专利名称：一种改进型系列球阀控制机械手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是用于球阀控制的装置，特别是一种适用于燃气泄漏报警时自 动关闭燃气球阀，切断气源安全防爆，并可电动、手动控制球阀开关的机械手。
背景技术：
申请日2002. 06. 19、申请号ZL 02 2 71249. 6，授权公告日2003. 5. 21、授权公告 号CN2551833Y的实用新型专利电动、手动兼容之球阀开关机械手，设计人和第一专利权 人谢平，几年来对机械手的零部件结构做了系统的改进，对其性能做了完善和优化。原专利 存在的问题和缺点如下原专利对各部件的总体结合方式没有表述，以至于对这种机械手突出的特点的表 述不够清楚完善；原专利在交直流电机的选择上没有明确，因而对电驱动机构的内部结构、定位、传 动、多级降速、主动齿轮和减速器输出轴之间的联接方式、减速器输出轴在圆柱形减速器上 的偏心布置等细部结构没有表述；原专利对机座和罩盖的形状、构造的细节和特点没有表述；原专利手动离合机构只有一种方案，存在中介手动轴上端悬臂的缺陷，对这种小 体积手动离合机构的突出的结构优点没有足够的表述；原专利在转臂机构对不同球阀手柄的长度、宽度和高度上夹持的三维可调整的表 述不够清楚完善；原专利对终端扇形齿轮的结构和两只微动行程开关安装的细节特点表述不够清
楚完善；原专利对支架构件的结构细节特点没有表述；原专利对支架构件在球阀阀体一端六角形上安装的水平纵向移动和横向转动的 三维可调整的表述不够清楚完善；原专利对支架构件的不同尺寸、不同强度结构的系列化没有表述；原专利对相关齿轮采用不同强度材料，相关齿轮和轴采用不同结构的系列化没有 表述；原专利对机械手本体配以燃气钢瓶专用球阀或燃气软管专用球阀组成燃气钢瓶 专用或燃气软管专用机械手，形成球阀控制机械手的系列化没有表述。
发明内容本实用新型专利是针对上述申请号ZL 02 2 71249.6的现有实用新型专利的缺 点、不足、不完善及未表达清楚的特征，进行零部件结构的系统改进，性能功用的完善优化， 可调性适配性特征的完整表述，原专利未表达或未表达清楚的特征加以明确完整的表述， 并增加了系列化的新的内容。一、本实用新型，一种改进型系列球阀控制机械手由用作动力源的直流电机减速器机构、用于电动兼容手动的手动离合机构、用于操控球阀手柄的转臂机构、及用于机械手 安装的支架构件，以上下串联的总体结合并安装在加强底座上组成。由于采用了上下串联 的总体结合，使本机械手具有结构紧凑、体积小、尺寸小、重量轻、耗材少、成本低、性价比高 的显著的优点(详见图1)。而国内外同类方案，大都是以左右并列总体结合组成，必然带来 结构松散、体积大、尺寸大、重量重、耗材大、成本高、性价比低的缺点。手动离合机构采用两种结构方案形成可选择的系列、采用不同尺寸和不同强度结 构的支架构件的系列化、采用不同强度的材料和不同结构的齿轮和轴的系列化、机械手本 体配以燃气钢瓶专用球阀或燃气软管专用球阀组成燃气钢瓶专用或燃气软管专用机械手， 形成球阀控制机械手的系列化。二、本实用新型选用直流电机(23)，通过联接片(16)和薄圆柱形闭式5级圆柱 齿轮减速器(25)以上下串联的方式组成直流电机减速器机构，结构紧凑、体积小。由直流 电机凸颈、联接片和减速器盖顶中心孔(19、20、21)相定位，通过圆周均布的3只沉头螺钉 (24)、3只盘头螺钉和弹簧垫圈(17、18)，以上下串联的方式相联接组成(详见图1)。专用 直流电机采用小体积、3疒24V的直流安全电压、20mTl000mA的直流电流、每分钟数千转的 高转速、0. 3W 10W的大功率、抗电磁干扰和无火花设计，成本也较低。原专利说明交流、直流 电机都可用，经反复试验因交流电机体积重量大，相对功率小、安全性差、成本高，本专利弃 用。5级圆柱减速器的第一级大齿轮采用塑胶齿轮目的是减小振动噪声，以后4级采用小尺 寸、高强度金属材料齿轮，形成数百倍大的降速比(详见图3)。