阅读说明：本技术 一种新型部分回转电动执行器 (Novel partial-rotation electric actuator ) 是由 刘明 伍来智 贾文超 赵玉刚 黎鸣 王长荣 伍星星 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型部分回转电动执行器,安装于阀门上,其特征在于,包括：谐波机构、输出轴、传动机构、反馈机构和限位机构。本发明中采用谐波机构,通过谐波机构中的柔轮与所述输出轴相连,并在输出轴上设置侧边部分齿轮结构和端面结构,通过传动机构与反馈机构相连,在运转的过程中,通过可调节螺钉与端面结构的端面相抵来实现部分回转的功能,其结构简单巧妙,其中谐波机构体积小,重量轻,有效解决了现有技术中的执行器尺寸过大的问题,并且由于谐波机构减速可以更为精细地控制输出轴的转动位置,从而可以更为精确地控制阀门的开启状态,谐波机构的传动比大,进一步保证了本发明的精确性和实用性。(The invention discloses a novel partial-rotation electric actuator which is arranged on a valve and is characterized by comprising the following components in parts by weight: harmonic mechanism, output shaft, drive mechanism, feedback mechanism and stop gear. The harmonic mechanism is adopted, the flexible gear in the harmonic mechanism is connected with the output shaft, the side part gear structure and the end surface structure are arranged on the output shaft, the transmission mechanism is connected with the feedback mechanism, and in the running process, the adjustable screw is abutted against the end surface of the end surface structure to realize the function of partial rotation.)

一种新型部分回转电动执行器

技术领域

本发明涉及电动执行器技术领域，更具体的说是涉及一种新型部分回转电动执行器。

背景技术

电动执行器是一种能够提供直线或旋转运动的驱动装置，起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用。它利用电能源在控制信号的作用下工作。其基本类型有部分回转、多回转及直行程三种驱动方式。船舶系统中通常用90°角行程阀门，其电动执行器为部分回转。但潜艇均衡系统对其的电动阀门,提出了尺寸、重量、功率、驱动力矩、开关时间、电气接口、反馈功能、应急手操和环境适应性等相关技术指标要求，市场现有的部分回转电动执行器大部分通过驱动电机加行星齿轮结构或蜗轮蜗杆结构方式，由于传动比的限制，指标功率下的结构尺寸过大，不能满足指标要求。

因此，如何设计出一种结构简单能够精确控制阀门的新型部分回转电动执行器是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型部分回转电动执行器，其目的在于解决现有技术中的由于传动比的限制而导致执行器结构尺寸过大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型部分回转电动执行器，安装于阀门上，包括：谐波机构、输出轴、传动机构、反馈机构和限位机构；

所述谐波机构包括柔轮，所述柔轮底部设置安装孔；

所述输出轴顶端安装有一圆环，所述圆环上均匀设置有螺纹孔，所述螺纹孔与所述安装孔相匹配，所述柔轮通过螺钉、所述螺纹孔和所述安装孔安装在所述输出轴上；所述圆环的外部设置有侧边部分齿轮结构，所述侧边部分齿轮结构的两端分别设置有端面结构；

所述传动机构中包括第一齿轮，所述第一齿轮的一侧与所述侧边部分齿轮结构相互啮合，所述输出轴的转动带动所述第一齿轮转动；

所述反馈机构的底部设置有扇形齿轮，所述扇形齿轮与所述第一齿轮的另一侧相互啮合，所述第一齿轮转动带动所述扇形齿轮的转动；

所述限位结构包括可调节螺钉，所述端面结构随着所述输出轴转动，当所述可调节螺钉的底端与所述端面结构相抵时对所述输出轴进行限位。

采用上述技术方案的有益效果为：

本发明中采用谐波机构，通过谐波机构中的柔轮与所述输出轴相连，并在输出轴上设置侧边部分齿轮结构和端面结构，通过传动机构与反馈机构相连，在运转的过程中，通过可调节螺钉与端面结构的端面相抵来实现部分回转的功能，其结构简单巧妙，其中谐波机构体积小，重量轻，有效解决了现有技术中的执行器尺寸过大的问题，并且由于谐波机构减速可以更为精细地控制输出轴的转动位置，从而可以更为精确地控制阀门的开启状态，谐波机构的传动比大，进一步保证了本发明的精确性和实用性。

