包括齿轮箱组件的系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于致动器的齿轮箱组件。所述齿轮箱组件包括齿条、第一小齿轮、第二小齿轮以及锥齿轮。所述齿条包括沿着所述齿条的长度沿着弯曲轮廓布置的第一齿。所述第一小齿轮包括与所述齿条的所述第一齿啮合的第二齿，其中所述第二齿被配置成绕第一轴线旋转。所述第二小齿轮通过轴连接到所述第一小齿轮并被配置成绕所述第一轴线旋转。所述锥齿轮连接到所述第二小齿轮并被配置成绕垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转，其中响应于所述齿条的平移，所述锥齿轮绕所述第二轴线旋转。所述齿轮箱组件可连接到阀的可移动构件，以便所述齿轮箱组件的致动使得所述可移动构件移动。本发明专利技术还揭示了包括所述齿轮箱组件的系统以及操作方法。

A system comprising a gearbox assembly

The present invention provides a gear box assembly for an actuator. The gear box assembly comprises a rack, a first pinion, a second minor gear, and a bevel gear. The rack includes a first tooth disposed along a curved contour along the length of the rack. The first pinion includes second teeth engaged with the first teeth of the rack, wherein the second teeth are configured to rotate about the first axis. The second pinion is connected to the first pinion via a shaft and is configured to rotate about the first axis. The bevel gear is coupled to the second pinion and is configured to rotate about a second axis perpendicular to the first axis, in which the bevel gear rotates about the second axis in response to the translation of the rack. The gear box assembly can be connected to a movable member of the valve so that the gear box assembly moves so that the movable member moves. The invention also discloses a system including the gear box assembly and an operation method thereof.

【技术实现步骤摘要】
包括齿轮箱组件的系统本申请是分案申请，原案的申请号为201080065722.5，申请日为2010年03月24日，专利技术名称为“紧凑型致动器齿轮组”。
本专利技术涉及一种包括齿轮箱组件的系统，尤其是包括可在紧凑型致动器中使用的齿轮组件的系统。
技术介绍
此部分旨在向读者介绍可能涉及本专利技术各方面的技术的各方面，这些方面在下文中有所描述和/或主张。此论述被认为有助于向读者提供背景信息，从而有助于更好地理解本专利技术的各方面。因此，应了解，这些陈述应就此而论，而非对现有技术的认可。应了解，石油和天然气是对现代经济和社会产生深远影响的流体。实际上，依赖于石油和天然气的装置和系统无处不在。例如，石油和天然气在多种多样的交通工具中用作燃料，例如，汽车、飞机、船舶等。此外，石油和天然气还频繁地用于在冬季为家中提供暖气、发电以及制造数量惊人的日常产品。无论是石油基还是其他种类的流体流都可用阀进行控制。流体流过处于打开配置的阀，但可通过将阀转换到关闭配置来中断该流。虽然许多阀在打开与关闭配置之间以手动方式致动，但是在工业环境中使用的更稳固的阀通常由液压、电动或气动致动器等以机械方式致动。在某些情况下，机械致动器在不同于致动阀所需的方向上提供动力。例如，线性致动器可能不太适于转动球阀。为了将线性移动转变成旋转移动，例如，可将齿轮组插入致动器与阀之间。齿轮组接收致动器的动力输出，改变该输出的方向，然后为阀提供动力输入，从而致动阀。齿轮组会使以下方面产生损失：效率。并非所有致动器的输出能量都用于致动阀，齿轮组会消耗该能量中的一些能量。如果阀直接连接到致动器，则低效率齿轮组通常需要的致动器比必需的更大、功率更高。