CN118462895B - 一种执行器控制模式切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种执行器控制模式切换装置，涉及阀门驱动装置技术领域。包括电动驱动部、手动驱动部、连接部和蜗杆，所述电动驱动部和手动驱动部均通过连接部控制蜗杆转动，所述连接部包括两种工作状态，分别为第一状态和第二状态；连接部处于第一状态，电动驱动部与连接部连接控制蜗杆转动，连接部处于第二状态，手动驱动部控制蜗杆转动并与电动驱动部分离。本发明通过切换拉杆和连接部等的设置，该装置不仅具有手动和电动两种驱动模式，并且手动和电动之间的切换比较直接，不需要众多零件之间的啮合配合，在驱动过程中，牙嵌之间互卡连接，寿命相较于行星齿轮和齿轮组更长，也不需要长期的监控维护，效果较好。

Description

一种执行器控制模式切换装置

技术领域

本发明涉及阀门驱动装置技术领域，具体为一种执行器控制模式切换装置。

背景技术

阀门驱动装置是一种用于控制阀门开闭或调节阀门位置的设备。它通常由电动、气动、液动或手动驱动装置组成，根据需要可以配合自动控制系统实现远程控制或自动化操作，在化工、石油天然气等领域，为保证管道阀门的安全启闭会有采用手电双驱动的驱动装置来控制阀门。

如申请号为202210451808.6的提高安全性能的电动执行器及其手电动切换方法公开了一种从动齿轮在从动轴上沿从动轴中心轴线方向运动以和主动齿轮在啮合与脱离啮合之间进行动力切换的装置。

上述专利与多数手电双驱动的驱动装置都采用齿轮组或行星齿轮作为传动组件的驱动装置相似，结构复杂成本高，并且由于零件众多，齿轮啮合下磨损消耗也比较高，需要长期维护，长期稳定性较差，维修成本也相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种执行器控制模式切换装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种执行器控制模式切换装置，包括：电动驱动部、手动驱动部、连接部和蜗杆；

所述电动驱动部和手动驱动部均通过连接部控制蜗杆转动；

所述连接部包括两种工作状态，分别为第一状态和第二状态；连接部处于第一状态，电动驱动部与连接部连接控制蜗杆转动，连接部处于第二状态，手动驱动部控制蜗杆转动并与电动驱动部分离，该手电动切换驱动装置分为两个驱动部分和两种工作状态，两种工作状态之间的切换通过连接部实现，即手动驱动部和电动驱动部均能够驱动蜗杆，在连接部效果下，手动驱动部工作时，电动驱动部不对蜗杆发生作用，反之在电动驱动部在工作时，通过连接部的切换，手动驱动部不对蜗杆工作，实现手电动切换的功能。

关于该方案更进一步地，蜗杆内壁固定中心轴，中心轴中部设置有沿中心轴内壁滑动的切换拉杆，中心轴通过切换拉杆分别与连接部和手动驱动部相连接，中心轴手动驱动部的一端安装有固定座，固定座对连接部限位。

关于该方案更进一步地，所述连接部包括：电动牙嵌、切换框架、连接件一和回弹件；

所述连接件一固定于切换框架内，电动牙嵌通过连接件一在切换框架内转动，固定座上安装一个导向柱，导向柱插于切换框架的插孔内使切换框架与固定座同步转动，所述连接件一与固定座之间设置有回弹件，回弹件使连接部趋于电动驱动部，回弹件为弹簧或可拉伸压缩的橡胶柱，回弹件限位于切换框架内，只稳定的被动做压缩和拉伸动作，连接件一用于为电动牙嵌在切换框架内的转动提供条件，连接件一可以是轴承、衬套或者瓦轴。

