CN104847863B - 一种电液混合式直线运动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种电液混合式直线运动机构，属于机电一体化领域。本发明包括丝杠、螺母、下端盖、拉杆、内筒、外筒和推杆。丝杠、螺母、内筒、外筒、推杆的中心轴线重合；本发明兼具液压缸、电动缸优点，具有电动缸、液压缸、电液混合缸三种工作模式。当油道A、油道B间无压力差时，电机通电，为电动缸工作模式，可实现对小负载的精确控制；当电机不通电，油道A、油道B间存在压力差时，为液压缸工作模式，可带较大的负载；当电机通电且油道A、油道B间存在压力差时，为电液混合缸工作模式，可提供更大的驱动力，适用于负载过大状况。本发明适用性强，通过切换不同工作模式，可控制不同的负载情况，提高工作的灵活性、效率以及能源利用率。

Description

一种电液混合式直线运动机构
技术领域
本发明涉及一种直线运动机构，尤其涉及一种电液混合式直线运动机构，属于机电一体化技术领域。
背景技术
液压缸是一种以液压作为动力的直线运动机构，可将液压能量转换为机械能。液压缸的优点是功率体积比大，工作可靠，结构简单，在工程机械、冶金等需要大推力的场合有非常广的应用。液压缸的确点式需要提供液压能源，不可避免的存在泄漏污染，另外液压缸在低速运动时会出现爬行现象。
电动缸则是以电机作为动力的直线运动机构，通过各种形式的丝杠将电机的旋转运动转换为直线运动。电动缸的优点是其能源简洁，无污染，可以实现高精度的速度或位置定位控制。但是其缺点是功率密度相比液压缸要小的多，在大功率场合无法取代液压缸。
在一些特殊应用场合中，要求执行机构具有非常好的低速及高速运动特性，另外其负载变化可能比较剧烈。因此单纯采用电动缸或者液压缸都不能很好的满足经济、节能、高效等要求。
发明内容
针对现有液压缸和电动缸的技术不足，本发明解决的技术问题是提供一种兼具液压缸、电动缸优点的电液混合直线运动机构，所述的电液混合直线运动机构既可以单独的使用电机作为动力源，也可单独使用液压能源作为动力源，还可以两者同时使用，因此其兼具了二者的优点，具有更好的运动控制性能，能够适应多种特殊或负载过大的工况。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明公开的一种电液混合式直线运动机构，包括丝杠、螺母、下端盖、拉杆、内筒、外筒和推杆，其中丝杠、螺母、内筒、外筒、推杆的中心轴线重合；丝杠将通过键槽与电机相连；丝杠与螺母构成一对丝杠副，通过丝杠副可以将丝杠的旋转运动转化为螺母沿轴线方向的直线运动。内筒通过下端的螺母槽及螺纹孔与螺母相联结，下端盖、内筒的上端盖、外筒通过拉杆以螺纹连接的方式紧固在一起；上端盖与外筒之间通过密封圈进行密封；下盖与外筒之间亦用密封圈进行密封；推杆嵌套在内筒与外筒之间并可沿轴线运动，推杆的下端通过法兰盘、螺纹孔与电机机壳相连；推杆与外筒之间形成油腔A，油液经过油道A进入油腔A，推杆上端的活塞与外筒之间用密封圈进行密封，推杆下端与下端盖之间亦使用密封圈进行密封；推杆与内筒之间形成油腔B，油液经过油道B进入油腔B，推杆下端与内筒之间通过密封圈进行密封。
内筒主要由上端盖、内壁、螺母槽、螺纹孔、密封槽构成，其中上端盖上也开有螺纹孔，用于通过拉杆、下端盖将外筒紧固；螺纹孔用于通过螺栓与螺母联结；下方螺母槽的外侧也开有密封槽，用于使用密封圈在内筒与推杆之间进行密封；密封槽用于在上端盖与外筒之间使用密封圈进行密封。
推杆主要由活塞、油道A、螺纹孔、油道B、密封槽构成，其中密封槽用于使用密封圈在活塞与外筒之间进行密封；液压油可通过油道A进入推杆与外筒之间形成的油腔A，也可通过油道B进入推杆与内筒之间形成的油腔B，实现向缸体的两不同腔供油；下方的密封槽用于在推杆分别与下端盖、内筒之间使用密封圈进行密封；下方螺纹孔用于通过法兰盘与电机机壳进行螺栓连接。
