【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于旋转执行器，具体涉及一种过载保护旋转执行器及其应用。
技术介绍
1、随着智能家居和家电产品的发展，消费者对于家电产品的功能性、智能化以及安全性的要求日益提高。特别是智能冰箱等家用电器，其设计趋向于更加紧凑、美观，比如零嵌式冰箱对于冰箱顶部的空间限制十分苛刻。
2、在这些智能家电中，旋转执行器作为实现门体开闭等关键功能的核心部件，扮演着至关重要的角色。然而，在实际应用过程中，旋转执行器常常面临过载的情况，比如当冰箱门受到阻碍或用户操作不当导致的异常阻力时，如果缺乏有效的过载保护机制，可能会造成电机烧毁、齿轮损坏等问题，严重时甚至可能引发安全事故，如夹伤用户手指等。因此，开发一种能够在过载情况下快速响应并有效保护系统的旋转执行器变得尤为重要。
3、现有技术中，为了实现过载保护，常采用电磁离合器来中断动力传递。但是，这类方案存在明显的局限性：首先，电磁离合器所能承受的最大扭矩相对较小，若要适应大扭矩的应用场景，则需要增大电磁离合器的体积，这与当前智能家电追求的小型化趋势相悖，尤其是与零嵌冰箱追求执行器薄片化的趋势相悖。其次，电磁离合器的成本较高，且结构复杂，增加了维护难度。此外，电磁离合器的响应速度和灵敏度在长期使用后也容易出现不稳定，影响用户体验。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种过载保护旋转执行器及其应用。
2、本专利技术的目的在于提供一种既能保证足够大的过载保护能力又不会显著增加装置体积及成本的解决方案，
3、过载保护旋转执行器包括位于动力上游端的动力源，由动力源驱动的减速齿轮组，位于动力下游端的用于对作用对象输出旋转驱动力的旋转输出件，以及壳体；旋转输出件可旋转地装配于壳体上，旋转输出件具有周向设置的齿圈；减速齿轮组中具有过渡齿轮；在过渡齿轮与齿圈之间连接有离合齿条；离合齿条的两端被限制在壳体内沿直线滑动，离合齿条中部具有一段刚度小于两端且具有弹性的离合段；过渡齿轮与离合段啮合；当过渡齿轮与离合段之间的负载超过极限时，离合段向远离过渡齿轮的方向弯曲致使离合段与过渡齿轮解耦。
4、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，动力源和减速齿轮组安装于壳体内；旋转输出件可旋转地装配于壳体上，旋转输出件的一端位于壳体内，另一端露出壳体；旋转输出件的位于壳体内的一端具有周向设置的齿圈。
5、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，在壳体上且位于临近齿圈处具有抵块；离合齿条的一端可滑动地设置在抵块与齿圈之间形成的通道内；抵块支撑离合齿条的背面，以保持离合齿条与齿圈呈啮合状态。
6、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，抵块在临近齿圈的一侧具有平整的抵接面；抵接面与离合齿条的背面抵合，并在两者之间附有润滑介质。
7、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，壳体上还具有滑槽，离合齿条的远离齿圈的一端滑动配合在滑槽内。
8、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，离合齿条中离合段的厚度小于两端，使离合段具有相对小的刚度。
9、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，离合齿条中离合段的背侧被切割形成有刚度调节槽，使离合段具有相对小的刚度；刚度调节槽沿着离合齿条的长度方向延伸。
10、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，离合齿条由可注塑基材和掺杂于可注塑基材中的加强纤维一体结合形成；离合齿条中离合段内分散的加强纤维的密度相对低，使离合段具有相对小的刚度。
11、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，动力源为电机；减速齿轮组还包括蜗轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、减速行星齿轮组；蜗轮安装在电机输出轴上的；第一传动齿轮与第二传动齿轮同轴连接，且第一传动齿轮的直径大于第二传动齿轮的直径；第一传动齿轮与蜗轮啮合；第三传动齿轮连接在第二传动齿轮与减速行星齿轮组之间，将第二传动齿轮的旋转驱动力传递至减速行星齿轮组；减速行星齿轮组将旋转驱动力传递至过渡齿轮。
