一种含有柔性连接结构的电位器及电动推杆的制作方法

1.本实用新型涉及机械传动设备技术领域，特别是涉及一种含有柔性连接结构的电位器及电动推杆。


背景技术：

2.电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，可用于各种简单或复杂的工艺流程中作为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。电动推杆的工作原理是通过电机驱动丝杆转动，丝杆上设置传动螺母，丝杆转动时带动传动螺母做往复运动，将电机的旋转变为推杆的直线运动，通过电机正反转完成推拉动作，同时通过装配电位器可对推杆的行程位置实现显示、控制、设定、双杆同步控制等功能。
3.电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成，当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。
4.目前常规电动推杆中，电位器的传动轴与减速箱中的主动件之间采用过盈配合的连接方式，通过齿轮或者蜗杆蜗轮传动的方式以带动电位器传动轴旋转。因电位器绕阻固有的机械特性，其可旋转角度或圈数有限，当旋转角度或圈数超量程时将导致电位器功能损坏而无法工作，需要重新更换电位器，增加了使用成本。在电位器的传动轴与减速箱中的主动件装配时，以及整个电动推杆组件装配时，都需要给电位器预留出不会使其旋转到起始角度和终点角度的余量，这会导致整个装配工序复杂，且无法避免因人工装配调试不当造成电位器损坏的风险。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种含有柔性连接结构的电位器，结构小巧、安装方便，超量程工作时，电位器不容易损坏，可以自动归零，最大化利用电位器全角度或者圈数，故障率低，安全可靠，安装在电动推杆中，可以精确地反馈电动推杆的行程位置。本实用新型能够有效解决现有电位器传动轴与电动推杆减速箱中的主动件过盈配合产生的电位器容易损坏、装配工序复杂、使用成本高等技术问题。
6.为了实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.在本实用新型的一技术方案中，提供了一种含有柔性连接结构的电位器，包括电位器本体和传动结构，电位器本体中的传动轴通过传动结构与外部的主动件啮合连接，所述传动轴与传动结构之间可拆卸地设有与两者相贴合的弹性件；
8.当主动件驱动传动结构转动时，传动结构通过弹性件与传动轴之间的摩擦力将旋转动力传递给传动轴，实现传动轴同步转动；当电位器本体旋转超量程时，传动轴与传动结构之间出现相对滑动，传动轴停止旋转，对电位器本体进行保护。
9.采用上述技术方案，通过在传动轴与传动结构之间填充设置弹性件，利用传动轴
的驱动扭力＜弹性件与传动轴之间的摩擦阻力＜电位器绕阻机械限位破坏的扭力的原理，在正常使用时，由传动结构输入的扭力经过弹性件传导至电位器传动轴，进而带动电位器旋转；当电位器绕阻到达起点或终点，而传动结构仍有旋转扭力时，传动结构带动弹性件相对于电位器传动轴作旋转运动，此时传动轴停留在绕阻起点或终点无旋转运动，至此达到了阻值“归零”的功能，同时也起到了避免传动轴因超过电位器绕阻允许旋转角度或圈数而造成损坏的功能。
10.进一步地，所述传动结构包括与主动件啮合连接的从动件，所述从动件套设在传动轴的外侧面上，从动件的内侧面上设有容纳弹性件的容纳槽。
11.进一步地，所述主动件和从动件之间采用齿轮啮合连接或者蜗杆涡轮啮合连接。
12.进一步地，所述传动结构包括从动件、过渡齿轮一以及与过渡齿轮一同轴设置的过渡齿轮二，从动件套设在传动轴的外侧面上，从动件的内侧面上设有容纳弹性件的容纳槽，过渡齿轮一与主动件之间、过渡齿轮二与从动件之间均通过齿轮啮合连接，通过连接过渡齿轮可以达到精确减速目的，以及提高电位器旋转的稳定性。
