專利名稱：一種改進型系列球閥控制機械手的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是用于球閥控制的裝置，特別是一種適用于燃氣泄漏報警時自 動關閉燃氣球閥，切斷氣源安全防爆，并可電動、手動控制球閥開關的機械手。
背景技術：
申請日2002. 06. 19、申請?zhí)朲L 02 2 71249. 6，授權公告日2003. 5. 21、授權公告 號CN2551833Y的實用新型專利電動、手動兼容之球閥開關機械手，設計人和第一專利權 人謝平，幾年來對機械手的零部件結構做了系統(tǒng)的改進，對其性能做了完善和優(yōu)化。原專利 存在的問題和缺點如下原專利對各部件的總體結合方式?jīng)]有表述，以至于對這種機械手突出的特點的表 述不夠清楚完善；原專利在交直流電機的選擇上沒有明確，因而對電驅動機構的內(nèi)部結構、定位、傳 動、多級降速、主動齒輪和減速器輸出軸之間的聯(lián)接方式、減速器輸出軸在圓柱形減速器上 的偏心布置等細部結構沒有表述；原專利對機座和罩蓋的形狀、構造的細節(jié)和特點沒有表述；原專利手動離合機構只有一種方案，存在中介手動軸上端懸臂的缺陷，對這種小 體積手動離合機構的突出的結構優(yōu)點沒有足夠的表述；原專利在轉臂機構對不同球閥手柄的長度、寬度和高度上夾持的三維可調(diào)整的表 述不夠清楚完善；原專利對終端扇形齒輪的結構和兩只微動行程開關安裝的細節(jié)特點表述不夠清
楚完善；原專利對支架構件的結構細節(jié)特點沒有表述；原專利對支架構件在球閥閥體一端六角形上安裝的水平縱向移動和橫向轉動的 三維可調(diào)整的表述不夠清楚完善；原專利對支架構件的不同尺寸、不同強度結構的系列化沒有表述；原專利對相關齒輪采用不同強度材料，相關齒輪和軸采用不同結構的系列化沒有 表述；原專利對機械手本體配以燃氣鋼瓶專用球閥或燃氣軟管專用球閥組成燃氣鋼瓶 專用或燃氣軟管專用機械手，形成球閥控制機械手的系列化沒有表述。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型專利是針對上述申請?zhí)朲L 02 2 71249.6的現(xiàn)有實用新型專利的缺 點、不足、不完善及未表達清楚的特征，進行零部件結構的系統(tǒng)改進，性能功用的完善優(yōu)化， 可調(diào)性適配性特征的完整表述，原專利未表達或未表達清楚的特征加以明確完整的表述， 并增加了系列化的新的內(nèi)容。一、本實用新型，一種改進型系列球閥控制機械手由用作動力源的直流電機減速器機構、用于電動兼容手動的手動離合機構、用于操控球閥手柄的轉臂機構、及用于機械手 安裝的支架構件，以上下串聯(lián)的總體結合并安裝在加強底座上組成。由于采用了上下串聯(lián) 的總體結合，使本機械手具有結構緊湊、體積小、尺寸小、重量輕、耗材少、成本低、性價比高 的顯著的優(yōu)點(詳見圖1)。而國內(nèi)外同類方案，大都是以左右并列總體結合組成，必然帶來 結構松散、體積大、尺寸大、重量重、耗材大、成本高、性價比低的缺點。手動離合機構采用兩種結構方案形成可選擇的系列、采用不同尺寸和不同強度結 構的支架構件的系列化、采用不同強度的材料和不同結構的齒輪和軸的系列化、機械手本 體配以燃氣鋼瓶專用球閥或燃氣軟管專用球閥組成燃氣鋼瓶專用或燃氣軟管專用機械手， 形成球閥控制機械手的系列化。二、本實用新型選用直流電機(23)，通過聯(lián)接片(16)和薄圓柱形閉式5級圓柱 齒輪減速器(25)以上下串聯(lián)的方式組成直流電機減速器機構，結構緊湊、體積小。由直流 電機凸頸、聯(lián)接片和減速器蓋頂中心孔(19、20、21)相定位，通過圓周均布的3只沉頭螺釘 (24)、3只盤頭螺釘和彈簧墊圈(17、18)，以上下串聯(lián)的方式相聯(lián)接組成(詳見圖1)。專用 直流電機采用小體積、3疒24V的直流安全電壓、20mTl000mA的直流電流、每分鐘數(shù)千轉的 高轉速、0. 3W 10W的大功率、抗電磁干擾和無火花設計，成本也較低。