12、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，壳体内具有偏平的容纳仓，动力源、蜗轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、减速行星齿轮组被布置于容纳仓内；壳体外一侧具有凹陷区域，过渡齿轮和离合段被布置于凹陷区域内。
13、作为过载保护旋转执行器的进一步优化方案，过载保护旋转执行器应用于冰箱中驱动冰箱门的开闭；冰箱包括冰箱箱体和与冰箱箱体旋转连接的冰箱门；过载保护旋转执行器安装在冰箱箱体的顶部，旋转输出件装配于冰箱门的转轴处以驱动冰箱门旋转。
14、有益效果
15、与现有技术相比，本专利技术提供的过载保护旋转执行器，能够有效保护家电产品中的旋转驱动系统免受过载损害。当旋转输出件遭遇异常负载时，离合齿条的弹性离合段会弯曲并脱离与过渡齿轮的啮合，从而迅速中断动力传递，避免了电机和减速齿轮组因过载而损坏，并且减少了用户可能的撞伤夹伤风险。此外，由于齿条离合结构占用的高度极小，不增加整个执行器的厚度，使得该执行器能够适应各种空间限制的应用场景，如智能冰箱中。另外，通过调整离合段的结构，例如改变刚度调节槽，可以精确控制过载保护的触发点，并且以极低的成本批量制造不同过载保护触发力度的执行器，以适应不同的应用场景。
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1.一种过载保护旋转执行器，其特征在于：包括位于动力上游端的动力源（1），由所述动力源（1）驱动的减速齿轮组，位于动力下游端的用于对作用对象输出旋转驱动力的旋转输出件（3），以及壳体（9）；所述旋转输出件（3）可旋转地装配于所述壳体（9）上，所述旋转输出件（3）具有周向设置的齿圈（31）；所述减速齿轮组中具有过渡齿轮（29）；在所述过渡齿轮（29）与所述齿圈（31）之间连接有离合齿条（4）；所述离合齿条（4）的两端被限制在所述壳体（9）内沿直线滑动，所述离合齿条（4）中部具有一段刚度小于两端且具有弹性的离合段（41）；所述过渡齿轮（29）与所述离合段（41）啮合；当所述过渡齿轮（29）与所述离合段（41）之间的负载超过极限时，所述离合段（41）向远离所述过渡齿轮（29）的方向弯曲致使所述离合段（41）与所述过渡齿轮（29）解耦。
2.根据权利要求1所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：在所述壳体（9）上且位于临近所述齿圈（31）处具有抵块（91）；所述离合齿条（4）的一端可滑动地设置在所述抵块（91）与所述齿圈（31）之间形成的通道内；所述抵块（91）支撑所述离合齿条
3.根据权利要求2所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述抵块（91）在临近所述齿圈（31）的一侧具有平整的抵接面；所述抵接面与所述离合齿条（4）的背面抵合，并在两者之间附有润滑介质。
4.根据权利要求2所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述壳体（9）上还具有滑槽（92），所述离合齿条（4）的远离所述齿圈（31）的一端滑动配合在所述滑槽（92）内。
5.根据权利要求1至4任一项所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述离合齿条（4）中所述离合段（41）的厚度小于两端，使所述离合段（41）具有相对小的刚度。
6.根据权利要求1至4任一项所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述离合齿条（4）中所述离合段（41）的背侧被切割形成有刚度调节槽，使所述离合段（41）具有相对小的刚度；所述刚度调节槽沿着所述离合齿条（4）的长度方向延伸。
7.根据权利要求1至4任一项所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述离合齿条（4）由可注塑基材和掺杂于所述可注塑基材中的加强纤维一体结合形成；所述离合齿条（4）中所述离合段（41）内分散的加强纤维的密度相对低，使所述离合段（41）具有相对小的刚度。