减速器输出轴(44)在圆柱形减速器上的偏心布置，使其上的主动齿轮(35)、手动 离合机构的中介齿轮(43)和终端扇形齿轮(37a)的空间布置更加合理紧凑(详见图2、图 4)。减速器和底座原用两个双孔支脚(38、42)固结，现特另增加一个单孔支脚(34)， 形成三个加强支脚固结，增加结合强度、减少受力变形。减速器(25)通过5只盘头螺钉和 弹簧垫圈(12、13)，安装到底座(10)的三个支脚(34、38、42)上。(详见图1、图2)。黑色的顶部为圆形底部为方形的“天圆地方”的罩盖，外形美观，通过4只带垫盘 头自攻螺钉(45)，将罩盖(22)和底座(10)安装紧固；顶圆中部外面设有正方形凹面的贴 标签位置，美观适用；下周边密封止口与底座结合，是机械手防爆的需要(详见图1、图5、图 6、图 7)。三、机械手的手动离合机构是串联在直流电机减速器下方的，一种小体积的、圆锥 形弹簧、下拉式、短轴非穿出式的特别紧凑的结构(详见图7)。而国内外同类方案的离合机 构大都是采用与电机左右并列式的、圆柱形弹簧、上压式、长轴上下穿出式的结构，必然体 积大、结构松散。圆锥形弹簧的应用，使手动下拉分离时弹性手感的力度及复位上弹重新啮合的弹 力均非常适合，而比较方案圆柱形弹簧的弹性力度过于僵硬。采用上小下大的圆锥形弹簧， 使安装离合机构的中介手动轴(49a)下端底座上的轴承座得以在圆锥弹簧的下端大头的 空间中加厚加强，并与圆锥形弹簧在轴向尺寸上重叠，使这种特别短小紧凑的手动离合机 构在结构上得以实现(详见图7)。手动离合机构设在中介齿轮(43)及中介手动轴(49a)上，下拉及上弹过程动作独 立不会影响干扰终端输出控制阀门的转臂机构的动作(详见图2、图7)。而国内外同类方案大都是将离合机构设在与电机左右并列的某一级减速轴或终端输出轴上，不仅体积尺寸 大，而且会与终端输出轴控制阀门的动作发生影响和干扰。原专利中介手动轴下端为单轴承座，上端无轴承座“悬臂”安装。新专利中介手 动轴(49a)上端增加轴承座(46)，并加长上端轴颈使中介手动轴(49a)下拉分离及上弹复 位过程中始终保持在轴承座(46)中滑动不脱落，改善了受力状态，特别是在大扭矩时适用 (详见图7)。主动齿轮(35)向下端加厚、其轮齿向下方加长使中介齿轮(43)在下拉分离及上 弹复位过程中，始终保持与主动齿轮(35)啮合和滑动导向作用，使分离、啮合过程上下滑 动流畅不受阻滞。中介齿轮(43)通过中介手动轴(49a)安装在主动齿轮(35)与终端扇形齿轮 (37a)之间，三者互相啮合保持电动状态；可以用手指把滚花圆螺母(50a)和中介手动轴 (49a)向下拉出，使装在中介手动轴(49a)上可以自由转动的中介齿轮(43)脱离与终端扇 形齿轮(37a)的啮合而分离，此时与终端扇形齿轮(37a)固结的转臂机构连同球阀手柄(3) 可以手动开关；松开手指，圆锥形复位弹簧使中介齿轮和中介手动轴弹上，重新啮合，恢复 电动状态。手动离合机构的轴向定位用滚花圆螺母(50a)止位。(见图2、图4、图7)四、机械手本体的手动离合机构的另一种结构，是用中介手动轴(49b)代替中介 手动轴(49a)、用穿在中介手动轴(49b)下端孔中的指环(50b)代替滚花圆螺母(50a)。用 手指伸到指环(50b)中，向下拉出中介手动轴(49b)和中介齿轮(43)使其脱离啮合而分 离，此时与终端扇形齿轮(37b)固结的转臂机构连同球阀手柄(3)可以手动开关；松开手 指，圆锥形复位弹簧使中介齿轮和中介手动轴弹上，重新啮合，恢复电动状态。手动离合机 构的轴向定位用平垫圈(51)止位。用指环拉动的结构，使下拉更为方便，成本也更低些(详 见图8)。五、机械手用于操控球阀手柄的转臂机构，由减速器输出轴(44)上的主动齿轮 (35)，经过中介齿轮(43)，驱动终端扇形齿轮(37a)及与其固结的输出轴(11a)和转臂 (9)，转臂(9)象人手一样夹持转动球阀手柄开关，产生30kg cnTeOkg cm的输出大扭矩、 5秒 10秒的球阀开关时间。