原專利說明交流、直流 電機都可用，經(jīng)反復試驗因交流電機體積重量大，相對功率小、安全性差、成本高，本專利棄 用。5級圓柱減速器的第一級大齒輪采用塑膠齒輪目的是減小振動噪聲，以后4級采用小尺 寸、高強度金屬材料齒輪，形成數(shù)百倍大的降速比(詳見圖3)。減速器輸出軸(44)在圓柱形減速器上的偏心布置，使其上的主動齒輪(35)、手動 離合機構的中介齒輪(43)和終端扇形齒輪(37a)的空間布置更加合理緊湊(詳見圖2、圖 4)。減速器和底座原用兩個雙孔支腳(38、42)固結，現(xiàn)特另增加一個單孔支腳(34)， 形成三個加強支腳固結，增加結合強度、減少受力變形。減速器(25)通過5只盤頭螺釘和 彈簧墊圈(12、13)，安裝到底座(10)的三個支腳(34、38、42)上。(詳見圖1、圖2)。黑色的頂部為圓形底部為方形的“天圓地方”的罩蓋，外形美觀，通過4只帶墊盤 頭自攻螺釘(45)，將罩蓋(22)和底座(10)安裝緊固；頂圓中部外面設有正方形凹面的貼 標簽位置，美觀適用；下周邊密封止口與底座結合，是機械手防爆的需要(詳見圖1、圖5、圖 6、圖 7)。三、機械手的手動離合機構是串聯(lián)在直流電機減速器下方的，一種小體積的、圓錐 形彈簧、下拉式、短軸非穿出式的特別緊湊的結構(詳見圖7)。而國內(nèi)外同類方案的離合機 構大都是采用與電機左右并列式的、圓柱形彈簧、上壓式、長軸上下穿出式的結構，必然體 積大、結構松散。圓錐形彈簧的應用，使手動下拉分離時彈性手感的力度及復位上彈重新嚙合的彈 力均非常適合，而比較方案圓柱形彈簧的彈性力度過于僵硬。采用上小下大的圓錐形彈簧， 使安裝離合機構的中介手動軸(49a)下端底座上的軸承座得以在圓錐彈簧的下端大頭的 空間中加厚加強，并與圓錐形彈簧在軸向尺寸上重疊，使這種特別短小緊湊的手動離合機 構在結構上得以實現(xiàn)(詳見圖7)。手動離合機構設在中介齒輪(43)及中介手動軸(49a)上，下拉及上彈過程動作獨 立不會影響干擾終端輸出控制閥門的轉臂機構的動作(詳見圖2、圖7)。而國內(nèi)外同類方案大都是將離合機構設在與電機左右并列的某一級減速軸或終端輸出軸上，不僅體積尺寸 大，而且會與終端輸出軸控制閥門的動作發(fā)生影響和干擾。原專利中介手動軸下端為單軸承座，上端無軸承座“懸臂”安裝。新專利中介手 動軸(49a)上端增加軸承座(46)，并加長上端軸頸使中介手動軸(49a)下拉分離及上彈復 位過程中始終保持在軸承座(46)中滑動不脫落，改善了受力狀態(tài)，特別是在大扭矩時適用 (詳見圖7)。主動齒輪(35)向下端加厚、其輪齒向下方加長使中介齒輪(43)在下拉分離及上 彈復位過程中，始終保持與主動齒輪(35)嚙合和滑動導向作用，使分離、嚙合過程上下滑 動流暢不受阻滯。中介齒輪(43)通過中介手動軸(49a)安裝在主動齒輪(35)與終端扇形齒輪 (37a)之間，三者互相嚙合保持電動狀態(tài)；可以用手指把滾花圓螺母(50a)和中介手動軸 (49a)向下拉出，使裝在中介手動軸(49a)上可以自由轉動的中介齒輪(43)脫離與終端扇 形齒輪(37a)的嚙合而分離，此時與終端扇形齒輪(37a)固結的轉臂機構連同球閥手柄(3) 可以手動開關；松開手指，圓錐形復位彈簧使中介齒輪和中介手動軸彈上，重新嚙合，恢復 電動狀態(tài)。手動離合機構的軸向定位用滾花圓螺母(50a)止位。(見圖2、圖4、圖7)四、機械手本體的手動離合機構的另一種結構，是用中介手動軸(49b)代替中介 手動軸(49a)、用穿在中介手動軸(49b)下端孔中的指環(huán)(50b)代替滾花圓螺母(50a)。用 手指伸到指環(huán)(50b)中，向下拉出中介手動軸(49b)和中介齒輪(43)使其脫離嚙合而分 離，此時與終端扇形齒輪(37b)固結的轉臂機構連同球閥手柄(3)可以手動開關；松開手 指，圓錐形復位彈簧使中介齒輪和中介手動軸彈上，重新嚙合，恢復電動狀態(tài)。手動離合機 構的軸向定位用平墊圈(51)止位。用指環(huán)拉動的結構，使下拉更為方便，成本也更低些(詳 見圖8)。