本發(fā)明總體涉及暖通領(lǐng)域，尤其涉及一種用于驅(qū)動(dòng)閥門開啟或閉合的電動(dòng)執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

電動(dòng)執(zhí)行器主要是在控制器的作用下控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分來(lái)輸出轉(zhuǎn)矩和/或位移。電動(dòng)執(zhí)行器輸出的轉(zhuǎn)矩和/或位移可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)與之連接的其他機(jī)械部件的相應(yīng)動(dòng)作，例如驅(qū)動(dòng)閥門的開啟和閉合。

通常，電動(dòng)執(zhí)行器包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)/傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行程和/或轉(zhuǎn)矩控制機(jī)構(gòu)等。出于安全考慮，電動(dòng)執(zhí)行器還包括一個(gè)復(fù)位機(jī)構(gòu)，其能夠在電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)生故障(例如，電機(jī)斷電)時(shí)，驅(qū)動(dòng)與之連接的例如閥門回到預(yù)先設(shè)定的安全位置，例如關(guān)斷位置。這一復(fù)位機(jī)構(gòu)能夠有效地避免因突然失電而造成的閥門操作故障或狀態(tài)不確定等問(wèn)題。

現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行器中，復(fù)位機(jī)構(gòu)一般采用卷簧復(fù)位或電容復(fù)位。卷簧復(fù)位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但輸出的恢復(fù)力穩(wěn)定。電容復(fù)位需要監(jiān)控儲(chǔ)能電容的狀態(tài)，并需要定期維護(hù)。

為此，現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行器中還需要一種更加簡(jiǎn)單易行的復(fù)位機(jī)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種電動(dòng)執(zhí)行器，其復(fù)位機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電動(dòng)執(zhí)行器，其復(fù)位機(jī)構(gòu)的操控結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能夠提供相對(duì)穩(wěn)定的輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出的用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行器包括：一個(gè)電機(jī)；一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行端，其能夠在初始位置和執(zhí)行位置之間活動(dòng)；一個(gè)復(fù)位機(jī)構(gòu)，其提供用于驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行端恢復(fù)到其初始位置的回復(fù)扭矩，所述復(fù)位機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括：一個(gè)扭簧，其能夠在所述電機(jī)停止工作時(shí)輸出一個(gè)隨扭轉(zhuǎn)角度變化的回復(fù)力；和一個(gè)偏心機(jī)構(gòu)，其在所述扭簧的回復(fù)力驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，并輸出所述回復(fù)扭矩，其中所述偏心機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心偏離所述扭簧的扭轉(zhuǎn)中心而設(shè)置，以使得：1)扭轉(zhuǎn)角度越大，所述扭簧施加到所述偏心機(jī)構(gòu)上的回復(fù)力越小于非偏心設(shè)置下扭簧輸出的回復(fù)力，或者，2)扭轉(zhuǎn)角度越大，與所述扭簧施加在所述偏心機(jī)構(gòu)上回復(fù)力對(duì)應(yīng)的扭矩臂越小。

本發(fā)明提出的復(fù)位機(jī)構(gòu)采用扭簧，而非卷簧，來(lái)提供復(fù)位機(jī)制。扭簧因其不具有彈性伸展空間要求，可以使得整體電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)緊湊，操控結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。此外，在本發(fā)明提出的復(fù)位機(jī)構(gòu)中，在扭轉(zhuǎn)角度大時(shí)，復(fù)位機(jī)構(gòu)輸出的回復(fù)扭矩得到補(bǔ)償，即，使得用于形 成回復(fù)扭矩中的回復(fù)力相對(duì)于非偏心設(shè)置更小，或者使得扭矩臂減小，而相應(yīng)地在扭轉(zhuǎn)角度小時(shí)，形成回復(fù)扭矩中的回復(fù)力相對(duì)非偏心設(shè)置更大，或者使得扭矩臂增大。通過(guò)上述補(bǔ)償，本發(fā)明提出的復(fù)位機(jī)構(gòu)還能夠輸出大體上穩(wěn)定的回復(fù)扭矩，從而能夠使得執(zhí)行端平穩(wěn)復(fù)位。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，本發(fā)明提出的電動(dòng)執(zhí)行器還包括一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括：一個(gè)主軸，主軸一端連接到所述電機(jī)，另一端固定連接到所述偏心機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心；一個(gè)傳動(dòng)部件，其能夠?qū)⑺鲋鬏S的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行端動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)力；其中，所述扭簧套設(shè)在所述主軸上，且所述偏心機(jī)構(gòu)與所述扭簧抵靠。

