双向正向力伺服驱动启闭机结构的制作方法

本实用新型属于灌溉水利技术领域，具体的说是涉及一种双向正向力伺服驱动启闭机结构。

背景技术：

启闭机是装于水库、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用开关闸门，以调节流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等的动力机械，是水工设备的的关键组成部分。

传统启闭机有两种，一种是螺杆式启闭机，即由交流电机带动丝杆螺母传动，丝杆直接连接闸门。但丝杆螺母传动为滑动摩擦传动，不仅机械效率低，磨损大，螺杆杆细长，尤其关闸门时螺杆受压力容易失稳弯曲，导致设备损坏。另外一种是卷扬式启闭机，即通过交流电机带动齿轮箱，齿轮箱的输出连接有卷筒，卷筒上缠绕钢丝绳，钢丝绳的下面通过动滑轮组与闸门相连。但这种卷扬式启闭机只能对闸门提供开门的拉力，关门的力需要依赖闸门的自重下落，当闸门的导槽不光滑或闸门下面有异物时，经常会导致闸门关不下去，并且钢丝会从滑轮组里散乱，需要频繁维修，影响水利设施运行安全。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种双向正向力伺服驱动启闭机结构，不仅传动效率高，磨损小，而且可以闸门开关均提供主动的驱动力。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双向正向力伺服驱动启闭机结构，包括水平钢构焊接基础平台和沿竖向对称设于该水平钢构焊接基础平台的左右两侧的h型驱动杆，两个h型驱动杆能够相对所述水平钢构焊接基础平台上下移动；所述水平钢构焊接基础平台的中部固定有蜗轮蜗杆减速机，该蜗轮蜗杆减速机的前侧设有伺服电机，以及左右两侧对称布置一对分别与所述蜗轮蜗杆减速机直连的行星减速机；两个所述行星减速机的外侧分别通过联轴器与一主动卷筒轴相连，该主动卷筒轴上设有主动卷筒以及末端安装有主动齿轮，该主动卷筒轴位于所述主动卷筒的两侧位置通过一对轴承支架安装于所述水平钢构焊接基础平台上，且所述主动卷筒位于所述h型驱动杆的前侧；一对所述轴承支架上还安装有与所述主动卷筒轴平行的从动卷筒轴，该从动卷筒轴位于一对轴承支架之间设有从动卷筒，该从动卷筒位于所述h型驱动杆的后侧，所述从动卷筒轴的末端安装有从动齿轮，该从动齿轮与所述主动齿轮对应设置并啮合传动连接；所述h型驱动杆的底部连接闸门，顶部安装有换向轮，另设有驱动绳，该驱动绳的一端固定于所述h型驱动杆的前侧的底部，另一端缠绕在所述主动卷筒上若干圈后再经过所述换向轮换向后缠绕在所述从动卷筒上若干圈，再延伸并固定在所述h型驱动杆的后侧的底部。

作为本实用新型的进一步改进，所述蜗轮蜗杆减速机的后侧设有额外的输入轴。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动绳为钢丝绳。

作为本实用新型的进一步改进，所述h型驱动杆的横截面呈h型。

作为本实用新型的进一步改进，所述h型驱动杆的前后两侧的底部分别设有一横向板，所述驱动绳的两端分别穿过所述横向板后打结固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述主动卷筒轴和从动卷筒轴与一对轴承支架垂直连接并围成方形封闭区域，所述h型驱动杆设于所述方形封闭区域的中心位置处。

本实用新型的有益效果是：该双向正向力伺服驱动启闭机结构通过设置伺服电机、蜗轮蜗杆减速机、行星减速机及传动齿轮结构和卷筒组件形成双正向伺服驱动启闭机构，将电机的旋转运动转换为闸门开合的直线运动，将电机的旋转扭力转换为闸门开合的启闭力，不仅传动效率高，磨损小，而且可以对闸门开关提供均匀的主动驱动力，具有结构简洁、使用方便、自动化程度高、使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型内部结构原理示意图。

结合附图，作以下说明：

1——水平钢构焊接基础平台；2——h型驱动杆；

3——伺服电机；4——蜗轮蜗杆减速机；

5——行星减速机；6——联轴器；

7——主动卷筒轴；8——主动卷筒；

9——主动齿轮；10——轴承支架；

11——从动卷筒轴；12——从动卷筒；

13——从动齿轮；14——驱动绳；

21——换向轮；22——横向板；

41——输入轴。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

参阅图1-2，为本实用新型所述的一种双向正向力伺服驱动启闭机结构，包括水平钢构焊接基础平台1和沿竖向对称设于该水平钢构焊接基础平台1的左右两侧的h型驱动杆2，水平钢构焊接基础平台1固定在水库、泄水孔、水工隧道和水闸等建筑物的空口上方，一对h型驱动杆2的下端固定闸门，两个h型驱动杆2能够相对所述水平钢构焊接基础平台1上下移动，从而带动闸门启闭，具体的启闭驱动机构将在下文详细描述。