13.进一步地，所述传动轴的外侧面上设有向内凹陷的卡槽，弹性件的内侧端卡设在卡槽的内部，弹性件的外侧端设于容纳槽并与从动件相互抵接，有利于限定弹性件的安装位置，避免其在转动过程中出现脱落滑移。
14.进一步地，所述弹性件的形状为圆环、扇环或者螺旋状，通过环设在传动轴的外周表面以达到所需的弹性件与传动轴之间的摩擦力。
15.进一步地，所述容纳槽的侧壁上设有与弹性件的外侧端形状相匹配的凹槽，用于卡设弹性件的外侧端，避免其滑脱或者出现位置偏移。
16.在本实用新型的另一技术方案中，还提供了一种电动推杆，包括推杆组件、与推杆组件相连的减速箱、设于减速箱外部的驱动电机和电位器组件，所述电位器组件包括上述含有柔性连接结构的电位器，减速箱内部设有分别与传动结构和驱动电机啮合传动的主动件，主动件的轴向方向上连接有丝杆，丝杆通过螺纹连接推杆组件；
17.通过驱动电机驱动主动件转动，从而带动推杆组件在丝杆上往复位移，同时主动件旋转带动传动结构转动，从而带动电位器组件中的传动轴转动，用以反馈和控制推杆组件的伸缩行程。
18.通过上述技术方案，电动推杆中含有柔性连接结构的电位器，装配简单，成本低，提高了电位器的使用寿命，避免传动轴超量程旋转而损坏电位器，能够及时精准地反馈推杆组件的行程位置。
19.进一步地，所述电位器组件的外部封装有容纳箱，容纳箱分别与减速箱和推杆组件固定连接。
20.进一步地，所述传动结构包括从动件、过渡齿轮一以及与过渡齿轮一同轴设置的过渡齿轮二，过渡齿轮一与主动件之间、过渡齿轮二与从动件之间均通过平行轴齿轮啮合连接，过渡齿轮一和过渡齿轮二通过定位轴装配在容纳箱上，定位轴与传动轴相互平行。
21.采用上述技术方案，电位器组件与减速箱单独安装，电位器组件安装在电动推杆的侧面，并且通过外部设容纳箱与减速箱固定装配，结构小巧，不占用电动推杆轴向空间，不会降低减速箱的结构稳定性。
22.本实用新型具有以下有益效果：
23.本实用新型提供的含有柔性连接结构的电位器，结构小巧、安装方便，超量程工作时，电位器不容易损坏，可以自动归零，最大化利用电位器全角度(圈数)，故障率低，安全可靠。
24.本实用新型利用传动轴的驱动扭力＜弹性件与传动轴之间的摩擦阻力＜电位器绕阻机械限位破坏的扭力的原理，通过在传动轴与传动结构之间填充设置弹性件实现柔性连接，用以保护电位器，避免电位器因超过绕阻允许旋转角度或圈数造成功能损坏，在电位器组件装配时不需要增加独立工序对电阻值找“零点”，最大化利用电位器的全角度或全圈数旋转，避免采用过盈连接方式时需要给电位器最大值和最小值两端预留防撞空间。
25.本实用新型提供的电动推杆，采用含有柔性连接结构的电位器与减速箱中的主动件啮合传动，可以精确地反馈电动推杆的行程位置，避免电位器超量程旋转出现损坏，降低电位器的故障率，提高了电位器运转的安全可靠性。可以在电动推杆装配固有的传动测试工序中，以推杆收回方向通电运行，即可实现电位器自动“归零”。
附图说明
26.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
27.图1是常规技术中电位器与主动件之间的连接结构示意图；
28.图2是图1中沿“a-a”线的剖面图；
29.图3是实施例1中含柔性连接结构的电位器在电动推杆中的位置示意图；
30.图4是实施例1中含柔性连接结构的电位器与主动件间的连接结构示意图；
31.图5是图4中沿“b-b”线的剖面图；
32.图6是图4中沿“c-c”线的剖面图；
33.图7是图6中“d”处的局部放大图；
34.图8是实施例2中传动轴与弹性件之间的连接结构图；
35.图9是实施例3中传动轴与弹性件之间的另一种连接结构图；
36.图10是实施例4中含柔性连接结构的电位器与主动件间的连接结构示意图；
37.图11是图10中“e”处的局部放大图；
38.图12是实施例5中电动推杆的局部剖开的立体结构图；
39.图13是图12中“f”处的局部放大图。