如上所述，電機(jī)正常工作時(shí)，主軸在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下一方面經(jīng)傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端至執(zhí)行位置，另一方面轉(zhuǎn)動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)，使得扭簧發(fā)生扭轉(zhuǎn)、儲(chǔ)能。在電機(jī)停止工作時(shí)，扭簧釋放能量，扭簧輸出的回復(fù)力推動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)主軸32反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得傳動(dòng)部件反向驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端恢復(fù)到其初始位置。采用本發(fā)明提出的電動(dòng)執(zhí)行器，可以采用同一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)扭簧儲(chǔ)能和扭簧釋放能量的反向驅(qū)動(dòng)。由此，本發(fā)明提出的電動(dòng)執(zhí)行器，操控結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，且結(jié)構(gòu)更加緊湊。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，本發(fā)明提出的電動(dòng)執(zhí)行器中，所述扭簧具有一個(gè)活動(dòng)支腳，其沿所述扭簧的徑向伸出；所述偏心機(jī)構(gòu)包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂，其一端固定連接到所述旋轉(zhuǎn)中心，另一端設(shè)置有一個(gè)擋銷，所述擋銷與所述扭簧的活動(dòng)支腳連接。優(yōu)選地，所述擋銷沿垂直于所述旋轉(zhuǎn)臂所在平面的方向延伸，且與所述扭簧的所述活動(dòng)支腳彼此交叉且相互抵靠。

采用本發(fā)明提出的上述電動(dòng)執(zhí)行器，扭簧可作用于偏心機(jī)構(gòu)，且隨著扭轉(zhuǎn)角度的變化，旋轉(zhuǎn)臂的擋銷作用在扭簧的活動(dòng)支腳上的位置發(fā)生變化。扭轉(zhuǎn)角度越大，活動(dòng)支腳與旋轉(zhuǎn)臂的擋銷彼此抵靠(接觸)的位置相對(duì)于扭簧的扭轉(zhuǎn)中心的距離越大，從而扭簧施加到偏心機(jī)構(gòu)上的回復(fù)力相對(duì)于非偏心設(shè)置的情況更小。反之，扭轉(zhuǎn)角度越小，活動(dòng)支腳與旋轉(zhuǎn)臂的擋銷彼此抵靠(接觸)的位置相對(duì)于扭簧的扭轉(zhuǎn)中心的距離越小，從而扭簧施加到偏心機(jī)構(gòu)上的回復(fù)力相對(duì)于非偏心設(shè)置的情況更大。通過(guò)補(bǔ)償施加到偏心機(jī)構(gòu)上的回復(fù)力，如本發(fā)明提出的偏心設(shè)置的扭簧可以最終輸出大體穩(wěn)定的回復(fù)扭矩。

根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，本發(fā)明提出的電動(dòng)執(zhí)行器中，所述扭簧具有一個(gè)活動(dòng)支腳，其沿所述扭簧的軸向伸出；所述偏心機(jī)構(gòu)包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂，其一端固定連接到所述旋轉(zhuǎn)中心，且所述活動(dòng)支腳與所述旋轉(zhuǎn)臂相互抵靠。

