專利名稱：直線運(yùn)動式電子控制電動油門執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動油門執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)使用的電動油門執(zhí)行器，一般是直接采用高速直流伺服電機(jī)為動力，經(jīng)蝸輪減速后輸出旋轉(zhuǎn)動力，經(jīng)連接件驅(qū)動發(fā)動機(jī)的調(diào)速手柄；也有一種是采用汽車用雨刷電機(jī)作為動力，經(jīng)螺桿減速帶動一軸向移動的撥桿，再經(jīng)連接件(一般是鋼絲繩)驅(qū)動發(fā)動機(jī)的調(diào)速手柄。這兩種電動油門執(zhí)行器存在的問題主要有四個(gè)一是外形尺寸大、重量大，不便安裝。上述的蝸輪減速電動油門執(zhí)行器外形尺寸為(長×寬×高)210×208×84mm；另一種外形尺寸為(長×寬×高)235×200×100mm。從而帶來一個(gè)較普遍的問題，就是安裝不便，特別是在中小型發(fā)動機(jī)上使用時(shí)，由于發(fā)動機(jī)外形較小，這個(gè)問題更為突出。一般情況下只能將其裝在發(fā)動機(jī)以外，通過鋼絲繩連接發(fā)動機(jī)的調(diào)速手柄，這種方式經(jīng)常會由于鋼絲繩故障導(dǎo)致電動調(diào)速失效。二是可靠性差。上述的兩種電動油門執(zhí)行器裝有高、低速極限的限位開關(guān)，除此外沒有其它保護(hù)裝置，因此當(dāng)用戶調(diào)整不當(dāng)或發(fā)動機(jī)調(diào)速手柄及連接件發(fā)生故障時(shí)極易造成油門執(zhí)行器過載損壞或發(fā)動機(jī)調(diào)速機(jī)構(gòu)損壞。三是驅(qū)動電流大，控制不便。上述的兩種電動油門執(zhí)行器電機(jī)的工作電流均在3A以上，為了減小油門執(zhí)行器的外形尺寸，一般均選用微型限位開關(guān)，其觸點(diǎn)容量多在2A以下，因此，常燒壞觸點(diǎn)，造成油門執(zhí)行器失控而過載損壞。同時(shí)在自動控制系統(tǒng)中，常用的微型繼電器觸點(diǎn)容量也多在2A以下，為了控制電動油門執(zhí)行器，須專門配置大容量觸點(diǎn)的繼電器，不適應(yīng)自動化和小型化發(fā)展的需要。四是手動調(diào)節(jié)不盡如人意。手動調(diào)節(jié)是一種備用功能，一般正常工作狀態(tài)下是不用的。主要是在裝機(jī)調(diào)整時(shí)使用和一旦電動控制裝置出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)急使用。上述的兩種電動油門執(zhí)行器，其中一種是沒有手動調(diào)節(jié)裝置，一旦電動控制裝置出現(xiàn)故障時(shí)，會給用戶造成很大麻煩；另一種是加裝了較復(fù)雜的手動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，雖然使用比較方便，但增加了較大的外形尺寸，又給安裝帶來了不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種直線運(yùn)動式電子控制電動油門執(zhí)行器，所要解決的技術(shù)問題是進(jìn)一步減小電動油門執(zhí)行器的體積，提高其工作的可靠性，而且使其具有手動調(diào)節(jié)的備用功能。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種直線運(yùn)動式電子控制電動油門執(zhí)行器，具有殼體、電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)，電機(jī)的動力輸出端與減速機(jī)構(gòu)的動力輸入端相連接，其技術(shù)方案是它還具有通過螺紋傳動連接的兩個(gè)連接件、手動調(diào)整旋鈕、手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)、軸向限位體、電機(jī)控制電路，所述的電機(jī)為微型直流減速電機(jī)；減速機(jī)構(gòu)的動力輸出端與其中一個(gè)連接件固接于一起，能在殼體上旋轉(zhuǎn)的該連接件由殼體限位支承；另一個(gè)連接件其與連接件螺紋傳動連接的另一側(cè)經(jīng)過將其限位支承的手動調(diào)整旋鈕從殼體伸出，能在殼體上旋轉(zhuǎn)的手動調(diào)整旋鈕由殼體徑向限位支承，手動調(diào)整旋鈕由上述軸向限位體軸向限位，連接件與手動調(diào)整旋鈕之間具有只限于二者同步做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，或者連接件單獨(dú)做軸向運(yùn)動而限制其單獨(dú)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的限位結(jié)構(gòu)；限制手動調(diào)整旋鈕在殼體上旋轉(zhuǎn)的手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)安裝于殼體上，手動調(diào)整旋鈕上具有與手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)相配合而限制其在殼體上旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；電機(jī)控制電路包括接線端子、無極性變換電路、橋式電機(jī)驅(qū)動電路、電流檢測電路、過載鎖定電路，接線端子的電源輸出端與無極性變換電路的輸入端相連接，無極性變換電路的輸出端與橋式電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端相連接，橋式電機(jī)驅(qū)動電路的兩個(gè)輸出端分別與電流檢測電路的輸入端及微型直流減速電機(jī)端子相連接，電流檢測電路的輸出端、接線端子的控制信號輸出端分別與過載鎖定電路的輸入端相連接，過載鎖定電路的輸出端與橋式電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端相連接。
