CN207018606U - 一种全自动切换智能型执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种全自动切换智能型执行器，包括箱体、电动调节机构、手动调节机构、控制模块及遥控装置，箱体内设置有行程轴，行程轴上设置有电动蜗轮、一级太阳齿轮、二级太阳齿轮和传动盘，电动蜗轮与一级太阳齿轮固定连接，二级太阳齿轮和传动盘上分别设有一级行星齿轮和二级行星齿轮，一级行星齿轮和二级行星齿轮分别与一级太阳齿轮和二级太阳齿轮啮合；电动调节机构包括电机和电动蜗杆；手动调节机构包括手动蜗杆和齿圈，手动蜗杆与齿圈的外齿啮合，一级行星齿轮和二级行星齿轮均与齿圈的内齿啮合。本实用新型的执行器，结构简单、使用方便，手动操作和电动操作无需切换，可同时进行，互不干扰，且可以远程自动控制。

Description

一种全自动切换智能型执行器

技术领域

本实用新型涉及执行器技术领域，特别是涉及一种全自动切换智能型执行器。

背景技术

目前的阀门执行机构都配备有电动手动操作机构，为了改变工况，还配有电动手动切换手段，即全自动切换智能型执行器。采用的基本切换形式：由电动机多级齿轮传动到蜗杆轴，蜗杆轴有蜗杆齿轮、拉簧、中间离合器，再由蜗杆轴传动到蜗轮、输出轴。若当前为手动操作机构工作，后续想进行电动操作位置，则必须通过切换机构切换为电动操作位置，同理若当前为电动操作位置，后续想进行手动操作机构工作，则也必须通过切换机构切换为手动操作机构工作，结构体积大，且复杂，手动电动互相转换比较费时费力，且传动损耗大。

因此，如何能创设一种结构简单、使用方便，手动操作和电动操作无需切换，可同时进行，互不干扰，且可以远程自动控制的全自动切换智能型执行器，成为当前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便，手动操作和电动操作无需切换，可同时进行，互不干扰，且可以远程自动控制的全自动切换智能型执行器，以克服现有的执行器结构复杂，手动操作和电动操作相转换需要切换，费时费力的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种全自动切换智能型执行器，包括箱体、电动调节机构、手动调节机构、控制模块及遥控装置，所述箱体内设置有行程轴，所述行程轴上自中部至其一端部依次设置有同轴的电动蜗轮、一级太阳齿轮、二级太阳齿轮和传动盘，所述电动蜗轮与所述一级太阳齿轮固定连接，所述一级太阳齿轮和二级太阳齿轮与所述行程轴可转动连接，所述二级太阳齿轮上转动连接有一级行星齿轮，所述一级行星齿轮与所述一级太阳齿轮啮合，所述传动盘上转动连接有二级行星齿轮，所述二级行星齿轮与所述二级太阳齿轮啮合；所述电动调节机构包括电机和与所述电机传动连接的电动蜗杆，所述电动蜗杆与所述电动蜗轮啮合；所述手动调节机构包括手动蜗杆和齿圈，所述齿圈的内壁和外壁分别设有内齿和外齿，所述手动蜗杆与所述齿圈的外齿啮合，所述一级行星齿轮和二级行星齿轮均与所述齿圈的内齿啮合，所述传动盘用于与受控装置连接；所述控制模块与所述电机电连接，还与所述遥控装置无线连接，并根据所述遥控装置的控制指令控制所述电机启停。

作为本实用新型的一种改进，所述电动调节机构还包括电动蜗杆轴，所述电动蜗杆轴活动连接在所述箱体内，所述电动蜗杆设置在所述电动蜗杆轴上，所述电动蜗杆轴的一端设有蜗杆齿轮，所述电机的输出轴上设有电机齿轮，所述电机齿轮和所述蜗杆齿轮互相啮合。

进一步改进，所述电动蜗杆轴上还设置有轴向复位弹簧和摆臂，所述箱体内设有与所述摆臂相对应的限位开关，所述限位开关与所述电机电连接，用于与所述摆臂配合控制所述电机。

进一步改进，所述轴向复位弹簧为碟形弹簧。

进一步改进，所述行程轴转动连接在所述箱体内，所述传动盘与所述行程轴固定连接，所述行程轴上远离所述传动盘的一端固定连接有限位凸轮，所述箱体内设有与所述限位凸轮相配合的触发开关，所述触发开关与所述电机电连接。

进一步改进，所述行程轴远离所述传动盘的一端固定连接有两个以上的限位凸轮，所述箱体内设有分别与所述两个以上的限位凸轮相配合的两个以上的触发开关，所述两个以上的触发开关均与所述电机电连接。