采用本發(fā)明提出的上述電動(dòng)執(zhí)行器，扭簧可作用于偏心機(jī)構(gòu)，且隨著扭轉(zhuǎn)角度的變化，扭簧的活動(dòng)支腳作用在旋轉(zhuǎn)臂上的位置發(fā)生變化。扭轉(zhuǎn)角度越大，活動(dòng)支腳與旋轉(zhuǎn)臂彼此 抵靠(接觸)的位置相對(duì)于偏心機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心的距離越小，也就是與扭簧的回復(fù)力對(duì)應(yīng)的扭矩臂越小。反之，扭轉(zhuǎn)角度越小，活動(dòng)支腳與旋轉(zhuǎn)臂彼此抵靠(接觸)的位置相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)中心的距離越大，從而與扭簧施加到偏心機(jī)構(gòu)上的回復(fù)力相對(duì)應(yīng)的扭矩臂越大。通過(guò)補(bǔ)償與施加到偏心機(jī)構(gòu)上的回復(fù)力對(duì)應(yīng)的扭矩臂，如本發(fā)明提出的偏心設(shè)置的扭簧可以最終輸出大體穩(wěn)定的回復(fù)扭矩。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提出的電動(dòng)執(zhí)行器中，所述傳動(dòng)部件為一個(gè)繞所述主軸設(shè)置的偏心輪，且所述偏心輪在隨所述主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述偏心輪的輪緣與所述執(zhí)行端抵靠。采用這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的偏心輪與執(zhí)行端彼此抵靠，而無(wú)需任何連接部件，從而結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提出的電動(dòng)執(zhí)行器中，所述主軸固定在一個(gè)支架上，所述扭簧套設(shè)于所述主軸而固定，且所述扭簧具有一個(gè)可固定于所述支架上的固定支腳。優(yōu)選地，所述支架上設(shè)置有銷孔，和適于插入銷孔的止擋銷，所述固定支腳由所述止擋銷限制其轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)止擋銷來(lái)限制扭簧的一個(gè)支腳，使其用作固定支腳。這種設(shè)計(jì)使得復(fù)位機(jī)構(gòu)裝配更加簡(jiǎn)單，易于操作。

根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，本發(fā)明提出一種暖通空調(diào)系統(tǒng)中的操控單元，其包括：如上任一一個(gè)方案所述的電動(dòng)執(zhí)行器；和一個(gè)閥門，其適于與所述電動(dòng)執(zhí)行器連接，且由所述電動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，閥門包括：一個(gè)閥體和閥塞；一個(gè)閥桿，其伸出所述閥塞，且能夠在開啟位置和關(guān)斷位置之間活動(dòng)，以開啟或關(guān)斷所述閥門；一個(gè)復(fù)位彈簧，套設(shè)于所述閥桿，以推動(dòng)所述閥桿恢復(fù)到其預(yù)設(shè)的初始位置，所述初始位置為所述開啟位置和關(guān)斷位置之中任一；其中，所述電動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行端抵靠在所述閥桿伸出在所述閥塞之外的端部上。采用本發(fā)明提出電動(dòng)執(zhí)行器和與之配合的閥門，由于閥門中包括一個(gè)復(fù)位彈簧，執(zhí)行器中的執(zhí)行端、傳動(dòng)偏心輪和閥桿得以彼此抵靠連接，而無(wú)需其他附加的連接裝置。由此，執(zhí)行器和閥門所組合而成的操控單元可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)。

下文將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)切換裝置的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)執(zhí)行器以及與之連接的閥門的立體圖。

圖2示出了沿圖1中A-A’剖開的剖視圖。

圖3A和圖3B分別示出了在如圖1所示的電動(dòng)執(zhí)行器在其執(zhí)行端處在初始位置時(shí)的左視圖和正視圖；

圖3C和圖3D分別示出了在如圖1所示的電動(dòng)執(zhí)行器在其執(zhí)行端處在執(zhí)行位置時(shí)的左視圖和正視圖。

圖4A和圖4B分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)執(zhí)行器在其執(zhí)行端處在執(zhí)行位置時(shí)的左視圖和正視圖；

圖4C和圖4D分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)執(zhí)行器在其執(zhí)行端處在初始位置時(shí)的左視圖和正視圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表示結(jié)構(gòu)相同或結(jié)構(gòu)相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。

為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，為使圖面簡(jiǎn)潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。

在本文中，“一個(gè)”不僅表示“僅此一個(gè)”，也可以表示“多于一個(gè)”的情形。另外，在本文中，“第一”、“第二”等僅用于彼此的區(qū)分，而非表示它們的重要程度及順序等。本文中的“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”僅是出于描述方便而確定的相對(duì)位置，而非絕對(duì)位置關(guān)系。