上述技術(shù)方案中，減速機(jī)構(gòu)可以僅包括一對相嚙合的大小齒輪，微型直流減速電機(jī)的動力輸出端與減速機(jī)構(gòu)的小齒輪固接于一起，減速機(jī)構(gòu)的大齒輪與連接件固接于一起。上述與減速機(jī)構(gòu)的動力輸出端固接于一起的連接件為螺紋套，連接件為其一側(cè)帶有與螺紋套螺紋傳動連接的外螺紋的螺桿，該螺桿上的外螺紋大徑為10mm。本實(shí)用新型還可以具有用以調(diào)定調(diào)速器調(diào)速手柄的額定工作轉(zhuǎn)速和怠速位置的限位螺釘，該限位螺釘在上述螺桿從螺紋套伸出的正對位置與殼體螺紋連接。上述微型直流減速電機(jī)為直徑≤Φ40mm、長度≤80mm的微型直流減速電機(jī)。上述連接件與手動調(diào)整旋鈕之間的限位結(jié)構(gòu)可以具有與手動調(diào)整旋鈕固接的銷釘、設(shè)于連接件上位于其與手動調(diào)整旋鈕結(jié)合處長度與連接件的行程相當(dāng)?shù)囊欢伟疾?，上述限制連接件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的銷釘其端頭伸進(jìn)該凹槽內(nèi)。上述能在殼體上旋轉(zhuǎn)的手動調(diào)整旋鈕是由殼體上的固定套徑向限位支承的，安裝于殼體上的手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)可以具有銷軸、壓簧、定位銷，所述的銷軸具有設(shè)于殼體外部的軸頭、設(shè)于殼體內(nèi)部的軸身及軸尾，銷軸由其穿過的殼體的側(cè)壁及固定套限位，壓簧位于殼體的內(nèi)壁與固定套外壁之間，壓簧套裝于銷軸的軸身上，壓簧兩端分別由殼體的內(nèi)壁和銷軸上與之固接的定位銷限位；上述手動調(diào)整旋鈕上與手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)相配合而限制其在殼體上旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)是，手動調(diào)整旋鈕上具有所述銷軸的軸尾能伸進(jìn)其內(nèi)與之配合而限制手動調(diào)整旋鈕旋轉(zhuǎn)的定位孔。將手動調(diào)整旋鈕軸向限位的上述軸向限位體即為手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)，此時(shí)，手動調(diào)整旋鈕的外圓側(cè)壁上具有經(jīng)過定位孔繞其側(cè)壁一周、當(dāng)銷軸的軸尾離開該定位孔伸進(jìn)其內(nèi)與之配合而將手動調(diào)整旋鈕軸向限位的環(huán)形槽。上述接線端子J1由腳1、2、3、4、5構(gòu)成，上述無極性變換電路由整流橋D3構(gòu)成，接線端子J1的1、4腳接整流橋D3的1、3腳，整流橋D3的第4腳接地，整流橋D3的第2腳為電路的電源“+”。上述橋式電機(jī)驅(qū)動電路由橋式連接的大功率三極管PNP1、PNP2、NPN1、NPN2及電阻R7、R8、R5、R6構(gòu)成，三極管PNP1、PNP2的發(fā)射極同時(shí)接整流橋D3的2腳，三極管PNP1的基極經(jīng)電阻R7接至三極管PNP2的集電極，同時(shí)三極管PNP2的基極經(jīng)R8接至三極管PNP1的集電極；三極管NPN1的基極經(jīng)電阻R5接地，NPN2的基極經(jīng)電阻R6接地；三極管PNP1的集電極與三極管NPN1的集電極接和后與微型直流減速電機(jī)的端子一端相接，三極管PNP2的集電極與三極管NPN2的集電極接和后與微型直流減速電機(jī)的端子另一端相接；三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相接。上述過載鎖定電路由晶閘管T1、T2及二極管D1、D2、D4、D5、D6、D7和電阻R1、R2、R3、R4、R11與電容C1、C2構(gòu)成，接線端子J1的2腳接二極管D4的陽極，二極管D4的陰極通過電阻R3接至晶閘管T2的控制極，同時(shí)通過電容C2接地；同時(shí)接線端子J1的2腳經(jīng)電阻R1后，一路接至晶閘管T1的陽極，另一路經(jīng)二極管D1后接至三極管NPN2的基極，并經(jīng)電阻R6后接地；接線端子J1的3腳接二極管D5的陽極，二極管D5的陰極通過電阻R4接至晶閘管T1的控制極，同時(shí)通過電容C1接地；同時(shí)接線端子J1的3腳經(jīng)電阻R2后，一路接至晶閘管T2的陽極，另一路經(jīng)二極管D2后接至三極管NPN1的基極，并經(jīng)電阻R5后接地；晶閘管T1的陰極和晶閘管T2的陰極相接后接地；二極管D6的陰極接晶閘管T1的控制極，二極管D7的陰極接晶閘管T2的控制極，二極管D6的陽極與二極管D7的陽極接和后與電阻R11的一端相接。上述電流檢測電路由電阻R10、電位器RW1、電阻R9、R12、R13、R14及光電耦合器OP1、電容C3構(gòu)成，電阻R10一端與接合后的三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相連接，其另一端接地，接線端子J1的5腳通過電阻R12后接至光電耦合器OP1的接收管的發(fā)射極，同時(shí)經(jīng)電阻R13后接地；光電耦合器OP1的接收管的集電極接整流橋D3的2腳；過載信號從電阻R10和三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相接的一端引出，經(jīng)電位器RW1后分成四路，一路經(jīng)電容C3后接地，一路經(jīng)電阻R9后接地，第三路經(jīng)電阻R14后接至光電耦合器OP1的發(fā)光二極管的陽極，光電耦合器OP1的發(fā)光二極管的陰極接地，第四路經(jīng)電阻R11后接二極管D6的陽極和二極管D7的陽極。
