CN103730979B - 一体化伺服电动缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化伺服电动缸，包括缸体、丝杠、螺母，所述缸体的两端为开口端和封闭端，所述开口端处设置有前支撑盖，所述封闭端处设置有后端盖，且缸体的中间部分为中空结构，所述丝杠设置在缸体之内，所述螺母安装在丝杠之上，并可沿着丝杠的轴线做往复的直线运动，所述螺母与动力管螺纹连接，所述丝杠通过丝杠连接套与扭矩传递接头相连接，所述扭矩传递接头与转子轴相连接，所述转子轴与转子固定连接，在所述缸体内固定有定子，所述转子轴由前轴承和后轴承支撑。本发明还具有结构简单、性能优越、维护方便、尺寸符合作业要求的优点。

Description

一体化伺服电动缸

技术领域

本发明涉及一种传动装置，具体涉及一种一体化伺服电动缸。

背景技术

伺服电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，具有精确的转速和位置控制的特点，因而得到工业上的广泛应用。电动缸一般由电机、同步传送带、丝杆和缸体等构成，可分为直线式电动缸和折返式电动缸。直线式电动缸中，电机与电动缸的传动丝杆直接相连接，结构紧凑、惯量小、轴向一致；折返式电动缸的整体长度较短，适用于安装位置比较小的场合。

电动缸是一种提供直线运动及推力的执行元件，工作原理是将电机的旋转运动通过丝杠转变为推杆的直线往返运动，并通过推杆带动负载，利用伺服电机的控制特性，可以很方便地实现对推力、速度和位置的精密控制。

电动缸与液压缸相比，电动缸直接由伺服驱动器控制，不需要液压油作为中间媒介来传递动力，其性能不会受环境温度、易污染的液压阀和油介质的影响，使用环境变化时无需做相应调整，运行噪声低，维护简单，更加环保。电动缸的电机和伺服驱动器之间的联线非常简单，不需要液压系统中复杂的油泵、油箱、管路、液压阀以及其他附属设施，减少了设施投入和设备维护，节省了安装空间，安装、调试、拆卸方便。电动缸因其优越的控制性能、安装调试方便、维护简单等优点广泛应用于工业生产中。用于钢铁工业中传送带调节装置上控制辊的操作控制，但也适合于食品工业中计量用灌装阀的调节任务，污水处理设备上的控制阀的调节，挡水坝上的锥形放水阀调节，以及发电厂的进水阀的控制和调节。

此外，这种多用途的伺服气缸还可在无线通信技术中用于操作天线杆的折叠，在农业中用于对汽车轴进行独立控制，或者也可以作为连杆用于自动检测和生产的设备上。

但是，现有技术中的伺服电动缸上匹配的伺服电机为外置，与伺服电动缸的执行部件通过联轴器或者同步带轮连接，造成外形尺寸过大，对于一些空间有限制的应用场合，普通伺服电动缸无法使用，尤其在伺服焊钳上，这样的缺点会给生产作业带来一定的困难，从而导致生产效率的下降。

因此，亟需一种伺服电机内置于电动缸缸体内的一体化伺服电动缸。

发明内容

本发明的目的在于提出一种伺服电动缸，解决的技术问题是现有技术中的电动缸的伺服电机为外置配置，外形尺寸偏大导致应用的场合有限。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种一体化伺服电动缸，包括缸体、丝杠、螺母，所述缸体的两端为开口端和封闭端，所述开口端处设置有前支撑盖，所述封闭端处设置有后端盖，且缸体的中间部分为中空结构，所述丝杠设置在缸体之内，所述螺母安装在丝杠之上，并可沿着丝杠的轴线做往复的直线运动，所述螺母与动力管螺纹连接，所述丝杠通过丝杠连接套与扭矩传递接头相连接，所述扭矩传递接头与转子轴相连接，所述转子轴与转子固定连接，在所述缸体内固定有定子，所述转子轴由前轴承和后轴承支撑。

优选地，所述后端盖上设置有编码器安装座，所述编码器安装座上安装有编码器，所述编码器与编码器连接轴相连。

优选地，所述扭矩传递接头与编码器连接轴相连接。

优选地，所述后端盖上设置有制动器。

优选地，所述前支撑盖与动力管的连接处设置有端部密封组件。

优选地，所述前支撑盖与动力管之间设置有导向套。

本发明的有益效果为：本发明设计的一体化伺服电动缸将伺服电机与丝杠传动机构融为一体，伺服电机的转子与定子内置于伺服电动缸壳体中，直接将电机的输出扭矩通过丝杠连接套传递给丝杠，丝杠旋转带动螺母做直线运动，从而使工作部件做直线运动；一体化伺服电动缸所有运动传动部件安装在完全密封的壳体内，在开口端处设置有端部密封组件，粉尘颗粒或其他污染物被阻挡在壳体外，不会对内部关键运动机构造成影响；本发明还具有结构简单、性能优越、维护方便、尺寸符合作业要求的优点。

附图说明

图1是本发明的一种一体化伺服电动缸的结构示意图。

图中：

1、端部密封组件；2、前支撑盖；3、轴承固定螺母；4、前轴承；5、转子轴；6、缸体；7、定子；8、转子；9、丝杠；10、螺母；11、后轴承；12、制动器；13、编码器安装座；14、编码器；15、编码器连接轴；16、丝杠连接套；17、扭矩传递接头；18、后端盖；19、动力管；20、导向套。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，

