CN216250510U - 一种高精度旋转限位开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度旋转限位开关，包括设置于壳体结构的编码器和限位器，编码器通过第一传动结构与驱动轴相连，第一传动结构包括联动设置于驱动轴上的驱动蜗轮，和与驱动蜗轮啮合的从动蜗轮，以及通过接插结构与从动蜗轮形成同轴联动配合的传动支架，编码器的连接轴安装在传动支架顶端的传动槽结构中，从而将驱动轴的运动通过驱动蜗轮、从动蜗轮、传动支架之间传动配合传递到编码器，这种旋转限位开关的传动结构简单紧凑，减少占用空间，安装起来较为简单方便，也方便编码器的安装更换，降低维护成本，且缩短了传动路径，传动比小，提高编码器测量精度，从而保证数据采集传输的准确性和可靠性，使用性能好。

Description

一种高精度旋转限位开关

技术领域

本实用新型涉及开关结构技术领域，具体涉及一种高精度旋转限位开关。

背景技术

限位开关是利用其触头开、合动作来实现接通或分断控制电路，在电气控制系统中，限位开关的作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际应用中，风力发电机内部通常会设置旋转限位开关，风力发电机在伴风转动过程中会带动内置的线缆一同转动，而旋转限位开关的作用是在风力发电机转动至一定角度时切换电器回路使风力发电机反转从而避免线缆被拧断。

例如中国专利文献CN209447725U公开了一种旋转限位开关，包括上盖体、下盖体、固定板和设置在固定板上端的安装座，安装座上端设有若干上下依次排列的微动开关，每个微动开关连接有一个凸轮，每个凸轮上方连接一个调节蜗杆，微动开关外侧的固定板上连接有电位器或编码器，固定板下方设有第一齿轮体、第二齿轮体、第三齿轮体和第四齿轮体，以及连接第四齿轮体的蜗杆主轴，所述第一齿轮体所述凸轮之间同轴连接，第二齿轮体与第一齿轮体及第三齿轮体啮合，第三齿轮体与电位器或编码器同轴连接；第四齿轮体与所述第二齿轮体同轴连接。

从上述旋转限位开关的结构可以看出，其仍存在以下问题：蜗杆主轴通过第四齿轮、第二齿轮及第三齿轮的传动配合将力和运动传递到编码器的连接轴上，这种传动结构设置复杂，体积大，安装更换都较为不便，设置成本高，以及整个传动路径长，传动比大，会降低编码器测量精度，从而影响产品数据采集的准确性和可靠性，影响旋转限位开关的使用性能。

实用新型内容

因此，实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中旋转限位开关的传动结构设置复杂，安装更换都较为不便，设置成本高，以及传动比大，会降低编码器测量精度，影响旋转限位开关的使用性能的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高精度旋转限位开关，包括壳体结构和转动穿设于所述壳体结构的驱动轴，以及设置于所述壳体结构的编码器和限位器，所述编码器和限位器与所述驱动轴之间分别通过第一传动结构和第二传动结构相连，所述第一传动结构包括：

齿轮组件，包括联动设置于所述驱动轴上的驱动蜗轮，和转动设置在壳体结构上且与所述驱动蜗轮啮合的从动蜗轮；

传动支架，通过接插结构与所述从动蜗轮相连形成同轴联动配合，所述接插结构包括间隔设置在所述从动蜗轮一端上的多个插接凹口，以及对应设置在所述传动支架外周侧壁上且沿传动支架轴向延伸的多个插接凸条，多个插接凸条在所述传动支架底端插入所述从动蜗轮端口时卡入到多个插接凹口中；

传动槽结构，设置在所述传动支架顶端，所述编码器具有联动设置于所述传动槽结构中的连接轴。

作为一种优选方案，所述从动蜗轮一端设置有形成在多个插接凹口之间的多个凸起结构，所述传动支架外周侧壁上设置有形成在多个插接凸条之间的键槽结构，多个凸起结构沿所述传动支架和从动蜗轮之间的轴向延伸设定距离，并相匹配插入至所述键槽结构中。

作为一种优选方案，所述壳体结构内设置有圆柱台，以及同轴设置在圆柱台上的定位轴，所述从动蜗轮转动套设于所述圆柱台，所述传动支架底端设有与定位轴转动相连的转动孔，以使所述定位轴穿过从动蜗轮插入所述传动支架的转动孔中。