进一步改进，所述行程轴上靠近所述限位凸轮的端部设有阀位指针，所述箱体上与所述阀位指针相对应的位置设有观察孔。

进一步改进，所述一级太阳齿轮和电动蜗轮为一体式结构。

进一步改进，所述二级太阳齿轮为台阶形，所述一级行星齿轮转动连接在所述二级太阳齿轮直径较大的台阶上，所述二级太阳齿轮直径较小的台阶与所述二级行星齿轮啮合。

进一步改进，所述传动盘远离所述二级太阳齿轮一侧同轴固定连接内齿轮，所述内齿轮啮合连接有齿轮连接套，所述齿轮连接套上沿轴向设有用于与受控装置连接的通孔。

采用上述的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

1、本实用新型的全自动切换智能型执行器，结构简单、使用方便，手动操作和电动操作无需切换，可同时进行，互不干扰，且可以远程自动控制。

2、通过摆臂和限位开关的配合，在一级太阳轮的扭矩达到一定值时能够切断电气控制回路，起到保护该执行器和受控装置的作用。

3、通过限位凸轮和触发开关配合可实现在行程轴旋转到一定角度时关停电机的目的，从而达到限位的效果，以保护该执行器和受控装置。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1和图2是本实用新型的全自动切换智能执行器不同视角的结构示意图；

图3是本实用新型的全自动切换智能执行器的采用两相电电机时的电气原理图；

图4是本实用新型的全自动切换智能执行器的采用三相电电机时的电气原理图；

其中，1、箱体，2、行程轴，3、电机，4、一级太阳齿轮，5、齿圈，6、一级行星齿轮，7、一级定位销，8、二级太阳齿轮，9、电动蜗杆轴，10、手动蜗杆，11、传动盘，12、二级定位销，13、手轮，14、齿轮连接套，15、碟形弹簧，16、二级行星齿轮，17、接线控制盒，18、限位开关，19、限位凸轮，20、触发开关，21、阀位指针，22、控制模块，23、电动蜗轮，31、电机齿轮，91、电动蜗杆，92、蜗杆齿轮，93、摆臂，111、内齿轮。

具体实施方式

参见图1和图2所示，本实用新型提供了一种全自动切换智能型执行器，结构简单、使用方便，手动操作和电动操作无需切换，可同时进行，互不干扰，且可以远程自动控制。

本实施例全自动切换智能型执行器，包括，箱体1、电动调节机构、手动调节机构、控制模块22及遥控装置。

电动调节机构包括电机3、电动蜗杆轴9及电动蜗杆91，电动蜗杆轴9活动连接在箱体1内，电机3的输出轴设有电机齿轮31，电动蜗杆91设置在电动蜗杆轴9的中部，电动蜗杆轴9的一端设有蜗杆齿轮92，电机齿轮31和蜗杆齿轮92啮合，并以此实现电机3与电动蜗杆91的传动连接。

行程轴2沿箱体1的中部轴向设置，并转动连接在箱体1内，行程轴2上自中部至其一端部依次设置有同轴的电动蜗杆23、一级太阳齿轮4、二级太阳齿轮8和传动盘11，电动蜗轮23和一级太阳齿轮4固定连接，作为优选方案，电动蜗轮23和一级太阳齿轮4可采用一体式结构，电动蜗杆91与电动蜗轮23啮合。一级太阳齿轮4和二级太阳齿轮8转动连接在行程轴2上，传动盘11采用例如键连接的方式固定连接在行程轴2的端部。

二级太阳齿轮8为台阶形，二级太阳齿轮8直径较大的台阶上通过一级定位销7转动连接有一级行星齿轮6，一级行星齿轮6的轴心与行程轴2平行，并与一级太阳齿轮4啮合。传动盘11上通过二级定位销12转动连接有二级行星齿轮16，二级行星齿轮16的轴心也与行程轴2平行，并与二级太阳齿轮8直径较小的台阶啮合。

手动调节机构包括手轮13、手动蜗杆10及齿圈5，手轮13与手动蜗杆10同轴连接，齿圈5的内壁和外壁分别设有内齿和外齿，手动蜗杆10与齿圈5的外齿啮合，齿圈5套接在一级太阳齿轮4、一级行星齿轮6、二级太阳齿轮8及二级行星齿轮16的外侧，一级行星齿轮6和二级行星齿轮16均与齿圈5的内齿啮合。