关于该方案更进一步的，所述电动驱动部包括电机轴和偏心牙嵌，连接部处于第一状态，偏心牙嵌的齿块卡于电动牙嵌的凸齿一间隙之间。

关于该方案更进一步地，所述手动驱动部包括牙嵌套，所述牙嵌套中部滑动连接有手动杆，牙嵌套朝向电动驱动部一侧设置有手动牙嵌，所述手动牙嵌与中心轴朝向第一方向的一端齿牙连接，所述手动牙嵌中部与手动杆转动连接，手动牙嵌跟随牙嵌套的移动进行平移，所述牙嵌套表面还固定有摇把，摇把一侧转动连接有手柄球，所述手柄球还与手动杆的末端相螺接，手动牙嵌的凸齿二适配于牙嵌套的嵌口处，摇把中部开设有环槽，手柄球与摇把的连接处卡于环槽处使手柄球能够在摇把的一侧转动，同时，手柄球中部还有通孔，通孔处设置有螺纹可以与手动杆末端的螺纹相螺接，对牙嵌套进行固定。

关于该方案更进一步地，所述中心轴背离第一方向的一端与电动牙嵌齿牙连接，切换拉杆位于电动牙嵌的一端通过拉板与电动牙嵌相固定。

关于该方案更进一步地，所述偏心牙嵌面向蜗杆的一侧设置有凸起且背离蜗杆的一侧呈锥形坡面，切换框架上弹性铰接一个支立杆，支立杆抵在凸起与偏心牙嵌的形成阶梯面上。

关于该方案更进一步地，所述支立杆末端设置有卡口，卡口呈带弧面的阶梯状，卡口与阶梯面滑动卡接，所述支立杆靠近卡口且面向偏心牙嵌的一侧设置为斜面，切换框架沿第一方向移动时，偏心牙嵌斜面侧与偏心牙嵌呈锥形坡面的一侧滑动并直至卡于阶梯面处。

关于该方案更进一步的，所述凸起上设置有a点和b点，a点相较于b点更靠近偏心牙嵌的轴线，且b点与偏心牙嵌一侧平面边缘重合，阶梯面自b点相点处的宽度逐渐递减。

关于该方案更进一步的，所述凸起呈椭圆状，椭圆状的凸起上间隔最远的两点分别为a1和b1，a1和b1均与偏心牙嵌一侧平面边缘重合，阶梯面的宽度逐渐向a1点和b1点递减。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该执行器控制模式切换装置通过切换拉杆和连接部等的设置，该装置不仅具有手动和电动两种驱动模式，并且手动和电动之间的切换比较直接，不需要众多零件之间的啮合配合，用户可以通过简单的拉杆操作实现不同驱动模式的切换，降低了操作的复杂性和难度，更符合人体工程学，在驱动过程中，牙嵌之间互卡连接，寿命相较于行星齿轮和齿轮组更长，卡合效果稳定，结构可靠，也不需要长期的监控维护，效果较好。

同时，通过连接部的工作状态切换实现电动和手动驱动的切换，设计简洁可靠，降低了故障发生的可能性。

附图说明

图1为本发明的整体剖面结构示意图；

图2为本发明的图1中A部分放大结构示意图；

图3为本发明的电动牙嵌与偏心牙嵌结构示意图；

图4为本发明的偏心牙嵌正面平面示意图；

图5为本发明的偏心牙嵌另一实施例的正面平面示意图；

图6为本发明的牙嵌套与手动牙嵌结构示意图；

图7为本发明的偏心牙嵌立体结构示意图；

图8为本发明的立支杆卡口位置放大结构示意图；

图9为本发明的手柄球及摇把位置结构示意图。

图中：1、切换拉杆；101、中心轴；2、蜗杆；3、手动牙嵌；301、凸齿二；4、手动杆；5、牙嵌套；501、嵌口；6、摇把；601、环槽；7、固定座；8、手柄球；9、导向柱；10、电动牙嵌；1001、凸齿一；11、偏心牙嵌；111、齿块；112、凸起；113、锥形坡面；114、阶梯面；12、支立杆；121、卡口；13、电机轴；14、连接件一；15、拉板；16、回弹件；17、切换框架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1－图2所示，本发明提供一种技术方案：一种执行器控制模式切换装置，包括：电动驱动部、手动驱动部、连接部和蜗杆2，电动驱动部和手动驱动部均通过连接部控制蜗杆2转动，连接部包括两种工作状态，分别为第一状态和第二状态；连接部处于第一状态，电动驱动部与连接部连接控制蜗杆2转动，连接部处于第二状态，手动驱动部控制蜗杆2转动并与电动驱动部分离，通过上述内容，该手电动切换驱动装置分为两个驱动部分和两种工作状态，两种工作状态之间的切换通过连接部实现，即手动驱动部和电动驱动部均能够驱动蜗杆2，在连接部效果下，手动驱动部工作时，电动驱动部不对蜗杆2发生作用，反之在电动驱动部在工作时，通过连接部的切换，手动驱动部不对蜗杆2工作，实现手电动切换的功能。

