一种精小智能型直行程电动执行机构的制作方法

一种精小智能型直行程电动执行机构
1.技术领域：本发明涉及一种精小智能型直行程电动执行机构。
2.

背景技术：
目前随着舰船智能化不断提高和暖通行业智能化不断提高，其输送管道上所需要的电动执行机构越来越多，这些位置一般安装空间小，尤其是在舰船上使用，对空间、重量等都有较高要求，同时需要推力较大，速度较快，效率高，目前国内外的直行程电动执行机构在满足输出推力和输出速度的情况，其尺寸还较大，在一些特殊舰船位置及暖通空间较小位置还无法使用。
3.为了推动船舶智能化就暖通行业智能化，提高电动执行机构的应用范围，有必要研制开发尺寸更小，输出力矩更大，输出转速更快，更加智能可靠的电动执机构。
4.

技术实现要素：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种精小智能型直行程电动执行机构。本发明速度快且可调，输出力矩大且可调，精度高，效率高，且在保证输出力矩和转速的情况下，大大缩小了产品体积，性能可靠稳定，非常适用于舰船等安装空间较小的场合。
5.本发明所采用的技术方案有：一种精小智能型直行程电动执行机构，包括pcba组件、编码器齿轮组件、电机、行星减速器、输出轴、输出导杆、底座法兰、限位销、手轮轴、位置导杆以及位置传导齿轮，所述电机驱动行星减速器运动，行星减速器与输出轴相连，输出导杆与输出轴之间螺纹连接，限位销沿着输出导杆的径向方向固定于输出导杆上，在底座法兰的内壁上设有竖直布置的导向槽，限位销滑动置于导向槽内；手轮轴转动连接在输出轴的一侧，且手轮轴的外壁面与输出轴的外壁面均设有相互啮合的齿面；位置导杆穿过行星减速器和电机的中心并伸入到电机的后端盖内，在位置导杆的顶端设有位置传导齿轮，位置传导齿轮与编码器齿轮组件相联动，编码器齿轮组件与pcba组件之间通讯连接。
6.进一步地，所述编码器齿轮组件包括永磁性磁环、磁环固定齿轮和固定座，所述固定座固定于电机的后端盖内，磁环固定齿轮转动连接在固定座上，且磁环固定齿轮与位置传导齿轮相啮合，永磁性磁环固定在磁环固定齿轮上。
7.进一步地，所述pcba组件包括pcba、位置检测芯片和磁感应开关元件，位置检测芯片固定在pcba上，且置于永磁性磁环正上方并感应永磁性磁环磁通量，检测输出导杆的输出位置，磁感应开关元件固定在pcba的右侧。
8.进一步地，所述手轮轴的端面上设有内六角孔，在内六角孔内插接有手柄，转动手柄实现对输出轴的手动驱动。
9.进一步地，所述手柄的端部固定嵌入有永磁性磁钢，当手柄带动永磁性磁钢靠近编码器齿轮组件时，触发pcba组件内的磁感应开关元件，实现电动执行机构的动作控制。
10.进一步地，所述输出导杆的轴心方向设有第一排气孔，在输出导杆的外壁上均布有销钉孔和若干个与第一排气孔相连通的第二排气孔，限位销固定于销钉孔内。
11.进一步地，所述限位销的末端固定有轴承，所述轴承置于导向槽内。
12.进一步地，所述手轮轴与输出轴相互垂直。
13.进一步地，所述输出轴上端部具有销孔，输出轴通过安装于销孔的传动销与行星减速器连接。
14.进一步地，所述电机的转子轴中心以及行星减速器的中心均设有中心孔，所述位置导杆穿设于中心孔内，位置导杆的底端与输出轴之间过盈配合。
15.本发明具有如下有益效果：本发明将电机壳体作为电动执行机构箱体，省去了电机的安装空间，减小了电动执行机构体积；本发明将后端盖向上延伸，将pcba组件等电控组件放置于后端盖内，减小了电动执行机构体积；1）本发明将常规独立编码器的位置检测芯片放置于电动执行机构的pcba组件上，同时将永磁性磁环放置于编码器齿轮组件上，省去了常规独立编码器的安装空间，减小了电动执行机构的体积；同时实现了电动执行机构输出位置的实时精确检测及控制；2）本发明将触发磁感应开关元件的永磁性磁钢放置于手柄端部，省去了常规按钮操作的空间，减小了电动执行机构体积，同时实现了智能控制；3）本发明的输出轴同时实现了手轮操作输入、电动运动输入及力矩运动输出，减小电动执行机构的体积；4）本发明在体积缩小的同时，同时提高了效率和智能性，其体积是现有常见产品的一半，同时输出推力是现有常见产品2倍，输出速度使其2倍，大大减小了电动执行机构尺寸。
16.附图说明：图 1 为本发明结构图。
17.图 2 为本发明编码器齿轮组件和pcba组件的结构图。
18.图 3 为本发明输出轴的结构图（输出轴外壁面上的齿面未画出）。
19.图4本发明输出导杆的结构图（输出导杆外壁面上的螺纹面未画出）。
20.图5本发明底座法兰的结构图。
21.图6本发明手轮轴的结构图。
