一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]減速系統(tǒng)是構(gòu)成電動執(zhí)行機構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，它的結(jié)構(gòu)和性能直接影響到整個電動執(zhí)行機構(gòu)的性能，包括產(chǎn)品的穩(wěn)定性、控制精度和使用壽命。
[0003]目前，市面上絕大多數(shù)減速系統(tǒng)的電動執(zhí)行機構(gòu)主要采用以下3類結(jié)構(gòu):第一種是采用一級蝸輪蝸桿減速或其它減速方式。這種一級減速結(jié)構(gòu)的缺點是無法調(diào)速，執(zhí)行機構(gòu)的輸出軸力矩/轉(zhuǎn)速是一組固定不變的數(shù)值，而要想得到不同力矩/轉(zhuǎn)速配比的執(zhí)行機構(gòu)輸出軸系列化產(chǎn)品，就必須用多種不同功率的電機或不同減速比的減速器來完成。第二種是采用兩級減速方式。常用的有平齒輪減速+蝸輪蝸桿減速、行星齒輪減速+蝸輪蝸桿減速、兩級蝸輪蝸桿減速三種組合形式。上述的平齒輪、行星齒輪和(第一級)蝸輪蝸桿減速可以作為有級調(diào)速系統(tǒng)。可以對電動執(zhí)行機構(gòu)的輸出軸力矩/轉(zhuǎn)速進行一定范圍的調(diào)整，在不改變電機功率和不增加減速器箱體的前提下就可以得到一個系列化規(guī)格的產(chǎn)品，該系列化的范圍取決于一級減速系統(tǒng)減速比的可調(diào)范圍，這種結(jié)構(gòu)的特點是:可恒功率調(diào)速，存在輸出軸速度改變時力矩也同時改變，而且調(diào)速范圍不大的缺陷。第三種同樣是采用兩級減速方式，即電機變頻(無級)調(diào)速+蝸輪蝸桿減速。然而與上述兩級減速方式不同的是第一級減速不是采用機械減速裝置，而是通過使用變頻器直接調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的。這種結(jié)構(gòu)的特點是:可恒功率無級調(diào)速，調(diào)速范圍:< 1:200，調(diào)速精度:±0.2%，存在轉(zhuǎn)矩不可控的缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述問題，本實用新型的目的在于提供一種具有主要用于速度調(diào)節(jié)的恒力矩?zé)o級調(diào)速、主要用于力矩調(diào)節(jié)的恒功率有極調(diào)速、可調(diào)減速比范圍寬、無級調(diào)速精度高、可滿足用戶不同配比用戶需求、節(jié)省設(shè)計成本和生產(chǎn)成本，及減少了電機的種類和數(shù)量的新型的三級減速裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)，其中，包括第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元、與第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元傳動相連接的第二級恒功率有級調(diào)速單元和與第二級恒功率有級調(diào)速單元傳動相連接的第三級固定減速機構(gòu)，及與第二級恒功率有級調(diào)速單元傳動相連接的手動裝置。第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元包括伺服電動機、與伺服電動機連接的電控單兀，及在伺服電動機上設(shè)有電機輸出軸連接器。第二級恒功率有級調(diào)速單元包括與電機輸出軸連接器相連接且?guī)У谝贿B接軸的第一平齒輪、與第一平齒輪嚙合且?guī)в械诙B接軸的第二平齒輪、在第二連接軸上設(shè)有的第三平齒輪、與第三平齒輪嚙合且?guī)в械谌B接軸的第四平齒輪。第三連接軸與第三級固定減速機構(gòu)和手動裝置相連。第三級固定減速機構(gòu)包括在第三連接軸端部上設(shè)有的蝸桿和與蝸桿傳動連接的蝸輪。蝸輪上設(shè)置有的輸出軸。手動裝置包括在第三連接軸端部上設(shè)有的第五平齒輪、與第五平齒輪嚙合且?guī)У谒倪B接軸的第六平齒輪，及在第四連接軸上設(shè)有的手搖推柄。
[0006]在一些實施方式中，電控單兀包括與伺服電動機連接的伺服控制器，及分別與伺服電動機和伺服控制器連接的位置變送器。
[0007]在一些實施方式中，伺服電機是三相交流永磁伺服電動機。
