，手切换机构一般为不可或缺的部件。在外界电源突然失效或阀门卡死等紧急的情况下，需要使用手切换机构使电动装置迅速由电动状态切换为手动状态，并手动操作实现阀门的启、闭；在电源恢复后，又需要通过手切换机构使其由电动状态自动恢复至手动状态，正常工作。手电动切换机构应能使手动和电动两种状态完全分离，安全可靠。目前，常用的手切换机构切换力大，结构复杂，可靠性低，性能不稳定，无电动挂锁功能等问题。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种结构紧凑、性能稳定、手电动切换便捷的电动执行装置的连杆框架式手切换机构。

本实用新型的技术方案是：所述电动执行装置包括本体、电机、齿轮A、齿轮B、蜗杆轴、离合器和减速机构；所述蜗杆轴竖向活动设置在所述本体上，所述离合器固定套设在所述蜗杆轴上，其底面设有固定连接的下端爪；所述齿轮B套设在所述蜗杆轴上，其顶面设有与所述下端爪适配的卡槽；所述齿轮A活动设置在所述本体上，与所述齿轮B相啮合，所述齿轮A通过电机带动旋转；

所述连杆框架式手切换机构包括手切换机构和手动部件；

所述手切换机构包括传动机构、滑块和框架机构；

所述本体上设有一对导向槽，所述滑块水平设置在所述导向槽内，其顶面的一端设有固定连接的传力销，另一端通过连杆与所述框架机构活动连接；所述传动机构连接在所述传力销上，通过所述传动机构的运动实现所述滑块的水平方向的位移；

所述手动部件包括手轮、手轮底座和压簧；所述手轮底座活动设置在所述本体内，位于所述手切换机构的一侧，其顶端从所述本体的顶部伸出，与所述手轮固定连接；所述手轮底座的底部设有腔体，所述蜗杆轴的顶部设置在所述腔体内；所述压簧设置在所述腔体内，位于所述手轮底座与离合器之间，所述压簧的长度大于所述腔体的高度；所述手轮底座、蜗杆轴和离合器同轴设置；所述离合器与手轮底座之间通过一对相啮合的连接爪连接；

所述框架机构包括吊架和框架，所述框架设置在所述离合器的底部，其一端通过连杆与所述滑块活动连接；所述框架的另一端活动连接在所述吊架的底部，所述吊架的顶部固定设置在所述本体内，位于所述手切换机构与手动部之间；所述框架的顶部的中间位置设有支撑离合器上下运动的弧形凸起。

所述传动机构包括手柄和切换块；所述本体上设有切换孔，手柄上设有向下延伸的伸入端，所述伸入端通过切换孔与所述切换块固定连接；所述切换块上设有凸轮槽，所述传力销设置在所述凸轮槽内，所述滑块通过凸轮槽的旋转在所述导向槽内直线运动。

所述切换块通过拉簧恢复原位，所述拉簧的一端通过拉簧孔与所述切换块固定连接，另一端固定连接在所述本体上。

所述本体的外侧设有锁孔，所述锁孔位于手柄换挡的行程之间。

所述传动机构包括推杆，所述推杆固定连接在所述传力销上，所述推杆与所述滑块相平行。

所述滑块的底部设有直立杆机构；所述直立杆机构包括直立杆和弹簧板；

所述直立杆的一侧设有与所述齿轮B适配的齿端，另一侧分别设有凸台和销轴；所述销轴固定设置在所述直立杆的顶面，所述滑块上设有与所述销轴适配的小孔；所述凸台设置在所述直立杆的底面；所述凸台的两侧设有适配的导向销，所述导向销固定连接在所述本体上的；所述弹簧板竖向设置在所述凸台与滑块之间，所述滑块的底面设有一对固定设置的凸缘，所述弹簧板设置在所述直立杆与一对凸缘之间。