作为一种优选方案，所述传动槽结构为设置在所述传动支架顶端的多边形凹槽，所述连接轴上设置有匹配嵌合在所述多边形凹槽中呈多边形结构的力矩块。

作为一种优选方案，所述力矩块包括适合所述连接轴穿过的中心通孔，和设置其侧壁上且连通所述中心通孔的至少一个锁紧孔，所述锁紧孔内螺纹连接有对所述连接轴施加紧固力的紧固件；所述力矩块的外形轮廓呈六边形结构。

作为一种优选方案，所述驱动蜗轮的两端沿其轴向延伸成型有圆柱部，所述驱动蜗轮穿设于所述驱动轴上，所述驱动轴与所述圆柱部之间对应成型有连接孔，通过紧固件穿设在所述连接孔中使所述驱动蜗轮与所述驱动轴保持相对位置固定。

作为一种优选方案，所述第二传动结构包括设置在所述驱动轴上的蜗杆部，以及依次由下至上同轴设置的第一齿轮、第二齿轮和第五齿轮，以及同轴联动设置的第三齿轮和第四齿轮，所述第一齿轮与蜗杆部啮合相连，所述第二齿轮与第一齿轮同轴联动设置并与第三齿轮啮合相连，所述第四齿轮与第五齿轮啮合相连，所述第五齿轮上联动设置有用于同轴连接所述限位器的第一安装轴。

作为一种优选方案，所述第四齿轮上联动设置有第二安装轴，所述第二安装轴可用于同轴连接霍尔装置。

作为一种优选方案，所述壳体结构内设置适合容纳所述驱动轴的容置凹槽，所述容置凹槽包括用于安装所述从动蜗轮及传动支架的第一槽区，和用于安装所述第一齿轮的第二槽区，以及用于安装所述第三齿轮的第三槽区。

作为一种优选方案，所述壳体结构内设置有位于所述容置凹槽上方的安装板，所述限位器和编码器固定在所述安装板上，所述限位器包括由多个微动开关叠合组成的开关装置，以及由与微动开关数量相等的多个凸轮叠合组成的凸轮装置，所述凸轮装置的传动轴与所述第一安装轴相连，多个凸轮在转动过程中分别对应触发多个微动开关。

本实用新型技术方案相比现有技术具有如下优点：

1.本实用新型提供的高精度旋转限位开关中，由驱动蜗轮、从动蜗轮、传动支架相连组成了第一传动结构，在安装过程中，将传动支架插入从动蜗轮的端口时带动多个插接凸条对应卡入到多个插接凹口中，通过插接凸条与插接凹口的定位配合实现传动支架与从动蜗轮的同轴联动配合，只要将编码器的连接轴安装到所述传动支架顶端的传动槽结构中，即可实现将驱动轴的运动通过驱动蜗轮、从动蜗轮、传动支架之间的传动配合传递到编码器的连接轴上，通过编码器将角位移转换为电信号输出，采用本方案设计的传动结构形式简单紧凑，减少占用空间，并简化了安装结构，安装起来较为简单方便，也便于编码器在壳体内的安装更换，有利于降低维护成本，以及缩短整个传动路径，传动比小，提高编码器测量精度，从而保证数据采集传输的准确性和可靠性，这种旋转限位开关的控制精度高，使用性能好，用于对风力发电机起到行程限位保护作用。

2.本实用新型提供的高精度旋转限位开关中，根据在多个插接凸条之间形成有多个键槽结构，以及在多个插接凹口之间形成有多个凸起结构，这种结构设置，当传动支架的多个插接凸条插入到从动蜗轮的多个插接凹口时，同步的使多个凸起结构对应插入多个键槽结构中，有利于增大传动支架与从动蜗轮之间的安装接触面，从而将所述传动支架与所述从动蜗轮沿二者轴向可靠的组装成一个整体结构，安装结构强度大，传动受力稳定性好，能够承受较大扭矩作用，组装简单方便，提高安装效率。

3.本实用新型提供的高精度旋转限位开关中，根据所述传动槽结构为多边形凹槽设计，通过在连接轴上设置一个多边形结构的力矩块，将多边形力矩块相匹配安装在所述传动槽结构中，使传动槽结构随传动支架转动时带动多边形力矩块一同转动，从而起到在传动槽结构与连接轴之间传递扭矩的作用，具体的，该传动槽结构优选为内六角凹槽，对应的多边形力矩块优选为六边形力矩块，通用性好，组装方便快捷。

4.本实用新型提供的高精度旋转限位开关中，通过在第五齿轮和第四齿轮上分别联动设置第一安装轴和第二安装轴，以及在第一安装轴和第二安装轴上均设置有安装孔，这种结构设置，只要将限位器同轴连接在第一安装轴上即可实现与第五齿轮之间的传动配合，也可以选择在第二安装轴上同轴安装霍尔装置，实现霍尔装置与第四齿轮之间的传动配合，这种安装结构简单，对于限位器及霍尔装置的安装维护都较为方便，提升产品使用功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的高精度旋转限位开关的结构示意图；

