CN217559144U - 一种具备自锁功能的执行器传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具备自锁功能的执行器传动装置，包括输出轴、转轴、电动传动单元、手动传动单元和行星轮组件，所述输出轴上端面设置有旋转的齿圈，所述齿圈内啮合连接所述行星轮组件；所述输出轴顶部同轴固装有所述转轴，所述行星轮组件同轴转动安装在所述转轴上，所述电动传动单元同轴转动安装在所述行星轮组件上方的所述转轴上，所述电动传动单元与所述行星轮组件之间的所述转轴上还同轴转动安装有太阳轮，所述电动传动单元通过所述太阳轮驱动所述行星轮组件运转；所述齿圈外缘连接所述手动传动单元。本实用新型有效确保传动结构连续、稳定运转，操作过程安全可靠，且传动装置结构紧凑，整体结构小巧、实用，成本低廉。

Description

一种具备自锁功能的执行器传动装置

技术领域

本实用新型属于执行器技术领域，尤其是一种具备自锁功能的执行器传动装置。

背景技术

执行器是自动控制系统中必不可少的一个重要组成部分。它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。执行器是自动控制系统中的执行机构和控制阀组合体。它在自动化控制系统中的作用是接受来自调节器或计算机发出的信号，以其在工艺管路的位置和特性，调节工艺介质的流量，从而将被控自动化仪表在生产过程所要求的范围内。

现有的电动执行器通常采用齿轮组的结构进行传动，存在以下技术问题：1、执行器中设置有应急的手动传动机构，齿轮组传动不具备自锁功能，若手动模式下电机运转，容易出现打齿现象，给手动传动带来极大的阻力，导致传动机构卡死，甚至误伤操作人员，给执行器造成损伤的同时也存在极大的安全风险；2、齿轮组传动为满足负载要求，需设计较大尺寸，传动机构占用很大空间，应用场景受尺寸限制，制作成本高昂。

实用新型内容

本实用新型提供一种具备自锁功能的执行器传动装置，以解决现有技术中所存在的上述问题。

本实用新型提供的一种具备自锁功能的执行器传动装置，包括输出轴、转轴、电动传动单元、手动传动单元和行星轮组件，所述输出轴上端面设置有旋转的齿圈，所述齿圈内啮合连接所述行星轮组件，所述行星轮组件用于驱动所述输出轴转动；所述输出轴顶部同轴固装有所述转轴，所述行星轮组件同轴转动安装在所述转轴上，所述电动传动单元同轴转动安装在所述行星轮组件上方的所述转轴上，所述电动传动单元与所述行星轮组件之间的所述转轴上还同轴转动安装有太阳轮，所述电动传动单元通过所述太阳轮驱动所述行星轮组件运转，所述电动传动单元通过电机驱动；所述齿圈外缘连接所述手动传动单元，所述手动传动单元通过所述齿圈驱动所述行星轮组件运转；

电动模式下，所述电动传动单元驱动所述行星轮组件旋转，所述行星轮组件驱动所述输出轴旋转，所述手动传动单元处于自锁状态；

手动模式下，所述手动传动单元驱动所述行星轮组件旋转，所述行星轮组件驱动所述输出轴旋转，所述电动传动单元处于自锁状态。

进一步的，所述行星轮组件包括若干一级行星轮、一级行星架、若干二级行星轮，所述一级行星架同轴转动安装在所述输出轴上端面的所述转轴上，若干所述一级行星轮均安装在所述一级行星架上，所述一级行星轮分别与所述太阳轮和所述齿圈内缘啮合连接，所述一级行星架下方的所述输出轴上端面安装若干所述二级行星轮，所述二级行星轮与所述一级行星架啮合连接。

进一步的，所述电动传动单元包括电动端蜗杆、电动端蜗轮和传动齿轮，所述电动端蜗轮同轴转动安装在所述行星轮组件上方的所述转轴上，所述电动端蜗轮一侧啮合连接所述电动端蜗杆，所述电动端蜗轮通过所述传动齿轮驱动所述太阳轮旋转。