圖1示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)執(zhí)行器和與之連接的閥門。如圖1所示，電動(dòng)執(zhí)行器100連接到閥門90，二者組合在一起構(gòu)成一個(gè)可操控單元。電動(dòng)執(zhí)行器100可響應(yīng)于一個(gè)控制器(未示出)的指令而驅(qū)動(dòng)閥門90開啟或關(guān)斷，從而相應(yīng)地導(dǎo)通或切斷閥門90所在管路中冷媒或熱媒的流動(dòng)。安全起見，在電動(dòng)執(zhí)行器100突然斷電時(shí)，一般需要電動(dòng)執(zhí)行器能夠?qū)㈤y門90恢復(fù)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的安全狀態(tài)，例如關(guān)斷狀態(tài)。為此，電動(dòng)執(zhí)行器100還設(shè)有一套斷電復(fù)位機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱復(fù)位機(jī)構(gòu)。復(fù)位機(jī)構(gòu)能夠在電機(jī)不工作時(shí)提供回復(fù)力或回復(fù)扭矩，以驅(qū)動(dòng)閥門90恢復(fù)到其安全位置(例如關(guān)斷位置)。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)執(zhí)行器中復(fù)位機(jī)構(gòu)的復(fù)位功能主要由例如至少一個(gè)扭簧來(lái)提供。扭簧因不需要提供彈性伸展空間，而相對(duì)于其他類型的彈簧而言體積更小。相對(duì) 于現(xiàn)有電動(dòng)執(zhí)行器中的卷簧復(fù)位機(jī)構(gòu)而言，扭簧的操控結(jié)構(gòu)也更簡(jiǎn)單。扭簧的種類和形式相對(duì)豐富，可根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要加以選擇和利用。一般而言，扭簧在被扭轉(zhuǎn)時(shí)儲(chǔ)存能量，在外部施加的扭轉(zhuǎn)力消失后釋放能量，即提供與扭轉(zhuǎn)方向相反的回復(fù)力。扭轉(zhuǎn)角度越大，扭簧輸出的扭矩也越大。在釋放能量過(guò)程中，隨著扭轉(zhuǎn)角度的逐漸變小，扭簧輸出的扭矩也相應(yīng)減小。然而，電動(dòng)執(zhí)行器中，通常需要復(fù)位機(jī)構(gòu)提供相對(duì)而言穩(wěn)定的輸出。也是出于此原因，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般認(rèn)為扭簧難以滿足電動(dòng)執(zhí)行器中的復(fù)位要求。

本發(fā)明的發(fā)明人提出：通過(guò)一個(gè)偏離扭簧的扭轉(zhuǎn)中心而設(shè)置的偏心機(jī)構(gòu)來(lái)補(bǔ)償扭簧自身輸出扭矩隨扭轉(zhuǎn)角度的變化。具體地，在本發(fā)明實(shí)施例中復(fù)位機(jī)構(gòu)不僅包括一個(gè)扭簧，還包括一個(gè)與扭簧聯(lián)動(dòng)的偏心機(jī)構(gòu)。扭簧在釋放能量時(shí)輸出扭簧扭矩(其以扭簧的扭轉(zhuǎn)中心為中心)。扭簧扭矩施加到一個(gè)偏心機(jī)構(gòu)上，該偏心機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心偏離扭簧的扭轉(zhuǎn)中心而設(shè)置。偏心機(jī)構(gòu)在扭簧扭矩的作用下繞其旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將扭簧扭矩轉(zhuǎn)換成一個(gè)回復(fù)扭矩。該回復(fù)扭矩進(jìn)而用來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端回復(fù)到其初始位置。偏心機(jī)構(gòu)可與扭簧相互配合，使得用來(lái)形成該回復(fù)扭矩的扭矩臂和回復(fù)力中任一發(fā)生變化，從而補(bǔ)償扭簧扭矩隨扭轉(zhuǎn)角度的變化。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)執(zhí)行器100和閥門90的立體圖。圖2示出了沿圖1中A-A’線剖開的剖面圖。簡(jiǎn)便起見，圖2中省去了電機(jī)部分。以下參照?qǐng)D1和圖2描述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的復(fù)位機(jī)構(gòu)40的構(gòu)成。

如圖1和圖2所示，電動(dòng)執(zhí)行器100與閥門90連接在一起構(gòu)成一個(gè)可操控單元。電動(dòng)執(zhí)行器100包括一個(gè)電機(jī)10和一個(gè)由電機(jī)10驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行端20。在圖2的例子中，執(zhí)行端20的驅(qū)動(dòng)方式為直行程方式，其也可以采用角行程方式或者其他方式。優(yōu)選地，電機(jī)10和執(zhí)行端20之間可以設(shè)置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30可以包括齒輪箱等變速機(jī)構(gòu)和/或用于完成例如旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)部件。在圖2所示例子中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30優(yōu)選包括一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主軸32和一個(gè)套設(shè)在主軸32上的偏心輪34。偏心輪34的輪緣與執(zhí)行端20的上端抵靠，以推動(dòng)執(zhí)行端20直線運(yùn)動(dòng)。