同上述目前國內(nèi)使用的電動油門執(zhí)行器相比，本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)1、外形尺寸小，重量輕，安裝方便。
本實(shí)用新型由于采用微型直流減速電機(jī)(其直徑最好≤Φ40mm、長度最好≤80mm)作動力，采用螺紋套、螺桿(即上述兩個(gè)連接件)作為螺紋減速增力機(jī)構(gòu)(螺桿其與螺紋套螺紋傳動連接的外螺紋大徑最好為10mm)，其外形尺寸大為減小，再者，本實(shí)用新型最好為一級齒輪減速(即減速機(jī)構(gòu)僅包括一對相嚙合的大小齒輪)，這樣對減小外形尺寸很有利。本實(shí)用新型的外形尺寸(長×寬×高)僅為126×117×52mm。非常適合于中小型發(fā)動機(jī)在需要電動控制轉(zhuǎn)速時(shí)在發(fā)動機(jī)上直接安裝使用。由于外形尺寸小，又將安裝位置設(shè)計(jì)成對稱形式，可適應(yīng)于不同的安裝要求?？赏ㄟ^不同形式的支架，方便的將其直接安裝在中小型發(fā)動機(jī)上。本實(shí)用新型的主要性能參數(shù)見下表

2、工作安全可靠，控制電流小，適應(yīng)自動控制需要，提高了發(fā)動機(jī)的調(diào)速精度。
本實(shí)用新型采用螺紋減速增力機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動并使其具有反向自鎖作用，而且其內(nèi)裝有電機(jī)控制電路，具有過載保護(hù)功能，當(dāng)油門執(zhí)行器遇到大于調(diào)定的額定輸出力時(shí)，將自動切斷電源，可保證在任何情況下都不會因過載而損壞該油門執(zhí)行器及一切相關(guān)零部件。同時(shí)本實(shí)用新型可使油門執(zhí)行器具有兩種不同的接線控制方式，電路兼有控制功能，其控制電流僅為mA級，滿足了微電子自動控制的需要。其控制電路中無任何有觸點(diǎn)開關(guān)，不存在觸點(diǎn)燒壞的問題。同時(shí)，因控制電流較小，大大提高了工作的可靠性。再者，上述電機(jī)控制電路改變了以往只能用限位開關(guān)調(diào)定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的辦法(指自動調(diào)速時(shí))。而用油門執(zhí)行器本身的限位螺釘調(diào)定調(diào)速器調(diào)速手柄的額定工作轉(zhuǎn)速和怠速的位置，這樣比通常采用的限位開關(guān)的方法定位精度和定位可靠性高得多。其調(diào)速精度大大提高。以FL912發(fā)動機(jī)為例，原油門執(zhí)行器僅能達(dá)到±50轉(zhuǎn)/分，現(xiàn)可達(dá)到±10轉(zhuǎn)/分。
3、在不增加外形尺寸的情況下，運(yùn)用手動調(diào)整旋鈕、手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)、限位結(jié)構(gòu)與電動相反的方法實(shí)現(xiàn)了手動功能。其結(jié)構(gòu)簡單。
4、本實(shí)用新型可接收PWM調(diào)寬脈沖信號，以調(diào)整油門執(zhí)行器的速度，從而適合不同的調(diào)速速率的需要。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(一個(gè)實(shí)施例)。
圖2為本實(shí)用新型中電機(jī)控制電路的原理框圖。
圖3為本實(shí)用新型中電機(jī)控制電路的原理圖。
圖4為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(又一個(gè)實(shí)施例)。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型具有殼體12、微型直流減速電機(jī)15、減速機(jī)構(gòu)、連接件10、連接件1、手動調(diào)整旋鈕2、手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7、軸向限位體、電機(jī)控制電路、限位螺釘13、殼體內(nèi)部連接導(dǎo)線8、線路安裝板9、接線插頭17(即接線端子J1)。本實(shí)施例中連接件10為螺紋套，連接件1為其一側(cè)帶有與螺紋套螺紋傳動連接的外螺紋的螺桿，該螺桿上的外螺紋大徑為10mm。殼體12上具有安裝孔16。微型直流減速電機(jī)15為直徑≤Φ40mm、長度≤80mm的微型直流減速電機(jī)。微型直流減速電機(jī)15的動力輸出端與減速機(jī)構(gòu)的動力輸入端相連接，減速機(jī)構(gòu)的動力輸出端與連接件10(即螺紋套)固接于一起。上述減速機(jī)構(gòu)最好僅包括一對相嚙合的大小齒輪11、14，微型直流減速電機(jī)15的動力輸出端與減速機(jī)構(gòu)的小齒輪14固接于一起，減速機(jī)構(gòu)的大齒輪11與連接件10(即螺紋套)固接于一起。能在殼體12上旋轉(zhuǎn)的連接件10(即螺紋套)由殼體12限位支承。