8.根据权利要求1至4任一项所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述动力源（1）为电机；所述减速齿轮组还包括蜗轮（21）、第一传动齿轮（22）、第二传动齿轮（23）、第三传动齿轮（24）、减速行星齿轮组（25）；所述蜗轮（21）安装在电机输出轴上的；所述第一传动齿轮（22）与所述第二传动齿轮（23）同轴连接，且所述第一传动齿轮（22）的直径大于所述第二传动齿轮（23）的直径；所述第一传动齿轮（22）与所述蜗轮（21）啮合；所述第三传动齿轮（24）连接在所述第二传动齿轮（23）与所述减速行星齿轮组（25）之间，将所述第二传动齿轮（23）的旋转驱动力传递至所述减速行星齿轮组（25）；所述减速行星齿轮组（25）将旋转驱动力传递至所述过渡齿轮（29）。
9.根据权利要求8所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述壳体（9）内具有偏平的容纳仓，所述动力源（1）、蜗轮（21）、第一传动齿轮（22）、第二传动齿轮（23）、第三传动齿轮（24）、减速行星齿轮组（25）被布置于所述容纳仓内；所述壳体（9）外一侧具有凹陷区域，所述过渡齿轮（29）和所述离合段（41）被布置于所述凹陷区域内。
10.根据权利要求1至9任一项所述的过载保护旋转执行器的应用，其特征在于：所述过载保护旋转执行器应用于冰箱中驱动冰箱门（82）的开闭；所述冰箱包括冰箱箱体（81）和与所述冰箱箱体（81）旋转连接的冰箱门（82）；所述过载保护旋转执行器安装在所述冰箱箱体（81）的顶部，所述旋转输出件（3）装配于所述冰箱门（82）的转轴处以驱动所述冰箱门（82）旋转。
...【技术特征摘要】
1.一种过载保护旋转执行器，其特征在于：包括位于动力上游端的动力源（1），由所述动力源（1）驱动的减速齿轮组，位于动力下游端的用于对作用对象输出旋转驱动力的旋转输出件（3），以及壳体（9）；所述旋转输出件（3）可旋转地装配于所述壳体（9）上，所述旋转输出件（3）具有周向设置的齿圈（31）；所述减速齿轮组中具有过渡齿轮（29）；在所述过渡齿轮（29）与所述齿圈（31）之间连接有离合齿条（4）；所述离合齿条（4）的两端被限制在所述壳体（9）内沿直线滑动，所述离合齿条（4）中部具有一段刚度小于两端且具有弹性的离合段（41）；所述过渡齿轮（29）与所述离合段（41）啮合；当所述过渡齿轮（29）与所述离合段（41）之间的负载超过极限时，所述离合段（41）向远离所述过渡齿轮（29）的方向弯曲致使所述离合段（41）与所述过渡齿轮（29）解耦。
2.根据权利要求1所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：在所述壳体（9）上且位于临近所述齿圈（31）处具有抵块（91）；所述离合齿条（4）的一端可滑动地设置在所述抵块（91）与所述齿圈（31）之间形成的通道内；所述抵块（91）支撑所述离合齿条（4）的背面，以保持所述离合齿条（4）与所述齿圈（31）呈啮合状态。
3.根据权利要求2所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述抵块（91）在临近所述齿圈（31）的一侧具有平整的抵接面；所述抵接面与所述离合齿条（4）的背面抵合，并在两者之间附有润滑介质。
4.根据权利要求2所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述壳体（9）上还具有滑槽（92），所述离合齿条（4）的远离所述齿圈（31）的一端滑动配合在所述滑槽（92）内。
5.根据权利要求1至4任一项所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述离合齿条（4）中所述离合段（41）的厚度小于两端，使所述离合段（41）具有相对小的刚度。
6.根据权利要求1至4任一项所述的过载保护旋转执行器，其特征在于：所述离合齿条（4）中所述离合段（41）的背侧被切割形...
【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，杨奇鹏，付政，叶君剑，
申请(专利权)人：裕克施乐塑料制品太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：
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