五、機械手用于操控球閥手柄的轉臂機構，由減速器輸出軸(44)上的主動齒輪 (35)，經(jīng)過中介齒輪(43)，驅動終端扇形齒輪(37a)及與其固結的輸出軸(11a)和轉臂 (9)，轉臂(9)象人手一樣夾持轉動球閥手柄開關，產(chǎn)生30kg cnTeOkg cm的輸出大扭矩、 5秒 10秒的球閥開關時間。終端扇形齒輪因只要開、關各90度轉角，所以只設計了半齒加12個全齒再加半 齒形成大于90度的有效區(qū)段，兩頭半齒外為無齒區(qū)，以增加兩端的強度(詳見圖18)；終端 扇形齒輪的兩側邊成90度角，并用兩側邊控制2只微動行程開關，再控制直流電機的正、反 轉的啟、停，而兩只微動行程開關成180度一字形平行于底座邊緣布置，使終端扇形齒輪和 微動行程開關在底座上的安裝調(diào)試工藝非常方便快捷，利于大量生產(chǎn)，降低安裝調(diào)試計量 成本。在閥門手柄開關到達止點時即自動斷電，減小內(nèi)應力，增加有效開關次數(shù)，提高機械 手使用壽命(詳見圖2)。而國內(nèi)外同類方案，大都是用非90度、非180度的普通角度安裝 調(diào)試，增加了安裝調(diào)試工藝的復雜性和成本，不利于大批量生產(chǎn)。有同類外國產(chǎn)品因此放棄 使用行程開關，和到達開關止點位時的自動斷電功能，而只用過電流和延時斷電兩種保護， 因而使機械手內(nèi)部結構承受在閥門手柄到達開關止點尚未斷電前的較大的內(nèi)應力，會明顯 減少機械手的有效開關次數(shù)，縮短機械手的使用壽命。轉臂外端弧形槽孔中兩只螺釘(6)可以對不同規(guī)格型號球閥手柄的不同長度和 寬度的無間隙夾持在水平縱向和水平橫向進行無級調(diào)整，而兩只螺釘(6)的一定的長度，
7可以實現(xiàn)對不同規(guī)格型號的不同高度的球閥手柄的夾持安裝在垂直高度上的無級調(diào)整，使 機械手能象人手一樣操控不同長度、寬度、高度的球閥手柄?；⌒尾劭椎乃綑M向長度的確 定，統(tǒng)計了國內(nèi)外數(shù)十種常用球閥4分、6分、1吋、1.5吋、2吋的手柄尺寸的大量數(shù)據(jù)后，選 擇的最佳尺寸。(詳見圖1、圖2、圖16)而國內(nèi)外同類方案對閥門手柄的夾持大都是不可調(diào)整、有間隙的槽形結構，不僅 與不同寬度高度的閥門手柄適配性差，對閥門開關止點的控制質量也差。六、為使機械手適配不同規(guī)格球閥的不同扭矩(尺寸小如4分、6分則扭矩較小， 尺寸大如1吋、1. 5吋、2吋則扭矩較大)，適配不同制造質量、不同品牌球閥的不同扭矩(同 樣規(guī)格，質量好些的品牌扭矩較小，質量差些的品牌扭矩較大)在扭矩較小時主動齒輪 (35)、中介齒輪(43)、終端扇形齒輪(37a)采用強力塑膠制造，并采用終端扇形齒輪(37a)、 圓柱銷(26)和輸出軸(Ila)的結構(詳見圖1、圖2)。在扭矩較大時主動齒輪(35)、中介齒輪(43)、終端扇形齒輪(37b)采用金屬材料 制造，并采用終端扇形齒輪(37b)、輸出軸(lib)的結構，以增加較大扭矩時的強度(詳見圖 17、圖 18)。從而適配大小不同扭矩的球閥，形成機械手相關齒輪采用不同強度的材料、相關 齒輪和軸采用不同結構的系列化。七、機械手安裝用的支架構件，是用光孔夾片(31a)、螺孔夾片(32a)將機械手直 接裝在球閥閥體無手柄一端的六角形上，形成小巧的單腿支架，將機械手本體直接安裝在 球閥的閥體上方。由于機械手本體是上下串聯(lián)的總體結合的小體積結構，給這種用單腿支 架，將機械手本體直接安裝在球閥閥體上方提供了先決可能的條件。在應用時，燃氣管道 上氣表前的入戶總閥——手動球閥的安裝空間相當狹小，球閥前后常有形狀尺寸各異的接 頭、彎頭，這種單腿支架直接安裝在球閥閥體上的方式可以適配所有球閥，可以說只要管道 上裝有球閥，在球閥的上方就能安裝本機械手。使本機械手適配應用非常廣泛(詳見圖1、 圖7)。而國內(nèi)外同類方案，機械手本體大都為左右并列總體結合的較大體積結構，不可 能應用小巧的單支架，大都用高成本的厚重加強的單支架或雙支架跨接在閥門閥體兩端以 外的管道上，這時如果氣表前閥門兩端空間較小，機械手就裝不進去，閥門兩端如有異形尺 寸的接頭、彎頭，連接機械手的支架也無法適應安裝，往往導致機械手根本無法適配應用。