如图1所示，本发明所述的一种一体化伺服电动缸，包括缸体6、丝杠9、螺母10、前支撑盖2、后端盖18、缸体6的两端为开口端和封闭端，在开口端处设置有前支撑盖2，在封闭端处设置有后端盖18，且缸体的中间部分为中空结构，丝杠9设置在缸体6之内，螺母10安装在丝杠9之上，并可沿着丝杠9的轴线做往复的直线运动，螺母10与动力管19螺纹连接。

本发明所述的一体化伺服电动缸还包括内置的伺服电机以及伺服电机与丝杠9之间的中间传动部件，伺服电机是电动缸中实现电能和机械能转换的核心装置，其性能直接影响电动缸的整体性能。本发明所述的伺服电机包括缸体6、定子7、转子8；中间传动部件包括转子轴5、扭矩传递接头17、丝杠连接套16；丝杠9通过丝杠连接套16与扭矩传递接头17相连接，扭矩传递接头17与转子轴5相连接，转子轴5可带动扭矩传递接头17转动，转子轴5与转子8通过螺栓固定连接，定子7固定在缸体6上，转子轴5通过前轴承4和后轴承11支撑。

后端盖18上设置有编码器安装座13，所述编码器安装座13上安装有编码器14，编码器14与编码器连接轴15相连，扭矩传递接头17与编码器连接轴15相连接。扭矩传递接头17可带动编码器连接轴15转动，编码器14是一种速度、角度或者位置传感器，通过光电转换将被测输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲，可以高精度测量被测轴的转角或者被测物体的直线行程长度。

后端盖18上还设置有制动器12，制动器12的内圈与扭矩传递接头17相连接，当断电时，制动器12使扭矩传递接头17停止旋转，从而使丝杠9停止旋转，进而使螺母10停止直线运动。

所述前支撑盖2与动力管19的连接处设置有端部密封组件1。本发明所述的一种一体化伺服电动缸的外部有前支撑盖2和后端盖18封闭，前支撑盖2与动力管19的连接处设置有端部密封组件1，所以粉尘颗粒或其他污染物被阻挡在壳体外，不会对内部关键运动机构造成影响。

前支撑盖2与动力管19之间设置有导向套20，导向套20起到导向作用和防止旋转的作用。

本发明在工作时，伺服电机通电后，转子8开始旋转并输出扭矩，转子轴5通过螺钉与伺服电机的转子8相连，转子轴5随着转子8旋转而旋转。转子轴5通过螺纹与扭矩传递接头17相连，从而将旋转运动与扭矩传递给扭矩传递接头17，扭矩传递接头17通过丝杠连接套16将旋转运动和扭矩传递给丝杠9，丝杠9将扭矩传递给螺母10，螺母10与动力管19螺纹连接，丝杠9旋转，动力管19随着螺母10做直线运动。

本发明所述的一体化伺服电动缸，将伺服电机与丝杠传动机构融为一体，并对结构尺寸和性能进行优化设置，使伺服电机与电动缸组成紧密的一体化结构，伺服电机的转子8与定子7内置于伺服电动缸缸体中，直接将电机的输出扭矩通过丝杠连接套16传递给丝杠9，丝杠9旋转带动螺母10做直线运动，从而使工作部件做直线运动。本发明的所述的一体化伺服电动缸，优化了内部结构，减低了生产成本，并使本发明适合应用于各种不同尺寸需求的工业作业环境中。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种一体化伺服电动缸，包括缸体、丝杠、螺母，所述缸体的两端为开口端和封闭端，所述开口端处设置有前支撑盖，所述封闭端处设置有后端盖，且缸体的中间部分为中空结构，所述丝杠设置在缸体之内，所述螺母安装在丝杠之上，并可沿着丝杠的轴线做往复的直线运动，所述螺母与动力管螺 纹连接，其特征在于：

所述丝杠通过丝杠连接套与扭矩传递接头相连接，所述扭矩传递接头与转子轴相连接，所述转子轴与转子固定连接，在所述缸体内固定有定子，所述转子轴由前轴承和后轴承支撑；

所述转子与所述定子都内置于伺服伺服电动缸缸体中，直接将电机输出扭矩通过所述丝杠连接套传递给所述丝杠，所述丝杠旋转带动所述螺母做直线运动，从而使工作部件做直线运动;

所述后端盖上设置有编码器安装座，所述编码器安装座上安装有编码器，所述编码器与编码器连接轴相连,所述扭矩传递接头与编码器连接轴相连接;

所述后端盖上还设置有制动器，制动器的内圈与扭矩传递接头相连接，当断电时，制动器使扭矩传递接头停止旋转，从而使丝杠停止旋转，进而使螺母停止直线运动。

2.根据权利要求 1 所述的一种一体化伺服电动缸，其特征在于 ：所述前支撑盖与动力管的连接处设置有端部密封组件。

3.根据权利要求 1 所述的一种一体化伺服电动缸，其特征在于 ：所述前支撑盖与动力管之间设置有导向套。