进一步的，所述手动传动单元包括手动端蜗杆和手轮，所述手动端蜗杆啮合安装在所述齿圈一侧，所述手动端蜗杆尾端安装所述手轮。

进一步的，所述输出轴上端部为圆板结构，下端部为一体制出的圆柱结构，所述输出轴底部开设有连接槽，所述连接槽内制有花键。

进一步的，所述一级行星轮为四个，且均匀间隔分布在所述齿圈内的所述一级行星架上；所述二级行星轮为四个，且均匀间隔分布在所述齿圈内的所述输出轴上端面。

进一步的，所述一级行星架上端部为圆板结构，下端部为一体制出的筒状结构，所述一级行星架下端部外缘制有与所述二级行星轮啮合的轮齿。

进一步的，所述电动端蜗轮底端制有连接套筒，所述连接套筒外缘制有与所述传动齿轮啮合的轮齿；所述传动齿轮为双层齿轮结构。

进一步的，所述电动端蜗轮和所述转轴之间安装有轴承。

进一步的，所述电动端蜗杆尾端固装有第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与第二驱动齿轮啮合，所述第二驱动齿轮固装在电机轴上。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本具备自锁功能的执行器传动装置，利用蜗轮蜗杆的自锁功能，确保手动和电动两种传动路径之间互不干扰，电动状态下，手动传动单元在手动端蜗杆和齿圈的自锁作用下保持固定，手动状态下，电动传动单元在电动端蜗轮和电动端蜗杆的自锁作用下保持固定，有效防止出现打齿的情况，避免执行器传动装置卡死，杜绝了操作过程中的安全隐患。

2、本具备自锁功能的执行器传动装置，采用行星轮系使传动装置结构更加紧凑，有效节省了执行器的内部空间，在确保装置负载能力的前提下，极大地缩小了装置尺寸，降低了制作成本，应用场景更加广泛。

3、本具备自锁功能的执行器传动装置中，电动传动单元的电动端蜗轮和太阳轮之间通过传动齿轮进行传动，传动齿轮和太阳轮设计为双齿轮结构，有效提升了传动效率，提高了装置的承载能力。

4、本具备自锁功能的执行器传动装置中，电动端蜗轮与转轴之间安装有轴承，减轻了电动端蜗轮转动的阻力，减小了能量损耗，提高了传动效率。

5、本具备自锁功能的执行器传动装置中，齿圈内均匀布置多个行星轮，行星轮组件受力均匀，确保传动装置稳定运转。

6、本实用新型具有自锁效果，有效确保传动结构连续、稳定运转，操作过程安全可靠，且传动装置结构紧凑，极大地节省了工作空间，整体结构小巧、实用，成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图(手轮未示出)；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型图3中的A-A向剖视图。

图中，1为第一驱动齿轮，2为第二驱动齿轮，3为转轴，4为电动传动单元，5为太阳轮，6为行星轮组件，7为齿圈，8为手动传动单元，9为输出轴，10为轴承，401为电动端蜗杆，402为传动齿轮，403为电动端蜗轮，601为一级行星轮，602为二级行星轮，603为一级行星架，801为手动端蜗杆，901为连接槽，4031为连接套筒。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

本实用新型提供的一种具备自锁功能的执行器传动装置，包括输出轴9，其特征在于，还包括转轴3、电动传动单元4、手动传动单元8和行星轮组件6，所述输出轴9上端面设置有旋转的齿圈7，所述齿圈内啮合连接所述行星轮组件6，所述行星轮组件6用于驱动所述输出轴9转动；所述输出轴9顶部同轴固装有所述转轴3，所述行星轮组件6同轴转动安装在所述转轴3上，所述电动传动单元4同轴转动安装在所述行星轮组件6上方的所述转轴3上，所述电动传动单元4与所述行星轮组件6之间的所述转轴3上还同轴转动安装有太阳轮5，所述电动传动单元4通过所述太阳轮5驱动所述行星轮组件6运转，所述电动传动单元4通过电机驱动；所述齿圈7外缘连接所述手动传动单元8，所述手动传动单元8通过所述齿圈7驱动所述行星轮组件6运转；电动模式下，所述电动传动单元4驱动所述行星轮组件6旋转，所述行星轮组件6驱动所述输出轴9旋转，所述手动传动单元8处于自锁状态；手动模式下，所述手动传动单元8驱动所述行星轮组件6旋转，所述行星轮组件6驱动所述输出轴9旋转，所述电动传动单元处于4自锁状态。

