一种基于凸轮传动的人员闸门驱动机构的制作方法

本实用新型涉及核电站安全壳系统，具体说是用于驱动人员闸门开关的基于凸轮传动的人员闸门驱动机构。

背景技术：

目前，核电站安全壳的人员闸门驱动机构有两种：一种申请号为201210418786x的中国专利，另一种为申请号为2013205664495的中国专利。

申请号为201210418786x的中国专利公开的人员闸门驱动机构包括箱体，传动齿轮轮系和不完全齿轮轮系，该不完全齿轮轮系含有从动不完全齿轮ⅰ、从动不完全齿轮ⅱ、从动不完全齿轮ⅲ和主动不完全齿轮。所述主动不完全齿轮与从动不完全齿轮ⅰ、从动不完全齿轮ⅱ、从动不完全齿轮ⅲ间歇啮合。所述从动不完全齿轮ⅰ与其轮轴键联接，该轮轴上安装连杆ⅰ，连杆ⅰ与人员闸门的压力平衡阀相联接。所述的从动不完全齿轮ⅱ与连接有连杆ⅱ，连杆ⅱ则与人员闸门锁紧装置联接。所述的从动不完全齿轮ⅲ连接有齿条，齿条则与人员闸门中部传动箱的锥齿轮组相联接。这种传动箱利用三个不完全齿轮分别带动连杆ⅰ、连杆ⅱ和齿条运动，每个不完全齿轮均需要配合轮轴和传动齿轮，因而，这种传动箱需要的零部件较多，结构复杂，占用的空间较大。

申请号为2013205664495的中国专利公开了一种人员闸门驱动机构包括可作连续回转运动的驱动部件、设有平衡阀连接端口的阀板部件、设有锁紧连接端口的锁紧部件、设有门转动连接端口的转动部件及与所述阀板部件相连接的联锁部件。所述的阀板部件、锁紧部件和转动部件围绕驱动部件设置。这种驱动机构中阀板部件、锁紧部件和转动部件需围绕驱动部件设置，使得可利用的空间较小，导致受力部件的结构尺寸较小，可靠性较差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于凸轮传动的人员闸门驱动机构，该驱动机构的结构简单、占用的空间较小，可靠性较强。

为解决上述问题，提供以下技术方案：

本实用新型的一种基于凸轮传动的人员闸门驱动机构包括箱体，箱体上有上齿轮轴和下齿轮轴，上齿轮轴和下齿轮轴的两端均穿过箱体侧壁伸出在外，上齿轮轴和下齿轮轴与箱体间均呈转动状配合，上齿轮轴的一外伸端上有上手轮，下齿轮轴的一外伸端上有下手轮。所述箱体的侧壁上有水平布置的锁紧插销，箱体的顶部有竖向布置的推杆和开锁齿轮轴，锁紧插销、推杆和开锁齿轮轴的一端均位于箱体内，另一端均位于箱体外，且锁紧插销、推杆和开锁齿轮轴与箱体间均呈滑动状配合。其特点是所述上齿轮轴与下齿轮轴间的箱体内有转轴，转轴的两端与箱体侧壁间呈转动状配合，转轴上依次设置有第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮，第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮均为凹槽凸轮，第一凸轮的凹槽形状与第二凸轮的凹槽形状相同，且二者凹槽的位置相对，第三凸轮的凹槽形状与第四凸轮的凹槽形状相同，且二者凹槽的位置相对。位于箱体内的锁紧插销一端上有第一连接轴，位于箱体内的推杆一端上有第二连接轴，第一连接轴和第二连接轴均位于第三凸轮与第四凸轮的凹槽间。所述第一凸轮与第二凸轮间对应的箱体内有水平布置的齿条，齿条与箱体间呈沿齿条的纵向滑动状配合，齿条一端固定有第三连接轴，第三连接轴位于第一凸轮与第二凸轮间的凹槽内，所述开锁齿轮轴的齿轮与齿条相啮合。所述第一凸轮为带齿凸轮，所述上齿轮轴通过齿轮传动机构与第一凸轮相连，第一凸轮与下齿轮轴间有互锁机构。