如圖2所示，閥門90例如包括閥體(未示出)和閥塞92，以及一個(gè)從閥塞92內(nèi)伸出的閥桿94。閥桿94可上、下運(yùn)動(dòng)，從而以機(jī)械方式開啟或關(guān)斷閥門90。這里，閥門90可以采用任一一種市售閥門的結(jié)構(gòu)，而不局限于圖中所示結(jié)構(gòu)。在圖2所示的例子中，優(yōu)選地，電動(dòng)執(zhí)行器100中的執(zhí)行端20與閥桿94的上端部彼此抵靠在一起?？蛇x地，執(zhí)行端20也可以與閥桿94彼此連接。在圖2所示例子中，優(yōu)選地，閥門90中還具有一個(gè)復(fù)位彈簧96，其設(shè)置在閥塞92和閥桿94的上端部之間。復(fù)位彈簧96可以使得閥桿94在無(wú) 外力情況下處于伸出位置，其例如對(duì)應(yīng)于閥門90的開啟位置。執(zhí)行端20可在偏心輪34的作用下向下移動(dòng)，推動(dòng)閥桿94至關(guān)斷位置。這時(shí)執(zhí)行端處于其初始位置，其對(duì)應(yīng)閥門的關(guān)斷位置，即預(yù)設(shè)的安全位置。在電機(jī)10驅(qū)動(dòng)下，主軸32旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)偏心輪34向上轉(zhuǎn)動(dòng)，減弱對(duì)執(zhí)行端20的推力。這時(shí)，在復(fù)位彈簧96的作用下，執(zhí)行端20被閥桿向上推動(dòng)，從而隨著偏心輪34向上移動(dòng)到其執(zhí)行位置，即例如對(duì)應(yīng)閥門的開啟狀態(tài)。這樣，偏心輪34、執(zhí)行端20和閥桿94可以彼此抵靠，而無(wú)需連接部件。

在圖1和圖2所示的例子中，電動(dòng)執(zhí)行器100還包括一個(gè)復(fù)位機(jī)構(gòu)40，其能夠在電機(jī)失電或不工作時(shí)輸出回復(fù)扭矩，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端20恢復(fù)到其初始位置。在此例子中，復(fù)位機(jī)構(gòu)40例如包括一個(gè)扭簧42和一個(gè)與該扭簧42相配合且偏離扭簧42的扭轉(zhuǎn)中心426而設(shè)置的偏心機(jī)構(gòu)44。扭簧42在被扭轉(zhuǎn)時(shí)儲(chǔ)存能量，且在外力消失時(shí)釋放能量，即輸出一個(gè)扭簧扭矩。該扭簧扭矩施加到偏心機(jī)構(gòu)44上，推動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)44繞其旋轉(zhuǎn)中心(偏心)442轉(zhuǎn)動(dòng)。偏心機(jī)構(gòu)44的轉(zhuǎn)動(dòng)可輸出回復(fù)扭矩。在圖3A～圖3D的實(shí)施例中，偏心機(jī)構(gòu)44的作用在于通過(guò)偏心設(shè)置來(lái)改變用于形成回復(fù)扭矩的回復(fù)力F的大小，從而補(bǔ)償扭簧扭矩隨扭轉(zhuǎn)角度的變化。在圖4A～圖4D的實(shí)施例中，偏心機(jī)構(gòu)的作用在于通過(guò)偏心設(shè)置來(lái)改變用于形成回復(fù)扭矩的扭矩臂r，從而補(bǔ)償扭簧扭矩隨扭轉(zhuǎn)角度的變化。后面會(huì)詳細(xì)描述這兩個(gè)實(shí)施例的原理及操作過(guò)程。

在圖1和圖2的例子中，優(yōu)選地，在電機(jī)10正常工作時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30不僅用來(lái)將電機(jī)10的輸出傳遞給執(zhí)行端20，還同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)位機(jī)構(gòu)40中扭簧42的扭轉(zhuǎn)，使其儲(chǔ)能。在電機(jī)10失電時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30不再受電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)。這時(shí)，復(fù)位機(jī)構(gòu)40中的扭簧42釋放能量，并在偏心機(jī)構(gòu)44的配合下輸出大體上穩(wěn)定的回復(fù)扭矩τ。該回復(fù)扭矩τ同樣作用在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30上，從而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端20恢復(fù)到其初始位置?？蛇x地，復(fù)位機(jī)構(gòu)40和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30也可彼此獨(dú)立，以各自不同的方式和結(jié)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端。例如，扭簧42可以預(yù)偏置到一個(gè)儲(chǔ)能狀態(tài)，而非由電機(jī)10驅(qū)動(dòng)至其儲(chǔ)能狀態(tài)。在電機(jī)10掉電時(shí)，可通過(guò)一個(gè)開關(guān)裝置切換成由復(fù)位機(jī)構(gòu)40驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端。

