CN220964546U - 一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于开关执行器技术领域，尤其涉及一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，包括：电机；蜗杆，被配置于所述电机的输出轴上，并与电机的输出轴同步；蜗轮，与所述蜗杆相啮合；齿轮，与所述蜗轮同轴；齿轮轴，所述齿轮轴具有齿轮部以及杆部，所述齿轮部与所述齿轮相啮合，所述杆部上有沿其长度方向设置的螺纹段；滑动螺母座，设置于所述杆部的螺纹段上，在所述齿轮轴转动时，所述滑动螺母座在所述螺纹段上做线性运动；其中，所述齿轮的齿数小于所述齿轮轴上的齿轮部的齿数。通过使用蜗杆‑蜗轮机构、齿轮和螺纹杆等组件，不仅实现了从小扭矩电机产生大线性输出力的目的，而且还能够降低工作时的噪音。

Description

一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构

技术领域

本实用属于开关执行器技术领域，尤其涉及一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构。

背景技术

随着消费者对汽车、家电等行业的智能化和便捷化需求日益增长，低成本大输出力执行器的应用场景需求也越来越广泛。这些执行器是实现各种设备和系统自动化和智能化的关键组件。然而，传统的大输出力执行器的设计存在许多问题和局限性。

传统的大输出力执行器通常采用大电机和多级齿轮传动方式来实现高输出力。这种设计导致成本较高，同时传动链长，效率较低。此外，这种设计还存在一些其他问题，例如：噪音大、安装布置困难以及防水防尘困难等。

因此，传统的大输出力执行器的应用面临很多问题和限制。随着科技的不断发展和消费者对设备性能和使用体验的追求提高，我们需要研究和开发新的、低成本的、高效的、安全可靠的以及智能化的执行器解决方案，以满足各种行业和场景的应用需求。

公开号为CN208564234 U的中国实用新型专利，其公开了一种自吸门锁执行器及汽车自吸门锁系统，其结构如附图1所示，该系统包括：执行器和锁体组件。执行器通过轴承安装在执行器组件内，滑块208在右侧终止位置处与电动开启连杆210配合，滑块208在左侧终止位置处与锁体组件中的电动吸合连杆111配合，复位触发开关212固定在盖板上。通过一个执行器元件同时完成解锁和锁止，简化汽车门锁结构，降低实施成本，更有利于自吸门锁系统向更多车型推广和普及，实用性强。

然而，对于上述的执行器结构而言，其通过电机来带动蜗杆转动，使蜗杆带动蜗轮转动，进而使得与蜗轮相连的丝杆转动，虽然能够实现丝杆的转动，使得滑块做线性移动，最终实现开锁或关锁，但其需要采用大扭矩的电机才能驱动蜗杆转动，为此导致成本较高。

实用新型内容

本实用的目的在于提供一种通过使用蜗杆-蜗轮机构、齿轮和螺纹杆等组件，实现了从小扭矩电机产生大线性输出力目的的执行器机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供如下技术方案：一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，包括：

电机；

蜗杆，被配置于所述电机的输出轴上，并与电机的输出轴同步；

蜗轮，与所述蜗杆相啮合；

齿轮，与所述蜗轮同轴；

齿轮轴，所述齿轮轴具有齿轮部以及杆部，所述齿轮部与所述齿轮相啮合，所述杆部上有沿其长度方向设置的螺纹段；

滑动螺母座，设置于所述杆部的螺纹段上，在所述齿轮轴转动时，所述滑动螺母座在所述螺纹段上做线性运动；

其中，所述齿轮的齿数小于所述齿轮轴上的齿轮部的齿数。

在上述技术方案中，进一步的，还包括控制部，所述控制部用于控制所述电机的运行状态。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述控制部包括：

霍尔元件，设置于所述电机上，用于检测所述电机上的转子的位置信号，并将信号发送给控制单元；

控制单元，根据所接收到的霍尔元件检测的信号，来延时控制电机以与原来的转动方向相反的方向运行，使滑动螺母座复位，随后控制电机停止。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述控制部包括：

