一种具有过载反馈功能的电动机构过载保护装置

摘要

本发明一种具有过载反馈功能的电动机构过载保护装置，属于航空电动机构领域；包括蜗杆、壳体、蜗轮、电机、支架、微动开关、钢球、第一弹簧、第一轴承、第二轴承和第二弹簧；蜗杆和蜗轮相互啮合，壳体安装蜗杆部分为阶梯通孔结构，阶梯通孔的一端与所述电机的输出轴一侧壁面固定，另一端与所述支架同轴固定连接；微动开关固定于支架上。本发明电动机构过载时，由于蜗轮蜗杆啮合传动产生在蜗杆上的轴向力大于弹簧的弹力，使蜗杆产生轴向移动，进而蜗杆上的V型截面环型槽挤压钢球，由钢球触动微动开关以断开电机电路使电动机构停止工作，并给出电动机构过载的信号，该过载保护装置在过载时断开电机电路，避免电动机构或执行单元受到损坏。

说明书

技术领域

本发明属于航空电动机构领域，具体涉及一种具有过载反馈功能的电动机构过载保护装置。

背景技术

在航空领域大量使用电动机构来驱动执行单元，如舱门电动机构用来驱动舱门的开启与关闭、调整片电动机构用来改变调整片舵面的偏转角度等。当电动机构发生过载时，为防止电动机构或执行单元因过载损坏，需要在电动机构中设置有过载保护措施。目前常用的方法是在电动机构中增加摩擦离合器来实现过载保护，当电动机构过载时，靠摩擦离合器中的摩擦片打滑来保护电动机构和执行单元。由于摩擦离合器不具备自动断电功能，在电动机构发生过载时如未给电动机构断电，摩擦离合器会一直打滑，导致摩擦片温度升高和磨损加剧，损坏摩擦离合器。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有过载反馈功能的电动机构过载保护装置，在电动机构过载时能自动断开电机电路使电机停止工作以防止电机和传动装置损坏，同时提供电动机构过载信号，当电动机构过载解除后，该装置还能自动恢复至正常状态。

本发明的技术方案是：一种具有过载反馈功能的电动机构过载保护装置，包括蜗杆、壳体、蜗轮和电机，所述蜗杆和蜗轮相互啮合，并安装于所述壳体内；所述电机输出轴与蜗杆连接；其特征在于：还包括支架、微动开关、钢球、第一弹簧、第一轴承、第二轴承和第二弹簧；所述壳体安装蜗杆部分为阶梯通孔结构，阶梯通孔的一端与所述电机的输出轴一侧壁面固定，另一端与所述支架同轴固定连接；

所述蜗杆的两端分别通过第一轴承和第二轴承安装于所述阶梯通孔内，两个轴承与阶梯通孔之间为间隙配合，通过两侧的阶梯面限制两个轴承的轴向位移；所述蜗杆的一端沿周向开有V型截面环型槽，中部为与涡轮啮合的螺旋齿，另一端端面上开有矩形凹槽，与所述电机输出轴端头处设置的凸起配合；通过电机驱动蜗杆转动，蜗杆与蜗轮啮合带动蜗杆输出圆周运动；

所述支架为一端开口的圆筒结构，其开口端外缘设置有法兰盘，所述法兰盘通过螺钉与壳体阶梯通孔的另一端固定连接；所述蜗杆从壳体阶梯通孔的另一端伸入到支架内，并为间隙配合；所述支架周壁上开有径向通孔，所述钢球安装于径向通孔内，并与蜗杆的V型截面环型槽接触；

所述第一弹簧和第二弹簧分别同轴套装于蜗杆的两端并位于壳体内，第一弹簧位于支架法兰盘与第一轴承之间，第二弹簧位于第二轴承和电机之间；

所述微动开关固定于支架外壁，其摁压按钮与所述支架上的径向通孔相对设置，并与所述钢球接触；

当电动机构负载不大于要求值时，蜗轮蜗杆啮合工作所产生在蜗杆上的轴向力小于第一弹簧或第二弹簧压缩弹力，所述蜗杆不产生轴向移动，蜗轮蜗杆正常啮合传动；当电动机构过载时，蜗轮蜗杆啮合工作所产生在蜗杆上的轴向力大于第一弹簧或第二弹簧压缩弹力，使得蜗杆产生轴向移动，进而蜗杆一端的V型截面环型槽随着轴向位移将所述钢球向外挤压，同时由钢球触动微动开关的摁压按钮，使得微动开关转换，微动开关零位与常闭触点断开使电机电路断开，电机停止工作，同时微动开关零位与常开触点接通给出电动机构过载的信号；当电动机构的过载解除后，蜗杆在第一弹簧或第二弹簧压缩弹力的作用下移动至正常位置，钢球回到蜗杆一端的V型截面环型槽内，并释放微动开关摁压按钮，使得微动开关转换，电机电路接通，电动机构过载的信号电路断开，该过载保护装置恢复至正常状态。

本发明的进一步技术方案是：所述第一弹簧与支架法兰盘之间设置有第一调整垫圈，所述第二弹簧与电机之间设置有第二调整垫圈。

本发明的进一步技术方案是：所述壳体连接电机一端外缘设置有连接法兰，通过螺钉将连接法兰与电机固定安装。

本发明的进一步技术方案是：所述支架外周面上固定有固定板，所述微动开关通过螺钉固定于固定板上。

本发明的进一步技术方案是：所述微动开关包括零位触点、常开触点和常闭触点三个触点。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明当电动机构过载时，由于蜗轮蜗杆啮合传动产生在蜗杆上的轴向力大于弹簧的弹力，使蜗杆产生轴向移动，进而蜗杆上的V型截面环型槽挤压钢球，由钢球触动微动开关以断开电机电路使电动机构停止工作，并给出电动机构过载的信号，该过载保护装置在过载时断开电机电路，避免电动机构或执行单元受到损坏，同时能提供电动机构出现过载的信号提高了维修性和测试性，并且当过载接触后该过载保护装置可自动恢复至正常状态使得其可重复使用，降低了成本；