22.图中：4-后端盖；5-电机；6-行星减速器、7-输出轴、8-输出导杆、9-底座法兰、10-限位销、11-轴承、12-手轮轴、13-传动销、14-永磁性磁钢、15-手柄、16-位置导杆、17-位置传导齿轮；2-pcba组件、2-1-pcba、2-2-位置检测芯片、2-3-磁感应开关元件；3-编码器齿轮组件、3-1-永磁性磁环、3-2-磁环固定齿轮、3-3-固定座。
23.具体实施方式：下面结合附图对本发明作进一步的说明。
24.如图1至图6，本发明一种精小智能型直行程电动执行机构，包括pcba组件2、编码器齿轮组件3、后端盖4、电机5、行星减速器6、输出轴7、输出导杆8、底座法兰9、限位销10、轴承11、手轮轴12、传动销13、永磁性磁钢14、手柄15、位置导杆16和位置传导齿轮17。
25.电机5驱动行星减速器6运动，行星减速器6与输出轴7通过传动销13相连接并驱动输出轴7做旋转运动，输出轴7与输出导杆8通过螺纹连接，输出导杆8同时在限位销10的旋转方向限位下实现轴向的直线运动并输出力矩。手轮轴12与输出轴7通过斜齿连接，实现手动驱动。
26.位置导杆16穿过行星减速器6和电机5的中心并伸入到电机5的后端盖4内，位置导杆16的底端与输出轴7之间过盈配合。位置导杆16的顶端固定位置传导齿轮17，通过位置传导齿轮17与编码器齿轮组件3连接，编码器齿轮组件3与pcba组件2相互作用，检测输出导杆8的输出位置，编码器齿轮组件3和pcba组件2均放置在电机5的后端盖4内。
27.编码器齿轮组件3包括永磁性磁环3-1、磁环固定齿轮3-2和固定座3-3，固定座3-3固定于电机的后端盖4内，磁环固定齿轮3-2转动连接在固定座3-3上，且磁环固定齿轮3-2与位置传导齿轮17相啮合，驱动永磁性磁环3-1旋转，永磁性磁环3-1固定在磁环固定齿轮3-2上。
28.pcba组件2包括pcba2-1、位置检测芯片2-2和磁感应开关元件2-3，位置检测芯片2-2固定在pcba2-1上，且置于永磁性磁环3-1正上方，感应到永磁性磁环3-1磁通量，检测输出导杆16的输出位置，磁感应开关元件2-3固定在pcba的右侧。
29.在手轮轴12的端面上设有内六角孔，在内六角孔内插接有手柄15，转动手柄15实现对输出轴7的手动驱动。手柄15端部固定嵌入永磁性磁钢14，当手柄15带动永磁性磁钢14靠近时，永磁性磁钢14与触发磁感应开关元件2-3，实现所述精小型智能型电动执行机构的开、关、停、远程等动作控制。
30.在输出轴7上端部具有销孔，通过安装于销孔的传动销13与行星减速器6连接。输出轴7外部具有啮合齿，与手轮轴12啮合，通过转动手轮轴12实现电动执行机构的手动操作。在输出轴7内部设有螺纹，与输出导杆8螺纹连接，驱动输出导杆8运动。
31.输出导杆8的轴心方向设有第一排气孔81，在输出导杆8的外壁上均布有销钉孔和若干个与第一排气孔81相连通的第二排气孔82，限位销10固定于销钉孔内。
32.在底座法兰9内部设有导向槽91，其槽面与限位销10外圆面或者与固定在限位销10端部的轴承11外圆面贴合。
33.电机5的转子轴具有中心孔，其孔径尺寸可以通过位置导杆16，电机5置于行星减速器6和pcba组件2之间，其后端盖外露。后端盖4具有向上延伸的壳体，可放置pcba组件2等电控元器件。
34.本发明处于通电就地操作状态下，当手柄带动永磁性磁钢14靠近磁感应开关元件2-3的“开”或者“关”时，变频调速电机5驱动行星减速器6运动，行星减速器6与输出轴7通过传动销13相连接，输出轴7随着行星减速器6运动而输出旋转运动；输出轴7与输出导杆8通过梯形螺纹连接，输出导杆8同时在限位销10的旋转方向限位下实现轴向的直线运动并输出力矩，同时输出轴7带动输出导杆8转动，输出导杆8通过位置传导齿轮17带动编码器齿轮组件3运动，编码器齿轮组件3带动永磁性磁环3-1转动并与pcba组件2相互作用，检测输出导杆8的输出位置；此时电动执行机构进而执行电动。
35.在本发明断电或者停止电动转动时，可进行手动操作：手柄15带动手轮轴12转动，手轮轴12与输出轴7通过斜齿连接，带动输出轴7转动，输出轴7带动输出导杆8，进而实现电动执行机构的手轮操作。
36.本发明中的后端盖4向上延伸，形成执行机构箱体一部分，减小了电动执行机构箱体的体积；本发明中将永磁性磁钢14和位置检测芯片2-2分别放置于编码器齿轮组件3和pcba组件2上，省去了安装空间，减小了电动执行机构箱体的体积。
37.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。