緊固螺栓(33)松緊的調(diào)節(jié)，使光孔夾片和螺孔夾片相互間隙可適量無級調(diào)整，能 適配伺一規(guī)格不同品牌球閥閥體六角形尺寸的少許差異；與底座固結的固定耳塊(28)上 設有水平槽孔(29)，在支架構件的光孔夾片(31a)和螺孔夾片(32a)被螺栓(30、33)夾緊 前，使機械手在球閥閥體上的安裝位置在水平縱向可以一維無級調(diào)整；光孔夾片和螺孔夾 片夾緊前，支架構件能在光孔夾片和螺孔夾片圓弧間的球閥閥體六角形上也可以二維無級 轉動調(diào)整，從而使機械手的輸出軸(Ila)和球閥芯軸(55)的安裝位置經(jīng)三維調(diào)整后基本同 軸，改善機械手的操控受力質量(詳見圖1、圖7)。固定耳塊后側的水平縱向的導向條(27)，用于螺孔夾片(32a)無圓角上端的安裝 導向，使螺孔夾片始終處于垂直串聯(lián)位置，并與機械手本體在安裝過程中不會相互轉動。為 此螺孔夾片必須安裝在固定耳塊的有導向條的后側，而上端為圓角的光孔夾片(31a)必須 安裝在固定耳塊無導向條的前側。
8[0039]新專利螺孔夾片(32a)上的兩個螺孔采用翻邊工藝和夾片一體化制作，代替原專 利的單體螺母，避免了單體螺母在安裝就位擰緊過程中易脫落須用工具夾持的缺點，特別 是避免了一個工人在小空間里安裝時雙手持工具的麻煩，明顯提高了安裝效率。(詳見圖 1、圖 7、圖 9)。八、機械手支架構件的0A及B、C、L的系列不同尺寸可使機械手適配不同規(guī)格4 分、6分、1吋、1.5吋、2吋的球閥上的安裝(詳見圖10、圖11、圖12)。加強型支架構件的零件光孔夾片(31b)和螺孔夾片(32b)的上端離輸出軸遠的一 側按固定耳塊(28)的尺寸進行了加寬設計，在球閥開關的扭矩偏大時，特別是大尺寸球閥 轉動開、關扭矩偏大時適用，可以使光孔夾片和螺孔夾片上端完全夾緊固定耳塊，充分發(fā) 揮固定耳塊的強度，減小大扭矩時的變形，其0A及B、C、D、L的系列不同尺寸，可使機械手 在大扭矩情況下適配不同規(guī)格4分、6分、1吋、1. 5吋、2吋的球閥上的安裝(詳見圖13、圖 14、圖 15)。從而形成機械手支架構件不同尺寸和不同強度結構的系列化。九、機械手加強底座(10)，設有三個加強的減速器支腳(34、38、42)，其中一個支 腳(34)是特另增加的，用5組螺釘將減速器與底座固結為一體，兩者形成三點成面的框架 結構互相加強。手動離合機構、轉臂機械、支架構架、微動行程開關、帶圍卡引線、罩蓋均安 裝在底座上，底座成為受力的基體。為了增加底座的強度，減小底座的受力變形，在底座的 下方增加設計了較密、較多的符合受力要求的加強筋(詳見圖1、圖2、圖7、圖16)。以上所述，主要是針對燃氣管道通用改進型系列球閥控制機械手的結構、結合特 征、技術方案、優(yōu)點和積極效果的表述。十、燃氣鋼瓶專用機械手是用專用短支架(31c、32c)和帶柄聯(lián)軸節(jié)(56)將機械手 本體配裝燃氣鋼瓶專用球閥組成。燃氣鋼瓶專用球閥是為機械手專用設計配套的，由4分 球閥閥體(2)，帶密封膠圈的管接頭(57)固定密封裝于球閥一端的4分內(nèi)螺紋中，而帶4分 左旋外螺紋的旋緊手輪(58)套裝在管接頭(57)的頸部組成。使用時，將燃氣鋼瓶專用機 械手安裝在原燃氣鋼瓶角閥和原燃氣鋼瓶減壓閥之間，即可實現(xiàn)瓶裝燃氣的自控。(詳見圖 19、圖 20、圖 21、圖 22、圖 23)十一、燃氣軟管專用機械手是用專用短支架(31c、32c)和帶柄聯(lián)軸節(jié)(56)，將機 械手本體配裝燃氣軟管專用球閥組成。燃氣軟管專用球閥是為機械手專用設計配套的，由 兩只4分格林直嘴膠管接頭(59)，固定密封裝于4分球閥閥體(2)的兩端組成。使用時，將 兩端的格林直嘴膠管接頭擰入燃氣專用膠管，并用管夾緊固即可實現(xiàn)燃氣軟管的自控(詳 見圖24)表述至此，一種改進型球閥控制機械手的燃氣管道通用、燃氣鋼瓶專用、燃氣軟管 專用形成機械手的系列化。