所述电动传动单元4包括电动端蜗杆401、电动端蜗轮403和传动齿轮402，所述电动端蜗轮403同轴转动安装在所述行星轮组件6上方的所述转轴3上，所述电动端蜗轮403一侧啮合连接所述电动端蜗杆401，所述电动端蜗轮403通过所述传动齿轮402驱动所述太阳轮5旋转。电动模式下，电动端蜗杆401作为输入端驱动电动端蜗轮403转动，电动端蜗轮403带动传动齿轮402转动，传动齿轮402带动太阳轮5转动从而带动行星轮组件6运转，通过行星轮组件6进行传动驱动输出轴9转动。电动传动过程中，手动传动单元8始终保持自锁状态。电动传动单元4的电动端蜗轮403和太阳轮5之间通过传动齿轮402进行传动，传动齿轮402和太阳轮5设计为双齿轮结构，有效提升了传动效率，提高了装置的承载能力。所述电动端蜗杆401尾端固装有第一驱动齿轮1，所述第一驱动齿轮1与第二驱动齿轮2啮合，所述第二驱动齿轮2固装在电机轴上。所述电动端蜗轮403和所述转轴3之间安装有轴承10。减轻了电动端蜗轮403转动的阻力，减小了能量损耗，提高了传动效率。所述电动端蜗轮403底端制有连接套筒4031，所述连接套筒4031外缘制有与所述传动齿轮402啮合的轮齿；所述传动齿轮402为双层齿轮结构。

所述手动传动单元8包括手动端蜗杆801和手轮，所述手动端蜗杆801啮合安装在所述齿圈7一侧，所述手动端蜗杆801尾端安装所述手轮。所述齿圈7内侧制有与行星轮啮合的轮齿，外侧制有与蜗杆啮合的轮齿。手动模式下，工作人员转动手轮，手动端蜗杆801作为输入端在手轮驱动下带动齿圈7转动，从而带动行星轮组件6运转，通过行星轮组件6进行传动驱动输出轴9运转。手动传动过程中，电动传动单元4始终保持自锁状态。

所述行星轮组件6包括若干一级行星轮601、一级行星架603、若干二级行星轮602，所述一级行星架603同轴转动安装在所述输出轴9上端面的所述转轴3上，若干所述一级行星轮601均安装在所述一级行星架603上，所述一级行星轮601分别与所述太阳轮5和所述齿圈7内缘啮合连接，所述一级行星架603下方的所述输出轴9上端面安装若干所述二级行星轮602，所述二级行星轮602与所述一级行星架603啮合连接。所述二级行星轮602的行星轮转轴固装在所述输出轴9上，所述二级行星轮602转动安装在所述行星轮转轴上。电动模式下，太阳轮5作为输入端在电动传动单元4带动下转动，太阳轮5驱动一级行星轮601在齿圈7内做圆周运动，一级行星轮601带动底部一级行星架603转动，一级行星架603带动二级行星轮602在齿圈7内做圆周运动，二级行星轮602带动输出轴9转动，输出轴9底端固装阀门的输入轴，从而驱动阀门运转，传动过程中齿圈7在手动端蜗杆801的自锁作用下保持固定，确保电动传动路径不会影响手动传动路径，手动传动单元8在电动模式下始终保持静止；手动模式下，齿圈7作为输入端在手动传动单元8带动下转动，齿圈7驱动内部的一级行星轮601转动，通过行星轮组件6的传动路径驱动输出轴9运转，行星轮组件6的传动路径同电动模式相同，传动过程中电动传动单元4在电动端蜗轮403和电动端蜗杆401的自锁作用下保持静止，确保手动传动路径不会影响电动传动路径。采用行星轮系使传动装置结构更加紧凑，有效节省了执行器的内部空间，在确保装置负载能力的前提下，极大地缩小了装置尺寸，降低了制作成本，应用场景更加广泛。所述输出轴9上端部为圆板结构，下端部为一体制出的圆柱结构，所述输出轴9底部开设有连接槽901，所述连接槽901内制有花键，所述连接槽901用于固接阀门的输入轴。进一步的，所述一级行星轮601为四个，且均匀间隔分布在所述齿圈7内的所述一级行星架603上；所述二级行星轮602为四个，且均匀间隔分布在所述齿圈7内的所述输出轴9上端面。齿圈7内均匀布置多个行星轮，行星轮组件6受力均匀，确保传动装置稳定运转。所述一级行星架603上端部为圆板结构，下端部为一体制出的筒状结构，所述一级行星架603下端部外缘制有与所述二级行星轮602啮合的轮齿。

利用蜗轮蜗杆的自锁效应，可确保手动和电动两条传动路径之间互不干预，电动状态下，手动传动单元8在手动端蜗杆801和齿圈7的自锁作用下保持固定，手动状态下，电动传动单元4在电动端蜗轮403和电动端蜗杆401的自锁作用下保持固定，有效防止出现打齿的情况，避免执行器传动装置卡死，杜绝了操作过程中的安全隐患。

本实用新型提供的一种具备自锁功能的执行器传动装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、电动模式