本发明在不改变电动机构整体结构的情况下，只是在蜗杆一端设置V型截面环型槽，通过V型槽壁对钢球的挤压控制微动开关的开与关，进而控制电机的通断，该结构控制性稳定，不会受到外力影响而失效，能够及时传递电动机构过载的信号。

附图说明

图1为本发明的一种具有过载反馈功能的电动机构过载保护装置的结构示意图。

图2为电机轴测图。

图3为蜗杆的结构示意图。

图4为微动开关示意图。

附图标记说明：1—支架、2—微动开关、21—微动开关摁压按钮、3—螺钉、4—钢球、5—螺钉、6—第一调整垫圈、7—第一弹簧、8—第一轴承、9—蜗杆、91—蜗杆一端的V型截面环型槽、92—蜗杆另一端的槽口、10—壳体、11—蜗轮、12—第二轴承、13—第二弹簧、14—螺钉、15—第二调整垫圈、16—电机、161—电机输出轴前端的凸起、162—电机输出轴、163—电机本体。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合具有过载反馈功能的电动机构过载保护装置的结构示意图(图1)、电机轴测图(图2)、蜗杆结构示意图(图3)和微动开关示意图(图4)对本发明一种具有过载反馈和过载自动断电功能的电动机构过载保护装置进行详述：

如图1和3所示，蜗杆9沿轴向的两端分别为一端和另一端，蜗杆9的一端沿周向开有一V型截面环型槽91，支架1上在蜗杆9的V型截面环型槽91对应位置开有一圆形孔，圆形孔中心位于蜗杆9的V型截面环型槽91的中心平面上；钢球4安装在支架1的圆形孔内，并与蜗杆9的V型截面环形槽91接触，钢球4也与微动开关2的摁压按钮21接触，微动开关2通过螺钉3固定在支架1上。

如图4所示，微动开关2有零位触点、常开触点和常闭触点三个触点，当微动开关2的摁压按钮21处于自由状态时，零位触点与常开触点之间电路断路、零位触点与常闭触点之间电路导通；当摁压下微动开关2的摁压按钮21时，零位触点与常开触点之间电路导通、零位触点与常闭触点之间电路断路；释放微动开关2的摁压按钮21时，微动开关2各触点的接通关系恢复至摁压按钮21处于自由状态的情形，微动开关2的零位触点与常闭触点与电机16的电路串联。

如图2、3所示，在蜗杆9的另一端有一槽口92与电机16的输出轴162前端的凸起161配合，并且蜗杆9的另一端的槽口92槽底与电机16的输出轴162前端的凸起161的轴向端面留有间隙；电机16工作时带动蜗杆9转动，蜗轮11为电动机构的输出端，蜗杆9与蜗轮11啮合带动蜗轮11输出圆周运动，蜗杆11由第一轴承8和第二轴承12支撑固定在壳体10内，蜗杆11上与第一轴承8和第二轴承12内环接触处有直径分别大于第一轴承8和第二轴承12内环直径的圆周轴肩，第一轴承8和第二轴承12的外周面与壳体10内壁为间隙配合，使得第一轴承8和第二轴承12可轴向滑动，第一轴承8在壳体10上的安装轴承室与第二轴承12在壳体10上的安装轴承室之间的孔径小于第一轴承8和第二轴承12的外圆直径，以限制第一轴承8向第二轴承12方向的轴向移动、和第二轴承12向第一轴承8方向的轴向移动，支架1通过螺钉5固定在壳体10上并压缩第一弹簧7，第一弹簧7与第一轴承8外环接触使得第一弹簧7压缩产生的弹力阻止第一轴承8向第一弹簧7方向轴向运动；

电机16通过螺钉14固定在壳体10上并压缩第二弹簧13，第二弹簧13与第二轴承12外环接触，使得第二弹簧13压缩产生的弹力阻止第二轴承12向第二弹簧13方向轴向运动，通过改变调整垫圈6和调整垫圈15的数量来调整第一弹簧7和第二弹簧13的初始弹力。

当电动机构负载不大于要求值时，蜗轮11与蜗杆9啮合工作产生在蜗杆9上的轴向力小于第一弹簧7或第二弹簧13的压缩弹力，使得蜗杆9不会产生轴向移动，电动机构正常工作；

电动机构出现过载时，蜗轮11与蜗杆9啮合工作产生在蜗杆9上的轴向力大于第一弹簧7或第二弹簧13的压缩弹力使得蜗杆9产生轴向移动，蜗杆9一端的V型截面环型槽91挤压钢球4从而触动微动开关2的摁压按钮21，使得微动开关2转换，断开电机16的电路使电动机构停止工作，同时微动开关2的零位触点与常开触点接通给出电动机构过载的信号；电动机构的过载解除后，蜗杆9在第一弹簧7或第二弹簧13的压缩弹力的作用下移动至正常位置，钢球4回到蜗杆9一端的V型截面环型槽91上并释放微动开关2的摁压按钮21使得微动开关2转换，电机16的电路接通，电动机构过载的信号电路断开，该过载保护装置恢复至正常状态。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。