如图1－图2所示，蜗杆2内壁固定中心轴101，中心轴101中部设置有沿中心轴101内壁滑动的切换拉杆1，中心轴101通过切换拉杆1分别与连接部和手动驱动部相连接，中心轴101手动驱动部的一端安装有固定座7，固定座7对连接部限位，切换拉杆1为连接部和手动驱动部的连接介质，当工作状态切换时，连接部通过切换拉杆1与手动驱动部连接并驱使手动驱动部改变工作状态。

如图1－图2所示，关于该方案更进一步的，连接部包括电动牙嵌10、切换框架17、连接件一14和回弹件16，连接件一14固定于切换框架17内，电动牙嵌10通过连接件一14在切换框架17内转动，固定座7上安装一个导向柱9，导向柱9插于切换框架17的插孔内使切换框架17与固定座7同步，连接件一14与固定座7之间设置有回弹件16，回弹件16使连接部趋于电动驱动部，回弹件16为弹簧或可拉伸压缩的橡胶柱，回弹件16限位于切换框架17内，只稳定的被动做压缩和拉伸动作，连接件一14用于为电动牙嵌10在切换框架17内的转动提供条件，连接件一14可以是轴承、衬套或者瓦轴，能够为电动牙嵌10的转动提供条件的贴合于切换框架17内壁的环状部件即可，固定座7通过导向柱9让切换框架17同步动作，当固定座7固定之后，电动牙嵌10能够稳定在连接件一14内旋转，为电动牙嵌10提供一个稳定高效的工作状态。

如图1－图2所示，关于该方案更进一步地，电动驱动部包括电机轴13和偏心牙嵌11，连接部处于第一状态，偏心牙嵌11的齿块111卡于电动牙嵌10的凸齿一1001间隙之间，连接部处于第一状态时为电动驱动部工作的状态，此时电机轴13驱动偏心牙嵌11旋转，电动牙嵌10同步旋转，并且由于中心轴101背离第一方向的一端与电动牙嵌10齿牙连接，切换拉杆1位于电动牙嵌10的一端通过拉板15与电动牙嵌10相固定，那么在这种情况下，电动牙嵌10旋转就会带动中心轴101同步旋转，进而蜗杆2转动做工。

如图1和图6和图9所示，关于该方案更进一步地，手动驱动部包括牙嵌套5，所述牙嵌套5中部滑动连接有手动杆4，牙嵌套5朝向电动驱动部一侧设置有手动牙嵌3，所述手动牙嵌3与中心轴101朝向第一方向的一端齿牙连接，所述手动牙嵌3中部与手动杆4转动连接，手动牙嵌3跟随牙嵌套5的移动进行平移，所述牙嵌套5表面还固定有摇把6，摇把6一侧转动连接有手柄球8，所述手柄球8还与手动杆4的末端相螺接，手动牙嵌3的凸齿二301适配于牙嵌套5的嵌口501处，当该装置为手动驱动部工作的状态时，牙嵌套5向手动牙嵌3靠近并卡于嵌口501处，转动摇把6后，在牙嵌套5与手动牙嵌3齿连接的情况下带动中心轴101同步转动，实现驱动蜗杆2的动作，摇把6中部开设有环槽601，手柄球8与摇把6的连接处卡于环槽601处使手柄球8能够在摇把6的一侧转动，同时，手柄球8中部还有通孔，通孔处设置有螺纹可以与手动杆4末端的螺纹相螺接，对牙嵌套5进行固定。