传动盘11远离所述二级太阳齿轮8的一侧固定连接有同轴的内齿轮111，作为优选方案，本实施例中传动盘11与内齿轮111为一体式结构，内齿轮111啮合连接有齿轮连接套14，齿轮连接套14的沿轴心设有用于与例如控制阀等受控装置连接的通孔。

控制模块22与电机3电连接，还与遥控装置无线连接，并根据遥控装置的控制指令控制电机3运行，进而实现远程自动控制的目的，遥控装置可以通过例如红外线、蓝牙等方式与控制模块22实现无线通讯。控制模块22还可与工厂或企业的PLC控制***连接，通过PLC控制***控制该执行器。

为便于观察受控装置的旋转位置，行程轴2上远离传动盘11的端部设有阀位指针21，箱体1上与阀位指针21相对应的位置设有观察孔，通过观察孔可以观察到阀位指针21的位置，从而可以间接判断受控装置的旋转位置。

在行程轴2远离传动盘11的一端还设置有限位凸轮19，箱体1内设置有与限位凸轮19相配合的触发开关20，触发开关20与电机3电连接，通过限位凸轮19和触发开关20配合可实现在行程轴2旋转到一定角度时关停电机3的目的，从而达到限位的效果。为避免因触发开关20或限位凸轮19发生故障导致电机3旋转到指定位置后无法关停，本实施例中的行程轴2远离传动盘11的一端并列设置有两个限位凸轮19，箱体1内设有两个与限位凸轮19配合的触发开关20，两个触发开关20均与电机3连接，互为冗余。限位凸轮19和触发开关20的数量也可为多个。

本实施例全自动切换智能型执行器，电动调节和手动调节的运行过程，以及手动和电动切换过程的原理如下：

当该执行器在电动状态下运行时，由电机3通过电机齿轮31和蜗杆齿轮92的配合带动电动蜗杆轴9旋转，电动蜗杆轴9带动电动蜗杆91旋转，电动蜗杆91带动电动蜗轮23和一级太阳齿轮4以行程轴2为轴心旋转，一级太阳齿轮4带动一级行星齿轮6以一级定位销7为轴心旋转，因齿圈5的外齿与手动蜗杆10啮合，齿圈5被自锁固定，即齿圈5不能被一级行星齿轮6带动旋转，一级行星齿轮6只能沿齿圈5的内齿以行程轴2为轴心做圆周旋转，因一级行星齿轮6的运动是以一级定位销7为支点，一级行星齿轮6带动二级太阳齿轮8以行程轴2为轴心旋转，二级太阳齿轮8带动二级行星齿轮16以行程轴2为轴心旋转，二级行星齿轮16通过二级定位销12连接在传动盘11上，所以可以带动传动盘11旋转。

一方面由于传动盘11和齿轮连接套14是以内外齿连接的方式啮合在一起，齿轮连接套14的通孔用于与例如控制阀的阀杆的连接，所以传动盘11的旋转可带动阀杆同步旋转以达到控制阀位的目的；另一方面由于行程轴2和传动盘11固定连接，传动盘11旋转还可以带动行程轴2、凸轮、阀位指针21同步旋转，凸轮与触发开关20触发配合，以达到限位的目的，阀位指针21用于指示受控装置的旋转位置。

当该执行器在手动状态下运行时，手轮13带动手动蜗杆10转动，手动蜗杆10的旋转带动齿圈5以行程轴2为轴心旋转，齿圈5带动二级行星齿轮16旋转，因电动蜗轮23与电动蜗杆91自锁，电动蜗轮23与一级太阳齿轮4固定连接，一级太阳齿轮4被固定不能被二级行星齿轮16带动旋转，二级行星齿轮16只能以二级定位销12为支点带动传动盘11旋转，传动盘11再带动齿轮连接套14、行程轴2、限位凸轮19、阀位指针21旋转，以达到与电动控制相同的作用。

此外，配合图1所示，本实施例中的电动蜗杆轴9为活动连接在箱体1内，除可以沿周向旋转外，还可以沿轴向移动，电动蜗杆轴9上设有轴向复位弹簧，轴向复位弹簧设置在蜗杆齿轮92和电动蜗杆91之间，用于在电动蜗杆轴9沿轴向移动后实现复位。在箱体1靠近电动蜗杆91的一侧还设置有接线控制盒17，控制模块22设置在接线控制盒17内，接线控制盒17内靠近电动蜗杆91的位置还设有限位开关18，限位开关18通过控制模块22与电机3电连接。电动蜗杆轴9上远离蜗杆齿轮的一端设有与限位开关18相对应的摆臂93。作为优选方案，复位弹簧可选用碟形弹簧15，碟形弹簧15刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，并且具有良好的回弹性能。