在圖1和圖2所示的例子中，優(yōu)選地，主軸32還延伸到復(fù)位機(jī)構(gòu)40處。例如，扭簧42可套設(shè)在主軸32上，由主軸32支撐。扭簧42的扭轉(zhuǎn)中心426偏離主軸32而設(shè)置，且扭簧42和偏心機(jī)構(gòu)44相互連接或彼此抵靠。主軸32同時(shí)固定連接到偏心機(jī)構(gòu)44的旋轉(zhuǎn)中心442，即偏心機(jī)構(gòu)44繞主軸32轉(zhuǎn)動(dòng)，并將回復(fù)扭矩施加到主軸32上。由此，在電機(jī)10正常工作時(shí)，電機(jī)10驅(qū)動(dòng)主軸32轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而經(jīng)偏心輪34驅(qū)動(dòng)執(zhí)行端20至執(zhí)行位置。同時(shí)，在電機(jī)10的作用下，主軸32轉(zhuǎn)動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)44，偏心機(jī)構(gòu)44進(jìn)而使得扭簧42發(fā)生 扭轉(zhuǎn)并儲(chǔ)存能量。在電機(jī)10停止工作(斷電)時(shí)，復(fù)位機(jī)構(gòu)40中的扭簧42釋放能量。這時(shí)，扭簧42和偏心機(jī)構(gòu)44作為一個(gè)整體輸出的回復(fù)扭矩作用在主軸32上，使主軸32反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，將執(zhí)行端20推回到其初始位置。

圖3A～圖3D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)位機(jī)構(gòu)40，其中，偏心機(jī)構(gòu)44的偏心設(shè)置可改變用于形成回復(fù)扭矩τ的回復(fù)力F的大小。具體地，圖3A和圖3B示出了執(zhí)行端20處在初始位置處的情況。圖3C和圖3D示出了執(zhí)行端20處在執(zhí)行位置處的情況。

如圖3A～3D所示，在此實(shí)施例中，扭簧42套設(shè)在主軸32上且其扭轉(zhuǎn)中心426偏離主軸32而設(shè)置。優(yōu)選地，扭簧42具有兩個(gè)射線型支腳，即一個(gè)活動(dòng)支腳422和一個(gè)固定支腳424均沿扭簧42的徑向伸出。固定支腳424在扭簧42的扭轉(zhuǎn)過(guò)程中位置不變。在圖3A中，一個(gè)止擋銷46可插入主軸支架36上的銷孔中，止擋銷46可限制固定支腳424的轉(zhuǎn)動(dòng)。活動(dòng)支腳422可在外力作用下繞扭轉(zhuǎn)中心426轉(zhuǎn)動(dòng)。固定支腳和活動(dòng)支腳之間的扭轉(zhuǎn)角度越大，扭簧儲(chǔ)能越大。在圖3A～3D中，偏心機(jī)構(gòu)44包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂444，其一端固定連接到主軸32，即其旋轉(zhuǎn)中心442固定于主軸32。由此，主軸32的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂444旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)臂444在受外力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也可帶動(dòng)主軸32轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)臂444在其遠(yuǎn)離主軸32的遠(yuǎn)端設(shè)置有一個(gè)擋銷446，其與扭簧42的活動(dòng)支腳422彼此抵靠。優(yōu)選地，擋銷446可沿垂直于旋轉(zhuǎn)臂444所在平面的方向伸出。

在安裝時(shí)，對(duì)扭簧42進(jìn)行預(yù)偏置，即，使得扭簧42兩個(gè)支腳之間具有一個(gè)預(yù)定的扭轉(zhuǎn)角度(例如15度)。預(yù)偏置位置可作為扭簧42扭轉(zhuǎn)的初始位置，如圖3A所示。這時(shí)，執(zhí)行端20也處于其初始位置。如圖3B所示，在執(zhí)行端20的初始位置處，主軸32旋轉(zhuǎn)到使得其上的偏心輪34置于最大偏心位置，也就是偏心輪34將執(zhí)行端20推到其最大位置。此時(shí)，閥門90的閥桿94被下壓，閥門90關(guān)斷。