如图3和图4和图7所示，关于该方案更进一步地，偏心牙嵌11面向蜗杆2的一侧设置有凸起112且背离蜗杆2的一侧呈锥形坡面113，切换框架17上弹性铰接一个支立杆12，支立杆12末端的卡口121抵在凸起112与偏心牙嵌11的形成阶梯面上114上，正视于偏心牙嵌11朝向第一方向的一侧时，凸起112呈椭圆状，取椭圆状凸起112上最远的两点为a点和b点，a点更靠近偏心牙嵌11的轴线，且b点处与偏心牙嵌11一侧平面形成的最大的圆上任意一点重合，因此b点处阶梯面114消失，阶梯面114自b点处向a点处的面积逐渐递减；

如图1、图3和图4所示，在电驱动的状态下，连接部的支立杆12位于锥形坡面113处，回弹件16让连接部趋于向电动驱动部移动，连接部也跟随偏心牙嵌11旋转，当切换为手动驱动部控制时，连接部向第一方向移动，锥形坡面113不会对支立杆12的移动造成阻碍，支立杆12的卡口121会抵在锥形坡面上113上，由于偏心牙嵌11与电动牙嵌10脱离，电动牙嵌10与切换框架17之间转动连接，因此电动牙嵌10的旋转就不会干扰到偏心牙嵌11，与电动驱动部相分离。

如图5所示，上述实施例提供的偏心牙嵌11，该偏心牙嵌11的凸起112，凸起112呈椭圆状，椭圆状凸起112上最远的两点为a1点和b1点，a1点和b1点均与偏心牙嵌11一侧平面形成的最大的圆上任意一点重合，偏心牙嵌11一侧的阶梯面114的面积逐渐向a1点和b1点递减并直至阶梯面114消失。

以下在整体上作出工作方式的解释：

该手电动切换装置在默认状态下为电驱动，即通过电动驱动部进行驱动，控制蜗杆2转动，这种状态下，电机轴13转动带动偏心牙嵌11旋转，电驱动状态时，偏心牙嵌11与电动牙嵌10是互卡不分离的，因此偏心牙嵌11和电动牙嵌10同步转动，电动牙嵌10与中心轴101相固定，因此带动蜗杆2进行转动；

切换为手动控制时，电驱动端电源关闭，操作人员自摇把6一端向第一方向拉动手柄球8，手柄球8带着牙嵌套5移动并通过手动杆4带着手动牙嵌3向第一方向移动，由于手动牙嵌3与中心轴101处于第一方向的一端齿滑动连接，所以手动牙嵌3也同样沿第一方向移动，在移动过程中由于手动牙嵌3与切换拉杆1相固定，在这种情况下切换拉杆1也朝第一方向移动，切换拉杆1在电动驱动部一端与电动牙嵌10相固定，而电机轴13端位置固定，偏心牙嵌11只做转动运动，所以在这种情况下，电动牙嵌10会在切换拉杆1的拉动效果下向第一方向移动直至与偏心牙嵌11相脱离，在操作人员撤去外力后，切换框架17上的支立杆12的卡口121（如图8所示）会卡在电动牙嵌11的阶梯面114处，电动牙嵌10与切换框架17之间转动连接，因此电动牙嵌10的旋转就不会干扰到偏心牙嵌10，当达到这种状态后，将牙嵌套5再向手动牙嵌3处推进直至两者互卡，转动摇把6即可驱动通过牙嵌套5与手动牙嵌3的互卡即可带动蜗杆2进行转动，实现手动驱动的效果；

当电驱动恢复时，手动驱动部端撤去外力，电机轴13转动，偏心牙嵌11在转动过程中，支立杆12的卡口121与阶梯面114接触的面积越来越小直至不再有足够的面积支撑支立杆12的卡口121处，此时在回弹件16的效果下，电动牙嵌10自动复位与偏心牙嵌11互卡，恢复电驱动效果，在常态的电驱动效果下，摇把6及牙嵌套5是通过手柄球8螺接于手动杆4的末端的，不影响电驱动的效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附实施例及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种执行器控制模式切换装置，其特征在于，包括：电动驱动部、手动驱动部、连接部和蜗杆（2）；

