專利名稱：轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種屬于自動(dòng)化控制儀表領(lǐng)域的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具體地說是一種聯(lián)接旋轉(zhuǎn)閥門控制管道流量的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多數(shù)采用模擬量控制技術(shù)，控制精度低，性能差。減速器方面主要有兩種結(jié)構(gòu)一種是少齒差行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)帶電磁制動(dòng)器，缺點(diǎn)是噪音較大，密封性和可靠性差；另一種是采用多轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)加一級(jí)蝸輪蝸桿來完成轉(zhuǎn)角的輸出，其缺點(diǎn)是加工復(fù)雜，體積笨重，價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是要克服現(xiàn)有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的缺陷，提供一種性價(jià)比優(yōu)、適用性強(qiáng)、控制精度高的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由智能控制器、單相伺服電機(jī)、減速器、位置傳感器、行程限位機(jī)構(gòu)和力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)組成。智能控制器是由信號(hào)處理和控制單元，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器和固態(tài)繼電器組成，智能控制器上設(shè)有通訊接口、信號(hào)輸入輸出接口，反饋信號(hào)接口接位置傳感器，固態(tài)繼電器輸出口接伺服電機(jī)。減速器上設(shè)有位置傳感器和連接伺服電機(jī)的行程限位力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)；減速器是由二級(jí)精密蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，初級(jí)蝸桿軸一端連有驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，蝸輪端面上設(shè)有離合器，離合器上設(shè)有分離手柄和手輪，離合器輸出軸與穿過蝸輪的次級(jí)蝸桿軸相連，次級(jí)蝸輪的輸出軸接執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸，反饋軸接位置傳感器。智能控制器信號(hào)處理和控制單元是由高效單片CPU和外圍芯片組成，通信接口是RS-485，能與上位機(jī)相聯(lián)系。驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)是F級(jí)絕緣單相伺服電機(jī)，內(nèi)部帶熱保護(hù)器，能承受10-20次/分的頻繁動(dòng)作。離合器內(nèi)設(shè)有自動(dòng)復(fù)位裝置。位置傳感器采用導(dǎo)電塑料電位器。行程限位機(jī)構(gòu)和力矩限制機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)和微動(dòng)開關(guān)組成。轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外殼是由經(jīng)表面氧化及鍍層處理的鋁合金制成，配有O型密封圈。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，具有的有益效果是由微電子、微機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)組成的智能控制器具有手操、自診斷、自動(dòng)掃描、運(yùn)行顯示、故障報(bào)警、事故處理、零點(diǎn)和量程的自動(dòng)設(shè)置功能，整機(jī)調(diào)試方便；采用特殊的電機(jī)控制算法后，電機(jī)不需要電磁制動(dòng)器就能精確控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置；通訊接口能與上位機(jī)相聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上可發(fā)展成現(xiàn)場(chǎng)總線型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；二級(jí)精密蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高、噪音低、壽命長(zhǎng)，并且具有機(jī)械自鎖性能；手/自動(dòng)切換機(jī)構(gòu)能自動(dòng)復(fù)位，自動(dòng)狀態(tài)優(yōu)先于手動(dòng)狀態(tài)；產(chǎn)品外殼防護(hù)性好，達(dá)到IP65防護(hù)等級(jí)，可做戶外型產(chǎn)品使用。


附圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。
附圖2是本實(shí)用新型的傳動(dòng)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
在圖1中，轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由智能控制器、單相伺服電機(jī)、減速器、位置傳感器、行程限位機(jī)構(gòu)和力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)組成。智能控制器是由高效單片CPU和外圍芯片組成的信號(hào)處理和控制單元，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器和固態(tài)繼電器組成。智能控制器上設(shè)有通訊接口、信號(hào)輸入輸出接口，反饋信號(hào)接口接位置傳感器11和固態(tài)繼電器輸出口接伺服電機(jī)1，減速器4上設(shè)有位置傳感器11和連接伺服電機(jī)1的行程限位力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)。運(yùn)作時(shí)，智能控制器接受標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理及A/D轉(zhuǎn)換送至微處理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理，然后送至顯示單元顯示調(diào)節(jié)結(jié)果，并發(fā)出信號(hào)控制固態(tài)繼電器來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)1。同時(shí)，位置信號(hào)經(jīng)設(shè)在減速器4上的位置傳感器11自我反饋到智能控制器，及時(shí)調(diào)整輸出數(shù)據(jù)，起到自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用。應(yīng)用特殊電機(jī)控制算法程序的智能控制器通過由凸輪機(jī)構(gòu)和微動(dòng)開關(guān)組成行程限位機(jī)構(gòu)和力矩限制機(jī)構(gòu)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)行自我診斷、自動(dòng)掃描、滿度設(shè)置、零點(diǎn)和量程自動(dòng)設(shè)置、事故報(bào)警和事故處理，通過RS-485通訊接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊聯(lián)系。
