CN103727094A - 一种电液伺服数控推杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电液伺服数控推杆装置，包括壳体、位于壳体内的伺服电机，伺服电机输出轴上连接有一同轴向设置的丝杆，丝杆上螺纹配合套设有螺母，还包括和螺母同轴固定设置的推杆，其特征在于，所述伺服电机为双轴电机，并在另一输出轴带动一套由油泵、液压腔室、液压通道以及电磁控制阀等形成的液压推动系统。本发明集合了现有两种推杆装置的优点，克服了各自缺陷，既能够精确控制运动精度，能够灵活调速，又能够承载较大负荷，能够柔性卸荷，具备应用范围广的优点。

Description

一种电液伺服数控推杆装置

技术领域

本发明涉及一种推杆装置，尤其是一种电液伺服数控推杆装置。

 

背景技术

推杆装置，是一种用于产生往复推动作用的动力装置，适用于各种需要提供反复定向推力的场合。

目前，市场上的推杆装置一般有两种结构形式。一种是电动推杆，其中包含电动伺服推杆，其结构为采用电机作为动力源，一般靠丝杆螺母副的配合将旋转转化为丝杆的水平移动，实现往复推动，电机为伺服电机时即为伺服推杆。另一种是液压推杆，其结构为采用液压泵作为动力源，靠液压泵调控转换活塞两端的油液腔的液压，进而推动活塞带动活塞杆往复运动，实现推动。

普通的电动推杆只能做间歇式几吨负载的推拉运动能自锁，效率低40%。伺服推杆运动精度高，能调速，适合有运动精度要求的场所，但不能适合十几吨的负荷的力推拉力控制，伺服功率大成本高，缺乏力反馈控制。液压推杆适合间歇式大力的推拉，柔性泄荷，能感知推拉力，但精度低，不能高速、长时间运行发热严重。

故，如果能够设计一种既能够精确控制运动精度，能够灵活调速，同时又能够承载较大负荷，能够柔性卸荷的推杆装置，则能够克服上述两者各自的不足，极大地扩大推杆的应用范围。

 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，怎样提供一种既能够精确控制运动精度，能够灵活调速，又能够负载较大负荷，能够柔性卸荷、并能实现位置、推力检测实现闭环控制的电液伺服数控推杆装置，使其具备应用范围广的特点。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种电液伺服数控推杆装置，包括壳体、位于壳体内的伺服电机，伺服电机输出轴上连接有一同轴向设置的丝杆，丝杆上螺纹配合套设有螺母，还包括和螺母同轴固定设置的推杆，其特征在于，所述伺服电机为双轴电机，伺服电机和丝杆相连接的输出轴上设置有离合器，伺服电机背离丝杆一端的输出轴和一油泵相连并作为油泵动力，所述油泵位于一形成于壳体后方的油箱内；所述推杆外偏心固定套设有一活塞，活塞可前后滑动地设置在一形成于壳体前方的油液腔室内且推杆前端伸出油液腔室形成施力端，所述油液腔室的前后两端室壁上各设置有进液口并分别通过液压通道和油泵相连，所述液压通道上设置有电磁控制阀。

本发明的推杆装置使用时，伺服电机带动丝杆旋转，丝杆和螺母形成螺纹副配合，由于螺母和推杆相互固定，推杆和活塞相互固定，同时活塞为偏心设置，故能够产生导轨的作用效果，迫使螺母、推杆和活塞一起做轴向运动。同时伺服电机为双轴电机，其另一输出轴能够带动油泵工作，通过油液管道使得油液进入到油液腔室内，推动活塞做轴向运动。故本发明的推杆装置可以同时具有丝杆推动和油液推动两套动力，其综合了两套动力各自的优点，克服了两套动力单独的缺陷，既能够精确控制运动精度，能够灵活调速，又能够负载较大负荷，能够柔性卸荷，具备应用范围广的特点。