所述电动驱动部和手动驱动部均通过连接部控制蜗杆（2）转动；

所述连接部包括两种工作状态，分别为第一状态和第二状态；电驱动时连接部处于第一状态，电动驱动部与连接部连接控制蜗杆（2）转动，电驱动端电源关闭由手动操作时，连接部处于第二状态，手动驱动部手动控制蜗杆（2）转动并与电动驱动部分离；

蜗杆（2）内壁固定中心轴（101），中心轴（101）中部设置有沿中心轴（101）内壁滑动的切换拉杆（1），中心轴（101）通过切换拉杆（1）分别与连接部和手动驱动部相连接，中心轴（101）手动驱动部的一端安装有固定座（7），固定座（7）对连接部限位，所述连接部包括：电动牙嵌（10）、切换框架（17）、连接件一（14）和回弹件（16）；

所述连接件一（14）固定于切换框架（17）内，电动牙嵌（10）通过连接件一（14）在切换框架（17）内转动，固定座（7）上安装一个导向柱（9），导向柱（9）插于切换框架（17）的插孔内使切换框架（17）与固定座（7）同步转动，所述连接件一（14）与固定座（7）之间设置有回弹件（16），回弹件（16）使连接部趋于电动驱动部，所述电动驱动部包括电机轴（13）和偏心牙嵌（11），连接部处于第一状态，偏心牙嵌（11）的齿块（111）卡于电动牙嵌（10）的凸齿一（1001）间隙之间；

所述偏心牙嵌（11）面向蜗杆（2）的一侧设置有凸起（112）且背离蜗杆（2）的一侧呈锥形坡面（113），切换框架（17）上弹性铰接一个支立杆（12），支立杆（12）抵在凸起（112）与偏心牙嵌（11）的形成阶梯面（114）上；

所述支立杆（12）末端设置有卡口（121），卡口（121）呈带弧面的阶梯状，卡口（121）与阶梯面（114）滑动卡接，所述支立杆（12）靠近卡口（121）且面向偏心牙嵌（11）的一侧设置为斜面，切换框架（17）沿第一方向移动时，偏心牙嵌（11）斜面侧与偏心牙嵌（11）呈锥形坡面（113）的一侧滑动并直至卡于阶梯面（114）处。

2.根据权利要求1所述的一种执行器控制模式切换装置，其特征在于：所述手动驱动部包括牙嵌套（5），所述牙嵌套（5）中部滑动连接有手动杆（4），牙嵌套（5）朝向电动驱动部一侧设置有手动牙嵌（3），所述手动牙嵌（3）与中心轴（101）朝向第一方向的一端齿牙连接，所述手动牙嵌（3）中部与手动杆（4）转动连接，手动牙嵌（3）跟随牙嵌套（5）的移动进行平移，所述牙嵌套（5）表面还固定有摇把（6），摇把（6）一侧转动连接有手柄球（8），所述手柄球（8）还与手动杆（4）的末端相螺接，手动牙嵌（3）的凸齿二（301）适配于牙嵌套（5）的嵌口（501）处。

3.根据权利要求1所述的一种执行器控制模式切换装置，其特征在于：所述中心轴（101）背离第一方向的一端与电动牙嵌（10）齿牙连接，切换拉杆（1）位于电动牙嵌（10）的一端通过拉板（15）与电动牙嵌（10）相固定。

4.根据权利要求1所述的一种执行器控制模式切换装置，其特征在于：所述凸起（112）上设置有a点和b点，a点相较于b点更靠近偏心牙嵌（11）的轴线，且b点与偏心牙嵌（11）一侧平面边缘重合，阶梯面（114）自a点处向b点处的面积逐渐递减。

5.根据权利要求1所述的一种执行器控制模式切换装置，其特征在于：所述凸起（112）呈椭圆状，椭圆状的凸起（112）上间隔最远的两点分别为a1和b1，a1和b1均与偏心牙嵌（11）一侧平面边缘重合，阶梯面（114）的宽度逐渐向a1点和b1点递减。