連接件1(即螺桿)其與連接件10螺紋傳動連接的另一側(cè)經(jīng)過將其限位支承的手動調(diào)整旋鈕2從殼體12伸出，能在殼體12上旋轉(zhuǎn)的手動調(diào)整旋鈕2由殼體12上的固定套4徑向限位支承，手動調(diào)整旋鈕2由上述軸向限位體軸向限位，連接件1(即螺桿)與手動調(diào)整旋鈕2之間具有只限于二者同步做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，或者螺桿單獨(dú)做軸向運(yùn)動而限制其單獨(dú)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的限位結(jié)構(gòu)。限制手動調(diào)整旋鈕2在殼體12上旋轉(zhuǎn)的手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7安裝于殼體12上，手動調(diào)整旋鈕2上具有與手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7相配合而限制其在殼體12上旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。上述限位結(jié)構(gòu)可以具有與手動調(diào)整旋鈕2固接的銷釘3、設(shè)于連接件1(即螺桿)上位于其與手動調(diào)整旋鈕結(jié)合處長度與螺桿的行程相當(dāng)?shù)囊欢伟疾?a，上述限制螺桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的銷釘3其端頭伸進(jìn)該凹槽1a內(nèi)。上述限位結(jié)構(gòu)還可以是連接件1(即螺桿)帶有凸起，手動調(diào)整旋鈕2上其與螺桿結(jié)合處具有凹槽，所述的凸起與凹槽相配合(此結(jié)構(gòu)圖中未畫出)。上述安裝于殼體上的手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7可以具有銷軸6、壓簧5、定位銷6′。所述的銷軸6具有設(shè)于殼體12外部的軸頭、設(shè)于殼體內(nèi)部的軸身及軸尾，銷軸6由其穿過的殼體12的側(cè)壁及固定套4限位，壓簧5位于殼體12的內(nèi)壁與固定套4外壁之間，壓簧5套裝于銷軸6的軸身上，壓簧5兩端分別由殼體12的內(nèi)壁和銷軸上與之固接的定位銷6′限位。上述手動調(diào)整旋鈕2上與手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7相配合而限制其在殼體上旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)是，手動調(diào)整旋鈕2上具有所述銷軸6的軸尾能伸進(jìn)其內(nèi)與之配合而限制手動調(diào)整旋鈕2旋轉(zhuǎn)的定位孔2a。將手動調(diào)整旋鈕2軸向限位的上述軸向限位體可以就是手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7，此時(shí)，手動調(diào)整旋鈕2的外圓側(cè)壁上具有經(jīng)過定位孔2a繞其側(cè)壁一周、當(dāng)銷軸6的軸尾離開該定位孔2a伸進(jìn)其內(nèi)與之配合而將手動調(diào)整旋鈕2軸向限位的環(huán)形槽2b。將手動調(diào)整旋鈕2軸向限位的上述軸向限位體還可以是位于手動調(diào)整旋鈕2內(nèi)側(cè)的固定套4及卡簧(圖中未畫出)，卡簧設(shè)于手動調(diào)整旋鈕2的外圓上。用以調(diào)定調(diào)速器調(diào)速手柄的額定工作轉(zhuǎn)速和怠速位置的限位螺釘13，在螺桿從螺紋套伸出的正對位置與殼體12螺紋連接。這樣，本實(shí)用新型工作時(shí)，手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7中的銷軸6在壓簧5的作用下，銷軸6的軸尾插入手動調(diào)整旋鈕2的定位孔2a中，使手動調(diào)整旋鈕固定，當(dāng)微型直流減速電機(jī)15接通電源時(shí)，微型直流減速電機(jī)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)減速機(jī)構(gòu)進(jìn)一步減速增力，帶動連接件10(即螺紋套)旋轉(zhuǎn)，連接件1(即螺桿)由于限位結(jié)構(gòu)中銷釘3的限制，不能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此在與螺紋套相接合的螺紋作用下，螺桿做軸向運(yùn)動，并將其動力通過連接件傳遞給發(fā)動機(jī)的調(diào)速手柄。微型直流減速電機(jī)15的電源正負(fù)端轉(zhuǎn)換時(shí)，它的旋轉(zhuǎn)方向變換，螺桿的運(yùn)動方向隨之轉(zhuǎn)換。當(dāng)需要手動時(shí)，將手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7中的銷軸6的軸尾從手動調(diào)整旋鈕2的定位孔2a拉出(銷軸6的軸尾不脫離環(huán)形槽2b)，手動調(diào)整旋鈕2即可自由轉(zhuǎn)動，用手轉(zhuǎn)動手動調(diào)整旋鈕2，螺桿在限位結(jié)構(gòu)中銷釘3的作用下，隨手動調(diào)整旋鈕2轉(zhuǎn)動，而螺紋套在減速機(jī)構(gòu)的阻力作用下，不能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，螺桿在與螺紋套相接合的螺紋作用下，邊旋轉(zhuǎn)邊做軸向運(yùn)動。