所述框架上的弧形凸起为两个，分别对称设置在所述框架宽度方向的两侧。

所述离合器的顶部设有水平方向向外延伸的凸块，所述弧形凸起与所述凸块接触。

本实用新型通过手切换机构实现离合器向上运动，与手轮底座连接，通过手轮的旋转带动蜗杆轴的旋转。当由电动切换为手动时，转动手柄，带动切换块转动，切换块通过凸轮槽带动传力销运动，随即驱动滑块沿着导向槽向右作直线运动，连杆随之逆时针摆动，此时由于吊架的支点作用，迫使框架绕着支点顺时针转动，框架的左端向上运动，推动离合器沿着蜗杆轴轴线向上移动，直至离合器上端的爪与手轮座爪啮合，切换动作完成后，拉簧上的恢复力迫使手柄恢复；与此同时直立杆随着滑块向右平行移动，由于本体上设计的导向销的限制，使直立杆绕滑块下端小孔轴线旋转，其矩形顶角边压迫弹簧板，使弹簧板逐步变形为弧形状，当矩形顶角边转到其最大半径点与弹簧板相切时，产生最大的弹簧恢复力，继续转动当顶角边滑过其最大半径点的瞬间，弹簧板积蓄的恢复力迅速释放，推动直立杆快速旋转并站立，此时弹簧板恢复为近似平面状，保证直立杆直立状态，同时直立杆前端局部齿轮与齿轮B啮合，从而使整个手切换装置锁定于手动状态；此时，转动手轮带动手轮底座转动，手轮底座通过爪带动离合器转动，离合器通过花键带动蜗杆轴转动，将转矩传递至下级减速机构，从而实现手动驱动阀门的目的。本实用新型具有结构紧凑、性能稳定、手电动切换便捷等特点。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的结构原理图；

图3是图1中切换块的结构示意图；

图4是图1中直立杆机构的结构示意图；

图5是图1中直立杆机构的运动状态结构示意图；

图中1是本体，11是导向槽，12是切换孔，13是锁孔，

21是电机，22是齿轮A，23是齿轮B，231是卡槽，24是蜗杆轴，25是离合器，251是下端爪，252是凸块，26是减速机构，

3是手切换机构， 31是传动机构，311是手柄，312是切换块，3121是拉簧孔，3122是凸轮槽，33是拉簧，

34是滑块，341是传力销，342是凸缘，

35是框架机构，351是吊架，352是框架，3521是弧形凸起，353是连杆，

4是手动部件，41是手轮，42是手轮底座，43是压簧，421是腔体，

5是直立杆机构，51是直立杆，511是齿端，512是凸台，513是销轴，52是弹簧板，53是导向销。

具体实施方式

实施例一

本实施例如图1-5所示，所述电动执行装置包括本体1、电机21、齿轮A22、齿轮B23、蜗杆轴24、离合器25和减速机构26；所述蜗杆轴24竖向活动设置在所述本体1上，所述离合器25固定套设在所述蜗杆轴24上，齿轮B23与蜗杆轴24的外壁之间设有间距，其底面设有固定连接的下端爪251；所述齿轮B23套设在所述蜗杆轴24上，其顶面设有与所述下端爪251适配的卡槽231；所述齿轮A22活动设置在所述本体1上，与所述齿轮B23相啮合，所述齿轮A22通过电机21带动旋转；

齿轮B23安装在蜗杆轴24上，齿轮B23其表面有两个卡槽231，与离合器25的下端爪251连接；电机21驱动齿轮A22旋转，齿轮A22与齿轮B23啮合，齿轮B23将旋转力传递给离合器25，最终实现电动操作阀门。

所述连杆框架式手切换机构包括手切换机构3和手动部件4；

所述手切换机构3包括传动机构31、滑块34和框架机构35；

所述本体1上设有一对导向槽11，导向槽1111对称设置，所述滑块34水平设置在所述导向槽11内，其顶面的一端设有固定连接的传力销341，另一端通过连杆353与所述框架机构35活动连接；所述传动机构31连接在所述传力销341上，通过所述传动机构31的运动实现所述滑块34的水平方向的位移；

滑块34安装于本体1上设计的导向槽11中，使得滑块34的直线运动具有确定的轨迹，滑块34的一端通过铰链与连杆353连接，另一端设有传力销341，传力销341安装于切换块312上设有的凸轮槽3122中，加上导向槽11的作用，可将切换块312的旋转运动转化为滑块34的直线运动。

