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电动执行器位置反馈与行程限位组合机构
申请号	CN201320516950.0	申请日	2013-08-22	公开(公告)号	CN203444389U	公开(公告)日	2014-02-19
申请人	杭州唐能阀门有限公司;			发明人	方宁州; 徐子敬;
摘要	本实用新型公开了一种电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，包括一反馈盒，反馈盒内竖直设有齿条，齿条的下端设有可与电动执行器输出轴联接的联接销，齿条与行程变换齿轮啮合，行程变换齿轮通过设置在同一传动轴上的反馈主动齿轮与反馈电位器齿轮啮合，反馈电位器齿轮通过其转轴连接反馈电位器的转动轴，传动轴上还设有上限位凸轮与下限位凸轮及与其对应的上限位开关及下限位开关。它有效地解决了现有技术的电动执行器凸轮定位机构结构复杂，生产成本很高及非接触式检测元件的定位精度不高的问题，本实用新型的结构简单、生产成本低且定位精度高，具有很高的实用价值。
权利要求	1.一种电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，包括反馈组件固定架及设置在反馈组件固定架上的反馈盒，其特征是：所述的反馈盒（17）内竖直设有齿条（1），齿条的下端设有可与电动执行器输出轴联接的联接销（16），齿条与行程变换齿轮（7）啮合，行程变换齿轮通过设置在同一传动轴（11）上的反馈主动齿轮（8）反馈电位器齿轮（14）啮合，反馈电位器齿轮通过其转轴连接反馈电位器（13）的转动轴，传动轴上还设有上限位凸轮（2）与下限位凸轮（3），上限位凸轮及下限位凸轮的一侧对应设有上限位开关（5）及下限位开关（4）。 2.根据权利要求1所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：所述的反馈电位器为导电塑料电位器，反馈电位器设置在反馈盒外，反馈电位器通过电位器调整板（12）固定在反馈盒的外壁上，反馈电位器齿轮的转轴穿过反馈盒的盒壁与反馈电位器的转动轴连接。 3.根据权利要求2所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：所述的反馈电位器设有角度指针（18）及与角度指针适配的角度指示牌（19），反馈电位器上还设有接线端子（22）。 4.根据权利要求1所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：传动轴的一端伸出反馈盒，上限位凸轮、下限位凸轮及与其对应设置的上限位开关、下限位开关均设置在反馈盒外。 5.根据权利要求1所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：所述的齿条整体呈圆柱状，反馈盒的上下两端设有齿条导向调整板（15），齿条导向调整板上设有齿条孔，所述齿条通过齿条导向调整板设置在反馈盒内。 6.根据权利要求5所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：齿条与齿条导向调整板之间设有滑套（20）。 7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：传动轴横向设置在反馈盒上，传动轴与反馈盒的侧壁之间设有轴承（9），靠近反馈盒外的轴承端面处与传动轴之间设有卡簧（10）。 8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：反馈组件固定架为两个，对称设置在反馈盒两侧，所述的反馈组件固定架呈L形，底部设有固定孔（21）。 9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，其特征是：传动轴与齿条及电位器齿轮之间均设有间隙可调机构。