在電動(dòng)執(zhí)行器工作時(shí)，電機(jī)10上電并驅(qū)動(dòng)主軸32例如逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3A所示，主軸32帶動(dòng)偏心輪34和偏心機(jī)構(gòu)44一同逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并在執(zhí)行端20達(dá)到執(zhí)行位置時(shí)到達(dá)圖3C和圖3D所示狀態(tài)。如圖3C和圖3D所示，在電機(jī)10的驅(qū)動(dòng)下，主軸32帶動(dòng)偏心輪34轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，執(zhí)行端20在閥門中復(fù)位彈簧94的作用下始終與偏心輪34的外緣相互抵靠。在偏心輪34轉(zhuǎn)動(dòng)到其最小偏心位置時(shí)，執(zhí)行端20也上升到其執(zhí)行位置，如圖3D所示。這時(shí)，閥門90處于全開狀態(tài)，管道導(dǎo)通。主軸32在驅(qū)動(dòng)偏心輪34的同時(shí)，也驅(qū)動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)40。具體地，旋轉(zhuǎn)臂444隨主軸32一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其遠(yuǎn)端處的擋銷446則推動(dòng)扭簧42的活動(dòng)支腳422逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而加大扭簧42的扭轉(zhuǎn)角度，最終到達(dá)如圖3C所示位置。

如前所示，扭簧42輸出的扭矩只與其扭轉(zhuǎn)角度大小相關(guān)。在圖3C所示情況下，扭簧42輸出的扭簧扭矩T1為圖3C中回復(fù)力F1與扭矩臂R1的乘積?；貜?fù)力F1作用在旋轉(zhuǎn)臂444的遠(yuǎn)端上，從而在主軸32處輸出的回復(fù)扭矩τ為回復(fù)力F1與旋轉(zhuǎn)臂444的臂長(zhǎng)L的乘積。若電機(jī)10一直運(yùn)轉(zhuǎn)，則可客服回復(fù)扭矩τ，使得旋轉(zhuǎn)臂444保持在圖3C所示位置，執(zhí)行端20保持在圖3D所示位置，即執(zhí)行位置。

如果發(fā)生突然斷電，或者電機(jī)10停止工作，則主軸32上的驅(qū)動(dòng)力消失，扭簧42開始釋放能量，活動(dòng)支腳422推動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂444順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)主軸32轉(zhuǎn)回到圖3A和圖3B所示位置。換言之，主軸32在扭簧42的驅(qū)動(dòng)下回轉(zhuǎn)，使得執(zhí)行端20回到其初始位置，閥門關(guān)斷，如圖3A所示。這時(shí)，扭簧42輸出的扭簧扭矩T2＝回復(fù)力F2與扭矩臂R2的乘積。扭簧42作用在主軸上的回復(fù)扭矩τ則為回復(fù)力F2與旋轉(zhuǎn)臂長(zhǎng)L的乘積。

對(duì)于非偏心扭簧機(jī)構(gòu)而言，扭轉(zhuǎn)中心即為回復(fù)機(jī)構(gòu)的中心，即主軸位置。所以，非偏心機(jī)構(gòu)中，對(duì)于活動(dòng)支腳422上的同一位置點(diǎn)，扭矩臂保持不變。對(duì)于圖3A和圖3C所示的偏心機(jī)構(gòu)而言，由于偏心設(shè)置，活動(dòng)支腳422與擋銷446的抵靠位置，隨扭轉(zhuǎn)角度的變化而變化。在執(zhí)行位置處，活動(dòng)支腳422和擋銷446的抵靠位置距扭轉(zhuǎn)中心426的距離為R1。在初始位置，活動(dòng)支腳422和擋銷446的抵靠位置距扭轉(zhuǎn)中心426的距離為R2。顯然，R2小于R1。若考慮扭簧輸出的扭簧扭矩在同一扭轉(zhuǎn)位置是相同的，那么偏心機(jī)構(gòu)下的回復(fù)力F1顯然小于非偏心機(jī)構(gòu)同位置處的回復(fù)力，而F2則大于非偏心扭簧在初始位置處的回復(fù)力。也就是說(shuō)，扭轉(zhuǎn)角度越大，扭簧施加在偏心機(jī)構(gòu)上的回復(fù)力就越小于非偏心設(shè)置下的回復(fù)力。由此，通過(guò)降低在大扭轉(zhuǎn)角度處的回復(fù)力，而增加在小扭轉(zhuǎn)角度下的回復(fù)力，可以補(bǔ)償回復(fù)扭矩隨扭簧扭轉(zhuǎn)角度的變化，從而得到一個(gè)大體上穩(wěn)定的回復(fù)扭矩。