开关信号拨杆；

复位弹簧，与所述开关信号拨杆相连；

以及微动开关；

其中，所述开关信号拨杆抵在所述滑动螺母座上；

在所述电机正转或者是反转，使所述滑动螺母座做线性运动时，所述复位弹簧推动所述开关信号拨杆逐渐转动，在开关信号拨杆转动至预设的角度值后，所述微动开关启动，并延时控制所述电机以与原来的转动方向相反的方向运行，使滑动螺母座复位；

在所述滑动螺母座复位后，所述微动开关断电，并使所述电机断电。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括导向轴，所述导向轴与所述齿轮轴的杆部平行，所述滑动螺母座还滑动设置于所述导向轴上。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述蜗杆和所述齿轮轴为一体的双联齿轮结构。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括壳体；所述壳体分为上壳体和下壳体，所述上壳体盖合于下壳体上后，二者之间形成有密封的安装腔室；

所述电机、蜗杆、蜗轮齿轮以及齿轮轴的齿轮部被配置于所述安装腔室内；

所述齿轮轴上的杆部的螺纹段以及位于螺纹段上的滑动螺母座位于安装腔室的外侧。

在上述任一技术方案中，进一步的，还包括：密封条，设置于所述上壳体和下壳体之间，用于将所述安装腔室进行密封。

本实用的有益效果是：

1、通过使用蜗杆-蜗轮机构、齿轮和齿轮螺纹杆等组件，不仅实现了从小扭矩电机产生大线性输出力的目的，而且还能够降低工作时的噪音。

2、通过设置密封条以及水橡胶密封套，从而实现对所述壳体的安装腔室进行密封，使其实现高等级要求的防水防尘。

附图说明

图1是本实用新型现有技术的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的爆炸结构示意图；

图4是本实用新型防水橡胶密封套的安装位置结构示意图；

图5是本实用新型滑动螺母座初始状态下的结构示意图；

图6是本实用新型滑动螺母座向左移动的结构示意图；

图7是本实用新型滑动螺母座向右移动的结构示意图；

附图标记：100、电机；200、蜗杆；300、蜗轮；400、齿轮；510、齿轮部；520、杆部；530、滑动螺母座；600、导向轴；710、开关信号拨杆；720、复位弹簧；730、微动开关；810、上壳体；820、下壳体；900、密封条；1000、防水橡胶密封套。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例1：

如图2-图7所示，本实施例提供了一种小扭矩电机100大线性输出力的执行器机构，包括：

电机100；

蜗杆200，被配置于电机100的输出轴上，并与电机100的输出轴同步；

蜗轮300，与蜗杆200相啮合；

齿轮400，与蜗轮300同轴；

齿轮轴，齿轮轴具有齿轮部510以及杆部520，齿轮部510与齿轮400相啮合，杆部520上有沿其长度方向设置的螺纹段；

滑动螺母座530，设置于杆部520的螺纹段上，在齿轮轴转动时，滑动螺母座530在螺纹段上做线性运动；

其中，齿轮400的齿数小于齿轮轴上的齿轮部510的齿数。

在本技术方案中，当电机100启动时，电机100输出的旋转动力首先传递给蜗杆200。蜗杆200与蜗轮300相啮合，使蜗轮300开始旋转。由于蜗轮300的特殊螺旋形状，它将高速旋转运动转化为较低速度的旋转运动。这个减速的旋转运动传递给同轴的齿轮400，进一步减慢了速度，进而采用小扭矩电机100即可驱动蜗杆200转动。由于齿轮轴上的螺纹段，齿轮轴的旋转引起滑动螺母座530的线性运动。这个线性运动可以用来执行各种线性任务，如推动某个装置或机械臂的末端执行器。进一步的，用来驱动汽车上的锁结构，使锁开启或锁止。

具体的，当电机100正转时，滑动螺母座530在齿轮轴的螺纹段上向左移动；当电机100反转时，滑动螺母座530在齿轮轴的螺纹段上向右移动。

采用上述结构，一方面通过组合蜗杆-蜗轮机构、齿轮和齿轮螺纹杆，该执行器实现了从小扭矩电机100输出大线性力的效果。

另一方面，相对于传统的机构，这种执行器的紧凑性较高，因为它使用了较少的齿轮400，而且螺纹杆的线性运动与齿轮轴的旋转同轴，减小了机构的占用空间。

在本实施例中，优化的，蜗杆200和齿轮轴为一体的双联齿轮400结构。

在本技术方案中，通过采用上述设置，以进一步减小整个执行器机构的体积，使其小型化。

实施例2：

本实施例提供了一种小扭矩电机100大线性输出力的执行器机构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