优选的，所述谐波机构还包括内齿钢轮和波发生器，所述内齿钢轮为刚性内齿轮，所述柔轮为具有弹性的外齿轮，所述波发生器在所述柔轮内部转动，带动所述柔轮在所述内齿钢轮内转动，所述内齿钢轮与所述柔轮相互啮合。

优选的，所述端面结构的端面向所述侧边部分齿轮结构倾斜。

采用上述技术方案的有益效果为：

端面结构的端面向侧边部分齿轮结构倾斜对可调节螺钉对端面结构的作用力进行了缓解，不仅保证了回转的功能，还进一步延长了该装置的使用寿命。

优选的，还包括指示盘、微动开关和驱动电机，所述指示盘设置于所述反馈机构的顶部，所述驱动电机与所述谐波机构相连；所述反馈机构的信号通过凸出部分与微动开关匹配输出。

所述波发生器中心设置有键槽，所述驱动电机底部设有驱动电机输出轴，所述驱动电机输出轴安装在所述键槽内，实现所述驱动电机与所述谐波机构的连接。

优选的，所述驱动电机为直流无刷电机。

采用上述技术方案的有益效果为：

采用直流无刷电机与谐波机构减速的方式，保证了其结构的简单，零件较少，在安装时更加方便。

优选的，还包括控制模块；

所述控制模块与所述驱动电机相连；

所述反馈机构通过所述微动开关与所述控制模块相连。

优选的，还包括手操机构，所述手操机构包括蜗轮、蜗杆、蜗轮轴和棘轮扳手；

所述蜗轮和所述蜗杆相互啮合，所述蜗轮设置于所述蜗轮轴上，所述蜗轮轴分别与所述输出轴和所述阀门的阀杆连接；

所述棘轮扳手用于操纵所述蜗杆，实现蜗轮轴的转动。

优选的，还包括底座、安装盒和罩壳；

所述输出轴和所述反馈机构固定设置在所述底座上，所述输出轴和谐波机构安装于所述安装盒内，所述驱动电机设置于所述安装盒顶部并与所述谐波机构相连；

所述罩壳设置于所述底座上，所述罩壳将所述安装盒、所述驱动电机和所述反馈机构罩设于内部，所述罩壳顶部设有安装槽，所述安装槽与所述指示盘的位置对应，所述安装槽上安装透明指示盖；所述罩壳侧边安装填料函，作为电气接口；在便于接线的位置开槽，安装接线盖，可用于接线，可以避免拆下整个罩壳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构原理图；

图2附图为本发明提供的内部结构示意图；

图3附图为本发明提供的谐波机构的结构示意图；

图4附图为本发明提供的输出轴结构示意图；

图5附图为本发明提供的输出轴传动至反馈机构示意图；

图6附图为本发明提供的不装罩壳的内部结构示意图；

图7附图为本发明提供的整体结构示意图；

图中：驱动电机1、罩壳2、谐波机构3、内齿钢轮3-1、波发生器3-2、柔轮3-3、垫板3-4、输出轴4、螺纹孔4-1、侧边部分齿轮结构4-2、端面结构4-3、限位结构5、壳体6、手操机构7、填料函8、支架9、传动机构10、第一齿轮10-1、控制模块11、反馈机构12、扇形齿轮12-1、指示盘13。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种新型部分回转电动执行器，安装于阀门上，包括：谐波机构3、输出轴4、传动机构10、反馈机构12和限位结构5；

谐波机构3包括柔轮3-3，柔轮3-3底部设置安装孔；

输出轴4顶端安装有一圆环，圆环上均匀设置有螺纹孔4-1，螺纹孔4-1与安装孔相匹配，柔轮3-3通过螺钉、螺纹孔4-1和安装孔安装在输出轴4上；圆环的外部设置有侧边部分齿轮结构4-2，侧边部分齿轮结构4-2的两端分别设置有端面结构4-3；