终端扇形齿轮因只要开、关各90度转角，所以只设计了半齿加12个全齿再加半 齿形成大于90度的有效区段，两头半齿外为无齿区，以增加两端的强度(详见图18)；终端 扇形齿轮的两侧边成90度角，并用两侧边控制2只微动行程开关，再控制直流电机的正、反 转的启、停，而两只微动行程开关成180度一字形平行于底座边缘布置，使终端扇形齿轮和 微动行程开关在底座上的安装调试工艺非常方便快捷，利于大量生产，降低安装调试计量 成本。在阀门手柄开关到达止点时即自动断电，减小内应力，增加有效开关次数，提高机械 手使用寿命(详见图2)。而国内外同类方案，大都是用非90度、非180度的普通角度安装 调试，增加了安装调试工艺的复杂性和成本，不利于大批量生产。有同类外国产品因此放弃 使用行程开关，和到达开关止点位时的自动断电功能，而只用过电流和延时断电两种保护， 因而使机械手内部结构承受在阀门手柄到达开关止点尚未断电前的较大的内应力，会明显 减少机械手的有效开关次数，缩短机械手的使用寿命。转臂外端弧形槽孔中两只螺钉(6)可以对不同规格型号球阀手柄的不同长度和 宽度的无间隙夹持在水平纵向和水平横向进行无级调整，而两只螺钉(6)的一定的长度，
7可以实现对不同规格型号的不同高度的球阀手柄的夹持安装在垂直高度上的无级调整，使 机械手能象人手一样操控不同长度、宽度、高度的球阀手柄。弧形槽孔的水平横向长度的确 定，统计了国内外数十种常用球阀4分、6分、1吋、1.5吋、2吋的手柄尺寸的大量数据后，选 择的最佳尺寸。(详见图1、图2、图16)而国内外同类方案对阀门手柄的夹持大都是不可调整、有间隙的槽形结构，不仅 与不同宽度高度的阀门手柄适配性差，对阀门开关止点的控制质量也差。六、为使机械手适配不同规格球阀的不同扭矩(尺寸小如4分、6分则扭矩较小， 尺寸大如1吋、1. 5吋、2吋则扭矩较大)，适配不同制造质量、不同品牌球阀的不同扭矩(同 样规格，质量好些的品牌扭矩较小，质量差些的品牌扭矩较大)在扭矩较小时主动齿轮 (35)、中介齿轮(43)、终端扇形齿轮(37a)采用强力塑胶制造，并采用终端扇形齿轮(37a)、 圆柱销(26)和输出轴(Ila)的结构(详见图1、图2)。在扭矩较大时主动齿轮(35)、中介齿轮(43)、终端扇形齿轮(37b)采用金属材料 制造，并采用终端扇形齿轮(37b)、输出轴(lib)的结构，以增加较大扭矩时的强度(详见图 17、图 18)。从而适配大小不同扭矩的球阀，形成机械手相关齿轮采用不同强度的材料、相关 齿轮和轴采用不同结构的系列化。七、机械手安装用的支架构件，是用光孔夹片(31a)、螺孔夹片(32a)将机械手直 接装在球阀阀体无手柄一端的六角形上，形成小巧的单腿支架，将机械手本体直接安装在 球阀的阀体上方。由于机械手本体是上下串联的总体结合的小体积结构，给这种用单腿支 架，将机械手本体直接安装在球阀阀体上方提供了先决可能的条件。在应用时，燃气管道 上气表前的入户总阀——手动球阀的安装空间相当狭小，球阀前后常有形状尺寸各异的接 头、弯头，这种单腿支架直接安装在球阀阀体上的方式可以适配所有球阀，可以说只要管道 上装有球阀，在球阀的上方就能安装本机械手。使本机械手适配应用非常广泛(详见图1、 图7)。而国内外同类方案，机械手本体大都为左右并列总体结合的较大体积结构，不可 能应用小巧的单支架，大都用高成本的厚重加强的单支架或双支架跨接在阀门阀体两端以 外的管道上，这时如果气表前阀门两端空间较小，机械手就装不进去，阀门两端如有异形尺 寸的接头、弯头，连接机械手的支架也无法适应安装，往往导致机械手根本无法适配应用。