所述手动部件4包括手轮41、手轮底座42和压簧43；所述手轮底座42活动设置在所述本体1内，位于所述手切换机构3的一侧，其顶端从所述本体1的顶部伸出，与所述手轮41固定连接；所述手轮底座42的底部设有腔体421，所述蜗杆轴24的顶部设置在所述腔体421内；所述压簧设置在所述腔体421内，位于所述手轮底座42与离合器25之间，所述压簧的长度大于所述腔体421的高度；所述手轮底座42、蜗杆轴24和离合器25同轴设置；所述离合器25与手轮底座42之间通过一对相啮合的连接爪连接；离合器25的顶面上设有连接爪B，所述手轮底座42与所述离合器25的连接面上设有与所述连接爪B适配的连接爪A；

压簧43安装在手轮底座42与所述离合器25之间，其外圈套安装于轮底座的腔体421中，并设计有间隙，为压簧43的运动作导向作用；手动时，压簧43被压缩，可积蓄足够的恢复力，当恢复电动状态的瞬间，压簧43释放，其恢复力用于使离合器25、框架352和连杆353快速复位；

手轮底座42安装在本体1内，外端与手轮41通过方隼联接；离合器25上设有一对对称设置的连接爪，与手轮底座42相连；手动操作时，手轮41驱动手轮底座42转动，并通过连接爪带动离合器25转动，离合器25依次带动蜗杆轴24转动、下级减速机构26，从而实现手动操作阀门。

所述框架机构35包括吊架351和框架352，所述框架352设置在所述离合器25的底部，其一端通过连杆353与所述滑块34活动连接；所述框架352的另一端活动连接在所述吊架351的底部，所述吊架351的顶部固定设置在所述本体1内，位于所述手切换机构3与手动部之间；所述框架352的顶部的中间位置设有支撑离合器25上下运动的弧形凸起3521。

所述吊架351固定在本体1上，其下端设有铰链，用于连接框架352的一端，作为其支点；框架352设计为椭圆环状，在其上端面设计有弧形凸起3521，支撑着离合器25。所述连杆353的两端通过铰链分别与框架352和滑块34相连。

所述传动机构31包括手柄311和切换块312；所述本体1上设有切换孔12，手柄311上设有向下延伸的伸入端，所述伸入端通过切换孔12与所述切换块312固定连接；手柄311呈L型，其一端通过本体1上的切换孔12与切换块312的顶面固定连接；所述切换块312上设有凸轮槽3122，所述传力销341设置在所述凸轮槽3122内，所述滑块34通过凸轮槽3122的旋转在所述导向槽11内直线运动。

手柄311安装于本体1的切换孔12中，其通过呈扇形的手柄311孔与切换块312连接，将手柄311的旋转运动传递给切换块312。

所述切换块312通过拉簧33恢复原位，所述拉簧33的一端通过拉簧33孔3121与所述切换块312固定连接，另一端固定连接在所述本体1上。

切换块312上设有拉簧33孔3121、凸轮槽3122和用于连接手柄311的扇形手柄孔，凸轮槽3122与传力销341相配合，用于将切换块312的运动传递给滑块34，拉簧孔3121用于与拉簧33的连接；拉簧33一端固定在本体1上，另一端与切换块312上的拉簧孔3121连接，用于切换块312的复位。

所述本体1的外侧设有锁孔13，所述锁孔13位于手柄311换挡的行程之间。

本体1的边缘设计有锁孔13，当手柄311工作复位后，挂锁安装在锁孔13中，达到固定手柄311的目的，避免电动时误操作手动切换机构的风险，其安全性能高。

所述滑块34的底部设有直立杆机构5；所述直立杆机构5包括直立杆51和弹簧板52；

所述直立杆51的一侧设有与所述齿轮B23适配的齿端511，另一侧分别设有凸台512和销轴513；所述销轴513固定设置在所述直立杆51的顶面，所述滑块34上设有与所述销轴513适配的小孔；所述凸台512设置在所述直立杆51的底面；所述凸台512的两侧设有适配的导向销53，所述导向销53固定连接在所述本体1上的；所述弹簧板52竖向设置在所述凸台512与滑块34之间，所述滑块34的底面设有一对固定设置的凸缘342，所述弹簧板52设置在所述直立杆51与一对凸缘342之间。