圖4A～圖4D示出了具有根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的復(fù)位機(jī)構(gòu)的操控單元200，其中，偏心機(jī)構(gòu)可改變用于形成回復(fù)扭矩的扭矩臂r的大小。具體地，圖4A和圖4B分別示出了執(zhí)行端20處在初始位置處的情況。圖4C和圖4D分別示出了執(zhí)行端20處在執(zhí)行位置處的情況。在圖4A～圖4D中，與之前附圖相同的部件采用了相同的附圖標(biāo)記，其功能和運(yùn)轉(zhuǎn)方式也相同，這里不再贅述。與圖3A～圖3D不同，在圖4A～圖4D中扭簧62的活動(dòng)支腳622為軸向支腳，其沿扭簧62的軸向伸出且與偏心機(jī)構(gòu)中在扭簧所在平面內(nèi)伸出的旋轉(zhuǎn)臂644搭接或彼此抵靠?；顒?dòng)支腳622在扭轉(zhuǎn)過(guò)程中相對(duì)扭簧62的扭轉(zhuǎn)中心的力臂始終不變。但是，隨著扭簧62的扭轉(zhuǎn)其與旋轉(zhuǎn)臂644彼此接觸的位置發(fā)生變化。由此，圖4A～4D中偏心機(jī)構(gòu)可通過(guò)改變回復(fù)扭矩的扭矩臂r來(lái)補(bǔ)償扭簧輸出隨扭轉(zhuǎn)角度的變化。

如圖4A和圖4B所示，執(zhí)行端20在執(zhí)行位置時(shí)，活動(dòng)支腳622在旋轉(zhuǎn)臂644上施加 一個(gè)回復(fù)力F3，與之對(duì)應(yīng)的扭矩臂為r1。輸出在主軸32上的回復(fù)扭矩τ為F3與r1的乘積。這時(shí)，電機(jī)10正常工作以客服回復(fù)扭矩τ并將執(zhí)行端20穩(wěn)定在其執(zhí)行位置。電機(jī)10斷電后，扭簧62釋放能量將旋轉(zhuǎn)臂644推到如圖4C和圖4D所示位置，執(zhí)行端20也返回到其初始位置。如圖4C和圖4D所示，活動(dòng)支腳622在旋轉(zhuǎn)臂644上施加一個(gè)回復(fù)力F4，與之對(duì)應(yīng)的扭矩臂為r2。輸出在主軸32上的回復(fù)扭矩τ為F4與r2的乘積。由圖4A和圖4C可見，活動(dòng)支腳622輸出的回復(fù)力F3和F4與同等作用位置下非偏心機(jī)構(gòu)的回復(fù)力相同。但是，扭矩臂r1明顯小于扭矩臂r2。也就是說(shuō)，扭轉(zhuǎn)角度越大，用于形成回復(fù)扭矩的扭矩臂r越小。由此，通過(guò)降低在大扭轉(zhuǎn)角度下回復(fù)扭矩的扭矩臂，而增加在小扭轉(zhuǎn)角度下的扭矩臂，可以補(bǔ)償回復(fù)扭矩隨扭轉(zhuǎn)角度的變化，從而得到一個(gè)大體上穩(wěn)定的回復(fù)扭矩。

以上結(jié)合附圖描述了本發(fā)明實(shí)施例。在上述實(shí)施例中，復(fù)位機(jī)構(gòu)可電機(jī)停止工作時(shí)提供復(fù)位功能。在實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)可在上電時(shí)既提供執(zhí)行功能也提供復(fù)位功能。本發(fā)明提出的偏心扭簧機(jī)制可以僅在斷電時(shí)提供復(fù)位功能。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書是按照各個(gè)實(shí)施例描述的，但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方案或變更，如特征的組合、分割或重復(fù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。