手動功能是為了調(diào)整方便和電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)應(yīng)急使用的。當(dāng)需手動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，向外拉出手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7中的銷軸時(shí)，不要松開。然后旋轉(zhuǎn)手動調(diào)整旋鈕2即可。調(diào)整完成后，釋放手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)7中的銷軸，向左或右微轉(zhuǎn)手動調(diào)整旋鈕2，使銷軸6的軸尾插入手動調(diào)整旋鈕2的定位孔2a而恢復(fù)到原位。
如圖2、圖3所示，電機(jī)控制電路包括接線端子J1、無極性變換電路18、橋式電機(jī)驅(qū)動電路19、電流檢測電路20、過載鎖定電路21。電機(jī)控制電路設(shè)于線路安裝板9上。接線端子J1的電源輸出端與無極性變換電路18的輸入端相連接，無極性變換電路18的輸出端與橋式電機(jī)驅(qū)動電路19的輸入端相連接，橋式電機(jī)驅(qū)動電路19的兩個(gè)輸出端分別與電流檢測電路20的輸入端及微型直流減速電機(jī)15端子相連接，電流檢測電路20的輸出端、接線端子J1的控制信號輸出端分別與過載鎖定電路21的輸入端相連接，過載鎖定電路21的輸出端與橋式電機(jī)驅(qū)動電路19的輸入端相連接。接線端子J1由腳1、2、3、4、5構(gòu)成，上述無極性變換電路18由整流橋D3構(gòu)成，接線端子J1的1、4腳接整流橋D3的1、3腳，整流橋D3的第4腳接地，整流橋D3的第2腳為電路的電源“+”。這樣外接電源正負(fù)兩條任意接線，電子線路所需電源極性均一定，可防止用戶因電源接反而損壞電子線路，給使用帶來很大方便。橋式電機(jī)驅(qū)動電路19可實(shí)現(xiàn)微型直流減速電機(jī)所需正、反轉(zhuǎn)的電流方向控制，同時(shí)控制電流可以很小，便于實(shí)現(xiàn)智能自動控制。它由橋式連接的大功率三極管PNP1、PNP2、NPN1、NPN2及電阻R7、R8、R5、R6構(gòu)成，三極管PNP1、PNP2的發(fā)射極同時(shí)接整流橋D3的2腳，三極管PNP1的基極經(jīng)電阻R7接至三極管PNP2的集電極，同時(shí)三極管PNP2的基極經(jīng)R8接至三極管PNP1的集電極；三極管NPN1的基極經(jīng)電阻R5接地，NPN2的基極經(jīng)電阻R6接地；三極管PNP1的集電極與三極管NPN1的集電極接和后與微型直流減速電機(jī)15的端子一端相接，三極管PNP2的集電極與三極管NPN2的集電極接和后與微型直流減速電機(jī)15的端子另一端相接；三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相接。過載鎖定電路21由晶閘管T1、T2及二極管D1、D2、D4、D5、D6、D7和電阻R1、R2、R3、R4、R11與電容C1、C2構(gòu)成，接線端子J1的2腳接二極管D4的陽極，二極管D4的陰極通過電阻R3接至晶閘管T2的控制極，同時(shí)通過電容C2接地；同時(shí)接線端子J1的2腳經(jīng)電阻R1后，一路接至晶閘管T1的陽極，另一路經(jīng)二極管D1后接至三極管NPN2的基極，并經(jīng)電阻R6后接地；接線端子J1的3腳接二極管D5的陽極，二極管D5的陰極通過電阻R4接至晶閘管T1的控制極，同時(shí)通過電容C1接地；同時(shí)接線端子J1的3腳經(jīng)電阻R2后，一路接至晶閘管T2的陽極，另一路經(jīng)二極管D2后接至三極管NPN1的基極，并經(jīng)電阻R5后接地；晶閘管T1的陰極和晶閘管T2的陰極相接后接地；二極管D6的陰極接晶閘管T1的控制極，二極管D7的陰極接晶閘管T2的控制極，二極管D6的陽極與二極管D7的陽極接和后與電阻R11的一端相接。電流檢測電路20由電阻R10、電位器RW1、電阻R9、R12、R13、R14及光電耦合器OP1、電容C3構(gòu)成，電阻R10一端與接合后的三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相連接，其另一端接地，接線端子J1的5腳通過電阻R12后接至光電耦合器OP1的接收管的發(fā)射極，同時(shí)經(jīng)電阻R13后接地；光電耦合器OP1的接收管的集電極接整流橋D3的2腳；過載信號從電阻R10和三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相接的一端引出，經(jīng)電位器RW1后分成四路，一路經(jīng)電容C3后接地，一路經(jīng)電阻R9后接地，第三路經(jīng)電阻R14后接至光電耦合器OP1的發(fā)光二極管的陽極，光電耦合器OP1的發(fā)光二極管的陰極接地，第四路經(jīng)電阻R11后接二極管D6的陽極和二極管D7的陽極。電流檢測電路的功能是通過檢測取樣電阻R10上的電壓測量微型直流減速電機(jī)工作電流，當(dāng)微型直流減速電機(jī)過載時(shí)，電阻R10上產(chǎn)生電壓可通過電位器RW1與電阻R9分壓去觸發(fā)過載鎖定電路。當(dāng)微型直流減速電機(jī)工作過載時(shí)，電流檢測電路產(chǎn)生觸發(fā)信號觸發(fā)過載鎖定電路工作，晶閘管T1、T2同時(shí)導(dǎo)通并鎖定，微型直流減速電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，直至控制信號消失后解鎖；過載信號同時(shí)通過光電耦合器OP1發(fā)出過載高電平信號通知自動控制器。