如图2和图3所示，在本实施例中，还包括导向轴600，导向轴600与齿轮轴的杆部520平行，滑动螺母座530还滑动设置于导向轴600上。

在本技术方案中，通过设置导向轴600，以起到对滑动螺母座530进行限位的目的，在杆部520转动时，使得滑动螺母座530做线性运动。

实施例3：

本实施例提供了一种小扭矩电机100大线性输出力的执行器机构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

在本实施例中，还包括控制部，控制部用于控制电机100的运行状态。

具体的，控制部包括：

霍尔元件(图中未视出)，设置于电机100上，用于检测电机100上的转子的位置信号，并将信号发送给控制单元；

控制单元(图中未视出)，根据所接收到的霍尔元件检测的信号，来延时控制电机100以与原来的转动方向相反的方向运行，使滑动螺母座530复位，随后控制电机100停止。

在本技术方案中，霍尔元件是一种传感器，通常用于检测电机100上旋转部分(通常是电机100的转子)的位置信号。它基于霍尔效应原理，通过检测磁场的变化来确定转子的位置。霍尔元件被安装在电机100的旋转轴上，以便能够持续监测转子的位置。

控制单元是一个电子装置，它接收来自霍尔元件的位置信号，并根据这些信号来控制电机100的运行状态。控制单元通常包括电子电路和微控制器，用于分析霍尔元件提供的信息并制定运行策略。

当电机100启动时，霍尔元件检测电机100转子的实际位置。它通过感知磁场的变化来确定转子的当前位置，这些磁场变化是由于转子上的永久磁铁或其他磁性元件引起的。随后，霍尔元件将所检测到的位置信号传递给控制单元，控制单元接收这些信号后，可以准确地知道电机100的转子在哪个位置，并可以计算出需要采取什么控制动作来实现特定的运动或位置。

通过结合霍尔元件和控制单元，该执行器机构能够实现非常精确的位置控制。这对于需要特定位置的应用非常重要，如汽车电动窗户、汽车门锁、机械臂的端效器位置控制等。

实施例4：

本实施例提供了一种小扭矩电机100大线性输出力的执行器机构，与实施例3的区别在于控制部的结构不同。

如图2所示，在本实施例中，控制部包括：

开关信号拨杆710；

复位弹簧720，与开关信号拨杆710相连；

以及微动开关730；

其中，开关信号拨杆710抵在滑动螺母座530上；

在所述电机100正转或者是反转，使所述滑动螺母座530做线性运动时，所述复位弹簧720推动所述开关信号拨杆710逐渐转动，在开关信号拨杆710转动至预设的角度值后，所述微动开关730启动，并控制所述电机100以与原来的转动方向相反的方向运行，使滑动螺母座530复位；

在所述滑动螺母座530复位后，所述微动开关730断电，并使所述电机100断电。

在本技术方案中，开关信号拨杆710类似于一个机械杠杆，复位弹簧720为扭簧，扭簧的其中一端被限位，另一端抵紧在开关信号拨杆710上，为开关信号拨杆710提供旋转的外力。

当滑动螺母座530处于初始位置时，微动开关730处于断开状态，同时使得电机100也断电；

当滑动螺母座530向左或向右移动时，在移动至一定位移后，滑动螺母座530触发外界的开关，使锁开启或者是锁止，随后，开关信号拨杆710给到微动开关730信号，使微动开关730启动，并延时控制电机100，使其做与先前相反方向的运动，即使得滑动螺母座530反向移动，在滑动螺母座530达到初始位置后，也就是复位后，微动开关730断电，使电机100停止运行。

实施例5：

本实施例提供了一种小扭矩电机100大线性输出力的执行器机构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

