【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核电，尤其涉及一种步进马达及控制棒驱动系统。
技术介绍
1、步进马达是行业中人士对“步进电机”的另一种称呼，现有的步进马达是将电脉冲信号转变为角位移或线申力步进电机、步进电机驱动器申力步进电机、步进电机驱动器位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进马达按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
2、在空间反应堆、研究堆、高通量反应堆等反应堆中常常采用吸收鼓控制棒，控制棒是核反应堆反应性控制的主要手段，其在反应堆中的运动方式决定了不同的驱动机构与之相匹配。直线运动的控制棒需要直线运动的驱动机构，转动的控制棒需要转动的驱动机构，例如步进电机等。由于核反应堆为一巨大的辐射源，使得现有的步进电机的驱动机构系统体积庞大，可靠性低，成本高。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种步进马达及控制棒驱动系统，用以解决现有技术中反应堆中的常用的步进电机体积大、可靠性低和成本高的缺陷，实现往复运动的驱动活塞组件驱动驱动轮实现步进，缩小体积，第一啮合齿和第二啮合齿的啮合提高步进可靠性，降低成本。
2、本专利技术提供一种步进马达，包括：
3、步进机构，所述步进机构包括驱动活塞组件和驱动轮，所述驱动活塞组件往复运动驱动所述驱动轮正向步进或反向步进，所述驱动轮包括第一啮合齿；
4、自锁机构，所述自锁机构在自锁状态和自由状态下切换，所述自锁机构包括第二啮合齿，在所述自锁状态下，所述第
5、输出轴，所述输出轴贯穿所述自锁机构，所述输出轴与所述驱动轮连接。
6、根据本专利技术提供的步进马达，所述驱动活塞组件包括第一组驱动件和第二组驱动件，所述第一组驱动件和所述第二组驱动件与所述输出轴的直线距离不相等。
7、根据本专利技术提供的步进马达，所述驱动轮包括第一斜孔和第二斜孔，所述第一斜孔等间隔的形成以所述输出轴为圆心的第一圆，所述第二斜孔等间隔的形成以所述输出轴为圆心的第二圆，所述第一圆直径与所述第二圆直径不等；
8、其中，所述第一组驱动件与所述第一斜孔配合，所述第二组驱动件与所述第二斜孔配合，所述第一斜孔与所述第二斜孔的倾斜方向相反。
9、根据本专利技术提供的步进马达，所述第一组驱动件包括至少两个，每个所述第一组驱动件均与所述第一斜孔配合，且交替工作。
10、根据本专利技术提供的步进马达，所述第一组驱动件和所述第二组驱动件的结构相同，包括活塞引管、驱动活塞、第一弹簧和顶杆，所述活塞引管通过驱动介质驱动所述驱动活塞向所述驱动轮方向运动，所述第一弹簧用于复位所述驱动活塞，所述顶杆与所述驱动活塞连接，用于推动所述驱动轮转动。
11、根据本专利技术提供的步进马达，所述活塞引管内的驱动介质为气体或液体。
12、根据本专利技术提供的步进马达，所述自锁机构还包括自锁定位筒、第二弹簧和离合组件，所述第二啮合齿设置在所述自锁定位筒上，所述第二弹簧置于所述自锁定位筒与所述离合组件之间，所述离合组件用于切换所述自锁状态和所述自由状态。
13、根据本专利技术提供的步进马达，所述离合组件包括离合盘、活塞组件和离合引管，所述离合盘和所述自锁定位筒与所述活塞组件连接，所述离合盘与所述自锁定位筒之间设置所述第二弹簧，所述离合引管用于推动所述活塞组件；
14、其中，在所述自锁状态下，所述离合引管向所述活塞组件充入离合介质，使所述活塞组件推动离合盘和自锁定位筒上移；在所述自由状态下，所述活塞组件带动所述离合盘和所述自锁定位筒下移。
15、根据本专利技术提供的步进马达，所述活塞组件包括离合活塞、第三弹簧和封堵件，所述第三弹簧置于所述封堵件与所述离合活塞之间；
16、在所述自锁状态下，所述离合活塞挤压所述第三弹簧，使所述封堵件压紧所述离合盘；在所述自由状态下，所述第三弹簧复位所述离合活塞，使所述离合活塞与所述封堵件之间有间隙。