图5中实线部分表示直立杆51锁定手动状态的结构示意图，虚线表示锁定电动状态的机构示意图；直立杆51上端设有销轴513，其安装于滑块34下端小孔中，使得直立杆51可以绕着小孔的轴线作旋转运动，同时能随着滑块34作直线平移；直立杆51上还设有凸台512，直立杆51呈矩形。直立杆51的前端设计为局部齿轮，与齿轮B23啮合；凸台512、滑块34和一对凸缘342形成安装弹簧板52的卡槽231腔，防止其弹性变形过程中弹出；所述弹簧板52与直立杆51之间安装距离设计成合适的尺寸，使得直立杆51旋转时其顶边能够滑过其最大半径点，同时在其最大半径点时能产生合适的弹簧力，该用于使直立杆51保持直立和复位（倒下）两种状态，同时具备使直立杆51快速直立和复位功能；此外，为使手动时直立杆51能顺利站立，在本体1上设计了导向销53，保证直立杆51随滑块34移动时能向站立的位置旋转，由于电动执行机构有正、反两种旋转方式，故直立杆51也存在两个不同方向倒下的状况，为使切换为手动时直立杆51均能站立，因此在直立杆51的两边均设计有导向销53。

所述框架352上的弧形凸起3521为两个，分别对称设置在所述框架352宽度方向的两侧。用于支撑离合器25上下运动，减少离合器25和框架352的摩擦力；框架352中间设置有通孔，用于离合器25的通过安装。

所述离合器25的顶部设有水平方向向外延伸的凸块252，所述弧形凸起3521与所述凸块252接触。

凸块252降低了离合器25设计的高度，降低加工材料成本，提高了离合器25上下运动的稳定性能。

本实用新型包含一种手、电动状态相互切换的方法，具体实施过程为：

1）当由电动切换为手动时，转动手柄311，带动切换块312转动，切换块312通过凸轮槽3122带动传力销341运动，随即驱动滑块34沿着导向槽11向右作直线运动，连杆353随之逆时针摆动，此时由于吊架351的支点作用，迫使框架352绕着支点顺时针转动，框架352的左端向上运动，推动离合器25沿着蜗杆轴24轴线向上移动，直至离合器25上端的爪与手轮底座42爪啮合，切换动作完成后，拉簧33上的恢复力迫使手柄311恢复；与此同时直立杆51随着滑块34向右平行移动，由于本体1上设计的导向销53的限制，使直立杆51绕滑块34下端小孔轴线旋转，其矩形顶角边压迫弹簧板52，使弹簧板52逐步变形为弧形状，当矩形顶角边转到其最大半径点与弹簧板52相切时，产生最大的弹簧恢复力，继续转动当顶角边滑过其最大半径点的瞬间，弹簧板52积蓄的恢复力迅速释放，推动直立杆51快速旋转并站立，此时弹簧板52恢复为近似平面状，保证直立杆51直立状态，同时直立杆51前端局部齿轮与齿轮B23啮合，从而使整个手切换装置锁定于手动状态；此时，转动手轮41带动手轮底座42转动，手轮底座42通过爪带动离合器25转动，离合器25通过花键带动蜗杆轴24转动，将转矩传递至下级减速机构26，从而实现手动驱动阀门的目的。

2）当外界电源恢复时，电动装置将由手动状态恢复为电动状态，此时电机21开始转动，齿轮A22和齿轮B23随即转动，齿轮B23带动直立杆51转动，与上述类似，直立杆51的矩形顶角边压迫弹簧板52，使弹簧板52逐步变形为弧形状，当矩形顶角边转到其最大半径点与弹簧板52相切时，产生最大的弹簧恢复力，继续转动当矩形顶角边滑过其最大半径点的瞬间，弹簧板52积蓄的恢复力迅速释放，推动直立杆51快速旋转并倒下，此时弹簧板52恢复为近似平面状，使直立杆51保持复位（倒下）状态，从而电动装置锁定为电动状态，且能保证手动状态和电动状态的完全分离；与之同时，在压簧43的恢复力的压迫作用下，所述离合器25、框架352和滑块34快速复位，离合器25的下端爪251与齿轮B23上的卡槽231啮合（可能出现离合器25下端爪251与齿轮B23不是正好啮合的状态，但随着齿轮B23的继续转动以及压簧43弹簧力的作用，最终会使两组件处于啮合状态），齿轮B23从而带动离合器25转动，离合器25通过花键驱动蜗杆轴24转动，蜗杆轴24将转矩传递至下级减速机，从而实现电动驱动阀门。