其中，所述齿轮传动机构包括传动齿轮轴，传动齿轮轴上有大齿轮和小齿轮，大齿轮与上齿轮轴的齿轮啮合在一起，小齿轮与第一凸轮相啮合。

所述第一凸轮和第二凸轮上的凹槽自其一头到另一头依次分为第一圆弧段和第一渐开段，第一圆弧段上的各个位置与转轴的距离相等，第一渐开段上自其与第一圆弧段相连的一头到另一头与转轴的距离渐渐变大，在关门状态下，第三连接轴位于远离第一渐开段的第一圆弧段一头中。所述第三凸轮和第四凸轮上的凹槽自其一头到另一头依次分为第二圆弧段、第二渐开段和第三圆弧段，第二圆弧段上的各个位置与转轴的距离相等，第二渐开段上自其与第二圆弧段相连的一头到另一头与转轴的距离渐渐变小，第三圆弧段上的各个位置与转轴的距离相等，在关门状态下，第一连接轴位于远离第二渐开段的第二圆弧段一头中，第二连接轴位于第二圆弧段与第二渐开段的相连处。

所述互锁机构包括位于第一凸轮与下齿轮轴间的卡板，该卡板呈l形，且其竖部与横部的连接处铰接在箱体上，所述第一凸轮的侧壁上有凸台，凸台与卡板间的箱体内有导向块，导向块上有导向孔，导向孔内有拉杆，拉杆的上端与凸台相连，拉杆的下端与卡板的横部铰接在一起，卡板的横部与箱体间有复位拉簧，卡板横部一端的底部有向下伸出的凸齿，凸齿的位置与下齿轮轴的齿轮位置对应。

所述卡板竖部内侧对应的箱体内有偏心轮，卡板的竖部到偏心轮轮心的距离大于偏心轮的外边沿到其轮心的最小值、小于于偏心轮的外边沿到其轮心的最大值。所述偏心轮的中心轴穿过箱体侧壁伸出在箱体外，且偏心轮的中心轴与箱体间呈转动状配合，偏心轮中心轴的外伸端上有旋钮。

所述齿条对应的箱体内有水平布置的导向套，远离第三连接轴的齿条一端位于导向套内，且齿条与导向套间呈滑动状配合。

所述锁紧插销和推杆与箱体间均有滑动套。

采取以上方案，具有以下优点：

由于本实用新型的基于凸轮传动的人员闸门驱动机构的齿轮轴与下齿轮轴间的箱体内有转轴，转轴上依次设置有第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮，位于箱体内的锁紧插销一端上有第一连接轴，位于箱体内的推杆一端上有第二连接轴，第一连接轴和第二连接轴均位于第三凸轮与第四凸轮的凹槽间，第一凸轮与第二凸轮间对应的箱体内有齿条，齿条一端固定有第三连接轴，第三连接轴位于第一凸轮与第二凸轮间的凹槽内，开锁齿轮轴的齿轮与齿条相啮合，第一凸轮为带齿凸轮，上齿轮轴通过齿轮传动机构与第一凸轮相连，第一凸轮与下齿轮轴间有互锁机构。这种驱动机构利用转轴带动第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮转动，从而驱动锁紧插销、推杆和开锁齿轮轴运动，进行开锁或锁紧。这种驱动机构的四个凸轮共用一个凸轮轴，而且利用带齿的第一凸轮作为传动齿轮，大大减少了零部件的数量，使得整个驱动机构的结构变的简单，减少了空间的占用。而且，这种驱动机构的第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮和第四凸轮无需围绕驱动部件（即上齿轮轴与下齿轮轴）转动，可利用的空间较大，使得受力部件的尺寸适中，可靠性较强。

附图说明

图1是本实用新型的基于凸轮传动的人员闸门驱动机构的结构示意图（箱体部分剖除）；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为图1的b-b剖视图；