紧固螺栓(33)松紧的调节，使光孔夹片和螺孔夹片相互间隙可适量无级调整，能 适配伺一规格不同品牌球阀阀体六角形尺寸的少许差异；与底座固结的固定耳块(28)上 设有水平槽孔(29)，在支架构件的光孔夹片(31a)和螺孔夹片(32a)被螺栓(30、33)夹紧 前，使机械手在球阀阀体上的安装位置在水平纵向可以一维无级调整；光孔夹片和螺孔夹 片夹紧前，支架构件能在光孔夹片和螺孔夹片圆弧间的球阀阀体六角形上也可以二维无级 转动调整，从而使机械手的输出轴(Ila)和球阀芯轴(55)的安装位置经三维调整后基本同 轴，改善机械手的操控受力质量(详见图1、图7)。固定耳块后侧的水平纵向的导向条(27)，用于螺孔夹片(32a)无圆角上端的安装 导向，使螺孔夹片始终处于垂直串联位置，并与机械手本体在安装过程中不会相互转动。为 此螺孔夹片必须安装在固定耳块的有导向条的后侧，而上端为圆角的光孔夹片(31a)必须 安装在固定耳块无导向条的前侧。
8[0039]新专利螺孔夹片(32a)上的两个螺孔采用翻边工艺和夹片一体化制作，代替原专 利的单体螺母，避免了单体螺母在安装就位拧紧过程中易脱落须用工具夹持的缺点，特别 是避免了一个工人在小空间里安装时双手持工具的麻烦，明显提高了安装效率。(详见图 1、图 7、图 9)。八、机械手支架构件的0A及B、C、L的系列不同尺寸可使机械手适配不同规格4 分、6分、1吋、1.5吋、2吋的球阀上的安装(详见图10、图11、图12)。加强型支架构件的零件光孔夹片(31b)和螺孔夹片(32b)的上端离输出轴远的一 侧按固定耳块(28)的尺寸进行了加宽设计，在球阀开关的扭矩偏大时，特别是大尺寸球阀 转动开、关扭矩偏大时适用，可以使光孔夹片和螺孔夹片上端完全夹紧固定耳块，充分发 挥固定耳块的强度，减小大扭矩时的变形，其0A及B、C、D、L的系列不同尺寸，可使机械手 在大扭矩情况下适配不同规格4分、6分、1吋、1. 5吋、2吋的球阀上的安装(详见图13、图 14、图 15)。从而形成机械手支架构件不同尺寸和不同强度结构的系列化。九、机械手加强底座(10)，设有三个加强的减速器支脚(34、38、42)，其中一个支 脚(34)是特另增加的，用5组螺钉将减速器与底座固结为一体，两者形成三点成面的框架 结构互相加强。手动离合机构、转臂机械、支架构架、微动行程开关、带围卡引线、罩盖均安 装在底座上，底座成为受力的基体。为了增加底座的强度，减小底座的受力变形，在底座的 下方增加设计了较密、较多的符合受力要求的加强筋(详见图1、图2、图7、图16)。以上所述，主要是针对燃气管道通用改进型系列球阀控制机械手的结构、结合特 征、技术方案、优点和积极效果的表述。十、燃气钢瓶专用机械手是用专用短支架(31c、32c)和带柄联轴节(56)将机械手 本体配装燃气钢瓶专用球阀组成。燃气钢瓶专用球阀是为机械手专用设计配套的，由4分 球阀阀体(2)，带密封胶圈的管接头(57)固定密封装于球阀一端的4分内螺纹中，而带4分 左旋外螺纹的旋紧手轮(58)套装在管接头(57)的颈部组成。使用时，将燃气钢瓶专用机 械手安装在原燃气钢瓶角阀和原燃气钢瓶减压阀之间，即可实现瓶装燃气的自控。(详见图 19、图 20、图 21、图 22、图 23)十一、燃气软管专用机械手是用专用短支架(31c、32c)和带柄联轴节(56)，将机 械手本体配装燃气软管专用球阀组成。燃气软管专用球阀是为机械手专用设计配套的，由 两只4分格林直嘴胶管接头(59)，固定密封装于4分球阀阀体(2)的两端组成。使用时，将 两端的格林直嘴胶管接头拧入燃气专用胶管，并用管夹紧固即可实现燃气软管的自控(详 见图24)表述至此，一种改进型球阀控制机械手的燃气管道通用、燃气钢瓶专用、燃气软管 专用形成机械手的系列化。十二、机械手也可以用于其它气体、液体球阀的自控，特别是进行其它气体、液体 控制的自动化改造的场合。十三、本机械手各零部件结构及其结合改进成熟、完善的三维可调整适配性能，对 不同规格、不同品牌、不同扭矩的管道球阀的系列装配应用，对燃气钢瓶专用和燃气软管专 用的系列化，适用于其它气体、液体的球阀自控，使本实用新型机械手有着非常广泛的实用 性。具有结构紧凑巧妙、体积小、成本低、安全可靠、安装使用方便、寿命长、价廉物美的显著优点。 十四、如果说原实用新型专利是结构和功能细节不够完善的图纸的东西；那么本 实用新型专利一种改进型系列球阀控制机械手，是结构和功能细节进一步完善的，成熟适 用的专利。