本发明公开的一种电液混合式直线运动机构具有电动缸、液压缸、电液混合缸三种工作模式。选用电动缸工作模式时可实现对小负载的精确控制，使油道A、油道B间无压力差，电机通电，电机驱动丝杠产生旋转运动，通过丝杠副转化为螺母与电机间的相对直线运动，由于内筒、外筒和螺母通过上端盖、下端盖、拉杆联结在一起，电机机壳与推杆通过法兰盘和螺丝孔联结在一起，故推杆与内筒、外筒之间就产生了相对直线运动，即通过控制电机的电流信号即可控制缸体直线运动的速度和方向。选用液压缸工作模式时可带较大的负载，电机不通电，使油道A、油道B间存在压力差，当油液通过油道A进入推杆与外筒间形成的油腔A时，则外筒缩回；当油液通过油道B进入推杆与内筒间形成的油腔B时，则外筒伸出，即通过控制油道A、油道B出的油液压力和流量即可控制缸体直线运动的速度和方向。推杆与内筒、外筒的移动接触面均采用了密封圈进行密封，保证了油液不会进入电机的工作区域，影响电机的正常工作。选用电液混合缸工作模式，可提供更大的驱动力，所述更大的驱动力指电动缸、液压缸驱动的合力，可适用于负载过大状况。
有益效果：
本发明公开的一种电液混合式直线运动机构，具有电动缸、液压缸、电液混合缸三种工作模式，适用性强，通过切换不同的工作模式，可以控制不同的负载情况，提高工作的灵活性、效率以及能源的利用率。
附图说明
图1为本发明的装配示意图。图中1为丝杠、2为螺母、3为下端盖、4为拉杆、5为内筒、6为外筒、7为油腔A、8为油腔B、9为推杆。
图2为本发明的内筒的零件示意图。图中501为上端盖、502为内壁、503为下端盖、504为螺纹孔、505为密封槽。
图3为本发明的推杆的零件示意图。图中901为活塞、902为油道A、903为螺纹孔、904为油道B、905为密封槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例由丝杠1、螺母2、下端盖3、拉杆4、内筒5、外筒6、推杆9，七个部件组成，其中丝杠1、螺母2、内筒5、外筒6、推杆9的中心轴线重合；丝杠1将通过键槽与电机相连；丝杠1与螺母2构成一对丝杠副，通过丝杠副可以将丝杠1的旋转运动转化为螺母2沿轴线方向的直线运动。内筒5通过下端的螺母槽503及螺纹孔504与螺母2相联结，下端盖3、内筒5的上端盖501、外筒6通过拉杆4以螺纹连接的方式紧固在一起；上端盖501与外筒6之间通过密封圈进行密封；下盖3与外筒6之间亦用密封圈进行密封；推杆9嵌套在内筒5与外筒6之间并可沿轴线运动，推杆9的下端通过法兰盘、螺纹孔与电机机壳相连；推杆9与外筒6之间形成油腔A7，油液经过油道A902进入油腔A7，推杆9上端的活塞901与外筒6之间用密封圈进行密封，推杆9下端与下端盖3之间亦使用密封圈进行密封；推杆9与内筒5之间形成油腔B8，油液经过油道B904进入油腔B8，推杆9下端与内筒5之间通过密封圈进行密封。
如图2所示，内筒5由上端盖501、内壁502、螺母槽503、螺纹孔504、密封槽505构成，其中上端盖501上也开有螺纹孔，用于通过拉杆4、下端盖3将外筒6紧固；螺纹孔504用于通过螺栓与螺母2联结；下方螺母槽503的外侧也开有密封槽，用于使用密封圈在内筒5与推杆9之间进行密封；密封槽505用于在上端盖501与外筒6之间使用密封圈进行密封。
如图3所示，推杆9由活塞901、油道A902、螺纹孔903、油道B904、密封槽905构成，其中密封槽905用于使用密封圈在活塞901与外筒6之间进行密封；液压油可通过油道A902进入推杆9与外筒6之间形成的油腔A7，也可通过油道B904进入推杆9与内筒5之间形成的油腔B8，实现向缸体的两不同腔供油；下方的密封槽用于在推杆9分别与下端盖3、内筒5之间使用密封圈进行密封；下方螺纹孔903用于通过法兰盘与电机机壳进行螺栓连接。
如图1所示，本实施例公开的一种电液混合式直线运动机构具有电动缸、液压缸、电液混合缸三种工作模式。选用电动缸工作模式时可实现对小负载的精确控制，使油道A7、油道B8间无压力差，电机通电，电机驱动丝杠1产生旋转运动，通过丝杠副转化为螺母2与电机间的相对直线运动，由于内筒5、外筒6和螺母2通过上端盖501、下端盖3、拉杆4联结在一起，电机机壳与推杆9通过法兰盘和螺丝孔联903结在一起，故推杆9与内筒5、外筒6之间就产生了相对直线运动，即通过控制电机的电流信号即可控制缸体直线运动的速度和方向。选用液压缸工作模式时可带较大的负载，电机不通电，使油道A7、油道B8间存在压力差，当油液通过油道A902进入推杆9与外筒6间形成的油腔A7时，则外筒缩回；当油液通过油道B904进入推杆9与内筒5间形成的油腔B6时，则外筒伸出，即通过控制油道A902、油道B904出的油液压力和流量即可控制缸体直线运动的速度和方向。推杆9与内筒5、外筒6的移动接触面均采用了密封圈进行密封，保证了油液不会进入电机的工作区域，影响电机的正常工作。当电机通电且油道A902、油道B904间存在压力差时，本发明为电液混合缸工作模式，可提供更大的驱动力，适用于负载过大的状况。选用电液混合缸工作模式，可提供更大的驱动力，所述更大的驱动力指电动缸、液压缸驱动的合力，可适用于负载过大状况。