在圖2中，減速器是由二級(jí)精密蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，初級(jí)蝸桿2軸一端連有驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)1，蝸輪3端面上設(shè)有離合器4，離合器4上設(shè)有分離手柄5和手輪6，離合器4輸出軸與穿過蝸輪3的次級(jí)蝸桿8軸相連，次級(jí)蝸輪9的輸出軸7接執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸，反饋軸10接位置傳感器11。驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)1是F級(jí)絕緣單相伺服電機(jī)，內(nèi)部帶熱保護(hù)器，能承受10-20次/分的頻繁動(dòng)作。離合器4內(nèi)設(shè)有自動(dòng)復(fù)位裝置。自動(dòng)方式傳動(dòng)時(shí)，伺服電機(jī)1起動(dòng)后帶動(dòng)初級(jí)蝸桿2、蝸輪3旋轉(zhuǎn)，通過與初級(jí)蝸輪3咬合的離合器4帶動(dòng)次級(jí)蝸桿8旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與之嚙合的次級(jí)蝸輪9實(shí)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)角輸出；手動(dòng)方式傳動(dòng)時(shí)，在伺服電機(jī)沒有電信號(hào)的情況下，扳動(dòng)離合器4的分離手柄5，使離合器4與初級(jí)蝸輪3脫開，并與手輪6相聯(lián)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪6帶動(dòng)次級(jí)蝸桿8旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與之嚙合的次級(jí)蝸輪9實(shí)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)角輸出；當(dāng)伺服電機(jī)1一旦接受電信號(hào)啟動(dòng)，離合器4內(nèi)的彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)馬上促使離合器4自動(dòng)復(fù)位，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)恢復(fù)到自動(dòng)方式傳動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由智能控制器、單向伺服電機(jī)、減速器、位置傳感器、行程限位機(jī)構(gòu)和力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)組成，其特征在于，智能控制器由信號(hào)處理和控制單元，A/D轉(zhuǎn)換器和固態(tài)繼電器組成，智能控制器上設(shè)有通訊接口、信號(hào)輸入輸出接口，反饋信號(hào)接口接位置傳感器(11)和固態(tài)繼電器輸出口接伺服電機(jī)(1)，減速器上設(shè)有位置傳感器(11)和連接伺服電機(jī)(1)的行程限位力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)；所述的減速器是由二級(jí)精密蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，初級(jí)蝸桿軸(2)一端連有驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)(1)，蝸輪(3)端面上設(shè)有離合器(4)，離合器(4)上設(shè)有分離手柄(5)和手輪(6)，離合器(4)輸出軸與竄過蝸輪(3)的次級(jí)蝸桿(8)軸相連，次級(jí)蝸輪(9)的輸出軸(7)接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，反饋軸(10)接位置傳感器(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的具有手操、自診斷、自動(dòng)掃描、運(yùn)行顯示、故障報(bào)警、事故處理、零點(diǎn)和量程的自動(dòng)設(shè)置的智能控制器信號(hào)處理和控制單元是由高效單片CPU和外圍芯片組成，其上與上位機(jī)相聯(lián)系的通信接口是RS-485。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述能承受10-20次/分的頻繁動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)(1)是F級(jí)絕緣單相伺服電機(jī)，內(nèi)部帶熱保護(hù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在手，所述的離合器(4)內(nèi)設(shè)有自動(dòng)復(fù)位裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的位置傳感器(11)采用導(dǎo)電塑料電位器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的行程限位機(jī)構(gòu)和力矩限制機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)和微動(dòng)開關(guān)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述能達(dá)到IP65防護(hù)等級(jí)的轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外殼是由經(jīng)表面氧化及鍍層處理的鋁合金制成，并配有O型密封圈后。
專利摘要一種轉(zhuǎn)角型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由智能控制器、單相伺服電機(jī)、減速器、位置傳感器、行程限位機(jī)構(gòu)和力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)組成。智能控制器由信號(hào)處理和控制單元，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器和固態(tài)繼電器組成，智能控制器上設(shè)有通訊接口、信號(hào)輸入輸出接口，反饋信號(hào)接口接位置傳感器和固態(tài)繼電器輸出口接伺服電機(jī)。減速器上設(shè)有位置傳感器和連接伺服電機(jī)的行程限位力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)；減速器是由二級(jí)精密蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，初級(jí)蝸桿軸一端連有驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，蝸輪端面上設(shè)有離合器，離合器上設(shè)有分離手柄和手輪，離合器輸出軸與穿過蝸輪的次級(jí)蝸桿軸相連，次級(jí)蝸輪的輸出軸接執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出軸，反饋軸接位置傳感器。本實(shí)用新型性價(jià)比優(yōu)、自動(dòng)化程度高、適用性強(qiáng)、控制精度高。
文檔編號(hào)F16H1/04GK2687725SQ0323134
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2003年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者梁忠, 徐浩, 陳蒙南, 楊之儀, 周婷 申請(qǐng)人:上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所, 上海西派埃儀表成套有限公司