作为优化，所述电磁控制阀包括一个二位电磁阀和一个三位电磁阀，能够用于将两个液压通道相互连通或者将任一液压通道和油泵出口管道连通，实现快速差动运动，同时使得另一液压通道和油箱连通。其具体的连接方式可以是和现有的普通液压推杆类似，不在此详述。

这样不仅可以靠电磁控制阀进行控制卸荷，而且可以控制两个液压通道相互连通后，使得单独丝杆螺母的传动结构产生作用负载。故能够在单独丝杆螺母的机械传动进行负载，以及机械传动和液压传动共同进行负载两者之间切换，以应对不同的工作需求状况，进一步提高装置应用范围。

作为优化，所述伺服电机用于和丝杆相连的输出轴上位于离合器和丝杆之间的位置还套设相连有一个传送带，传送带另一端和同轴设置的一个转轴相连并用于带动转轴和输出轴同步旋转，所述转轴两端各自设置有一个用于检测转动角度的编码器和一个用于记忆转动圈数的电位器。

这样优化后，方便装置启停时，监控推杆运行位置，能够更加精准地控制推杆的运行。

作为优化，所述推杆和油液腔室前端的壳体之间、所述活塞和油液腔室内壁之间以及和丝杆相连的输出轴和壳体之间均设置有密封圈或者油封装置。

这样，可以更好地实现密封，提高装置可靠性。

作为优化，所述推杆内部偏心设置有面向伺服电机一端为开口端的丝杆孔，丝杆孔开口端处设置所述螺母，所述丝杆螺纹旋接穿过螺母后位于所述丝杆孔内。

这样，可以使得结构更加紧凑而轻便，利于装置的正常运行。

从上述结构和工作过程的介绍，可以看出，本发明的电液伺服数控推杆是一种数控和液压的复合传动装置，其既有液压的特长泄荷方便，感知力，推力大，又具有数控的精度高、快速、发热小、润滑、冷却好，工作时间长，同时又具有导向功能（活塞杆不会旋转），是一种复合传动的装置，特别适合恒功率驱动的负载场所，能达到既快，推拉力大，节能，同时也能实现自锁。

综上所述，本发明集合了现有两种推杆装置的优点，克服了各自缺陷，既能够精确控制运动精度，能够灵活调速，又能够负载较大负荷，能够柔性卸荷，具备应用范围广的优点。

附图说明

图1为本发明具体实施时的结构示意图。

图2为本发明具体实施时的液压控制油路结构示意图。

图3为本发明具体实施时采用的控制系统的示意简图。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时，如图1所示，一种电液伺服数控推杆装置，包括壳体1、位于壳体1内的伺服电机2，伺服电机2输出轴上连接有一同轴向设置的丝杆3，丝杆3上螺纹配合套设有螺母4，还包括和螺母4同轴固定设置的推杆5，其中，所述伺服电机2为双轴电机，伺服电机2和丝杆3相连接的输出轴上设置有离合器6，伺服电机2背离丝杆3一端的输出轴和一油泵7相连并作为油泵动力，所述油泵7位于一形成于壳体1后方的油箱8内；所述推杆5外偏心固定套设有一活塞9，活塞9可前后滑动地设置在一形成于壳体2前方的油液腔室10内且推杆5前端伸出油液腔室10形成施力端，所述油液腔室10的前后两端室壁上各设置有进液口11并分别通过液压通道12和油泵7相连，所述液压通道12上设置有电磁控制阀。

具体实施时，所述电磁控制阀包括一个二位电磁阀13和一个三位电磁阀14，能够用于将两个液压通道相互连通或者将任一液压通道和油泵出口管道连通，同时使得另一液压通道和油箱8连通。具体实施时，所述伺服电机2用于和丝杆3相连的输出轴上位于离合器6和丝杆3之间的位置还套设相连有一个传送带15，传送带15另一端和同轴设置的一个转轴16相连并用于带动转轴和输出轴同步旋转，所述转轴16两端各自设置有一个用于检测转动角度的编码器17和一个用于记忆转动圈数的电位器18。所述推杆5和油液腔室10前端的壳体1之间、所述活塞9和油液腔室10内壁之间以及和丝杆相连的输出轴和壳体1之间均设置有密封圈19或者油封装置20。所述推杆5内部偏心设置有面向伺服电机一端为开口端的丝杆孔，丝杆孔开口端处设置所述螺母4，所述丝杆3螺纹旋接穿过螺母4后位于所述丝杆孔内。这样，油缸活塞的中心和丝杆的回转中心不是同一中心，形成一偏心，防止活塞转动。