[0051]图1 是一种改进型系列球阀控制机械手结构示意主视图[0052]图2:是图1的结构示意俯视图[0053]图3:是闭式减速器内部结构示意俯视图[0054]图4 是图2的E-E局部剖面结构示意图[0055]图5:是罩盖零件立体结构示意图[0056]图6 是罩盖零件倒置立体结构示意图[0057]图7:是图1的结构示意侧视图[0058]图8 是图7的局部手动离合机构另一方案b的结构示意图[0059]图9 是图7的F向局部结构示意图[0060]图10是支架零件系列(光孔夹片)结构示意右侧视图[0061]图11是支架零件系列(光孔夹片、螺孔夹片)结构示意主视图[0062]图12是支架零件系列(螺孔夹片)结构示意左侧视图[0063]图13是加强型支架零件系列(光孔夹片)结构示意右侧视图[0064]图14是加强型支架零件系列(光孔夹片、螺孔夹片)结构示意主视图[0065]图15是加强型支架零件系列(螺孔夹片)结构示意左侧视图[0066]图16是图1的结构示意仰视图[0067]图17是金属扇形齿轮和终端输出轴零件结构示意主视图[0068]图18是金属扇形齿轮和终端输出轴零件结构示意俯视图[0069]图19是燃气钢瓶专用机械手立体结构示意图[0070]图20是带柄联轴节零件结构示意俯视图[0071]图21是燃气钢瓶立体示意图[0072]图22是燃气钢瓶专用机械手立体示意图[0073]图23是燃气钢瓶原减压阀和原燃气软管及管夹的立体示意图[0074]图24是燃气软管专用机械手立体结构示意图
具体实施方式
—、图1 图18表达机械手用于燃气管道通用球阀控制时的情况1.根据所要控制的球阀的规格、型号、扭矩的大小，从机械手系列化零部件中选 择最适合的一档零部件配用1. 1、所控球阀扭矩较小时选择用强力塑胶材料的主动齿轮(35)、中介齿轮(43)、 终端扇形齿轮(37a)，并选用终端扇形齿轮(37a)、圆柱销(26)和输出轴(Ila)的结构；所 控球阀扭矩较大时选择用金属材料的主动齿轮(35)、中介齿轮(43)、终端扇形齿轮(37b)， 并选用终端扇形齿轮(37b)和输出轴(lib)的结构。
10[0078]1. 2、所控球阀扭矩较小时支架构件选用a型，光孔夹片(31a)、螺孔夹片(32a)；所 控球阀扭矩较大时支架构件选用加强型b型，光孔夹片(31b)、螺孔夹片(32b)。1. 3、根据所控球阀的规格4分、6分、1吋、1. 5吋、2吋等，选择相应规格支架构件 的尺寸0A及B、C、D、L等的系列值。1.4、根据使用习惯选择手动离合机构的形式中介手动轴(49a)、滚花圆螺母 (50a)组成的a型；或中介手动轴(49b)、指环(50b)组成的b型。2、安装时，将支架构件的光孔夹片(31a或31b)和螺孔夹片(32a或32b)半圆部夹 持着阀门无手柄一端的六角形，光孔夹片和螺孔夹片的长柄夹持机械手的安装耳块(28)， 注意上端无圆角的螺孔夹片(32a或32b)必须装于安装耳块设有水平纵向导向条(27)的 后侧，而上端是圆角的光孔夹片(31a或31b)必须安装在固定耳块(28)的前侧，用两只螺 栓(30、33)拧入支架两端螺孔，初步码好；在拧紧螺栓(30、33)前，将转臂上的两只螺钉 (6)对称无间隙卡持好阀门手柄两侧边，拧紧两只螺母(7)固定；此时调节支架构件三维位 置水平纵向在固定耳块(28)的水平槽孔(29)中作一维调整，支架构件在光孔夹片和螺孔 夹片的圆弧形间的球阀阀体六角形上可以转动作二维调整，经过这样的三维调整，使机械 手的输出轴(Ila或lib)和球阀芯轴(55)基本同轴，再拧紧螺栓(30、33)，将机械手直接安 装在所控球阀阀体的上方；紧固螺栓(33)松紧的调节，使光孔夹片和螺孔夹片相互间隙 可适量无级调整，能适配同一规格不同品牌球阀阀体六角形尺寸的少许差异。