专利名称：一种电动执行机构扭矩动态检测装置的制作方法
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。


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
具体实施例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 —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。本发明由于采用了将电动执行机构的扭矩信号通过本装置转换为数字量电信号， 实现了对电动执行机构的实时动态跟踪检测，用户可以根据反馈的扭矩实时值判断阀门和 电动执行机构的运行状况，并可在额定扭矩40% -100%之间设定扭矩保护值，这样就实现 了电动执行机构的通用性，在电动执行机构更换到不同阀门上时可以很方便的修改扭矩保 护值，不用打开电动执行机构调整推力弹片来调整扭矩保护值，而只需要在控制器上设定 即可。这样大大方便了用户的使用。综上所述，本说明书中所述的只是本发明的一种较佳具体实施例。凡本技术领域 中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以 得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。
权利要求
1.一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G)、蜗轮、 (5)、蜗杆(6)、转矩齿轮(8)、转矩轴(11)、电位器齿轮(9)和电位器(10)构成，其中，所 述环形齿条(4)安装在所述蜗杆(6)上，所述蜗杆(6)与所述蜗轮( 啮合，所述蜗杆(6) 通过齿条齿轮啮合方式与所述转矩轴(11)连接，所述转矩轴(11)的另一端装有转矩齿轮 (8)，所述转矩齿轮(8)与所述电位器轮齿(9)啮合，所述电位器齿轮(9)与电位器转(10) 的轴通过顶丝固定。
2.根据权利要求1所述的电动执行机构扭矩动态检测装置，其特征在于，该装置还包 括蝶形弹簧(7)，所述蝶形弹簧(7)与蜗杆(6)连接，对于瞬时巨大扭矩变化有着缓冲作用。
全文摘要
本发明提供一种电动执行机构扭矩动态检测装置，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。
文档编号G01L3/00GK102109397SQ201010589130
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者张丽芳, 曹式录, 杨菊臣, 王婷婷, 高亮亮 申请人:天津埃柯特阀门控制设备有限公司