十二、機械手也可以用于其它氣體、液體球閥的自控，特別是進行其它氣體、液體 控制的自動化改造的場合。十三、本機械手各零部件結構及其結合改進成熟、完善的三維可調(diào)整適配性能，對 不同規(guī)格、不同品牌、不同扭矩的管道球閥的系列裝配應用，對燃氣鋼瓶專用和燃氣軟管專 用的系列化，適用于其它氣體、液體的球閥自控，使本實用新型機械手有著非常廣泛的實用 性。具有結構緊湊巧妙、體積小、成本低、安全可靠、安裝使用方便、壽命長、價廉物美的顯著優(yōu)點。 十四、如果說原實用新型專利是結構和功能細節(jié)不夠完善的圖紙的東西；那么本 實用新型專利一種改進型系列球閥控制機械手，是結構和功能細節(jié)進一步完善的，成熟適 用的專利。

[0051]圖1 是一種改進型系列球閥控制機械手結構示意主視圖[0052]圖2:是圖1的結構示意俯視圖[0053]圖3:是閉式減速器內(nèi)部結構示意俯視圖[0054]圖4 是圖2的E-E局部剖面結構示意圖[0055]圖5:是罩蓋零件立體結構示意圖[0056]圖6 是罩蓋零件倒置立體結構示意圖[0057]圖7:是圖1的結構示意側視圖[0058]圖8 是圖7的局部手動離合機構另一方案b的結構示意圖[0059]圖9 是圖7的F向局部結構示意圖[0060]圖10是支架零件系列(光孔夾片)結構示意右側視圖[0061]圖11是支架零件系列(光孔夾片、螺孔夾片)結構示意主視圖[0062]圖12是支架零件系列(螺孔夾片)結構示意左側視圖[0063]圖13是加強型支架零件系列(光孔夾片)結構示意右側視圖[0064]圖14是加強型支架零件系列(光孔夾片、螺孔夾片)結構示意主視圖[0065]圖15是加強型支架零件系列(螺孔夾片)結構示意左側視圖[0066]圖16是圖1的結構示意仰視圖[0067]圖17是金屬扇形齒輪和終端輸出軸零件結構示意主視圖[0068]圖18是金屬扇形齒輪和終端輸出軸零件結構示意俯視圖[0069]圖19是燃氣鋼瓶專用機械手立體結構示意圖[0070]圖20是帶柄聯(lián)軸節(jié)零件結構示意俯視圖[0071]圖21是燃氣鋼瓶立體示意圖[0072]圖22是燃氣鋼瓶專用機械手立體示意圖[0073]圖23是燃氣鋼瓶原減壓閥和原燃氣軟管及管夾的立體示意圖[0074]圖24是燃氣軟管專用機械手立體結構示意圖
具體實施方式
—、圖1 圖18表達機械手用于燃氣管道通用球閥控制時的情況1.根據(jù)所要控制的球閥的規(guī)格、型號、扭矩的大小，從機械手系列化零部件中選 擇最適合的一檔零部件配用1. 1、所控球閥扭矩較小時選擇用強力塑膠材料的主動齒輪(35)、中介齒輪(43)、 終端扇形齒輪(37a)，并選用終端扇形齒輪(37a)、圓柱銷(26)和輸出軸(Ila)的結構；所 控球閥扭矩較大時選擇用金屬材料的主動齒輪(35)、中介齒輪(43)、終端扇形齒輪(37b)， 并選用終端扇形齒輪(37b)和輸出軸(lib)的結構。
10[0078]1. 2、所控球閥扭矩較小時支架構件選用a型，光孔夾片(31a)、螺孔夾片(32a)；所 控球閥扭矩較大時支架構件選用加強型b型，光孔夾片(31b)、螺孔夾片(32b)。1. 3、根據(jù)所控球閥的規(guī)格4分、6分、1吋、1. 5吋、2吋等，選擇相應規(guī)格支架構件 的尺寸0A及B、C、D、L等的系列值。1.4、根據(jù)使用習慣選擇手動離合機構的形式中介手動軸(49a)、滾花圓螺母 (50a)組成的a型；或中介手動軸(49b)、指環(huán)(50b)組成的b型。2、安裝時，將支架構件的光孔夾片(31a或31b)和螺孔夾片(32a或32b)半圓部夾 持著閥門無手柄一端的六角形，光孔夾片和螺孔夾片的長柄夾持機械手的安裝耳塊(28)， 注意上端無圓角的螺孔夾片(32a或32b)必須裝于安裝耳塊設有水平縱向導向條(27)的 后側，而上端是圓角的光孔夾片(31a或31b)必須安裝在固定耳塊(28)的前側，用兩只螺 栓(30、33)擰入支架兩端螺孔，初步碼好；在擰緊螺栓(30、33)前，將轉臂上的兩只螺釘 (6)對稱無間隙卡持好閥門手柄兩側邊，擰緊兩只螺母(7)固定；此時調(diào)節(jié)支架構件三維位 置水平縱向在固定耳塊(28)的水平槽孔(29)中作一維調(diào)整，支架構件在光孔夾片和螺孔 夾片的圓弧形間的球閥閥體六角形上可以轉動作二維調(diào)整，經(jīng)過這樣的三維調(diào)整，使機械 手的輸出軸(Ila或lib)和球閥芯軸(55)基本同軸，再擰緊螺栓(30、33)，將機械手直接安 裝在所控球閥閥體的上方；緊固螺栓(33)松緊的調(diào)節(jié)，使光孔夾片和螺孔夾片相互間隙 可適量無級調(diào)整，能適配同一規(guī)格不同品牌球閥閥體六角形尺寸的少許差異。