3、当燃气泄漏报警时，同时导通直流电机启动运转，直流电机输出中心小齿轮 (15)带动减速器第一级塑胶大齿轮(53)，再经4级金属齿轮共5级降速，驱动减速器输出 轴(44)上的主动齿轮(35)，再经过中介齿轮(43)驱动终端扇形齿轮(37a或37b)及与之 固结的输出轴(Ila或lib)和转臂(9)，转臂机构能象人手一样夹持转动球阀手柄，自动关 闭入户燃气总球阀，彻底切断气源安全防爆。4、当燃气泄漏故障排除停止报警时，可以手动或按钮电动复位，重新开启入户燃 气总球阀。5、手动离合机构，使电动、手动兼容，平时可以按钮电动遥控开关球阀，停电、检修 及电气故障时，可以手动开关球阀。电动状态主动齿轮(35)、中介齿轮(43)与终端扇形 齿轮(37a或37b)三者互相啮合，此时可以自动或电动遥控开关球阀；手动状态用手指通 过滚花圆螺母(50a)或指环(50b)拉下中介手动轴(49a或49b)和中介齿轮(43)，脱离与 终端扇形齿轮(37a或37b)的啮合而分离，此时可以手动操作球阀手柄的开关；松开手指， 圆锥形复位弹簧(48)使中介齿轮和中介手动轴弹上，重新啮合，恢复电动状态。6、终端扇形齿轮(37a或37b)的侧边成90度角，可以控制成一字形180度安装的 两只微动行程开关(40)，再控制直流电机的正、反转的启、停。二、图19 图23所表达燃气钢瓶专用机械手，是用专用短支架(31c、32c)和带柄 联轴节(56)将机械手本体配装燃气钢瓶专用球阀组成。燃气钢瓶专用球阀由4分球阀阀 体(2)，带密封胶圈的管接头(57)固定密封装于球阀阀体一端的4分内螺纹中，而带4分 左旋外螺纹的旋紧手轮(58)套装在管接头(57)的颈部组成。使用时，将燃气钢瓶专用机 械手安装在原燃气钢瓶角阀和原燃气钢瓶减压阀之间，即可实现瓶装燃气的自控。三、图24所表达燃气软管专用机械手是用专用短支架(31c、32c)和带柄联轴节 (56)，将机械手本体配装燃气软管专用球阀组成。燃气软管专用球阀是用两只4分格林直嘴胶管接头(59)，固定密封装于4分球阀阀体(2)的两端组成。将两端的格林直嘴胶管接 头拧入燃气专用胶管，并用管夹紧固，即可实现燃气软管的自控。 四、机械手也可用于其它气体、液体的球阀的自控，特别适用于其它气体、液体系 统的自动化改造工程。
权利要求一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于所述的机械手由直流电机减速器机构、手动离合机构、转臂机构、及支架构件，以上下串联的总体结合并安装在加强底座上组成。
2.根据权利要求1所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于直流电机减 速器机构由直流电机(23)、联接片(16)、薄圆柱形闭式5级圆柱齿轮减速器(25)，由直流 电机凸颈、联接片和减速器盖顶中心孔(19、20、21)相定位，通过圆周均布的3只沉头螺钉 (24)、3只盘头螺钉和弹簧垫圈(17、18)，以上下串联的方式相联接组成；直流电机输出轴 (14)上的直流电机输出中心小齿轮(15)和减速器第一级塑胶大齿轮(53)啮合作为第一 级降速，再经4级金属齿轮共5级降速，驱动第5级大齿轮(52)及其同轴固定的减速器输 出轴(44)上的主动齿轮(35)，输出轴(44)在圆柱形减速器上偏心布置，主动齿轮(35)和 减速器输出轴(44)用双扁键固接，减速器(25)通过5只盘头螺钉和弹簧垫圈(12、13)，安 装到底座(10)的三个支脚(34、38、42)上；底座(10)上设有顶部为圆形底部为方形的罩 盖(22)，罩盖(22)的顶圆中部外面设有正方形标贴凹面，下周边为密封止口与底座结合， 并以4只带垫盘头自攻螺钉(45)紧固。