图4为本实用新型的基于凸轮传动的人员闸门驱动机构立体结构示意图；

图5为图4隐藏箱体后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1~5所示，本实用新型的一种基于凸轮传动的人员闸门驱动机构包括箱体1，箱体1上有上齿轮轴5和下齿轮轴12，上齿轮轴5和下齿轮轴12的两端均穿过箱体1侧壁伸出在外，上齿轮轴5和下齿轮轴12与箱体1间均呈转动状配合，上齿轮轴5的一外伸端上有上手轮6，下齿轮轴12的一外伸端上有下手轮10。所述箱体1的侧壁上有水平布置的锁紧插销14，箱体1的顶部有竖向布置的推杆3和开锁齿轮轴4，锁紧插销14、推杆3和开锁齿轮轴4的一端均位于箱体1内，另一端均位于箱体1外，且锁紧插销14、推杆3和开锁齿轮轴4与箱体1间均呈滑动状配合。所述上齿轮轴5与下齿轮轴12间的箱体1内有转轴18，转轴18的两端与箱体1侧壁间呈转动状配合，转轴18上依次设置有第一凸轮11、第二凸轮20、第三凸轮13和第四凸轮15，第一凸轮11、第二凸轮20、第三凸轮13和第四凸轮15均为凹槽凸轮，第一凸轮11的凹槽形状与第二凸轮20的凹槽形状相同，且二者凹槽的位置相对，第三凸轮13的凹槽形状与第四凸轮15的凹槽形状相同，且二者凹槽的位置相对。位于箱体1内的锁紧插销14一端上有第一连接轴19，位于箱体1内的推杆3一端上有第二连接轴16，第一连接轴19和第二连接轴16均位于第三凸轮13与第四凸轮15的凹槽间。所述第一凸轮11与第二凸轮20间对应的箱体1内有水平布置的齿条22，齿条22与箱体1间呈沿齿条22的纵向滑动状配合，齿条22一端固定有第三连接轴21，第三连接轴21位于第一凸轮11与第二凸轮20间的凹槽内，所述开锁齿轮轴4的齿轮与齿条22相啮合。所述第一凸轮11为带齿凸轮，所述上齿轮轴5通过齿轮传动机构与第一凸轮11相连，第一凸轮11与下齿轮轴12间有互锁机构。

其中，所述齿轮传动机构包括传动齿轮轴17，传动齿轮轴17上有大齿轮171和小齿轮172，大齿轮171与上齿轮轴5的齿轮啮合在一起，小齿轮172与第一凸轮11相啮合。

所述第一凸轮11和第二凸轮20上的凹槽自其一头到另一头依次分为第一圆弧段c1和第一渐开段d1，第一圆弧段c1上的各个位置与转轴18的距离相等，第一渐开段d1上自其与第一圆弧段c1相连的一头到另一头与转轴18的距离渐渐变大，在关门状态下，第三连接轴21位于远离第一渐开段d1的第一圆弧段c1一头中。所述第三凸轮13和第四凸轮15上的凹槽自其一头到另一头依次分为第二圆弧段c2、第二渐开段d2和第三圆弧段c3，第二圆弧段c2上的各个位置与转轴18的距离相等，第二渐开段d2上自其与第二圆弧段c2相连的一头到另一头与转轴18的距离渐渐变小，第三圆弧段c3上的各个位置与转轴18的距离相等，在关门状态下，第一连接轴19位于远离第二渐开段d2的第二圆弧段c2一头中，第二连接轴16位于第二圆弧段c2与第二渐开段d2的相连处。

所述互锁机构包括位于第一凸轮11与下齿轮轴12间的卡板9，该卡板9呈l形，且其竖部与横部的连接处铰接在箱体1上，所述第一凸轮11的侧壁上有凸台26，凸台26与卡板9间的箱体1内有导向块27，导向块27上有导向孔，导向孔内有拉杆25，拉杆25的上端与凸台26相连，拉杆25的下端与卡板9的横部铰接在一起，卡板9的横部与箱体1间有复位拉簧24，卡板9横部一端的底部有向下伸出的凸齿28，凸齿28的位置与下齿轮轴12的齿轮位置对应。

所述卡板9竖部内侧对应的箱体1内有偏心轮7，卡板9的竖部到偏心轮7轮心的距离大于偏心轮7的外边沿到其轮心的最小值、小于于偏心轮7的外边沿到其轮心的最大值。所述偏心轮7的中心轴穿过箱体1侧壁伸出在箱体1外，且偏心轮7的中心轴与箱体1间呈转动状配合，偏心轮7中心轴的外伸端上有旋钮8。