3、當燃氣泄漏報警時，同時導通直流電機啟動運轉，直流電機輸出中心小齒輪 (15)帶動減速器第一級塑膠大齒輪(53)，再經(jīng)4級金屬齒輪共5級降速，驅動減速器輸出 軸(44)上的主動齒輪(35)，再經(jīng)過中介齒輪(43)驅動終端扇形齒輪(37a或37b)及與之 固結的輸出軸(Ila或lib)和轉臂(9)，轉臂機構能象人手一樣夾持轉動球閥手柄，自動關 閉入戶燃氣總球閥，徹底切斷氣源安全防爆。4、當燃氣泄漏故障排除停止報警時，可以手動或按鈕電動復位，重新開啟入戶燃 氣總球閥。5、手動離合機構，使電動、手動兼容，平時可以按鈕電動遙控開關球閥，停電、檢修 及電氣故障時，可以手動開關球閥。電動狀態(tài)主動齒輪(35)、中介齒輪(43)與終端扇形 齒輪(37a或37b)三者互相嚙合，此時可以自動或電動遙控開關球閥；手動狀態(tài)用手指通 過滾花圓螺母(50a)或指環(huán)(50b)拉下中介手動軸(49a或49b)和中介齒輪(43)，脫離與 終端扇形齒輪(37a或37b)的嚙合而分離，此時可以手動操作球閥手柄的開關；松開手指， 圓錐形復位彈簧(48)使中介齒輪和中介手動軸彈上，重新嚙合，恢復電動狀態(tài)。6、終端扇形齒輪(37a或37b)的側邊成90度角，可以控制成一字形180度安裝的 兩只微動行程開關(40)，再控制直流電機的正、反轉的啟、停。二、圖19 圖23所表達燃氣鋼瓶專用機械手，是用專用短支架(31c、32c)和帶柄 聯(lián)軸節(jié)(56)將機械手本體配裝燃氣鋼瓶專用球閥組成。燃氣鋼瓶專用球閥由4分球閥閥 體(2)，帶密封膠圈的管接頭(57)固定密封裝于球閥閥體一端的4分內(nèi)螺紋中，而帶4分 左旋外螺紋的旋緊手輪(58)套裝在管接頭(57)的頸部組成。使用時，將燃氣鋼瓶專用機 械手安裝在原燃氣鋼瓶角閥和原燃氣鋼瓶減壓閥之間，即可實現(xiàn)瓶裝燃氣的自控。三、圖24所表達燃氣軟管專用機械手是用專用短支架(31c、32c)和帶柄聯(lián)軸節(jié) (56)，將機械手本體配裝燃氣軟管專用球閥組成。燃氣軟管專用球閥是用兩只4分格林直嘴膠管接頭(59)，固定密封裝于4分球閥閥體(2)的兩端組成。將兩端的格林直嘴膠管接 頭擰入燃氣專用膠管，并用管夾緊固，即可實現(xiàn)燃氣軟管的自控。 四、機械手也可用于其它氣體、液體的球閥的自控，特別適用于其它氣體、液體系 統(tǒng)的自動化改造工程。
權利要求一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于所述的機械手由直流電機減速器機構、手動離合機構、轉臂機構、及支架構件，以上下串聯(lián)的總體結合并安裝在加強底座上組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于直流電機減 速器機構由直流電機(23)、聯(lián)接片(16)、薄圓柱形閉式5級圓柱齒輪減速器(25)，由直流 電機凸頸、聯(lián)接片和減速器蓋頂中心孔(19、20、21)相定位，通過圓周均布的3只沉頭螺釘 (24)、3只盤頭螺釘和彈簧墊圈(17、18)，以上下串聯(lián)的方式相聯(lián)接組成；直流電機輸出軸 (14)上的直流電機輸出中心小齒輪(15)和減速器第一級塑膠大齒輪(53)嚙合作為第一 級降速，再經(jīng)4級金屬齒輪共5級降速，驅動第5級大齒輪(52)及其同軸固定的減速器輸 出軸(44)上的主動齒輪(35)，輸出軸(44)在圓柱形減速器上偏心布置，主動齒輪(35)和 減速器輸出軸(44)用雙扁鍵固接，減速器(25)通過5只盤頭螺釘和彈簧墊圈(12、13)，安 裝到底座(10)的三個支腳(34、38、42)上；底座(10)上設有頂部為圓形底部為方形的罩 蓋(22)，罩蓋(22)的頂圓中部外面設有正方形標貼凹面，下周邊為密封止口與底座結合， 并以4只帶墊盤頭自攻螺釘(45)緊固。