传动机构10中包括第一齿轮10-1，第一齿轮10-1的一侧与侧边部分齿轮结构4-2相互啮合，输出轴4的转动带动第一齿轮10-1转动；

反馈机构12的底部设置有扇形齿轮12-1，扇形齿轮12-1与第一齿轮10-1的另一侧相互啮合，第一齿轮10-1转动带动扇形齿轮12-1的转动；

限位结构5包括可调节螺钉，端面结构4-3随着输出轴4转动，当可调节螺钉的底端与端面结构4-3相抵时对输出轴4进行限位。

需要说明的是：为了增加柔轮3-3的底部刚度，与螺钉连接之间增加了垫板3-4。

反馈机构12通过支架9固定在壳体6上。

为了进一步优化上述技术方案，谐波机构3还包括内齿钢轮3-1和波发生器3-2，内齿钢轮3-1为刚性内齿轮，柔轮3-3为具有弹性的外齿轮，波发生器3-2在柔轮3-3内部转动，带动柔轮3-3在内齿钢轮3-1内转动，内齿钢轮3-1与柔轮3-3相互啮合。

为了进一步优化上述技术方案，端面结构4-3的端面向侧边部分齿轮结构4-2倾斜。

为了进一步优化上述技术方案，还包括指示盘13和驱动电机1，指示盘13设置于反馈机构12的顶部，驱动电机1与谐波机构3相连；

波发生器3-2中心设置有键槽，驱动电机1底部设有驱动电机1输出轴4，驱动电机1输出轴4安装在键槽内，实现驱动电机1与谐波机构3的连接。

为了进一步优化上述技术方案，还包括控制模块11和微动开关；

控制模块11与驱动电机1相连；

反馈机构12通过微动开关与控制模块11相连。

需要说明的是：控制模块11接收交流电源和无源触点信号，输出直流电源给驱动电机1供电和霍尔信号控制驱动电机1。

为了进一步优化上述技术方案，驱动电机1为直流无刷电机。

为了进一步优化上述技术方案，还包括手操机构7，手操机构7包括蜗轮、蜗杆、蜗轮轴和棘轮扳手；

蜗轮和蜗杆相互啮合，蜗轮设置于蜗轮轴上，蜗轮轴分别与输出轴4和阀门的阀杆连接；

棘轮扳手用于操纵蜗杆，实现蜗轮轴的转动。

为了进一步优化上述技术方案，还包括底座、安装盒和罩壳2；

输出轴4和反馈机构12固定设置在底座上，输出轴4和谐波机构3安装于安装盒内，驱动电机1设置于安装盒顶部并与谐波机构3相连；

罩壳2设置于底座上，罩壳2将安装盒、驱动电机1和反馈机构12罩设于内部，罩壳2顶部设有安装槽，安装槽与指示盘13的位置对应，安装槽上安装透明指示盖；罩壳2侧边安装填料函8，作为电气接口；

在填料函8的位置附近开槽，安装接线盖，可用于接线，可以避免拆下整个罩壳2。

需要说明的是：

可调节螺钉为两个，两个可调节螺钉从壳体6外向内伸入，两个可调节螺钉底部分别可以与输出轴4上的端面结构4-3的两端面相抵，用于限制电动执行器的两处极限位置。

本发明的工作原理为：

控制模块11控制驱动电机1的工作，驱动电机1驱动谐波机构3的转动，谐波机构3从而带动输出轴4的转动，由于输出轴4上设置有端面结构4-3，输出轴4转动时，可调节螺钉与端面结构4-3的端面相抵，使输出轴4停止继续该方向上的转动，进而实现输出轴4在限定的角度内回转；传动机构10中的第一齿轮10-1与输出轴4上的侧边部分齿轮结构4-2相互啮合，并与反馈机构12底部的扇形齿轮12-1相互啮合，使得反馈机构12的转动与输出轴4同步，指示盘13固定在反馈机构12顶部，实时显示输出轴4的位置状态，所述反馈机构12的信号通过自身与微动开关触碰匹配输出，传至控制模块11，控制模块11可根据反馈信号决定电机的启停。

另外，手操机构7用于实现手动电动切换功能，当切换至手动状态时，蜗轮蜗杆啮合，用棘轮扳手往复操纵蜗杆，可实现蜗轮轴的转动，即阀门转动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。