40.图中标号说明：1、电位器本体；11、传动轴；12、卡槽；2、传动结构；21、从动件；22、过渡齿轮一；23、过渡齿轮二；24、容纳槽；25、凹槽；26、定位轴；3、主动件；4、弹性件；100、推杆组件；200、减速箱；300、驱动电机； 400、电位器组件；500、容纳箱。
具体实施方式
41.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。
42.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”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，或者是该实用新
型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，故不能理解为对本实用新型的限制。
43.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
44.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
45.图1和图2为常规电动推杆技术中电位器与主动件之间的连接结构示意图，电动推杆中的减速箱200内安装有电位器本体1，电位器本体1中的传动轴11 连接有传动结构2，传动结构2与减速箱200中的主动件3之间采用过盈配合的方式相连，主动件3采用蜗杆结构，传动结构2采用蜗轮结构，通过主动件3 旋转带动传动结构2旋转，进而带动传动轴11转动。因电位器绕阻固有的机械特性，其可旋转角度或圈数有限，当旋转角度或圈数超量程时将导致电位器功能损坏而无法工作，需要重新更换电位器。为了解决常规电位器与主动件之间过盈连接存在的技术问题，本实用新型提供了一种含有柔性连接结构的电位器。
46.实施例1
47.在本实施例中，如图3至图6所示，提供了一种含有柔性连接结构的电位器，包括电位器本体1和传动结构2，电位器本体1中的传动轴11通过传动结构2 与外部的主动件3啮合连接，传动轴11与传动结构2之间可拆卸地设有与两者相贴合的弹性件4。其中，传动轴11的驱动扭力＜弹性件4与传动轴11之间的摩擦阻力＜电位器绕阻机械限位破坏的扭力。当主动件3驱动传动结构2转动时，传动结构2通过弹性件4与传动轴11之间的摩擦力将旋转动力传递给传动轴11，实现传动轴11同步转动；当电位器本体1旋转超量程时，传动轴11与弹性件4 之间出现相对滑动，传动轴11停止旋转，对电位器本体1进行保护。
48.具体地，在本实施例中，参考图6和图7所示，传动结构2包括与主动件3 啮合连接的从动件21，从动件21套设在传动轴11的外侧面上，从动件21的内侧面上设有容纳弹性件4的容纳槽24。主动件3和从动件21之间采用蜗杆涡轮啮合连接的方式，此外也可以采用齿轮啮合连接的连接方式。弹性件4采用圆形密封圈结构，沿传动轴11的轴向方向平行设置至少三组，相互之间贴合设置。
49.实施例2
50.本实施例中提供的含有柔性连接结构的电位器，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于：
51.参考图8所示，在本实施例中，传动轴11的外侧面上还设有向内凹陷的卡槽12，弹性件4的内侧端卡设在卡槽12的内部，弹性件4的外侧端设于容纳槽 24并与从动件21相互抵接，有利于限定弹性件4的安装位置，避免其在传动轴 11转动的过程中出现脱落滑移而影响传动轴11与主动件3之间的传动效果。
52.实施例3
53.本实施例中提供的含有柔性连接结构的电位器，其结构与实施例1基本相同，不同
之处在于：
54.参考图9所示，在本实施例中，传动轴11的外侧面上还设有向内凹陷的卡槽12，卡槽12的形状与弹性件4的内侧端形状相匹配，容纳槽24的侧壁上设有与弹性件4的外侧端形状相匹配的凹槽25。本实施例中的弹性件4采用圆形或者扇环形的密封圈结构，沿传动轴11的轴向方向相互平行且等间距地设置至少三组。