[0008]本實用新型的有益效果是具有主要用于速度調(diào)節(jié)的恒力矩?zé)o級調(diào)速、主要用于力矩調(diào)節(jié)的恒功率有極調(diào)速、可調(diào)減速比范圍寬、無級調(diào)速精度高、可滿足用戶不同配比用戶需求、節(jié)省設(shè)計成本和生產(chǎn)成本，及減少了電機的種類和數(shù)量的效果。由于采用了第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元、第二級恒力矩有級調(diào)速單元和第三級固定減速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。而且三相交流永磁伺服電動機是通過電控單元進行控制電機轉(zhuǎn)速作為第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元。因此，具有如下優(yōu)點:其一，與目前的電動執(zhí)行機構(gòu)領(lǐng)域相比較，是唯一具有恒力矩?zé)o級調(diào)速的減速結(jié)構(gòu)。主要是采用了三相交流永磁伺服電動機作為第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元可實現(xiàn)最大減速比可達到1:5000范圍的恒力矩?zé)o級調(diào)速。其二，可調(diào)減速比范圍寬。通過第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元和第二級恒功率有級調(diào)速單元可使電動執(zhí)行機構(gòu)輸出軸減速比的可調(diào)范圍達到I: 100000 O其三，無級調(diào)速精度高。通過特別設(shè)計的電控單元對三相交流永磁伺服電動機進行控制，可使調(diào)速精度達到±0.01%。其四，最大范圍的滿足了用戶對電動執(zhí)行機構(gòu)輸出軸力矩/轉(zhuǎn)速不同配比的應(yīng)用需求。其五，最大程度的減少了減速器機箱的品種和規(guī)格，節(jié)省了設(shè)計成本和生產(chǎn)成本。其六，最大程度的減少了所用電機的種類和規(guī)格，為用戶減少了電機備品種類和數(shù)量。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0010]圖2為本實用新型的方框結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖3為本實用新型的另一方框結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對實用新型作進一步詳細的說明。
[0013]如圖1-3所示，一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)，包括第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元1、與第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元I傳動相連接的第二級恒功率有級調(diào)速單元2和與第二級恒功率有級調(diào)速單元2傳動相連接的第三級固定減速機構(gòu)3，及與第二級恒功率有級調(diào)速單元2傳動相連接的手動裝置4。第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元I包括伺服電動機11、與伺服電動機11連接的電控單元，及在伺服電動機11上設(shè)有電機輸出軸連接器12。第二級恒功率有級調(diào)速單元2包括與電機輸出軸連接器12相連接且?guī)У谝贿B接軸22的第一平齒輪21、與第一平齒輪21嚙合且?guī)в械诙B接軸24的第二平齒輪23、在第二連接軸24上設(shè)有的第三平齒輪25、與第三平齒輪25嚙合且?guī)в械谌B接軸27的第四平齒輪26。第三連接軸27與第三級固定減速機構(gòu)3和手動裝置4相連。第三級固定減速機構(gòu)3包括在第三連接軸27端部上設(shè)有的蝸桿31和與蝸桿31傳動連接的蝸輪32。蝸輪32上設(shè)置有的輸出軸33。手動裝置4包括在第三連接軸27端部上設(shè)有的第五平齒輪41、與第五平齒輪41嚙合且?guī)У谒倪B接軸43的第六平齒輪42，及在第四連接軸43上設(shè)有的手搖推柄44。電控單元包括與伺服電動機11連接的伺服控制器，及分別與伺服電動機11和伺服控制器連接的位置變送器。伺服電機是三相交流永磁伺服電動機11。
[0014]工作原理