图2为本实用新型的高精度旋转限位开关的平面结构示意图；

图3为本实用新型的编码器与壳体结构的安装结构示意图；

图4为本实用新型的第一传动结构和第二传动结构的结构示意图；

图5为本实用新型的第一传动结构的分体结构示意图；

附图标记说明：1、壳体结构；11、定位轴；2、驱动轴；3、第一传动结构；31、驱动蜗轮；32、从动蜗轮；33、传动支架；34、传动槽结构；35、圆柱部；41、插接凸起；42、插接凹口；43、凸起结构；44、键槽结构；5、编码器；6、力矩块；61、锁紧孔；7、第二传动结构；71、第一齿轮；72、第二齿轮；73、第三齿轮；74、第四齿轮；75、第五齿轮；76、第一安装轴；77、第二安装轴；8、限位器；81、开关装置；82、凸轮装置；9、容置凹槽；91、第一槽区；92、第二槽区；93、第三槽区。

具体实施方式

下面将结合附图对实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

实施例1

本实施例提供如图1-5所示的一种高精度旋转限位开关，包括壳体结构1和转动穿设于所述壳体结构1的驱动轴2，以及设置于所述壳体结构1且位于所述驱动轴2上侧的编码器5和限位器8，所述编码器5和限位器8与所述驱动轴2之间分别通过第一传动结构3和第二传动结构7相连，所述第一传动结构3包括：

齿轮组件，包括联动设置于所述驱动轴2上的驱动蜗轮31，和转动设置在壳体结构1上且与所述驱动蜗轮31啮合的从动蜗轮32；

传动支架33，通过接插结构与所述从动蜗轮32相连形成同轴联动配合，所述接插结构包括间隔设置在所述从动蜗轮32一端上的多个插接凹口42，以及对应设置在所述传动支架33外周侧壁上且沿传动支架33轴向延伸的多个插接凸条，多个插接凸条在所述传动支架33底端插入所述从动蜗轮32端口时卡入到多个插接凹口42中；

传动槽结构34，设置在所述传动支架33顶端，所述编码器5具有联动设置于所述传动槽结构34中的连接轴。

上述实施方式是本实施例的核心技术方案，根据驱动蜗轮31、从动蜗轮32、传动支架33相连组成了第一传动结构3，在安装过程中，将传动支架33插入从动蜗轮32的端口时带动多个插接凸条对应卡入到多个插接凹口42中，通过插接凸条与插接凹口42的定位配合实现传动支架33与从动蜗轮32的同轴联动配合，只要将编码器5的连接轴安装到所述传动支架33顶端的传动槽结构34中，即可实现将驱动轴2的运动通过驱动蜗轮31、从动蜗轮32、传动支架33之间的传动配合传递到编码器5的连接轴上，通过编码器5将角位移转换为电信号输出，采用本方案设计的传动结构形式简单紧凑，减少占用空间，并简化了安装结构，安装起来较为简单方便，也便于编码器5在壳体内的安装更换，有利于降低维护成本，且缩短整个传动路径，传动比小，提高编码器测量精度，从而保证数据采集传输的准确性和可靠性，这种旋转限位开关的控制精度高，使用性能好，用于对风力发电机起到行程限位保护作用。

作为一种优选实施方式，所述从动蜗轮32一端设置有形成在多个插接凹口42之间的多个凸起结构43，所述传动支架33外周侧壁上设置有形成在多个插接凸条之间的键槽结构44，多个凸起结构43沿所述传动支架33和从动蜗轮32之间的轴向延伸设定距离，并相匹配插入至所述键槽结构44中，其中，所述插接凹口42和凸起结构43分别设置三个，以及所述插接凸条和键槽结构44分别对应设置三个，通过上述结构可知，当传动支架33的三个插接凸条插入到从动蜗轮32的三个插接凹口42时，同步的会使三个凸起结构43对应插入三个键槽结构44中，有利于增大传动支架33与从动蜗轮32之间的安装接触面，从而将所述传动支架33与所述从动蜗轮32沿二者轴向可靠的组装成一个整体结构，安装结构强度大，传动受力稳定性好，能够承受较大扭矩作用，组装简单方便，提高安装效率。