所述齿条22对应的箱体1内有水平布置的导向套23，远离第三连接轴21的齿条22一端位于导向套23内，且齿条22与导向套23间呈滑动状配合。

所述锁紧插销14和推杆3与箱体1间均有滑动套2。

使用时，将该基于凸轮传动的人员闸门驱动机构安装到人员闸门的舱面板上，将驱动机构的推杆3与人员闸门的压力平衡阀相连，将驱动机构的锁紧插销14与人员闸门一道门的锁紧机构相连，将驱动机构的开锁齿轮轴4与人员闸门该道门相连，将驱动机构的下齿轮轴12与人员闸门另一道门的驱动机构相连。

开门时，将上手轮6轴向开锁的一侧转动，带动上齿轮轴5向开锁的一侧转动，上齿轮轴5通过传动齿轮轴17同步带动第一凸轮11和转轴18向开门的一侧转动，驱动第二凸轮20、第三凸轮13和第四凸轮15向开门的一侧转动，第一连接轴19在第三凸轮13与第四凸轮15的凹槽间的第二圆弧段c2中运行，第二连接轴16在第三凸轮13与第四凸轮15的凹槽间的第二渐开段d2中运行，第三连接轴21在第一凸轮11与第二凸轮20凹槽间的第一圆弧段c1中运行，此段运行过程中，第一连接轴19在第二圆弧段c2运行，锁紧插销14保持原位，第二连接轴16在第二渐开段d2中运行，第二连接轴16带动推杆3向下运动开启平衡阀，第三连接轴21在第一圆弧段c1中运行，开锁齿轮轴4保持原位。

继续转动向开锁的一侧转动上手轮6轴，第一连接轴19在第三凸轮13与第四凸轮15的凹槽间的第二渐开段d2中运行，第二连接轴16在第三凸轮13与第四凸轮15的凹槽间在第三圆弧段c3中运行，第三连接轴21在第一凸轮11与第二凸轮20凹槽间的第一圆弧段c1中继续运行，此段运行过程中，第一连接轴19在第二渐开段d2中运行，锁紧插销14向内运动将对应的人员闸门那道门解锁，第二连接轴16在第三圆弧段c3运行，第二连接轴16位置不变，平衡阀保持开启状态，第三连接轴21仍在第一圆弧段c1中运行，开锁齿轮轴4保持原位。

继续转动向开锁的一侧转动上手轮6轴，第一连接轴19在第三凸轮13与第四凸轮15的凹槽间的第三圆弧段c3中运行，第二连接轴16在第三凸轮13与第四凸轮15的凹槽间的第三圆弧段c3中运行，第三连接轴21在第一凸轮11与第二凸轮20凹槽间的第一渐开段d1中运行，此段运行过程中，第一连接轴19在第三圆弧段c3中运行，锁紧插销14位置不变，人员闸门那道门保持解锁状态，第二连接轴16在第三圆弧段c3运行，第二连接轴16位置不变，平衡阀保持开启状态，第三连接轴21在第一渐开段d1中运行，齿条22向外运动，带动开锁齿轮轴4驱动对应的人员闸门那道门开启。

关门时，反向转动上手轮6，驱动机构和人员闸门的动作与开门的动作相反。

互锁功能，当驱动机构对应的人员阀门那道门关门时，第一凸轮11向关门的一侧转动，其上的凸台26将拉杆25向上拉起，拉杆25带动卡板9转动，使得卡板9的凸齿28向上运动，离开下齿轮轴12的齿轮，此时，可以通过转动下齿轮轴12，带动人员阀门中另一道门的驱动机构，进行开门。

当驱动机构对应的人员阀门开门时，第一凸轮11向开门的一侧转动，第一凸轮11的凸台26将拉杆25向下推动，拉杆25带动卡板9转动，使得卡板9的凸齿28向下运动，与下齿轮轴12的齿轮相啮合，此时，下齿轮轴12无法转动，即另一道门无法开启，实现互锁功能。

需要取消互锁时，转动旋钮8，带动偏心轮7推动卡板9转动，使得卡板9的凸向上运动，离开下齿轮轴12的齿轮，即可取消互锁。