這樣，本實(shí)用新型工作時(shí)，接線端子J1的1、4腳接電源(12-24V不用分正負(fù)端)。接線端子J1的2、3腳為控制信號輸入端，高電平有效(信號電平為電源電壓)。當(dāng)接線端子J1的2腳接信號電平時(shí)，三極管PNP1、NPN2的基極高電位，三極管PNP1、NPN2導(dǎo)通，電流經(jīng)整流橋D3的2腳，到三極管PNP1的發(fā)射極，經(jīng)三極管PNP1的集電極到達(dá)微型直流減速電機(jī)的“+”，再經(jīng)微型直流減速電機(jī)通過三極管NPN2流過采樣電阻R10，到達(dá)整流橋D3的4腳，形成回路，微型直流減速電機(jī)旋轉(zhuǎn)。連接件1(即螺桿)向內(nèi)縮進(jìn)。當(dāng)接線端子J1的3腳接信號電平時(shí)，三極管PNP2、NPN1的基極高電位，三極管PNP2、NPN1導(dǎo)通，電流經(jīng)整流橋D3的2腳，到三極管PNP2的發(fā)射極，經(jīng)三極管PNP2的集電極到達(dá)微型直流減速電機(jī)的“-”，再經(jīng)微型直流減速電機(jī)通過三極管NPN1流過采樣電阻R10，到達(dá)整流橋D3的4腳，形成回路，微型直流減速電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。連接件1(即螺桿)向外伸出。當(dāng)接線端子J1的2腳、3腳同時(shí)接高電平信號時(shí)，接線端子J1的2腳電流經(jīng)二極管D4、電阻R3到達(dá)晶閘管T2；接線端子J1的3腳電流經(jīng)二極管D5、電阻R4到達(dá)晶閘管T1，晶閘管T1、T2均導(dǎo)通，將大功率三極管NPN1、NPN2的基極置低電位，三極管PNP1、PNP2、NPN1、NPN2均截止，微型直流減速電機(jī)無電流通過。通過微型直流減速電機(jī)的電流與移動螺桿1所受到的阻力成正比，其電流會在電流采樣電阻R10上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓降，當(dāng)移動螺桿1所受到的阻力大于額定值(由電位器RW1設(shè)定)時(shí)，電阻R10上產(chǎn)生的電壓降使得電阻R9上端的電位高于晶閘管T1或晶閘管T2的導(dǎo)通電壓，相應(yīng)方向的晶閘管導(dǎo)通，將大功率三極管的基極置低電位，大功率三極管截止，切斷微型直流減速電機(jī)的電源，微型直流減速電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。電容C3用于起動時(shí)保證短時(shí)提供較大電流和提高抗干擾能力。當(dāng)接線端子J1的2腳或3腳接于PWM調(diào)寬信號時(shí)，相應(yīng)的大功率三極管也工作于脈沖狀態(tài)下，改變PWM信號的脈寬，即可使移動螺桿1運(yùn)動的速度得到調(diào)整。光電耦合器OP1用于為控制裝置提供執(zhí)行器工作狀態(tài)信號。當(dāng)微型直流減速電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，流經(jīng)電阻R10的電流在電阻R10上產(chǎn)生的壓降使光電耦合器OP1導(dǎo)通，通過電阻R12向控制裝置提供高電位信號；當(dāng)微型直流減速電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)時(shí)，沒有電流流過電阻R10，電阻R10上沒有壓降，光電耦合器OP1截止，通過電阻R12向控制裝置提供低電位信號。
本實(shí)用新型的電動油門執(zhí)行器可采用推升速方式或拉升速方式兩種工作方式，推升速方式是指油門執(zhí)行器的連接件1(即螺桿)向外伸出時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高。拉升速方式是指油門執(zhí)行器的連接件1(即螺桿)向內(nèi)縮進(jìn)時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高。
如圖4所示，本實(shí)施例中連接件1為螺紋套，連接件10為其一側(cè)帶有與螺紋套螺紋傳動連接的外螺紋的螺桿，其它結(jié)構(gòu)同上。
權(quán)利要求1.一種直線運(yùn)動式電子控制電動油門執(zhí)行器，具有殼體、電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)，電機(jī)的動力輸出端與減速機(jī)構(gòu)的動力輸入端相連接，其特征在于它還具有通過螺紋傳動連接的連接件(1)和連接件(10)、手動調(diào)整旋鈕(2)、手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)、軸向限位體、電機(jī)控制電路，所述的電機(jī)為微型直流減速電機(jī)(15)；減速機(jī)構(gòu)的動力輸出端與其中一個(gè)連接件(10)固接于一起，能在殼體(12)上旋轉(zhuǎn)的該連接件(10)由殼體(12)限位支承；另一個(gè)連接件(1)其與連接件(10)螺紋傳動連接的另一側(cè)經(jīng)過將其限位支承的手動調(diào)整旋鈕(2)從殼體(12)伸出，能在殼體(12)上旋轉(zhuǎn)的手動調(diào)整旋鈕(2)由殼體(12)徑向限位支承，手動調(diào)整旋鈕(2)由上述軸向限位體軸向限位，連接件(1)與手動調(diào)整旋鈕(2)之間具有只限于二者同步做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，或者連接件(1)單獨(dú)做軸向運(yùn)動而限制其單獨(dú)