[发明专利]一种电动执行机构扭矩动态检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及扭矩动态检测装置，特别是用于电动执行机构动态扭矩检测的检测装置，可应用于各类电动执行机构，包括调节型、开关型、角行程和多回转等电动执行机构。

背景技术

电动执行机构的过扭矩保护是其十分重要的功能。当电动执行机构在转动过程中一旦出现负载转矩超过容许的扭矩设定值时，应立即切断电源，停止电机的转动，以达到保护阀门也保护执行机构自身的目的。因此电动执行机构扭矩实时动态检测的十分必要的。

目前，电动执行机构的扭矩检测大多采用推力弹片。电动执行机构转动过程中作用在弹片上的推力直接反应了负载转矩的大小。当负载转矩达到一定数值时，其产生的推力顶开控制电源线的触点开关，从而切断电源，停止电机转动。这种全机械式的方法主要存在三个问题：一是机械部件的寿命通常较短，使用一段时间后容易出现故障；二是需要根据要求的转矩保护值来对弹片的松紧程度进行调节，不易准确掌握，有时容易产生较大的误差；三是无法实现动态扭矩保护，只能起到开关报警作用，对扭矩变化无法实时监控。因此，电动执行机构的扭矩动态实时监控已经成为电动执行机构发展的一个重要问题。近年来，还有采用测量电机电流和磁通，并通过计算的方法进行电动执行机构的扭矩动态实时检测，但是仍然存在一些问题，一是精度不高，只能将扭矩的采样值分为几档进行控制，无法完全线性检测；二是电机随着现场使用时间的增长，其性能在逐步下降，因此参数也随之变化，扭矩的检测必然越来越不精确。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有动态实时检测扭矩的功能，能够实时线性反应电动执行机构的输出扭矩电动执行机构扭矩动态检测装置。

本发明的技术方案是：一种电动执行机构扭矩动态检测装置，其特征在于，该装置由环形齿条、蜗轮、蜗杆、转矩轴、转矩齿轮、电位器齿轮和电位器构成，其中，所述环形齿条安装在所述蜗杆上，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述蜗杆通过齿条齿轮啮合方式与所述转矩轴连接，所述转矩轴的另一端装有转矩齿轮，该齿轮通过齿轮电位器齿轮啮合，所述电位器齿轮与电位器的轴通过顶丝固定。

进一步，该装置还包括蝶形弹簧，所述蝶形弹簧与蜗杆连接，对于瞬时巨大扭矩变化有着缓冲作用。

本发明有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明具有动态实时检测扭矩的功能，能够实时线性反应电动执行机构的输出扭矩电动执行机构扭矩动态检测，大大提高了电动执行机构的扭矩检测和控制水平，并降低了使用成本，解决了现有电动执行机构在扭矩检测上所面临的难题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图中：

1.电机        7.碟形弹簧

2.电机齿轮    8.转矩齿轮

3.蜗杆        9.电位器齿轮

4.环形齿条    10.电位器

5.蜗轮        11.转矩轴

6.蜗杆

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1所示为本发明的整体结构示意图。如图1所示，一种电动执行机构扭矩动态检测装置，该装置由环形齿条、转矩轴、电位器齿轮和电位器构成。

其中，电机1的电机齿2与设置在蜗杆6一端的蜗杆齿轮3啮合，轮环形齿条4安装蜗杆6上，蜗杆6的另一端与碟形弹簧7连接，蜗杆6与蜗轮5啮合，环形齿条4通过齿条齿轮啮合方式与转矩轴11的一端连接，所述转矩轴的另一端装有转矩齿轮8，转矩齿轮8与电位器齿轮9啮合，电位器齿轮9与电位器10的轴通过顶丝固定。

本发明的工作原理是：由于电动执行机构的输出扭矩通过蜗轮传动和蜗杆的轴向窜动距离成线性关系，因此在电动执行机构的蜗杆上增加环形齿条，通过齿条齿轮啮合的方式，带动转矩轴转动，转矩轴的另一端装有转矩齿轮，该齿轮通过齿轮啮合，带动电位器齿轮，进而带动电位器转动，实现蜗杆的轴向窜动距离到电位器上转动角度的变化，再将电位器上的电信号变化，通过模数转换电路转换为连续变化的数字量输入控制器中，提供控制器进行扭矩控制和报警显示。同时在蜗杆的末端安装蝶形弹簧，提供蜗杆的窜动空间，增加蜗杆轴向窜动的缓冲力，对于瞬间剧烈变化的扭矩有缓冲作用。