Claims (2)

1.一种电液混合式直线运动机构，包括丝杠(1)、螺母(2)、下端盖(3)、拉杆(4)、内筒(5)、外筒(6)和推杆(9)；其特征在于：所述的丝杠(1)、螺母(2)、内筒(5)、外筒(6)、推杆(9)的中心轴线重合；丝杠(1)将通过键槽与电机相连；丝杠(1)与螺母(2)构成一对丝杠副，通过丝杠副将丝杠(1)的旋转运动转化为螺母(2)沿轴线方向的直线运动；内筒(5)通过下端的螺母槽(503)及螺纹孔(504)与螺母(2)相联结，下端盖(3)、内筒(5)的上端盖(501)、外筒(6)通过拉杆(4)以螺纹连接的方式紧固在一起；上端盖(501)与外筒(6)之间通过密封圈进行密封；下端盖(3)与外筒(6)之间亦用密封圈进行密封；推杆(9)嵌套在内筒(5)与外筒(6)之间并可沿轴线运动，推杆(9)的下端通过法兰盘、螺纹孔与电机机壳相连；推杆(9)与外筒(6)之间形成油腔A(7)，油液经过油道A(902)进入油腔A(7)，推杆(9)上端的活塞(901)与外筒(6)之间用密封圈进行密封，推杆(9)下端与下端盖(3)之间亦使用密封圈进行密封；推杆(9)与内筒(5)之间形成油腔B(8)，油液经过油道B(904)进入油腔B(8)，推杆(9)下端与内筒(5)之间通过密封圈进行密封；
所述的内筒(5)主要由上端盖(501)、内壁(502)、螺母槽(503)、螺纹孔(504)、密封槽(505)构成，其中上端盖(501)上也开有螺纹孔，用于通过拉杆(4)、下端盖(3)将外筒(6)紧固；螺纹孔(504)用于通过螺栓与螺母(2)联结；下方螺母槽(503)的外侧也开有密封槽，用于使用密封圈在内筒(5)与推杆(9)之间进行密封；密封槽(505)用于在上端盖(501)与外筒(6)之间使用密封圈进行密封；
所述的推杆(9)主要由活塞(901)、油道A(902)、螺纹孔(903)、油道B(904)、密封槽(905)构成，其中密封槽(905)用于使用密封圈在活塞(901)与外筒(6)之间进行密封；液压油可通过油道A(902)进入推杆(9)与外筒(6)之间形成的油腔A(7)，也可通过油道B(904)进入推杆(9)与内筒(5)之间形成的油腔B(8)，实现向缸体的两不同腔供油；下方的密封槽用于在推杆(9)分别与下端盖(3)、内筒(5)之间使用密封圈进行密封；下方螺纹孔(903)用于通过法兰盘与电机机壳进行螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种电液混合式直线运动机构，其特征在于：具有电动缸、液压缸、电液混合缸三种工作模式；选用电动缸工作模式时可实现对小负载的精确控制，使油道A(902)、油道B(904)间无压力差，电机通电，电机驱动丝杠(1)产生旋转运动，通过丝杠副转化为螺母(2)与电机间的相对直线运动，由于内筒(5)、外筒(6)和螺母(2)通过上端盖(501)、下端盖(3)、拉杆(4)联结在一起，电机机壳与推杆(9)通过法兰盘和螺纹孔(903)结在一起，故推杆(9)与内筒(5)、外筒(6)之间就产生了相对直线运动，即通过控制电机的电流信号即可控制缸体直线运动的速度和方向；选用液压缸工作模式时可带较大的负载，电机不通电，使油道A(902)、油道B(904)间存在压力差，当油液通过油道A(902)进入推杆(9)与外筒(6)间形成的油腔A(7)时，则外筒缩回；当油液通过油道B(904)进入推杆(9)与内筒(5)间形成的油腔B(6)时，则外筒(6)伸出，即通过控制油道A(902)、油道B(904)出的油液压力和流量即可控制缸体直线运动的速度和方向；推杆(9)与内筒(5)、外筒(6)的移动接触面均采用了密封圈进行密封，保证了油液不会进入电机的工作区域；选用电液混合缸工作模式，可提供更大的驱动力，所述更大的驱动力指电动缸、液压缸驱动的合力，适用于负载过大状况。
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