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的限位結(jié)構(gòu)；限制手動調(diào)整旋鈕(2)在殼體(12)上旋轉(zhuǎn)的手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)安裝于殼體(12)上，手動調(diào)整旋鈕(2)上具有與手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)相配合而限制其在殼體(12)上旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)；電機(jī)控制電路包括接線端子(J1)、無極性變換電路(18)、橋式電機(jī)驅(qū)動電路(19)、電流檢測電路(20)、過載鎖定電路(21)，接線端子(J1)的電源輸出端與無極性變換電路(18)的輸入端相連接，無極性變換電路(18)的輸出端與橋式電機(jī)驅(qū)動電路(19)的輸入端相連接，橋式電機(jī)驅(qū)動電路(19)的兩個(gè)輸出端分別與電流檢測電路(20)的輸入端及微型直流減速電機(jī)(15)端子相連接，電流檢測電路(20)的輸出端、接線端子(J1)的控制信號輸出端分別與過載鎖定電路(21)的輸入端相連接，過載鎖定電路(21)的輸出端與橋式電機(jī)驅(qū)動電路(19)的輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述減速機(jī)構(gòu)可以僅包括一對相嚙合的大小齒輪(11、14)，微型直流減速電機(jī)(15)的動力輸出端與減速機(jī)構(gòu)的小齒輪(14)固接于一起，減速機(jī)構(gòu)的大齒輪(11)與連接件(10)固接于一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述與減速機(jī)構(gòu)的動力輸出端固接于一起的連接件(10)為螺紋套，連接件(1)為其一側(cè)帶有與螺紋套螺紋傳動連接的外螺紋的螺桿，該螺桿上的外螺紋大徑為10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油門執(zhí)行器，其特征在于它還可以具有用以調(diào)定調(diào)速器調(diào)速手柄的額定工作轉(zhuǎn)速和怠速位置的限位螺釘(13)，該限位螺釘(13)在上述螺桿從螺紋套伸出的正對位置與殼體(12)螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述微型直流減速電機(jī)(15)為直徑≤Φ40mm、長度≤80mm的微型直流減速電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述連接件(1)與手動調(diào)整旋鈕(2)之間的限位結(jié)構(gòu)可以具有與手動調(diào)整旋鈕(2)固接的銷釘(3)、設(shè)于連接件(1)上位于其與手動調(diào)整旋鈕結(jié)合處長度與連接件(1)的行程相當(dāng)?shù)囊欢伟疾?1a)，上述限制連接件(1)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的銷釘(3)其端頭伸進(jìn)該凹槽(1a)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述能在殼體(12)上旋轉(zhuǎn)的手動調(diào)整旋鈕(2)是由殼體(12)上的固定套(4)徑向限位支承的，安裝于殼體上的手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)可以具有銷軸(6)、壓簧(5)、定位銷(6′)，所述的銷軸(6)具有設(shè)于殼體(12)外部的軸頭、設(shè)于殼體內(nèi)部的軸身及軸尾，銷軸(6)由其穿過的殼體(12)的側(cè)壁及固定套(4)限位，壓簧(5)位于殼體(12)的內(nèi)壁與固定套(4)外壁之間，壓簧(5)套裝于銷軸(6)的軸身上，壓簧(5)兩端分別由殼體(12)的內(nèi)壁和銷軸上與之固接的定位銷(6′)限位；上述手動調(diào)整旋鈕(2)上與手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)相配合而限制其在殼體上旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)是，手動調(diào)整旋鈕(2)上具有所述銷軸(6)的軸尾能伸進(jìn)其內(nèi)與之配合而限制手動調(diào)整旋鈕(2)旋轉(zhuǎn)的定位孔(2a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述能在殼體(12)上旋轉(zhuǎn)的手動調(diào)整旋鈕(2)是由殼體(12)上的固定套(4)徑向限位支承的，將手動調(diào)整旋鈕(2)軸向限位的上述軸向限位體即為手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)，手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)可以具有銷軸(6)、壓簧(5)、定位銷(6′)，所述的銷軸(6)具有設(shè)于殼體(12)外部的軸頭、設(shè)于殼體內(nèi)部的軸身及軸尾，銷軸(6)由其穿過的殼體(12)的側(cè)壁及固定套(4)限位，壓簧(5)位于殼體(12)的內(nèi)壁與固定套(4)外壁之間，壓簧(5)套裝于銷軸(6)的軸身上，壓簧(5)兩端分別由殼體(12)的內(nèi)壁和銷軸上與之固接的定位銷(6′)限位；上述手動調(diào)整旋鈕(2)上與手