说明书全文	电动执行器位置反馈与行程限位组合机构技术领域 [0001] 本实用新型涉及电动执行器技术领域，尤其涉及一种电动执行器位置反馈与行程限位组合机构。背景技术 [0002] 电动执行器是过程自动化控制系统中不可缺少的执行机构、用量大，用途广。电动执行器的工作原理是：控制电动机带动与输出轴丝杆配合的螺母正、反转动，带动电动执行器的输出轴丝杆相应作向上或向下移动，从而完成阀门的开启或关闭。电动执行器位置反馈结构是电动执行器的重要组成部分，对直行程电动执行器而言，位置反馈机构的功能是将电动执行器的直线行程转换成相应的电信号给伺服放大器作为比较和阀位反馈输出。公开日为2012年8月1日，公开号为CN202362696 U的中国专利文件公开了一种电动执行器的位置反馈凸轮定位机构，凸轮组各凸轮同心叠合于底座与上盖之间，各凸轮盘面之间以及上下凸轮的盘面与底座或上盖之间止口连接，各凸轮均以基圆为准设置半径相等的内齿圈，上盖分布有数量与凸轮组凸轮数量相等的轴孔，上盖底面设有分别以各轴孔为中心的齿轮卧槽，各齿轮卧槽设有内轮齿，各轴齿轮的上轮轴分别与相应轴孔嵌入接合，下轮轴分别支撑与底座，各轴齿轮的下盘面分别设有使轴齿轮与上盖底面的齿轮卧槽内轮齿相啮合的支撑簧片，所述各轴齿轮的下轮轴分别设有与凸轮组一凸轮的内齿圈相啮合的调整齿轮。但这种凸轮定位机构结构复杂，生产成本很高。公开日为2007年10月3日，公开号为CN200956109Y的中国专利文件公开了一种用于电动执行器的非接触数字式位置反馈装置,适用于直行程电动执行机构。它由轴套、轴承、丝套、丝杠、齿轮、磁钢、测步霍尔开关和测位霍尔开关所构成。丝套的上、下端分别安装在轴套和轴承内,丝杠运行于丝套内,齿轮固定在丝套的外圆上并与电机的输出轴相啮合,测步霍尔开关及测位霍尔开关分别与磁钢的感应区相对应,由单片机对霍尔开关的输出信号进行检测,实时跟踪电动执行器的输出值,并通过光电偶合器及可控硅对电机的正、反转及运行位置进行控制,以通过非接触位置检测方式提高电动执行器的使用寿命和降低产品成本,具有过载保护和再上电后的实时跟踪功能。该实用新型采用磁钢与霍尔开关构成非接触式检测元件，虽然工作时没有磨损，但非接触式检测元件的定位精度不高。实用新型内容 [0003] 本实用新型的目的是为解决现有技术的电动执行器凸轮定位机构结构复杂，生产成本很高及非接触式检测元件的定位精度不高的问题而提供一种结构简单、生产成本低且定位精度高的电动执行器位置反馈与行程限位组合机构。 [0004] 本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，包括反馈组件固定架及设置在反馈组件固定架上的反馈盒，所述的反馈盒内竖直设有齿条，齿条的下端设有可与电动执行器输出轴联接的联接销，齿条与行程变换齿轮啮合，行程变换齿轮通过设置在同一传动轴上的反馈主动齿轮与反馈电位器齿轮啮合，反馈电位器齿轮通过其转轴连接反馈电位器的转动轴，传动轴上还设有上限位凸轮与下限位凸轮，上限位凸轮及下限位凸轮的一侧对应设有上限位开关及下限位开关。本实用新型通过齿条的上下移动带动行程变换齿轮转动，行程变换齿轮的转轴为一传动轴，传动轴一方面通过反馈主动齿轮与反馈电位器齿轮啮合，而反馈电位器齿轮与反馈电位器的转轴连接，这样，当齿条随电动执行器的动作而上下移动时，通过行程变换齿轮、反馈主动齿轮及反馈电位器齿轮带动反馈电位器转动轴转动，改变了反馈电位器的转角，达到改变反馈电位器的电信号即执行器的位置反馈信号的目的，从而指示电动执行器的输出轴位置，起到电动执行器的位置反馈作用。而另一方面，传动轴上还设有上限位凸轮与下限位凸轮，上限位凸轮及下限位凸轮的一侧对应设有上限位开关及下限位开关，这样，当齿条上升或下降超过一定幅度（通常为行程零位和行程满位）时，限位凸轮与相应的限位开关碰触，及时切断伺服电机电源，以保护电动执行器，防止过载、堵转而损坏电机。本实用新型的结构采用二级齿轮传动，巧妙地将位置反馈系统和行程限位机构有机结合在一块，设计成一个位置反馈和行程控制系统组件，解决现有技术的电动执行器凸轮定位机构结构复杂，生产成本很高及非接触式检测元件的定位精度不高的问题。 [0005] 作为优选，所述的反馈电位器为导电塑料电位器，反馈电位器设置在反馈盒外，反馈电位器通过电位器调整板固定在反馈盒的外壁上，反馈电位器齿轮的转轴穿过反馈盒的盒壁与反馈电位器的转动轴连接；反馈电位器设有角度指针及与角度指针适配的角度指示牌，反馈电位器上还设有接线端子。将反馈电位器设置在反馈盒外，操作者可以直观地看到反馈电位器的指针位置，有利在实际工作中对电动执行器的工作状态做出准确的判断。 [0006] 作为优选，传动轴的一端伸出反馈盒，上限位凸轮、下限位凸轮及与其对应设置的上限位开关、下限位开关均设置在反馈盒外。这一结构是为了便于上下限位开关安装及维护，反馈盒为铝合金型材制作，结构简单轻便，强度满足传动轴的安装要求。 [0007] 作为优选，所述的齿条整体呈圆柱状，反馈盒的上下两端设有齿条导向调整板；作为优选，齿条导向调整板上设有齿条孔，所述齿条通过齿条导向调整板设置在反馈盒内；齿条与齿条导向调整板之间设有滑套。齿条导向调整板用于限定齿条的水平位置，同时通过微调齿条的位置来提高齿条与反馈主动齿轮的啮合精度。 [0008] 作为优选，所述传动轴横向设置在反馈盒上，传动轴与反馈盒的侧壁之间设有轴承，靠近反馈盒外的轴承端面处与传动轴之间设有卡簧。