船用阀门智能执行器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种船用阀门智能执行器，包括伺服电机、减速装置和伺服驱动控制器，减速装置包括二级行星少齿差减速机构和用于手动操作的蜗轮蜗杆机构，减速装置下部内置有行程开关，伺服电机安装在减速装置的箱体顶部，二级行星少齿差减速机构的太阳轮与伺服电机的输出轴连接；编码器安装在伺服电机的顶部，伺服驱动控制器通过支架安装在伺服电机或/和减速装置的侧部，伺服驱动控制器用于检测行程开关输出的到位行程开关信号和编码器输出的阀门开度位置信号，伺服驱动控制器的驱动端口与伺服电机连接用于控制伺服电机动作。本实用新型专利技术集成化高，体积小，易于控制，使用安全可靠，定位精准。

Intelligent Actuator for Marine Valves

【技术实现步骤摘要】
船用阀门智能执行器
本技术涉及一种船用阀门智能执行器，属于阀门执行器

技术介绍
阀门执行器用于自动开启或关闭阀门，控制器控制电机动作，电机输出动力并经减速器减速后驱动阀杆转动，继而带动阀盘做0-90°转动，开启/关闭蝶阀，控制管路的通断。常规电动执行器采用齿轮式计数器对阀门开度位置进行检测，不仅检测精度不高，体积大，而且结构繁琐易损坏，加之控制系统元件分散，导致电动执行器体积硕大，占用空间，施工维护不便。再则，现有的电动执行器的齿轮减速器采用一级齿轮减速与一级行星减速及蜗轮蜗杆机构组合的结构，一方面齿轮减速与一级行星减速组合后的传动比不高，对要求传输功率较大场所，仍然存在减速器体积较大的问题，而不利于小空间安装。另一方面，齿轮减速器传动结构单一式的串联，并需要手动离合装置，但手动操作离合时，容易离合误操作而导致减速装置的损坏，尤其当电机有故障或损坏时，电机不能与减速器完全断开，造成维修困难。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种集成化高，体积小，易于控制，使用安全可靠，定位精准的船用阀门智能执行器。本技术的目的是提供一种结构合理、紧凑、传动比大的船用阀门智能执行器。本技术为达到上述目的的技术方案是：一种船用阀门智能执行器，其特征在于：包括伺服电机、减速装置和伺服驱动控制器，所述减速装置包括二级行星少齿差减速机构和用于手动操作的蜗轮蜗杆机构，减速装置下部内置有用于检测阀门启闭到位的行程开关，伺服电机通过紧固件可拆安装在减速装置的箱体顶部，二级行星少齿差减速机构的太阳轮与伺服电机的输出轴连接；所述的编码器安装在伺服电机的顶部并用于检测阀门开度位置；所述的伺服驱动控制器通过支架安装在伺服电机或/和减速装置的侧部，伺服驱动控制器上的人机操作界面用于显示和操作控制、通讯接口用于接收上位机下发的指令并上传阀门位置信息及故障报警信息，行程开关的输出侧和编码器的输出侧与伺服驱动控制器信号端连接，用于检测行程开关输出的到位行程开关信号和编码器输出的阀门开度位置信号，伺服驱动控制器的驱动端口与伺服电机连接用于控制伺服电机动作。本技术为达到上述另一目的的技术方案是：所述的二级行星少齿差减速机构包括具有第一外齿的太阳轮、至少两个一级行星齿轮、一级齿圈、至少两个二级行星齿轮、太阳轮行星架以及行星架和输出齿圈；各一级行星齿轮转动连接在对应的一级行星轮销上，且各一级行星轮销固定在太阳轮行星架上，太阳轮行星架转动安装在蜗轮齿圈和行星架上，具有第一内齿的一级齿圈固定在箱体上，一级行星齿轮设置在一级齿圈和太阳轮之间并与一级齿圈的第一内齿和太阳轮的第一外齿啮合；所述的各二级行星齿轮转动连接在对应的二级行星轮销上，各二级行星轮销固定在行星架上，行星架转动安装在具有第二内齿的输出齿圈和太阳轮行星架上，用于与阀杆连接的输出齿圈转动安装在箱体上，太阳轮行星架的第二外齿与各二级行星齿轮啮合，输出齿圈的第二内齿齿数大于蜗轮齿圈的第三内齿齿数，各二级行星齿轮同时与输出齿圈的第二内齿和蜗轮齿圈的第三内齿啮合并形成少齿差减速传动。