如图4所示，所述驱动蜗轮31的两端沿其轴向延伸成型有圆柱部35，所述驱动蜗轮31穿设于所述驱动轴2上，所述驱动轴2与所述圆柱部35之间对应成型有连接孔，通过紧固件穿设在所述连接孔中使所述驱动蜗轮31与所述驱动轴2保持相对位置固定，该紧固件为穿设在连接孔中的顶丝，以实现所述驱动蜗轮31与驱动轴2的联动配合。

如图3-4所示，所述壳体结构1内设置有圆柱台，以及同轴设置在圆柱台上的定位轴11，所述从动蜗轮32转动套设于所述圆柱台，所述传动支架33底端设有与定位轴11转动相连的转动孔，以使所述定位轴11穿过从动蜗轮32插入所述传动支架33的转动孔中，以及这样设置实现所述从动蜗轮32与所述传动支架33之间的同轴连接，且二者通过插接凸条和插接凹口42配合下形成联动关系，因此，当所述从动蜗轮32环受驱动绕所述圆柱台旋转时，同步带动所述传动支架33绕所述定位轴11转动，进而通过传动槽结构34带动所述编码器5的连接轴同向转动。

为了可靠实现所述连接轴与传动支架33之间的传动配合，结合图4-5所示，所述传动槽结构34为设置在所述传动支架33顶端的多边形凹槽，所述连接轴上设置有匹配嵌合在所述多边形凹槽中呈多边形结构的力矩块6，具体的，所述传动槽结构34优选为内六角凹槽，对应的，所述力矩块6的外形轮廓呈六边形结构，使所述力矩块6与传动槽结构34匹配安装后可用于传递来自所述传动支架33的扭矩。其中，所述力矩块6包括适合所述连接轴穿过的中心通孔，和设置其侧壁上且连通所述中心通孔的至少一个锁紧孔61，所述锁紧孔61内螺纹连接有对所述连接轴施加紧固力的紧固件；这种结构设置，将连接轴穿入到力矩块6的中心通孔后，通过拧紧所述紧固件对所述连接轴施加挤压力，从而对穿设于中心通孔内的连接轴起到限位锁紧作用，保证多边形力矩块6可靠安装固定在所述连接轴上，安装稳定性好。

下面结合图2-4对第二传动结构7的具体设置方式作详细说明：

所述第二传动结构7包括设置在所述驱动轴2上的蜗杆部，以及依次由下至上同轴设置的第一齿轮71、第二齿轮72和第五齿轮75，以及同轴联动设置的第三齿轮73和第四齿轮74，所述第一齿轮71与蜗杆部啮合相连，所述第二齿轮72与第一齿轮71同轴联动设置并与第三齿轮73啮合相连，所述第四齿轮74与第五齿轮75啮合相连，所述第五齿轮75上联动设置有用于同轴连接所述限位器8的第一安装轴76，该第一安装轴上设有内六角结构的安装孔，其中，所述壳体结构1内设置适合容纳所述驱动轴2的容置凹槽9，所述容置凹槽9包括用于安装所述从动蜗轮32及传动支架33的第一槽区91，和用于安装所述第一齿轮71的第二槽区92，以及用于安装所述第三齿轮73的第三槽区93，这种结构设置，只要将限位器8同轴连接在第一安装轴上即可实现与第五齿轮75之间的传动配合，通过多组齿轮之间的传动配合是满足了限位器的传动比要求，将所述驱动轴的力和运动通过第一齿轮依次传递至第五齿轮75上，从而带动限位器8的传动轴实现转动，符合所述限位器8的传动要求。

作为一种具体结构设置，所述壳体结构1内设置有位于所述容置凹槽9上方的安装板，所述限位器8和编码器5固定在所述安装板上并位于所述驱动轴2上方，所述限位器8包括由多个微动开关叠合组成的开关装置81，以及由与微动开关数量相等的多个凸轮叠合组成的凸轮装置82，所述凸轮装置82的传动轴与所述第一安装轴76相连，多个凸轮在转动过程中分别对应触发多个微动开关。

如图4所示，所述第四齿轮74上联动设置有第二安装轴77，所述第二安装轴77可用于同轴连接霍尔装置，实现霍尔装置与第四齿轮74之间的传动配合，根据上述结构可知，通过在所述第一安装轴76和第二安装轴77上均设置有内六角结构的安装孔，可实现所述限位器8及霍尔装置在第一安装轴76和第二安装轴77上的快速安装，这种安装结构简单，对于所述限位器8及霍尔装置的安装维护都较为方便，提升产品使用功能。在本实施例中，用户可根据实际需要任意选择安装所述编码器5或霍尔装置，即在不安装编码器5的情况下，可以选择在第二安装轴77上同轴安装霍尔装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高精度旋转限位开关，包括壳体结构(1)和转动穿设于所述壳体结构(1)的驱动轴(2)，以及设置于所述壳体结构(1)的编码器(5)和限位器(8)，所述编码器(5)和限位器(8)与所述驱动轴(2)之间分别通过第一传动结构(3)和第二传动结构(7)相连，其特征在于，所述第一传动结构(3)包括：