电动端蜗杆401与电机连接，打开电机，电动端蜗杆401作为输入端驱动电动传动单元4运转，手动传动单元8自锁；

步骤二、电动模式切换手动模式

执行器控制的工作单元发生故障时，关闭电机，在手动端蜗杆801尾端安装手轮，转动手轮驱动手动单元运转，切换为手动驱动模式，电动传动单元4自锁；

步骤三、手动模式切换电动模式

故障排除后，将手轮拆下，打开电机驱动电动单元运转，切换回电动驱动模式，手动传动单元8自锁。

本实用新型具有自锁效果，有效确保传动结构连续、稳定运转，操作过程安全可靠，且传动装置结构紧凑，极大地节省了工作空间，整体结构小巧、实用，成本低廉。

显然，上述实施例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。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具备自锁功能的执行器传动装置，包括输出轴(9)，其特征在于，还包括转轴(3)、电动传动单元(4)、手动传动单元(8)和行星轮组件(6)，所述输出轴(9)上端面设置有旋转的齿圈(7)，所述齿圈(7)内啮合连接所述行星轮组件(6)，所述行星轮组件(6)用于驱动所述输出轴(9)转动；所述输出轴(9)顶部同轴固装有所述转轴(3)，所述行星轮组件(6)同轴转动安装在所述转轴(3)上，所述电动传动单元(4)同轴转动安装在所述行星轮组件(6)上方的所述转轴(3)上，所述电动传动单元(4)与所述行星轮组件(6)之间的所述转轴(3)上还同轴转动安装有太阳轮(5)，所述电动传动单元(4)通过所述太阳轮(5)驱动所述行星轮组件(6)运转，所述电动传动单元(4)通过电机驱动；所述齿圈(7)外缘连接所述手动传动单元(8)，所述手动传动单元(8)通过所述齿圈(7)驱动所述行星轮组件(6)运转；

电动模式下，所述电动传动单元(4)驱动所述行星轮组件(6)旋转，所述行星轮组件(6)驱动所述输出轴(9)旋转，所述手动传动单元(8)处于自锁状态；

手动模式下，所述手动传动单元(8)驱动所述行星轮组件(6)旋转，所述行星轮组件(6)驱动所述输出轴(9)旋转，所述电动传动单元(4)处于自锁状态。

2.根据权利要求1所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述行星轮组件(6)包括若干一级行星轮(601)、一级行星架(603)、若干二级行星轮(602)，所述一级行星架(603)同轴转动安装在所述输出轴(9)上端面的所述转轴(3)上，若干所述一级行星轮(601)均安装在所述一级行星架(603)上，所述一级行星轮(601)分别与所述太阳轮(5)和所述齿圈(7)内缘啮合连接，所述一级行星架(603)下方的所述输出轴(9)上端面安装若干所述二级行星轮(602)，所述二级行星轮(602)与所述一级行星架(603)啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述电动传动单元(4)包括电动端蜗杆(401)、电动端蜗轮(403)和传动齿轮(402)，所述电动端蜗轮(403)同轴转动安装在所述行星轮组件(6)上方的所述转轴(3)上，所述电动端蜗轮(403)一侧啮合连接所述电动端蜗杆(401)，所述电动端蜗轮(403)通过所述传动齿轮(402)驱动所述太阳轮(5)旋转。

4.根据权利要求1所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述手动传动单元(8)包括手动端蜗杆(801)和手轮，所述手动端蜗杆(801)啮合安装在所述齿圈(7)一侧，所述手动端蜗杆(801)尾端安装所述手轮。

5.根据权利要求1所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述输出轴(9)上端部为圆板结构，下端部为一体制出的圆柱结构，所述输出轴(9)底部开设有连接槽(901)，所述连接槽(901)内制有花键。

6.根据权利要求2所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述一级行星轮(601)为四个，且均匀间隔分布在所述齿圈(7)内的所述一级行星架(603)上；所述二级行星轮(602)为四个，且均匀间隔分布在所述齿圈(7)内的所述输出轴(9)上端面。

7.根据权利要求2所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述一级行星架(603)上端部为圆板结构，下端部为一体制出的筒状结构，所述一级行星架(603)下端部外缘制有与所述二级行星轮(602)啮合的轮齿。

8.根据权利要求3所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述电动端蜗轮(403)底端制有连接套筒(4031)，所述连接套筒(4031)外缘制有与所述传动齿轮(402)啮合的轮齿；所述传动齿轮(402)为双层齿轮结构。

9.根据权利要求3所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述电动端蜗轮(403)和所述转轴(3)之间安装有轴承(10)。

10.根据权利要求3所述的一种具备自锁功能的执行器传动装置，其特征在于，所述电动端蜗杆(401)尾端固装有第一驱动齿轮(1)，所述第一驱动齿轮(1)与第二驱动齿轮(2)啮合，所述第二驱动齿轮(2)固装在电机轴上。

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