本技术的船用阀门智能执行器，将伺服驱动控制器、编码器以及行程开关均集成在伺服电机和减速装置上，且伺服电机通过紧固件可拆安装在减速装置的箱体顶部，集成化相当高，用编码器取代齿轮式计数器，提高了阀门开度位置的精度，加之减速装置采用二级行星少齿差减速机构和蜗轮蜗杆机构，大幅度缩小电动执行器的体积，结构紧凑，安装维护方便，当伺服驱动控制器根据接收指令通过伺服电机经减速装置减速后，来驱动阀门进行开关动作，同时检测编码器的信号和行程开关的信号来计算阀门实际位置，判断阀门是否开关到位，能调节阀门速度，实现阀门的开启和关闭，定位精准、易于控制，能在很小的空间里实现阀门的开启和智能调节作用。本技术减速装置采用了二级行星少齿差减速机构，太阳轮驱动一级行星齿轮沿一级齿圈的第一内齿转动并带动太阳轮行星架转动，实现Ⅰ级行星齿轮减速传动，太阳轮行星架驱动二级行星齿轮并同时与输出齿圈的第二内齿和蜗轮齿圈的第三内齿啮合，将动力通过二级行星齿轮同时传递至输出齿圈和蜗轮齿圈上，输出齿圈与阀杆连接，因此能通过伺服电机能控制阀门的启闭，或通过手动操作蜗轮蜗杆机构控制阀门的启闭，传动比可达700以上，具有较大的输出扭矩，结构合理、紧凑，占用空间小，能满足小空间的安装。本技术输出齿圈的第二内齿齿数大于蜗轮齿圈的第三内齿齿数，因此通过第二行星齿轮传递至输出齿圈和蜗轮齿圈能形成少齿差减速传动，驱动扭矩大，不需要通过任何手动离合机构，随时可操作蜗轮蜗杆机构，降低了操作风险，方便从电动状态到应急手动状态，或从应急手动状态到电动状态都是全自动切换，能实现手动与电动自动切换功能。本技术电机在有故障或损坏时，可以将伺服电机从减速装置上完全拿掉，单独维修，而剩一个减速装置可作为纯手动减速装置，通过手轮启闭阀门，能单独手动操作功能。附图说明下面结合附图对本技术的实施例作进一步的详细描述。图1是本技术船用阀门智能执行器的结构示意图。图2是图1的仰视结构示意图。图3是图1的侧视结构示意图。图4是本技术船用阀门智能执行器拆除伺服驱动控制器的立体结构示意图。图5是本技术减速装置的结构示意图。图6是图5的侧视图。图7是图6的A-A剖视结构示意图。图8是本技术船用阀门智能执行器的工作流程图。其中：1—编码器，2—伺服驱动控制器，3—支架，4—减速装置，4-1—手轮，4-2—箱体，4-3—一级齿圈，4-4—一级行星齿轮，4-5—一级行星轮销，4-6—第一轴承，4-7—太阳轮，4-8—太阳轮行星架，4-9—二级行星轮销，4-10—第二轴承，4-11—蜗轮齿圈，4-12—上蜗轮轴承，4-13—二级行星齿轮，4-14—第三轴承，4-15—下蜗轮轴承，4-16—行星架，4-17—第四轴承，4-18—密封压板，4-19—第五轴承，4-20—输出齿圈，4-21—后轴承压帽，4-22—蜗杆，4-23—前轴承压帽，5—行程开关，5-1—推杆压帽，5-2—推杆，5-3—推杆弹簧，5-4—推杆密封圈，6—伺服电机，6-1—支脚。具体实施方式见图1～7所示，本技术的船用阀门智能执行器，包括伺服电机6、减速装置4和伺服驱动控制器2。见图1～7所示，本技术减速装置4包括二级行星少齿差减速机构和用于手动操作的蜗轮蜗杆机构，通过二级行星少齿差减速机构，能将伺服电机6输出的2500-3000转/分钟转速减速至10转/分钟左右的转速，能广泛的运用于所有要求安装空间小、扭矩大的场所。见图1～4、7所示，本技术减速装置4下部内置有用于检测阀门启闭到位的行程开关5，通过内置在减速装置4的行程开关5能减少外界干扰，及时准确将检测的阀门到位开关信号及时反馈至伺服驱动控制器2。