55.弹性件4的内侧端卡设在卡槽12的内部，弹性件4的外侧端卡设于凹槽25 中相互抵接，能够进一步提高弹性件4的位置稳定性，避免在传动轴11和从动件21旋转的过程中出现滑脱和偏移，从而影响摩擦力，降低电位器与主动件3 之间柔性连接的效果。
56.实施例4
57.本实施例中提供的含有柔性连接结构的电位器，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于：
58.参考图10和图11所示，在本实施例中，传动结构2包括从动件21、过渡齿轮一22以及与过渡齿轮一22同轴设置的过渡齿轮二23，从动件21套设在传动轴11的外侧面上，从动件21的内侧面上设有容纳弹性件4的容纳槽24，过渡齿轮二23与从动件21之间通过平行轴齿轮啮合连接，过渡齿轮一22用于连接电动推杆中的主动件3(参考图12)。
59.本实用新型提供的含有柔性连接结构的电位器工作原理：
60.因传动轴11的驱动扭力＜弹性件4与传动轴11之间的摩擦阻力＜电位器绕阻机械限位破坏的扭力，在正常工作使用时，由主动件3驱动传动结构2输入的扭力经过弹性件4传导至电位器传动轴11，进而带动电位器旋转；而当电位器绕阻到达起点或终点，而传动结构2仍有旋转扭力时，传动结构2带动弹性件4 相对于电位器传动轴11作旋转运动，此时传动轴11停留在绕阻起点或终点无旋转运动，至此达到了阻值“归零”的功能，同时避免传动轴11因超过电位器绕阻允许旋转角度或圈数而造成损坏。
61.本实用新型中的弹性件4的形状不做限定，可以为圆环、扇环或者螺旋状；当弹性件4的形状为扇环时，至少设置两组，并且等间距地环设在传动轴11的外侧圆周面上。弹性件4可以采用橡胶、硅胶或者尼龙材料制成。
62.实施例5
63.参考图12和图13所示，本实施例提供了一种电动推杆，包括推杆组件100、与推杆组件100相连的减速箱200、设于减速箱200外部的驱动电机300和电位器组件400。其中，电位器组件400包括实施例4中所述的含有柔性连接结构的电位器，电位器组件400的外部封装有容纳箱500，容纳箱500分别与减速箱200 和推杆组件100固定连接。减速箱200内部设有分别与传动结构2和驱动电机 300啮合传动的主动件3，主动件3的轴向方向上连接有丝杆(图中未示出，丝杆设置在推杆组件100内部)，丝杆通过螺纹连接推杆组件100。
64.参考图13所示，传动结构2包括从动件21、过渡齿轮一22以及与过渡齿轮一22同轴设置的过渡齿轮二23。过渡齿轮一22与主动件3之间、过渡齿轮二23与从动件21之间均通过平行轴齿轮啮合连接，过渡齿轮一22和过渡齿轮二23通过定位轴26装配在容纳箱500上，定位轴26与传动轴11相互平行。
65.本实施例中的电动推杆，通过驱动电机300驱动主动件3转动，从而带动推杆组件100在丝杆上往复位移。同时，主动件3旋转带动过渡齿轮一22转动，通过带动过渡齿轮二23同级传动而带动从动件21旋转，最终带动传动轴11转动，驱动电位器工作，用以反馈和控制
推杆组件100的伸缩行程。电动推杆中含有柔性连接结构的电位器，装配简单，成本低，提高了电位器的使用寿命，避免传动轴11超量程旋转而损坏电位器，能够及时精准地反馈推杆组件100的行程位置。
66.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式，对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。因此，凡本技术领域中技术人员依据本实用新型的构思，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，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。