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于手動離合機 構由中介齒輪(43)、中介手動軸(49a)、圓錐形復位彈簧(48)、減摩平墊圈(47)、設在減 速器(25)下方的軸承座(46)、設在底座(10)上的圓錐形加強軸承座和作止位及把手之 用的滾花圓螺母(50a)，組成一種小體積、圓錐形、下拉式、短軸非穿出式、與直流電機減速 器上下串聯(lián)結合的手動離合機構；中介齒輪(43)通過中介手動軸(49a)安裝在主動齒輪 (35)與終端扇形齒輪(37a)之間，三者互相嚙合保持電動狀態(tài)，可以用手指把滾花圓螺母 (50a)和中介手動軸(49a)向下拉出，使裝在中介手動軸(49a)上可以自由轉動的中介齒輪 (43)脫離與終端扇形齒輪(37a)的嚙合而分離，此時與終端扇形齒輪(37a)固結的轉臂機 構連同球閥手柄(3)可以手動開關，松開手指，圓錐形復位彈簧使中介齒輪和中介手動軸 彈上，重新嚙合，恢復電動狀態(tài)；加長的中介手動軸(49a)的上端軸頸，使中介手動軸下拉 分離及上彈復位過程中，始終在軸承座(46)中滑動不脫落；主動齒輪(35)向下端加厚、其 輪齒向下方加長，使中介齒輪(43)下拉分離及上彈復位過程中，始終保持與主動齒輪輪齒 的嚙合和滑動導向作用；手動離合機構的軸向定位用滾花圓螺母(50a)止位。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于手動離合機 構的結構，也可以是用中介手動軸(49b)代替中介手動軸(49a)，用穿在中介手動軸(49b) 下端孔中的指環(huán)(50b)代替滾花圓螺母(50a)，用手指伸到指環(huán)(50b)中向下拉出中介手 動軸(49b)和中介齒輪(43)，與終端扇形齒輪(37b)脫離嚙合而分離，此時與終端扇形齒 輪(37b)固結的轉臂機構連同球閥手柄(3)可以手動開關，松開手指，圓錐形復位彈簧使 中介齒輪和中介手動軸彈上，重新嚙合，恢復電動狀態(tài)；手動離合機構的軸向定位用平墊圈 (51)止位。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于轉臂機構由 終端扇形齒輪(37a)、帶圓柱銷(26)的輸出軸(Ila)和轉臂(9)以雙扁鍵固定聯(lián)接組成； 輸出軸(Ila)安裝在底座(10)的軸孔中可以轉動，并與上述減速器輸出軸(44)平行，終端 扇形齒輪(37a)的齒廓由半齒加十二個全齒再加半齒形成大于90度的有效區(qū)段、兩頭半齒 外為無齒區(qū)段，終端扇形齒輪(37a)的兩側邊成90度角，并用兩側邊控制2只微動行程開關(40)再控制直流電機的正、反轉的啟、停，而兩只微動行程開關(40)成180度的一字形 平行于底座(10)的邊緣，用4只盤頭自攻螺釘(39)安裝在底座(10)上；轉臂(9)外端設 有弧形槽孔(41)，弧形槽孔(41)上設有兩組螺釘、螺母和平墊圈(6、7、8)。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于在球閥扭 矩較大時，終端扇形齒輪(37b)采用金屬材料制造，并采用終端扇形齒輪(37b)和輸出軸 (lib)的結構。