具体实施时，电磁控制阀可以主要由一个二位四通换向阀和三位四通换向阀得到（即所述二位电磁阀13和三位电磁阀14），其具体的控制油路结构可以是和现有的液压推杆相同，也可以是采用如图2所示的液压控制油路结构。图2中，标号2为伺服电机，标号22为单向阀，标号7为油泵采用齿轮泵，标号6为离合器采用电磁离合器，标号3为丝杆采用滚珠丝杆，标号10为油液腔室，标号14为三位电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀，标号13为二位电磁换向阀采用二位四通电磁换向阀，标号21为压力变送器，标号23为吸油过滤器。

本推杆装置针对控制对象可以实现以下三种方案工作方案：1、液压压力阀泄荷、离合器通电实现数控精确、快速控制；2、离合器断电脱开丝杆液压系统工作实现慢速大退、拉力工作；3、离合器通电液压系统、数控装置同时起作用实现大推拉力工作。

本发明具体实施时可以采用如图3所示的控制系统，如其所示，可以采用一微控器实现对各电气件，如离合器、各电磁阀以及压力变送器的控制，并可以进行显示。

本发明的电液伺服数控推杆是一种数控和液压的复合传动装置，其既有液压的特长泄荷方便，感知力，推力大，又具有数控的精度高、快速、发热小、润滑、冷却好，工作时间长，同时又具有导向功能（活塞杆不会旋转），是一种复合传动的装置，特别适合恒功率驱动的负载场所，能达到既快，推拉力大，节能，同时也能实现自锁。

Claims (5)

1.一种电液伺服数控推杆装置，包括壳体、位于壳体内的伺服电机，伺服电机输出轴上连接有一同轴向设置的丝杆，丝杆上螺纹配合套设有螺母，还包括和螺母同轴固定设置的推杆，其特征在于，所述伺服电机为双轴电机，伺服电机和丝杆相连接的输出轴上设置有离合器，伺服电机背离丝杆一端的输出轴和一油泵相连并作为油泵动力，所述油泵位于一形成于壳体后方的油箱内；所述推杆外偏心固定套设有一活塞，活塞可前后滑动地设置在一形成于壳体前方的油液腔室内且推杆前端伸出油液腔室形成施力端，所述油液腔室的前后两端室壁上各设置有进液口并分别通过液压通道和油泵相连，所述液压通道上设置有电磁控制阀。

2.如权利要求1所述的电液伺服数控推杆装置，其特征在于，所述电磁控制阀包括一个二位电磁阀和一个三位电磁阀。

3.如权利要求1或2所述的电液伺服数控推杆装置，其特征在于，所述伺服电机用于和丝杆相连的输出轴上位于离合器和丝杆之间的位置还套设相连有一个传送带，传送带另一端和同轴设置的一个转轴相连并用于带动转轴和输出轴同步旋转，所述转轴两端各自设置有一个用于检测转动角度的编码器和一个用于断电记忆转动圈数和数值的电位器。

4.如权利要求1或2所述的电液伺服数控推杆装置，其特征在于，所述推杆和油液腔室前端的壳体之间、所述活塞和油液腔室内壁之间以及和丝杆相连的输出轴和壳体之间均设置有密封圈或者油封装置。

5.如权利要求1所述的电液伺服数控推杆装置，其特征在于，所述推杆内部偏心设置有面向伺服电机一端为开口端的丝杆孔，丝杆孔开口端处设置所述螺母，所述丝杆螺纹旋接穿过螺母后位于所述丝杆孔内。

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