3.根据权利要求1所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于手动离合机 构由中介齿轮(43)、中介手动轴(49a)、圆锥形复位弹簧(48)、减摩平垫圈(47)、设在减 速器(25)下方的轴承座(46)、设在底座(10)上的圆锥形加强轴承座和作止位及把手之 用的滚花圆螺母(50a)，组成一种小体积、圆锥形、下拉式、短轴非穿出式、与直流电机减速 器上下串联结合的手动离合机构；中介齿轮(43)通过中介手动轴(49a)安装在主动齿轮 (35)与终端扇形齿轮(37a)之间，三者互相啮合保持电动状态，可以用手指把滚花圆螺母 (50a)和中介手动轴(49a)向下拉出，使装在中介手动轴(49a)上可以自由转动的中介齿轮 (43)脱离与终端扇形齿轮(37a)的啮合而分离，此时与终端扇形齿轮(37a)固结的转臂机 构连同球阀手柄(3)可以手动开关，松开手指，圆锥形复位弹簧使中介齿轮和中介手动轴 弹上，重新啮合，恢复电动状态；加长的中介手动轴(49a)的上端轴颈，使中介手动轴下拉 分离及上弹复位过程中，始终在轴承座(46)中滑动不脱落；主动齿轮(35)向下端加厚、其 轮齿向下方加长，使中介齿轮(43)下拉分离及上弹复位过程中，始终保持与主动齿轮轮齿 的啮合和滑动导向作用；手动离合机构的轴向定位用滚花圆螺母(50a)止位。
4.根据权利要求3所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于手动离合机 构的结构，也可以是用中介手动轴(49b)代替中介手动轴(49a)，用穿在中介手动轴(49b) 下端孔中的指环(50b)代替滚花圆螺母(50a)，用手指伸到指环(50b)中向下拉出中介手 动轴(49b)和中介齿轮(43)，与终端扇形齿轮(37b)脱离啮合而分离，此时与终端扇形齿 轮(37b)固结的转臂机构连同球阀手柄(3)可以手动开关，松开手指，圆锥形复位弹簧使 中介齿轮和中介手动轴弹上，重新啮合，恢复电动状态；手动离合机构的轴向定位用平垫圈 (51)止位。
5.根据权利要求1所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于转臂机构由 终端扇形齿轮(37a)、带圆柱销(26)的输出轴(Ila)和转臂(9)以双扁键固定联接组成； 输出轴(Ila)安装在底座(10)的轴孔中可以转动，并与上述减速器输出轴(44)平行，终端 扇形齿轮(37a)的齿廓由半齿加十二个全齿再加半齿形成大于90度的有效区段、两头半齿 外为无齿区段，终端扇形齿轮(37a)的两侧边成90度角，并用两侧边控制2只微动行程开关(40)再控制直流电机的正、反转的启、停，而两只微动行程开关(40)成180度的一字形 平行于底座(10)的边缘，用4只盘头自攻螺钉(39)安装在底座(10)上；转臂(9)外端设 有弧形槽孔(41)，弧形槽孔(41)上设有两组螺钉、螺母和平垫圈(6、7、8)。
6.根据权利要求5所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于在球阀扭 矩较大时，终端扇形齿轮(37b)采用金属材料制造，并采用终端扇形齿轮(37b)和输出轴 (lib)的结构。