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)(7)相配合而限制其在殼體上旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)是，手動調(diào)整旋鈕(2)上具有所述銷軸(6)的軸尾能伸進(jìn)其內(nèi)與之配合而限制手動調(diào)整旋鈕(2)旋轉(zhuǎn)的定位孔(2a)；同時(shí)，手動調(diào)整旋鈕(2)的外圓側(cè)壁上具有經(jīng)過定位孔(2a)繞其側(cè)壁一周、當(dāng)銷軸(6)的軸尾離開該定位孔(2a)申進(jìn)其內(nèi)與之配合而將手動調(diào)整旋鈕(2)軸向限位的環(huán)形槽(2b)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述接線端子(J1)由腳1、2、3、4、5構(gòu)成，上述無極性變換電路(18)由整流橋D3構(gòu)成，接線端子(J1)的1、4腳接整流橋D3的1、3腳，整流橋D3的第4腳接地，整流橋D3的第2腳為電路的電源“+”。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述橋式電機(jī)驅(qū)動電路(19)由橋式連接的大功率三極管PNP1、PNP2、NPN1、NPN2及電阻R7、R8、R5、R6構(gòu)成，三極管PNP1、PNP2的發(fā)射極同時(shí)接整流橋D3的2腳，三極管PNP1的基極經(jīng)電阻R7接至三極管PNP2的集電極，同時(shí)三極管PNP2的基極經(jīng)R8接至三極管PNP1的集電極；三極管NPN1的基極經(jīng)電阻R5接地，NPN2的基極經(jīng)電阻R6接地；三極管PNP1的集電極與三極管NPN1的集電極接和后與微型直流減速電機(jī)(15)的端子一端相接，三極管PNP2的集電極與三極管NPN2的集電極接和后與微型直流減速電機(jī)(15)的端子另一端相接；三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述過載鎖定電路(21)由晶閘管T1、T2及二極管D1、D2、D4、D5、D6、D7和電阻R1、R2、R3、R4、R11與電容C1、C2構(gòu)成，接線端子(J1)的2腳接二極管D4的陽極，二極管D4的陰極通過電阻R3接至晶閘管T2的控制極，同時(shí)通過電容C2接地；同時(shí)接線端子(J1)的2腳經(jīng)電阻R1后，一路接至晶閘管T1的陽極，另一路經(jīng)二極管D1后接至三極管NPN2的基極，并經(jīng)電阻R6后接地；接線端子(J1)的3腳接二極管D5的陽極，二極管D5的陰極通過電阻R4接至晶閘管T1的控制極，同時(shí)通過電容C1接地；同時(shí)接線端子(J1)的3腳經(jīng)電阻R2后，一路接至晶閘管T2的陽極，另一路經(jīng)二極管D2后接至三極管NPN1的基極，并經(jīng)電阻R5后接地；晶閘管T1的陰極和晶閘管T2的陰極相接后接地；二極管D6的陰極接晶閘管T1的控制極，二極管D7的陰極接晶閘管T2的控制極，二極管D6的陽極與二極管D7的陽極接和后與電阻R11的一端相接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的油門執(zhí)行器，其特征在于上述電流檢測電路(20)由電阻R10、電位器RW1、電阻R9、R12、R13、R14及光電耦合器OP1、電容C3構(gòu)成，電阻R10一端與接合后的三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相連接，其另一端接地，接線端子(J1)的5腳通過電阻R12后接至光電耦合器OP1的接收管的發(fā)射極，同時(shí)經(jīng)電阻R13后接地；光電耦合器OP1的接收管的集電極接整流橋D3的2腳；過載信號從電阻R10和三極管NPN1、NPN2的發(fā)射極相接的一端引出，經(jīng)電位器RW1后分成四路，一路經(jīng)電容C3后接地，一路經(jīng)電阻R9后接地，第三路經(jīng)電阻R14后接至光電耦合器OP1的發(fā)光二極管的陽極，光電耦合器OP1的發(fā)光二極管的陰極接地，第四路經(jīng)電阻R11后接二極管D6的陽極和二極管D7的陽極。
專利摘要一種直線運(yùn)動式電子控制電動油門執(zhí)行器，具有殼體、微型直流減速電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、通過螺紋傳動連接的兩個(gè)連接件、手動調(diào)整旋鈕、手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)、軸向限位體、電機(jī)控制電路。減速機(jī)構(gòu)的動力輸出端與一個(gè)連接件固接于一起，能在殼體上旋轉(zhuǎn)的該連接件由殼體限位支承；另一個(gè)連接件其一側(cè)經(jīng)過將其限位支承的手動調(diào)整旋鈕從殼體伸出；能在殼體上旋轉(zhuǎn)的手動調(diào)整旋鈕由殼體徑向限位支承，手動調(diào)整旋鈕由上述軸向限位體軸向限位，經(jīng)過手動調(diào)整旋鈕的連接件與手動調(diào)整旋鈕之間具有限位結(jié)構(gòu)；電機(jī)控制電路包括接線端子、無極性變換電路、橋式電機(jī)驅(qū)動電路、電流檢測電路、過載鎖定電路。它體積小，工作可靠，而且具有手動調(diào)節(jié)的備用功能。
文檔編號F02D11/10GK2555408SQ02243850
公開日2003年6月11日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者李志偉, 孫書建 申請人:石家莊市銀象機(jī)電自控研究所