见图7所示，本技术的行程开关5包括推杆5-2、推杆压帽5-1和推杆弹簧5-3，推杆5-2密封安装在箱体4-2上并能轴向移动，该推杆5-2具有凸起的台肩，多个推杆密封圈5-4安装在推杆5-2与箱体4-2之间，且推杆5-2的一端位于输出齿圈4-20一侧，推杆压帽5-1安装在推杆5-2的外侧并与箱体4-2连接，套装在推杆5-2上的推杆弹簧5-3其两端分别顶在推杆压帽5-1和推杆5-2的弹簧座上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用阀门智能执行器，其特征在于：包括伺服电机(6)、减速装置(4)和伺服驱动控制器(2)，所述减速装置(4)包括二级行星少齿差减速机构和用于手动操作的蜗轮蜗杆机构，减速装置(4)下部内置有用于检测阀门启闭到位的行程开关(5)，伺服电机(6)通过紧固件可拆安装在减速装置(4)的箱体(4‑2)顶部，二级行星少齿差减速机构的太阳轮(4‑7)与伺服电机(6)的输出轴连接；编码器(1)安装在伺服电机(6)的顶部并用于检测阀门开度位置；所述的伺服驱动控制器(2)通过支架(3)安装在伺服电机(6)或/和减速装置(4)的侧部，伺服驱动控制器(2)上的人机操作界面用于显示和操作控制、通讯接口用于接收上位机下发的指令并上传阀门位置信息及故障报警信息，行程开关(5)的输出侧和编码器(1)的输出侧与伺服驱动控制器(2)信号端连接，用于检测行程开关(5)输出的到位行程开关信号和编码器(1)输出的阀门开度位置信号，伺服驱动控制器(2)的驱动端口与伺服电机(6)连接用于控制伺服电机(6)动作。

【技术特征摘要】
1.一种船用阀门智能执行器，其特征在于：包括伺服电机(6)、减速装置(4)和伺服驱动控制器(2)，所述减速装置(4)包括二级行星少齿差减速机构和用于手动操作的蜗轮蜗杆机构，减速装置(4)下部内置有用于检测阀门启闭到位的行程开关(5)，伺服电机(6)通过紧固件可拆安装在减速装置(4)的箱体(4-2)顶部，二级行星少齿差减速机构的太阳轮(4-7)与伺服电机(6)的输出轴连接；编码器(1)安装在伺服电机(6)的顶部并用于检测阀门开度位置；所述的伺服驱动控制器(2)通过支架(3)安装在伺服电机(6)或/和减速装置(4)的侧部，伺服驱动控制器(2)上的人机操作界面用于显示和操作控制、通讯接口用于接收上位机下发的指令并上传阀门位置信息及故障报警信息，行程开关(5)的输出侧和编码器(1)的输出侧与伺服驱动控制器(2)信号端连接，用于检测行程开关(5)输出的到位行程开关信号和编码器(1)输出的阀门开度位置信号，伺服驱动控制器(2)的驱动端口与伺服电机(6)连接用于控制伺服电机(6)动作。2.根据权利要求1所述船用阀门智能执行器，其特征在于：所述的二级行星少齿差减速机构包括具有第一外齿的太阳轮(4-7)、至少两个一级行星齿轮(4-4)、一级齿圈(4-3)、至少两个二级行星齿轮(4-13)、太阳轮行星架(4-8)以及行星架(4-16)和输出齿圈(4-20)；各一级行星齿轮(4-4)转动连接在对应的一级行星轮销(4-5)上，且各一级行星轮销(4-5)固定在太阳轮行星架(4-8)上，太阳轮行星架(4-8)转动安装在蜗轮齿圈(4-11)和行星架(4-16)上，具有第一内齿的一级齿圈(4-3)固定在箱体(4-2)上，一级行星齿轮(4-4)设置在一级齿圈(4-3)和太阳轮(4-7)之间并与一级齿圈(4-3)的第一内齿和太阳轮(4-7)的第一外齿啮合；所述的各二级行星齿轮(4-13)转动连接在对应的二级行星轮销(4-9)上，各二级行星轮销(4-9)固定在行星架(4-16)上，行星架(4-16)转动安装在具有第二内齿的输出齿圈(4-20)和太阳轮行星架(4-8)上，用于与阀杆连接的输出齿圈(4-20)转动安装在箱体(4-2)上，太阳轮行星架(4-8)的第二外齿与各二级行星齿轮(4-13)啮合，输出齿圈(4-20)的第二内齿齿数大于蜗轮齿圈(4-11)的第三内齿齿数，各二级行星齿轮(4-13)同时与输出齿圈(4-20)的第二内齿和蜗轮齿圈(4-11)的第三内齿啮合并形成少齿差减速传动。3.根据权利要求2所述船用阀门智能执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春红，骆成汉，袁云霞，曹毅，
申请(专利权)人：常州市汇丰船舶附件制造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32