[0015]控制單元將外部提供的交流220V電壓經(jīng)過內(nèi)部變壓/整流模塊轉(zhuǎn)換兩路直流電壓，低壓為伺服控制器DSP數(shù)字處理器供電，高壓部分經(jīng)過電源逆變電路向IGBT模塊提供三相正玄交流電壓作為伺服電機動力電源。DSP數(shù)字處理器接收上位機(DCS/FCS)來的4-20mA/DC控制信號，經(jīng)過信號隔離/轉(zhuǎn)換后和由位置變送器來的位置脈沖信號在位置調(diào)節(jié)器進行比較和PID運算后得到下一級速度調(diào)節(jié)的給定值進入速度調(diào)節(jié)器中，和速度反饋的脈沖信號進行比較和PID運算后得到下一級力矩調(diào)節(jié)的給定值進入力矩調(diào)節(jié)器，和作為力矩檢測的電壓信號進行比較和PID運算后經(jīng)過信號放大由DSP數(shù)字處理器輸出去控制IGBT模塊的三相交流電壓(U/V/W)的通斷，驅(qū)動三相交流永磁伺服電機的正反向轉(zhuǎn)動，電機轉(zhuǎn)動的速度值可由用戶按實際需要預(yù)先在DSP中進行設(shè)定。位置變送器接收安裝在電機軸上編碼器的脈沖信號并經(jīng)過信號分離器輸出兩路獨立的脈沖信號，分別作為位置和速度的反饋信號輸入到DSP數(shù)字信號處理器，同時位置反饋信號經(jīng)過DSP處理/轉(zhuǎn)換后向上位機輸出一路獨立的4-20mA/DC電流信號，供上位機監(jiān)控使用。
[0016]無級調(diào)速后三相交流永磁伺服電機的輸出軸通過聯(lián)軸器12直接和第一平齒輪21的輸入軸相連接，經(jīng)過由4個平齒輪組合成的不同減速比調(diào)速單元后，由第四平齒輪26的輸出軸27連接到第三級的蝸桿31上，再通過第三級固定減速機構(gòu)的蝸輪32輸出軸33直接和閥門連接，這樣就實現(xiàn)了從電機輸出軸經(jīng)過三級調(diào)速到閥門的運動傳遞過程。
[0017]以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)，其特征在于，包括第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元、與第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元傳動相連接的第二級恒功率有級調(diào)速單元和與第二級恒功率有級調(diào)速單元傳動相連接的第三級固定減速機構(gòu)，及與第二級恒功率有級調(diào)速單元傳動相連接的手動裝置； 所述的第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元包括伺服電動機、與伺服電動機連接的電控單元，及在伺服電動機上設(shè)有電機輸出軸連接器； 所述的第二級恒功率有級調(diào)速單元包括與電機輸出軸連接器相連接且?guī)У谝贿B接軸的第一平齒輪、與第一平齒輪嚙合且?guī)в械诙B接軸的第二平齒輪、在第二連接軸上設(shè)有的第三平齒輪、與第三平齒輪嚙合且?guī)в械谌B接軸的第四平齒輪； 所述的第三連接軸與第三級固定減速機構(gòu)和手動裝置相連； 所述的第三級固定減速機構(gòu)包括在第三連接軸端部上設(shè)有的蝸桿和與蝸桿傳動連接的蝸輪;所述的蝸輪上設(shè)置有輸出軸； 所述的手動裝置包括在第三連接軸端部上設(shè)有的第五平齒輪、與第五平齒輪嚙合且?guī)У谒倪B接軸的第六平齒輪，及在第四連接軸上設(shè)有的手搖推柄。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)，其特征在于，所述的電控單元包括與伺服電動機連接的伺服控制器，及分別與伺服電動機和伺服控制器連接的位置變送器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)，其特征在于，所述的伺服電動機是三相交流永磁伺服電動機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)三級減速系統(tǒng)。其中，該系統(tǒng)包括第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元、與第一級恒力矩?zé)o級調(diào)速單元傳動相連接的第二級恒功率有級調(diào)速單元和與第二級恒功率有級調(diào)速單元傳動相連接的第三級固定減速機構(gòu)，及與第二級恒功率有級調(diào)速單元傳動相連接的手動裝置。本實用新型具有主要用于速度調(diào)節(jié)的恒力矩?zé)o級調(diào)速、主要用于力矩調(diào)節(jié)的恒功率有極調(diào)速、可調(diào)減速比范圍寬、無級調(diào)速精度高、可滿足用戶不同配比用戶需求、節(jié)省設(shè)計成本和生產(chǎn)成本，及減少了電機的種類和數(shù)量的效果。
【IPC分類】F16H1/22, H02K7/116
【公開號】CN205178751
【申請?zhí)枴緾N201520839482
【發(fā)明人】藺維江, 伍青松, 江紹初
【申請人】廣州易茂科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年10月26日