当该执行机构在电动状态下运行时，由电机3经电动蜗杆91、一级太阳齿轮4、一级行星齿轮6、二级太阳齿轮8、二级行星齿轮16带动传动盘11、行程轴2旋转。当传动盘11上扭矩逐步增多时，电动蜗杆91受到轴向力也逐步增大，电动蜗杆轴9周向旋转的同时也开始轴向移动，并压缩电动蜗杆轴9上的碟形弹簧15，安装在电动蜗杆轴9上的摆臂93也开始移动，从而触发限位开关18，以达到在一定扭矩值下能切断电气控制回路，起到保护该执行器和受控装置的作用，在触发开关20失灵的情况下，多了一份保护，实现了双保险。

参见图3和图4所示，为本实用新型的全自动切换智能执行器的电气原理图，其中，图3所示为该全自动切换智能执行器的采用两相电电机时的电气原理图，图4所示为该全自动切换智能执行器的采用三相电电机时的电气原理图。

本实用新型的全自动切换智能型执行器，结构简单、使用方便，手动操作和电动操作无需切换，可同时进行，互不干扰，且可以远程自动控制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全自动切换智能型执行器，包括箱体、电动调节机构、手动调节机构、控制模块及遥控装置，其特征在于：

所述箱体内设置有行程轴，所述行程轴上自中部至其一端部依次设置有同轴的电动蜗轮、一级太阳齿轮、二级太阳齿轮和传动盘，所述电动蜗轮与所述一级太阳齿轮固定连接，所述一级太阳齿轮和二级太阳齿轮与所述行程轴可转动连接，所述二级太阳齿轮上转动连接有一级行星齿轮，所述一级行星齿轮与所述一级太阳齿轮啮合，所述传动盘上转动连接有二级行星齿轮，所述二级行星齿轮与所述二级太阳齿轮啮合；

所述电动调节机构包括电机和与所述电机传动连接的电动蜗杆，所述电动蜗杆与所述电动蜗轮啮合；

所述手动调节机构包括手动蜗杆和齿圈，所述齿圈的内壁和外壁分别设有内齿和外齿，所述手动蜗杆与所述齿圈的外齿啮合，所述一级行星齿轮和二级行星齿轮均与所述齿圈的内齿啮合，所述传动盘用于与受控装置连接；

所述控制模块与所述电机电连接，还与所述遥控装置无线连接，并根据所述遥控装置的控制指令控制所述电机启停。

2.根据权利要求1所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述电动调节机构还包括电动蜗杆轴，所述电动蜗杆轴活动连接在所述箱体内，所述电动蜗杆设置在所述电动蜗杆轴上，所述电动蜗杆轴的一端设有蜗杆齿轮，所述电机的输出轴上设有电机齿轮，所述电机齿轮和所述蜗杆齿轮互相啮合。

3.根据权利要求2所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述电动蜗杆轴上还设置有轴向复位弹簧和摆臂，所述箱体内设有与所述摆臂相对应的限位开关，所述限位开关与所述电机电连接，用于与所述摆臂配合控制所述电机。

4.根据权利要求3所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述轴向复位弹簧为碟形弹簧。

5.根据权利要求1所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述行程轴转动连接在所述箱体内，所述传动盘与所述行程轴固定连接，所述行程轴上远离所述传动盘的一端固定连接有限位凸轮，所述箱体内设有与所述限位凸轮相配合的触发开关，所述触发开关与所述电机电连接。

6.根据权利要求5所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述行程轴远离所述传动盘的一端固定连接有两个以上的限位凸轮，所述箱体内设有分别与所述两个以上的限位凸轮相配合的两个以上的触发开关，所述两个以上的触发开关均与所述电机电连接。

7.根据权利要求5所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述行程轴上靠近所述限位凸轮的端部设有阀位指针，所述箱体上与所述阀位指针相对应的位置设有观察孔。

8.根据权利要求1-7任一项所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述一级太阳齿轮和电动蜗轮为一体式结构。

9.根据权利要求8所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述二级太阳齿轮为台阶形，所述一级行星齿轮转动连接在所述二级太阳齿轮直径较大的台阶上，所述二级太阳齿轮直径较小的台阶与所述二级行星齿轮啮合。

10.根据权利要求9所述全自动切换智能型执行器，其特征在于，所述传动盘远离所述二级太阳齿轮一侧同轴固定连接内齿轮，所述内齿轮啮合连接有齿轮连接套，所述齿轮连接套上沿轴向设有用于与受控装置连接的通孔。