7.根据权利要求1所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于支架构件由 固结在底座(10)下方的固定耳块(28)、导向条(27)、光孔夹片(31a)、螺孔夹片(32a)及紧 固螺栓(30,33)组成；光孔夹片(31a)和螺孔夹片(32a)通过螺栓(30)与固定耳块(28) 连接，形成小巧的单腿支架，并直接夹装在球阀阀体(2)上无手柄一端的六角形上，使机械 手通过这种单腿支架直接安装在球阀阀体(2)的上方；紧固螺栓(33)松紧的调节，使光孔 夹片和螺孔夹片相互间隙可适量无级调整；固定耳块(28)上设有水平槽孔(29)，在支架构 件的光孔夹片(31a)和螺孔夹片(32a)被螺栓(30、33)夹紧前，使机械手在球阀阀体(2) 上的安装位置在水平纵向可以一维无级调整、光孔夹片(31a)和螺孔夹片(32a)夹紧前，支 架构件在光孔夹片和螺孔夹片圆弧形间的球阀阀体六角形上也可以二维无级转动调整，从 而使机械手的输出轴(Ila)和球阀芯轴(55)的安装位置经三维调整后基本同轴；固定耳块 (28)后侧设有水平纵向的导向条(27)、用于螺孔夹片(32a)无圆角上端的安装导向，使螺 孔夹片(32a)处于垂直串联位置并与机械手本体在安装过程中不会相互转动，为此螺孔夹 片(32a)必须安装在固定耳块(28)有导向条(27)的后侧，而上端是圆角的光孔夹片(31a) 必须安装在固定耳块(28)的前侧；螺孔夹片(32a)上的两个螺孔采用翻边工艺和夹片一 体化制作，以代替单个螺母。
8.根据权利要求7所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于加强型支架 构件的零件光孔夹片(31b)、螺孔夹片(32b)的上端离输出轴远的一侧按固定耳块(28)的 尺寸进行了加宽设计。
9.根据权利要求1所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于加强底座 (10)上设有加强的三个减速器支脚(34、38、42)，将减速器(25)用5组螺钉和弹簧垫圈 (12、13)与底座(10)固结为一体，两者形成框架结构互相加强，手动离合机构通过中介手 动轴(49a)、转臂机构通过终端输出轴(11a)、支架构件通过安装耳(28)、两只微动行程开 关(40)、带围卡的引线(36)、罩盖(22)、均安装在底座(10)上，在底座下方增设了加强筋 (54)。
10.根据权利要求1所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于燃气钢瓶专 用机械手是用专用短支架(31c、32c)和带柄联轴节(56)将机械手本体配装燃气钢瓶专用 球阀组成；燃气钢瓶专用球阀由4分球阀阀体(2)，带密封胶圈的管接头(57)固定密封装 于球阀阀体一端的4分内螺纹中，而带4分左旋外螺纹的旋紧手轮(58)套装在管接头(57) 的颈部组成；使用时，将燃气钢瓶专用机械手安装在原燃气钢瓶角阀和原燃气钢瓶减压阀 之间。
11.根据权利要求1所述的一种改进型系列球阀控制机械手，其特征在于燃气软管专 用机械手是用专用短支架(31c、32c)和带柄联轴节(56)，将机械手本体配装燃气软管专用 球阀组成；燃气软管专用球阀是用两只4分格林直嘴胶管接头(59)，固定密封装于4分球阀阀体(2)的两端组成；使用时，将两端的格林直嘴胶管接头拧入燃气专用胶管，并用管夹 紧固。
专利摘要一种改进型系列球阀控制机械手由直流电机减速器机构、手动离合机构、转臂机构及支架构件，以上下串联的总体结合安装在加强底座上组成。当燃气泄漏报警时导通直流电机驱动转臂，象人手一样转动球阀手柄自动关阀，切断气源安全防爆。报警消除后可电动或手动复位开启球阀。手动离合机构使电动、手动兼容，平时可按钮电动遥控开关球阀，停电检修及电气故障时，可手动开关球阀。三维可调整安装和系列支架适配不同规格、扭矩的球阀；无须改变燃气管道原配置，新旧燃气管道均适用；配以燃气钢瓶或软管专用球阀用于燃气钢瓶或软管的自控形成系列产品。也适用于其它气体液体球阀的自控。具有结构紧凑体积小、成本低、安全方便、适用广泛、价廉物美的优点。
文档编号F16K31/05GK201651512SQ200920133670
公开日2010年11月24日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者谢平 申请人:谢平