参阅图1、2，所述水平钢构焊接基础平台1的中部固定有蜗轮蜗杆减速机4，该蜗轮蜗杆减速机4的前侧设有伺服电机3，以及左右两侧对称布置一对分别与蜗轮蜗杆减速机4直连的行星减速机5。两个行星减速机5的外侧分别通过联轴器6与一主动卷筒轴7相连，该主动卷筒轴上设有主动卷筒8以及末端安装有主动齿轮9，该主动卷筒轴位于主动卷筒8的两侧位置通过一对轴承支架10安装于水平钢构焊接基础平台1上，且主动卷筒位于h型驱动杆2的前侧。一对轴承支架10上还安装有与主动卷筒7平行的从动卷筒轴11，该从动卷筒轴11位于一对轴承支架10之间设有从动卷筒12，该从动卷12位于h型驱动杆2的后侧，从动卷筒轴11的末端安装有从动齿轮13，该从动齿轮13与主动齿轮9对应设置并啮合传动连接。

所述主动卷筒轴和从动卷筒轴与一对轴承支架10垂直连接并围成方形封闭区域，所述h型驱动杆2设于所述方形封闭区域的中心位置处。所述h型驱动杆2的底部连接闸门，顶部安装有换向轮21，另设有驱动绳14，该驱动绳14的一端固定于所述h型驱动杆2的前侧的底部，另一端缠绕在所述主动卷筒上若干圈后再经过所述换向轮21换向后缠绕在所述从动卷筒12上若干圈，再延伸并固定在所述h型驱动杆2的后侧的底部。

工作时，伺服电机3启动，通过中间的蜗轮蜗杆减速机4和一对与蜗轮蜗杆减速机4直连的行星减速机5将伺服电机3的转速调整到需要的转速，并再分别通过两个行星减速机5外侧的两个联轴器5传动给左右两侧的两个主动卷筒轴7，从而两个主动卷筒轴7和固定在该主动卷筒轴7上的主动卷筒8及主动齿轮9同步转动，主动齿轮9在转动时，带动与之啮合的从动齿轮13同步转动，进而带动固定在从动齿轮13的中心轴即从动卷筒轴11上的从动卷筒12同步转动。而两侧的h型驱动杆2上分别设置了驱动绳14，驱动绳14的两端固定在h型驱动杆2的前后侧的底部，中间部分缠绕在主动卷筒上若干圈后经换向轮21换向后再缠绕在从动卷筒上若干圈，使得主动卷筒轴7和从动卷筒12在同步逆向转动时，其上的驱动绳同步逆向缠绕或松开对应的主动卷筒轴7和从动卷筒12，进而带动两侧的h型驱动杆2同步上升或下降，最终带动固定在一对h型驱动杆2底部的闸门同步升降，实现闸门的启闭。

其中，所述蜗轮蜗杆减速机4的后侧设有额外的输入轴41，可在设备断电时用人力摇动减速机，带动闸门启闭。所述驱动绳可选用钢丝绳，或其他能够承受对应拉力的绳索。所述h型驱动杆2的横截面呈h型，即h型驱动杆2的前后两侧上分别形成有凹槽，这样可以将主动卷筒8和从动卷筒12的两侧分别对应卡入该h型驱动杆2的凹槽内，可以对主动卷筒8和从动卷筒12的升降进行导向作用，防止使用过程中发生偏转。

为了便于固定驱动绳，在所述h型驱动杆2的前后两侧的底部分别设有一横向板22，横向板22上设置通孔，所述驱动绳的两端分别穿过所述横向板的通孔后打结固定，便于驱动绳的安装和调节张紧度。

本实用新型的蜗轮蜗杆减速机4具有自锁特性，在上述启闭机构断电时，能够将闸门保持在恒定位置不掉落。蜗轮蜗杆减速机4的两侧对称布置行星减速机，用于减速并放大卷筒上的扭力。行星减速机输出轴的左右两侧的主动卷筒轴上各通过一个联轴器连接，方便设备安装和检修。

本实用新型在使用时，可以通过调节伺服电机的转速，改变开关门闸的速度，做到快速开闸，快速关闸，接近全开或全开时可以自行减速，减少机械冲击和应对紧急情况。

本实用新型还可以通过调节伺服电机的输出转矩，控制开闸的提升力和关闸的闭门力，防止设备超载运行。以及可以通过设定伺服电机转动的圈数，从而精准控制闸门停止的位置，可以防止普通电机因为惯性导致的电机停机时闸门总是不能准确停在预期位置。

由此可见，该双向正向力伺服驱动启闭机结构通过设置伺服电机、蜗轮蜗杆减速机、行星减速机及传动齿轮结构和卷筒组件形成双正向伺服驱动启闭机构，将电机的旋转运动转换为闸门开合的直线运动，将电机的旋转扭力转换为闸门开合的启闭力，不仅传动效率高，磨损小，而且可以对闸门开关提供均匀的主动驱动力，具有结构简洁、使用方便、自动化程度高、使用寿命长等优点。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

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