卡簧可以防止传动轴作轴向窜动。 [0009] 作为优选，反馈组件固定架为两个，对称设置在反馈盒两侧，所述的反馈组件固定架呈L形，底部设有固定孔。 [0010] 作为优选，传动轴与齿条及电位器齿轮之间均设有间隙可调机构。根据多级齿轮传动理论知晓，在齿轮传动系统中，每级齿轮的传动间隙对系统精度的影响程度是不同的。由于在电动执行器的反馈系统中，齿轮传动往往采取减速传动，来满足大行程控制需要，这就决定了后级齿轮的间隙对系统精度的影响大于前级齿轮的间隙对系统精度的影响。根据传动齿轮的间隙或多或少会对系统精度产生不良影响的理论，本实用新型的结构在前后两级齿轮传动中均采取了间隙可调机构，可以确保系统精度不受齿轮间隙的影响。 [0011] 本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的电动执行器凸轮定位机构结构复杂，生产成本很高及非接触式检测元件的定位精度不高的问题，本实用新型的结构简单、生产成本低且定位精度高，具有很高的实用价值。附图说明 [0012] 图1是本实用新型的一种结构示意图； [0013] 图2是图1的俯视图。 [0014] 图中：1.齿条，2.上限位凸轮，3.下限位凸轮，4.下限位开关， 5.上限位开关，6.反馈组件固定架，7.行程变换齿轮， 8.反馈主动齿轮，9.轴承， 10.卡簧，11.传动轴， 12.电位器调整板，13.导电塑料电位器，14.反馈电位器齿轮， 15.齿条导向调整板，16.联接销， 17.反馈盒，18.角度指针， 19.角度指示牌，20.滑套，21.固定孔，22.接线端子。具体实施方式 [0015] 下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。 [0016] 实施例1 [0017] 在如图1图2所示的实施例1中，一种电动执行器位置反馈与行程限位组合机构，包括反馈组件固定架及设置在反馈组件固定架上的铝合金型材反馈盒，反馈组件固定架为两个，对称设置在反馈盒两侧，所述的反馈组件固定架呈L形，底部设有固定孔21。反馈盒17内竖直设有齿条1，所述的齿条整体呈圆柱状，反馈盒的上下两端设有齿条导向调整板 15，齿条导向调整板上设有齿条孔，所述齿条通过齿条导向调整板设置在反馈盒内，齿条与齿条导向调整板之间设有滑套20。齿条的下端设有可与电动执行器输出轴联接的联接销 16，齿条与行程变换齿轮7啮合，行程变换齿轮通过设置在同一传动轴11上的反馈主动齿轮与反馈电位器齿轮啮合，反馈电位器齿轮通过其转轴连接反馈电位器13的转动轴，反馈电位器为导电塑料电位器，反馈电位器设置在反馈盒外，反馈电位器通过电位器调整板12固定在反馈盒的外壁上，反馈电位器齿轮的转轴穿过反馈盒的盒壁与反馈电位器的转动轴连接，反馈电位器设有角度指针18及与角度指针适配的角度指示牌19，反馈电位器上还设有接线端子22。传动轴上还设有上限位凸轮2与下限位凸轮3，下限位凸轮及上限位凸轮的一侧对应设有下限位开关4及上限位开关5。传动轴横向设置在反馈盒上，传动轴与反馈盒的侧壁之间设有轴承9，靠近反馈盒外的轴承端面处与传动轴之间设有卡簧10，传动轴的一端伸出反馈盒，上限位凸轮、下限位凸轮及与其对应设置的上限位开关、下限位开关均设置在反馈盒外。 [0018] 实施例2 [0019] 实施例2的传动轴与齿条及电位器齿轮之间均设有间隙可调机构，其余和实施例1相同。 [0020] 本实用新型工作时，齿条随电动执行器的动作而上下移动，通过行程变换齿轮、反馈主动齿轮及反馈电位器齿轮带动反馈电位器转动轴转动，反馈电位器的接点位置相应发生变化，从而指示电动执行器的输出轴位置，起到电动执行器的位置反馈作用。另一方面，当电动执行器上行时，齿条向上移动、带动传动轴顺时针转动，从而带动上限位凸轮顺时针转动、并在转到预先设定好的上行程止点，压下上限位开关，切断执行器伺服电机电源。反之，当电动执行器下行时，齿条向下移动带动传动轴逆时针转动，从而带动下限位凸轮逆时针转动，并在转到预先设定好的下行程止点，压下下限位开关，切断执行器伺服电机电源。这样就可以保护电动执行器，防止过载、堵转而损坏电机。本实用新型的结构采用二级齿轮传动，巧妙地将位置反馈系统和行程限位机构有机结合在一块，设计成一个位置反馈和行程控制系统组件，解决现有技术的电动执行器凸轮定位机构结构复杂，生产成本很高及非接触式检测元件的定位精度不高的问题。 [0021] 除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。

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