因此，插入的齿轮箱增加了所需致动器的成本、重量以及大小。此外，对于较大的阀或需要大量致动扭矩的阀而言，致动器和相关齿轮组可能会因太大且需要太多空间而不易于安装和使用。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种包括齿轮箱组件的系统。根据本专利技术的第一方面，提供一种系统，其包括齿轮箱组件，所述齿轮箱组件包括齿条、第一小齿轮、第二小齿轮以及锥齿轮。所述齿条包括沿着所述齿条的长度沿着弯曲轮廓布置的第一齿；所述第一小齿轮包括与所述齿条的所述第一齿啮合的第二齿，其中所述第二齿被配置成绕第一轴线旋转；所述第二小齿轮通过轴连接到所述第一小齿轮并被配置成绕所述第一轴线旋转；所述锥齿轮连接到所述第二小齿轮并被配置成绕垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转；其中响应于所述齿条的平移，所述锥齿轮绕所述第二轴线旋转。可选地，其中所述齿条被配置成按照沿着所述第二轴线的线性方向平移。可选地，其中所述第二齿绕所述第一轴线沿着偏心轮廓而设置。可选地，其中所述弯曲轮廓和所述偏心轮廓被配置成限定扭矩曲线。可选地，其中所述第二小齿轮包括第三齿且所述锥齿轮包括第四齿，其中所述第二小齿轮通过所述第四齿与所述第三齿的啮合而连接到所述锥齿轮。可选地，其中所述弯曲轮廓沿着所述齿条的长度反复地弯曲。可选地，其中所述弯曲轮廓至少部分地限定扭矩曲线。可选地，根据本专利技术的第一方面所述的系统包括连接到所述齿轮箱组件的致动器，其中所述致动器使所述齿条在线性方向上移动。可选地，根据本专利技术的第一方面所述的系统包括连接到所述齿轮箱组件的阀，其中所述齿轮箱组件使所述阀的可移动构件移动。可选地，其中所述弯曲轮廓至少部分地限定所述阀的扭矩曲线。可选地，其中所述齿轮箱组件包括多个齿条与小齿轮组件，其中所述多个齿条与小齿轮组件中的每个组件包括单独组的所述齿条、所述第一小齿轮和所述第二小齿轮，其中所述锥齿轮与所述多个齿条与小齿轮组件中的每个组件的所述第二小齿轮啮合。可选地，其中所述多个齿条与小齿轮组件包括与所述锥齿轮啮合的三个齿条与小齿轮组件。可选地，其中所述多个齿条与小齿轮组件包括与所述锥齿轮啮合的四个齿条与小齿轮组件。可选地，其中所述多个齿条与小齿轮组件中的每根齿条连接到共用活塞，其中所述活塞的移动使所述多个齿条与小齿轮组件中的每根齿条平移。可选地，其中所述齿轮箱组件包括致动器和失效保护部件，所述致动器被配置成在第一方向上驱动所述齿条，所述失效保护部件被配置成在与所述第一方向相反的第二方向上偏置所述齿条。根据本专利技术的第二方面，提供一种系统，其包括阀以及齿轮箱。所述阀包括可移动构件；所述齿轮箱，其连接到所述阀并被配置成使所述可移动构件在第一位置与第二位置之间移动，其中所述齿轮箱包括齿条以及锥齿轮，所述齿条包括第一齿，所述第一齿与第一小齿轮的第二齿啮合，其中所述第一齿沿着所述齿条的长度沿着弯曲轮廓而布置，所述第二齿绕所述第一小齿轮的第一轴线沿着可变轮廓而布置，且所述可变轮廓具有相对于所述第一轴线可变的距离；所述锥齿轮连接到所述第一小齿轮，其中所述齿轮箱被配置成将所述齿条的平移转换成所述锥齿轮的旋转运动。可选地，其中所述锥齿轮通过与第二小齿轮的啮合而连接到所述第一小齿轮，其中所述第二小齿轮通过轴连接到所述第一小齿轮。可选地，其中响应于所述齿条的线性移动，所述第一小齿轮和第二小齿轮绕所述第一轴线旋转。可选地，其中所述锥齿轮绕垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转。可选地，其中所述弯曲轮廓包括沿着所述齿条的长度可变的曲率。可选地，其中所述弯曲轮廓和所述可变轮廓与所述阀的扭矩曲线相符合。可选地，其中所述弯曲轮廓沿着所述齿条的长度反复地弯曲。根据本专利技术的第三方面，提供一种系统，其包括致动器齿轮箱，所述致动器齿轮箱包括锥齿轮以及多个齿条与小齿轮组件，所述锥齿轮设置并配置成绕第一轴线旋转；其中每个齿条与小齿轮组件包括齿条、第一小齿轮以及第二小齿轮，所述齿条包括沿着所述齿条的长度沿着弯曲轮廓布置的第一齿，其中所述弯曲轮廓具有沿着所述齿条的长度可变的曲率；所述第一小齿轮连接到所述齿条并配置成响应于所述齿条的平移而绕第二轴线旋转；所述第二小齿轮连接到所述第一小齿轮并配置成与所述第一小齿轮一起绕所述第二轴线旋转；其中每个齿条与小齿轮组件的所述第二小齿轮连接到所述锥齿轮，从而响应于所述第二小齿轮中的每一个绕所述第二轴线进行的旋转，所述锥齿轮绕所述第一轴线旋转。可选地，其中所述多个齿条与小齿轮组件中的每根齿条连接到共用活塞，其中所述活塞的移动使所述多个齿条与小齿轮组件中的每根齿条平移。可选地，其中所述活塞连接到液压源。