实施例二

本实施例是对传动机构31的另一种改进，所述传动机构31包括推杆，所述推杆固定连接在所述传力销341上，所述推杆与所述滑块34相平行。本体1上设有推杆伸入内腔的通孔，在本体1的外侧水平推动推杆，推杆带动传力销341向前移动，从而实现了滑块34的水平方向的滑动。

Claims (8)

1.电动执行装置的连杆框架式手切换机构，所述电动执行装置包括本体、电机、齿轮A、齿轮B、蜗杆轴、离合器和减速机构；所述蜗杆轴竖向活动设置在所述本体上，所述离合器固定套设在所述蜗杆轴上，其底面设有固定连接的下端爪；所述齿轮B套设在所述蜗杆轴上，其顶面设有与所述下端爪适配的卡槽；所述齿轮A活动设置在所述本体上，与所述齿轮B相啮合，所述齿轮A通过电机带动旋转；其特征在于，

所述连杆框架式手切换机构包括手切换机构和手动部件；

所述手切换机构包括传动机构、滑块和框架机构；

所述本体上设有一对导向槽，所述滑块水平设置在所述导向槽内，其顶面的一端设有固定连接的传力销，另一端通过连杆与所述框架机构活动连接；所述传动机构连接在所述传力销上，通过所述传动机构的运动实现所述滑块的水平方向的位移；

所述手动部件包括手轮、手轮底座和压簧；所述手轮底座活动设置在所述本体内，位于所述手切换机构的一侧，其顶端从所述本体的顶部伸出，与所述手轮固定连接；所述手轮底座的底部设有腔体，所述蜗杆轴的顶部设置在所述腔体内；所述压簧设置在所述腔体内，位于所述手轮底座与离合器之间，所述压簧的长度大于所述腔体的高度；所述手轮底座、蜗杆轴和离合器同轴设置；所述离合器与手轮底座之间通过一对相啮合的连接爪连接；

所述框架机构包括吊架和框架，所述框架设置在所述离合器的底部，其一端通过连杆与所述滑块活动连接；所述框架的另一端活动连接在所述吊架的底部，所述吊架的顶部固定设置在所述本体内，位于所述手切换机构与手动部之间；所述框架的顶部的中间位置设有支撑离合器上下运动的弧形凸起。

2.根据权利要求1所述的电动执行装置的连杆框架式手切换机构，其特征在于，所述传动机构包括手柄和切换块；所述本体上设有切换孔，手柄上设有向下延伸的伸入端，所述伸入端通过切换孔与所述切换块固定连接；所述切换块上设有凸轮槽，所述传力销设置在所述凸轮槽内，所述滑块通过凸轮槽的旋转在所述导向槽内直线运动。

3.根据权利要求2所述的电动执行装置的连杆框架式手切换机构，其特征在于，所述切换块通过拉簧恢复原位，所述拉簧的一端通过拉簧孔与所述切换块固定连接，另一端固定连接在所述本体上。

4.根据权利要求2所述的电动执行装置的连杆框架式手切换机构，其特征在于，所述本体的外侧设有锁孔，所述锁孔位于手柄换挡的行程之间。

5.根据权利要求1所述的电动执行装置的连杆框架式手切换机构，其特征在于，所述传动机构包括推杆，所述推杆固定连接在所述传力销上，所述推杆与所述滑块相平行。

6.根据权利要求1所述的电动执行装置的连杆框架式手切换机构，其特征在于，所述滑块的底部设有直立杆机构；所述直立杆机构包括直立杆和弹簧板；

所述直立杆的一侧设有与所述齿轮B适配的齿端，另一侧分别设有凸台和销轴；所述销轴固定设置在所述直立杆的顶面，所述滑块上设有与所述销轴适配的小孔；所述凸台设置在所述直立杆的底面；所述凸台的两侧设有适配的导向销，所述导向销固定连接在所述本体上的；所述弹簧板竖向设置在所述凸台与滑块之间，所述滑块的底面设有一对固定设置的凸缘，所述弹簧板设置在所述直立杆与一对凸缘之间。

7.根据权利要求1所述的电动执行装置的连杆框架式手切换机构，其特征在于，所述框架上的弧形凸起为两个，分别对称设置在所述框架宽度方向的两侧。

8.根据权利要求1或7所述的电动执行装置的连杆框架式手切换机构，其特征在于，所述离合器的顶部设有水平方向向外延伸的凸块，所述弧形凸起与所述凸块接触。