17、本专利技术还提供了一种控制棒驱动系统，包括上述的步进马达。
18、本专利技术提供的步进马达，通过驱动活塞组件的往复运动带动驱动轮的正转反转，从而实现输出轴的旋转步进；通过第一啮合齿和第二啮合齿的啮合和脱开实现输出轴的自锁状态和自由状态切换，从而缩小步进马达尺寸，提高步进可靠性，降低成本，满足反应堆工况需求。
19、进一步，在本专利技术提供的控制棒驱动系统中，由于具备如上所述的步进马达，因此同样具备如上所述的各种优势。
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1.一种步进马达，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述驱动活塞组件包括第一组驱动件和第二组驱动件，所述第一组驱动件和所述第二组驱动件与所述输出轴的直线距离不相等。
3.根据权利要求2所述的步进马达，其特征在于，所述驱动轮包括第一斜孔和第二斜孔，所述第一斜孔等间隔的形成以所述输出轴为圆心的第一圆，所述第二斜孔等间隔的形成以所述输出轴为圆心的第二圆，所述第一圆直径与所述第二圆直径不等；
4.根据权利要求3所述的步进马达，其特征在于，所述第一组驱动件包括至少两个，每个所述第一组驱动件均与所述第一斜孔配合，且交替工作。
5.根据权利要求2所述的步进马达，其特征在于，所述第一组驱动件和所述第二组驱动件的结构相同，包括活塞引管、驱动活塞、第一弹簧和顶杆，所述活塞引管通过驱动介质驱动所述驱动活塞向所述驱动轮方向运动，所述第一弹簧用于复位所述驱动活塞，所述顶杆与所述驱动活塞连接，用于推动所述驱动轮转动。
6.根据权利要求5所述的步进马达，其特征在于，所述活塞引管内的驱动介质为气体或液体。
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8.根据权利要求7所述的步进马达，其特征在于，所述离合组件包括离合盘、活塞组件和离合引管，所述离合盘和所述自锁定位筒与所述活塞组件连接，所述离合盘与所述自锁定位筒之间设置所述第二弹簧，所述离合引管用于推动所述活塞组件；
9.根据权利要求8所述的步进马达，其特征在于，所述活塞组件包括离合活塞、第三弹簧和封堵件，所述第三弹簧置于所述封堵件与所述离合活塞之间；
10.一种控制棒驱动系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的步进马达。
...【技术特征摘要】
1.一种步进马达，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的步进马达，其特征在于，所述驱动活塞组件包括第一组驱动件和第二组驱动件，所述第一组驱动件和所述第二组驱动件与所述输出轴的直线距离不相等。
3.根据权利要求2所述的步进马达，其特征在于，所述驱动轮包括第一斜孔和第二斜孔，所述第一斜孔等间隔的形成以所述输出轴为圆心的第一圆，所述第二斜孔等间隔的形成以所述输出轴为圆心的第二圆，所述第一圆直径与所述第二圆直径不等；
4.根据权利要求3所述的步进马达，其特征在于，所述第一组驱动件包括至少两个，每个所述第一组驱动件均与所述第一斜孔配合，且交替工作。
5.根据权利要求2所述的步进马达，其特征在于，所述第一组驱动件和所述第二组驱动件的结构相同，包括活塞引管、驱动活塞、第一弹簧和顶杆，所述活塞引管通过驱动介质驱动所述驱动活塞向所述驱动轮方向运动，所述第一弹簧用于复位所述驱动活塞，所述顶杆与所述驱动活塞连接，...
【专利技术属性】
技术研发人员：薄涵亮，何雯，李彦霖，王金海，秦本科，赵陈儒，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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