附图说明参考附图阅读以下具体实施方式后，将更好地理解本专利技术的各个特征、方面和优点，在附图中，类似符号表示所有图中的类似部分，其中：图1是根据本专利技术的一个实施例的具有致动器的阀组件的示意图；图2是根据本专利技术的一个实施例的致动器的等比例图示；图3是根据本专利技术的一个实施例的用于紧凑型致动器的齿轮组的透视图；图4和图5是图2中的致动器沿图2中的线A-A截取的简化截面图，其中所示致动器处于不同的操作配置；图6是根据本专利技术的一个实施例的用于紧凑型致动器的齿轮组的透视图；图7是根据本专利技术的一个实施例的齿轮组的透视图；图8是图7所示的齿轮组的部件的透视图；图9是根据本专利技术的一个实施例的齿轮组的透视图；以及图10是图示了对根据本专利技术的一个实施例的齿轮组进行致动的流程图。具体实施方式下文将描述本专利技术的一个或多个具体实施例。所述的这些实施例仅为本专利技术的示例性实施例。另外，为了简要描述这些示例性实施例，说明书中可能不会描述实际实施方案的所有特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：齿轮箱组件，其包括：齿条，其包括沿着所述齿条的长度沿着弯曲轮廓布置的第一齿；第一小齿轮，其包括与所述齿条的所述第一齿啮合的第二齿，其中所述第二齿被配置成绕第一轴线旋转；第二小齿轮，其通过轴连接到所述第一小齿轮并被配置成绕所述第一轴线旋转；锥齿轮，其连接到所述第二小齿轮并被配置成绕垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转；其中响应于所述齿条的平移，所述锥齿轮绕所述第二轴线旋转。

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：齿轮箱组件，其包括：齿条，其包括沿着所述齿条的长度沿着弯曲轮廓布置的第一齿；第一小齿轮，其包括与所述齿条的所述第一齿啮合的第二齿，其中所述第二齿被配置成绕第一轴线旋转；第二小齿轮，其通过轴连接到所述第一小齿轮并被配置成绕所述第一轴线旋转；锥齿轮，其连接到所述第二小齿轮并被配置成绕垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转；其中响应于所述齿条的平移，所述锥齿轮绕所述第二轴线旋转。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述齿条被配置成按照沿着所述第二轴线的线性方向平移。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二齿绕所述第一轴线沿着偏心轮廓而设置。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述弯曲轮廓和所述偏心轮廓被配置成限定扭矩曲线。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二小齿轮包括第三齿且所述锥齿轮包括第四齿，其中所述第二小齿轮通过所述第四齿与所述第三齿的啮合而连接到所述锥齿轮。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述弯曲轮廓沿着所述齿条的长度反复地弯曲。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述弯曲轮廓至少部分地限定扭矩曲线。8.根据权利要求1所述的系统，包括连接到所述齿轮箱组件的致动器，其中所述致动器使所述齿条在线性方向上移动。9.根据权利要求1所述的系统，包括连接到所述齿轮箱组件的阀，其中所述齿轮箱组件使所述阀的可移动构件移动。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述弯曲轮廓至少部分地限定所述阀的扭矩曲线。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述齿轮箱组件包括多个齿条与小齿轮组件，其中所述多个齿条与小齿轮组件中的每个组件包括单独组的所述齿条、所述第一小齿轮和所述第二小齿轮，其中所述锥齿轮与所述多个齿条与小齿轮组件中的每个组件的所述第二小齿轮啮合。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述多个齿条与小齿轮组件包括与所述锥齿轮啮合的三个齿条与小齿轮组件。13.根据权利要求11所述的系统，其中所述多个齿条与小齿轮组件包括与所述锥齿轮啮合的四个齿条与小齿轮组件。14.根据权利要求11所述的系统，其中所述多个齿条与小齿轮组件中的每根齿条连接到共用活塞，其中所述活塞的移动使所述多个齿条与小齿轮组件中的每根齿条平移。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述齿轮箱组件包括致动器和失效保护部件，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·莫林，T·韦斯特，A·德夸尔蒂，
申请(专利权)人：卡梅伦国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US