[实用新型]利用伺服电机驱动和控制的螺杆式启闭机

说明书

本实用新型公开了一种利用伺服电机驱动和控制的螺杆式启闭机，包括底座和设于底座上的机箱，机箱的一侧面上固定有伺服电机以及内部设有蜗杆、蜗轮、传动螺母和升降螺杆，蜗杆沿横向架设于机箱的相对的两个侧面上，且一端与伺服电机的输出轴固定连接；蜗轮与蜗杆啮合连接，传动螺母固定于蜗轮的内侧面上，传动螺母内设有内螺纹，升降螺杆上设有外螺纹，升降螺杆沿竖向设置于传动螺母内。本实用新型无需复杂的电气回路和大量的外围电气元器件，减少了控制系统的元器件数量，减小设备安装需要的时间减少了可能的故障点，使电气控制部分的复杂度大幅度降低，以及提高了设备的可靠性和使用过程中的安全性。

技术领域

本实用新型属于灌溉水利技术领域，具体的说是涉及一种利用伺服电机驱动和控制的螺杆式启闭机。

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，用于开关闸门，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。

传统的螺杆式启闭机，由鼠笼式交流电机带动丝杆螺母传动，不仅电机的转速不能自行调节、电机的转矩不能自行调节、电流不能自我监控、电机转过的圈数不能自己计数、启闭机的运行状态不能完善监控、运行安全不能监视，而且电机正反转需要额外的继电器回路等。如果要实现上述功能，需要增加大量的额外的电气元器件，如互感器、中间继电器、交流接触器、荷重传感器、闸位传感器，甚至变频器等，从而需要大量的外围电气元器件并形成复杂的电气回路，不仅会造成安装时间增加、成本增加，而且故障点增多，从而影响设备的可靠性和使用过程中的安全性。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种利用伺服电机驱动和控制的螺杆式启闭机，可完全取代上述复杂的电气回路和大量的外围电气元器件，减少了控制系统的元器件数量，减小设备安装需要的时间减少了可能的故障点，使电气控制部分的复杂度大幅度降低，以及提高了设备的可靠性和使用过程中的安全性。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用伺服电机驱动和控制的螺杆式启闭机，包括底座和设于该底座上的机箱，所述机箱的一侧面上固定有伺服电机以及内部设有蜗杆、蜗轮、传动螺母和升降螺杆，所述蜗杆沿横向架设于机箱的相对的两个侧面上，且一端与所述伺服电机的输出轴固定连接；所述蜗轮与所述蜗杆啮合连接，所述传动螺母固定于所述蜗轮的内侧面上，所述传动螺母内设有内螺纹，所述升降螺杆上设有外螺纹，该升降螺杆竖向设置于所述传动螺母内，且该升降螺杆的外螺纹与所述传动螺母的内螺纹啮合连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述升降螺杆的底部设有销孔，闸板上的吊耳和该升降螺杆的销孔通过销子连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述伺服电机的尾部设有用于检测伺服电机转动的圈数和位置的编码器。

作为本实用新型的进一步改进，所述伺服电机的伺服驱动器通过RS485总线与主控制器传信连接，所述主控制器为PLC 或带RS485通信功能的单片机。

作为本实用新型的进一步改进，所述主控制器通过RS485 总线控制伺服驱动器，间接控制伺服电机的转速和转动方向。

作为本实用新型的进一步改进，所述主控制器通过RS485 总线控制伺服驱动器的输出电流，间接控制伺服电机的输出转矩。

作为本实用新型的进一步改进，所述伺服驱动器将所述编码器检测的伺服电机的圈数和位置的数字信号传输给主控制器，该主控制器通过接收到的电机转动的圈数和位置信号，以及所述电机和蜗杆、蜗杆和蜗轮、传动螺母和升降螺杆的传动比及螺距数据，计算闸门所处的位置。

作为本实用新型的进一步改进，所述伺服驱动器安装于电气控制柜内，所述编码器为绝对值编码器，所述底座为铁铸底座。

作为本实用新型的进一步改进，所述升降螺杆的顶部设有一横向的限位件，所述机箱的上侧面上设有行程开关，所述传动螺母通过平键固定于所述蜗轮的内侧面上。