如图2、图3和图4所示，在本实施例中，还包括壳体；壳体分为上壳体810和下壳体820，上壳体810盖合于下壳体820上后，二者之间形成有密封的安装腔室；

电机100、蜗杆200、蜗轮300齿轮400、齿轮轴的齿轮部510被配置于安装腔室内；

齿轮轴上的杆部520的螺纹段以及位于螺纹段上的滑动螺母座530位于安装腔室的外侧。

在本技术方案中，通过提供密封的安装腔室，可以有效地保护内部的电机100和传动部件免受外部环境的影响，从而提高设备的耐久性和可靠性。

由于滑动螺母座530需要与外界的开关联动，因此将其设置于安装腔室的外侧。具体的，齿轮轴的杆部520的端部以及导向轴600的端部均安装于安装腔室内，另一部分则被裸露于外侧。

在本实施例中，优化的，还包括：密封条900，设置于上壳体810和下壳体820之间，用于将安装腔室进行密封。

在本技术方案中，通过设置密封条900，以进一步提高安装腔室的密封性，使得整个执行器机构具有防水、防尘的效果。由于齿轮轴的杆部520需要穿过并伸出安装腔室，因此杆部520与安装腔室之间可设置防水橡胶密封套1000。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，包括：

电机(100)；

蜗杆(200)，被配置于所述电机(100)的输出轴上，并与电机(100)的输出轴同步；

蜗轮(300)，与所述蜗杆(200)相啮合；

齿轮(400)，与所述蜗轮(300)同轴；

齿轮轴，所述齿轮轴具有齿轮部(510)以及杆部(520)，所述齿轮部(510)与所述齿轮(400)相啮合，所述杆部(520)上有沿其长度方向设置的螺纹段；

滑动螺母座(530)，设置于所述杆部(520)的螺纹段上，在所述齿轮轴转动时，所述滑动螺母座(530)在所述螺纹段上做线性运动；

其中，所述齿轮(400)的齿数小于所述齿轮轴上的齿轮部(510)的齿数。

2.根据权利要求1所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，还包括控制部，所述控制部用于控制所述电机(100)的运行状态。

3.根据权利要求2所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，所述控制部包括：

霍尔元件，设置于所述电机(100)上，用于检测所述电机(100)上的转子的位置信号，并将信号发送给控制单元；

控制单元，根据所接收到的霍尔元件检测的信号，延时控制电机(100)以与原来的转动方向相反的方向运行，使滑动螺母座(530)复位，随后控制电机(100)停止。

4.根据权利要求2所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，所述控制部包括：

开关信号拨杆(710)；

复位弹簧(720)，与所述开关信号拨杆(710)相连；

以及微动开关(730)；

其中，所述开关信号拨杆(710)抵在所述滑动螺母座(530)上；

在所述电机(100)正转或者是反转，使所述滑动螺母座(530)做线性运动时，所述复位弹簧(720)推动所述开关信号拨杆(710)逐渐转动，在开关信号拨杆(710)转动至预设的角度值后，所述微动开关(730)启动，并延时控制所述电机(100)以与原来的转动方向相反的方向运行，使滑动螺母座(530)复位；

在所述滑动螺母座(530)复位后，所述微动开关(730)断电，并使所述电机(100)断电。

5.根据权利要求1所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，还包括导向轴(600)，所述导向轴(600)与所述齿轮轴的杆部(520)平行，所述滑动螺母座(530)还滑动设置于所述导向轴(600)上。

6.根据权利要求1所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，所述蜗杆(200)和所述齿轮轴为一体的双联齿轮(400)结构。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，还包括壳体；所述壳体分为上壳体(810)和下壳体(820)，所述上壳体(810)盖合于下壳体(820)上后，二者之间形成有密封的安装腔室；

所述电机(100)、蜗杆(200)、蜗轮(300)齿轮(400)以及齿轮轴的齿轮部(510)被配置于所述安装腔室内；

所述齿轮轴上的杆部(520)的螺纹段以及位于螺纹段上的滑动螺母座(530)位于安装腔室的外侧。

8.根据权利要求7所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，还包括：密封条(900)，设置于所述上壳体(810)和下壳体(820)之间，用于将所述安装腔室进行密封。

9.根据权利要求7所述的一种小扭矩电机大线性输出力的执行器机构，其特征在于，还包括：防水橡胶密封套(1000)，设置于所述齿轮轴的杆部（520）穿过所述安装腔室的位置，用于对所述齿轮轴的齿轮部进行密封。