齿轮组件，包括联动设置于所述驱动轴(2)上的驱动蜗轮(31)，和转动设置在壳体结构(1)上且与所述驱动蜗轮(31)啮合的从动蜗轮(32)；

传动支架(33)，通过接插结构与所述从动蜗轮(32)相连形成同轴联动配合，所述接插结构包括间隔设置在所述从动蜗轮(32)一端上的多个插接凹口(42)，以及对应设置在所述传动支架(33)外周侧壁上且沿传动支架(33)轴向延伸的多个插接凸条，多个插接凸条在所述传动支架(33)底端插入所述从动蜗轮(32)端口时卡入到多个插接凹口(42)中；

传动槽结构(34)，设置在所述传动支架(33)顶端，所述编码器(5)具有联动设置于所述传动槽结构(34)中的连接轴。

2.根据权利要求1所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述从动蜗轮(32)一端设置有形成在多个插接凹口(42)之间的多个凸起结构(43)，所述传动支架(33)外周侧壁上设置有形成在多个插接凸条之间的键槽结构(44)，多个凸起结构(43)沿所述传动支架(33)和从动蜗轮(32)之间的轴向延伸设定距离，并相匹配插入至所述键槽结构(44)中。

3.根据权利要求2所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述壳体结构(1)内设置有圆柱台，以及同轴设置在圆柱台上的定位轴(11)，所述从动蜗轮(32)转动套设于所述圆柱台，所述传动支架(33)底端设有与定位轴(11)转动相连的转动孔，以使所述定位轴(11)穿过从动蜗轮(32)插入所述传动支架(33)的转动孔中。

4.根据权利要求3所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述传动槽结构(34)为设置在所述传动支架(33)顶端的多边形凹槽，所述连接轴上设置有匹配嵌合在所述多边形凹槽中呈多边形结构的力矩块(6)。

5.根据权利要求4所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述力矩块(6)包括适合所述连接轴穿过的中心通孔，和设置其侧壁上且连通所述中心通孔的至少一个锁紧孔(61)，所述锁紧孔(61)内螺纹连接有对所述连接轴施加紧固力的紧固件；所述力矩块(6)的外形轮廓呈六边形结构。

6.根据权利要求1所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述驱动蜗轮(31)的两端沿其轴向延伸成型有圆柱部(35)，所述驱动蜗轮(31)穿设于所述驱动轴(2)上，所述驱动轴(2)与所述圆柱部(35)之间对应成型有连接孔，通过紧固件穿设在所述连接孔中使所述驱动蜗轮(31)与所述驱动轴(2)保持相对位置固定。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述第二传动结构(7)包括设置在所述驱动轴(2)上的蜗杆部，以及依次由下至上同轴设置的第一齿轮(71)、第二齿轮(72)和第五齿轮(75)，以及同轴联动设置的第三齿轮(73)和第四齿轮(74)，所述第一齿轮(71)与蜗杆部啮合相连，所述第二齿轮(72)与第一齿轮(71)同轴联动设置并与第三齿轮(73)啮合相连，所述第四齿轮(74)与第五齿轮(75)啮合相连，所述第五齿轮(75)上联动设置有用于同轴连接所述限位器(8)的第一安装轴(76)。

8.根据权利要求7所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述第四齿轮(74)上联动设置有第二安装轴(77)，所述第二安装轴(77)可用于同轴连接霍尔装置。

9.根据权利要求7所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述壳体结构(1)内设置适合容纳所述驱动轴(2)的容置凹槽(9)，所述容置凹槽(9)包括用于安装所述从动蜗轮(32)及传动支架(33)的第一槽区(91)，和用于安装所述第一齿轮(71)的第二槽区(92)，以及用于安装所述第三齿轮(73)的第三槽区(93)。

10.根据权利要求9所述的高精度旋转限位开关，其特征在于：所述壳体结构(1)内设置有位于所述容置凹槽(9)上方的安装板，所述限位器(8)和编码器(5)固定在所述安装板上，所述限位器(8)包括由多个微动开关叠合组成的开关装置(81)，以及由与微动开关数量相等的多个凸轮叠合组成的凸轮装置(82)，所述凸轮装置(82)的传动轴与所述第一安装轴(76)相连，多个凸轮在转动过程中分别对应触发多个微动开关。

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