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于支架構件由 固結在底座(10)下方的固定耳塊(28)、導向條(27)、光孔夾片(31a)、螺孔夾片(32a)及緊 固螺栓(30,33)組成；光孔夾片(31a)和螺孔夾片(32a)通過螺栓(30)與固定耳塊(28) 連接，形成小巧的單腿支架，并直接夾裝在球閥閥體(2)上無手柄一端的六角形上，使機械 手通過這種單腿支架直接安裝在球閥閥體(2)的上方；緊固螺栓(33)松緊的調(diào)節(jié)，使光孔 夾片和螺孔夾片相互間隙可適量無級調(diào)整；固定耳塊(28)上設有水平槽孔(29)，在支架構 件的光孔夾片(31a)和螺孔夾片(32a)被螺栓(30、33)夾緊前，使機械手在球閥閥體(2) 上的安裝位置在水平縱向可以一維無級調(diào)整、光孔夾片(31a)和螺孔夾片(32a)夾緊前，支 架構件在光孔夾片和螺孔夾片圓弧形間的球閥閥體六角形上也可以二維無級轉動調(diào)整，從 而使機械手的輸出軸(Ila)和球閥芯軸(55)的安裝位置經(jīng)三維調(diào)整后基本同軸；固定耳塊 (28)后側設有水平縱向的導向條(27)、用于螺孔夾片(32a)無圓角上端的安裝導向，使螺 孔夾片(32a)處于垂直串聯(lián)位置并與機械手本體在安裝過程中不會相互轉動，為此螺孔夾 片(32a)必須安裝在固定耳塊(28)有導向條(27)的后側，而上端是圓角的光孔夾片(31a) 必須安裝在固定耳塊(28)的前側；螺孔夾片(32a)上的兩個螺孔采用翻邊工藝和夾片一 體化制作，以代替單個螺母。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于加強型支架 構件的零件光孔夾片(31b)、螺孔夾片(32b)的上端離輸出軸遠的一側按固定耳塊(28)的 尺寸進行了加寬設計。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于加強底座 (10)上設有加強的三個減速器支腳(34、38、42)，將減速器(25)用5組螺釘和彈簧墊圈 (12、13)與底座(10)固結為一體，兩者形成框架結構互相加強，手動離合機構通過中介手 動軸(49a)、轉臂機構通過終端輸出軸(11a)、支架構件通過安裝耳(28)、兩只微動行程開 關(40)、帶圍卡的引線(36)、罩蓋(22)、均安裝在底座(10)上，在底座下方增設了加強筋 (54)。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于燃氣鋼瓶專 用機械手是用專用短支架(31c、32c)和帶柄聯(lián)軸節(jié)(56)將機械手本體配裝燃氣鋼瓶專用 球閥組成；燃氣鋼瓶專用球閥由4分球閥閥體(2)，帶密封膠圈的管接頭(57)固定密封裝 于球閥閥體一端的4分內(nèi)螺紋中，而帶4分左旋外螺紋的旋緊手輪(58)套裝在管接頭(57) 的頸部組成；使用時，將燃氣鋼瓶專用機械手安裝在原燃氣鋼瓶角閥和原燃氣鋼瓶減壓閥 之間。
11.根據(jù)權利要求1所述的一種改進型系列球閥控制機械手，其特征在于燃氣軟管專 用機械手是用專用短支架(31c、32c)和帶柄聯(lián)軸節(jié)(56)，將機械手本體配裝燃氣軟管專用 球閥組成；燃氣軟管專用球閥是用兩只4分格林直嘴膠管接頭(59)，固定密封裝于4分球閥閥體(2)的兩端組成；使用時，將兩端的格林直嘴膠管接頭擰入燃氣專用膠管，并用管夾 緊固。
專利摘要一種改進型系列球閥控制機械手由直流電機減速器機構、手動離合機構、轉臂機構及支架構件，以上下串聯(lián)的總體結合安裝在加強底座上組成。當燃氣泄漏報警時導通直流電機驅動轉臂，象人手一樣轉動球閥手柄自動關閥，切斷氣源安全防爆。報警消除后可電動或手動復位開啟球閥。手動離合機構使電動、手動兼容，平時可按鈕電動遙控開關球閥，停電檢修及電氣故障時，可手動開關球閥。三維可調(diào)整安裝和系列支架適配不同規(guī)格、扭矩的球閥；無須改變?nèi)細夤艿涝渲?，新舊燃氣管道均適用；配以燃氣鋼瓶或軟管專用球閥用于燃氣鋼瓶或軟管的自控形成系列產(chǎn)品。也適用于其它氣體液體球閥的自控。具有結構緊湊體積小、成本低、安全方便、適用廣泛、價廉物美的優(yōu)點。
文檔編號F16K31/05GK201651512SQ200920133670
公開日2010年11月24日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權日2009年7月21日
發(fā)明者謝平 申請人:謝平