CN111614197A - 一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸 - Google Patents

一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸 Download PDF

Info

Publication number
CN111614197A
CN111614197A CN201910141234.0A CN201910141234A CN111614197A CN 111614197 A CN111614197 A CN 111614197A CN 201910141234 A CN201910141234 A CN 201910141234A CN 111614197 A CN111614197 A CN 111614197A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
planetary roller
screw
roller screw
end cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910141234.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李靖祥
窦尧
赵升吨
董国栋
陈雨洋
张艺铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201910141234.0A priority Critical patent/CN111614197A/zh
Publication of CN111614197A publication Critical patent/CN111614197A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电动缸，尤其涉及一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，包括驱动装置、传动装置和执行装置；所述驱动装置包括驱动电机和刹车装置；所述执行装置包括缸体、行星滚柱丝杠副和推杆；行星滚柱丝杠副和推杆设置在缸体内，所述行星滚柱丝杠副包括丝杠螺母和丝杠，所述推杆与丝杠螺母进行固定连接；所述驱动电机通过行星齿轮减速器驱动丝杠转动，丝杠转动后，带动丝杠螺母做直线往复运动，从而带动推杆进行直线往复运动，所述刹车装置用于对驱动电机进行制动。本发明具有大推力、防反转和伺服控制的功能。

Description

一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸
技术领域
本发明涉及一种电动缸，尤其涉及一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸。
背景技术
传统的液压缸依靠油泵提供的压力能转换为机械能，从而带动液压缸做直线往复运动；气缸依靠压缩机提供的压缩空气，驱动活塞连杆做直线往复运动；电动缸的工作原理不同于以上两种直线执行机构，电动缸的工作原理则是利用各种类型的电动机作为动力源，如交流伺服电动机、步进电动机、直流无刷电动机；电动机转子带动丝杠或螺母旋转，并通过构件间的螺旋运动转化为螺母或丝杠的直线运动，再由螺母或丝杠带动缸筒或负载做直线往复运动。
随着电动缸应用领域的增加，客户对电动缸的要求越来越高，某些行业要求电动缸要能承载较大载荷；另外在有些特殊场合电动缸运动时，要求具备防反转的功能。
发明内容
为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，该电动缸具有大推力、防反转和伺服控制的功能。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特殊之处在于：
包括驱动装置、传动装置和执行装置；
所述驱动装置包括驱动电机和刹车装置，所述驱动电机为锥形永磁同步电机；
所述执行装置包括缸体、行星滚柱丝杠副和推杆；行星滚柱丝杠副和推杆设置在缸体内，所述行星滚柱丝杠副包括丝杠螺母和丝杠，所述推杆与丝杠螺母进行固定连接；
所述驱动电机通过行星齿轮减速器驱动丝杠转动，丝杠转动后，带动丝杠螺母做直线往复运动，从而带动推杆进行直线往复运动，所述刹车装置用于对驱动电机进行制动。
进一步地，上述传动装置包括行星齿轮减速器和壳体，所述行星齿轮减速器设置在壳体内。
进一步地，上述锥形永磁同步电机包括电机后端盖、第一支撑套筒、第二支撑套筒、电机外壳、定子、转子、电机主轴、电机前端盖；定子固定在电机外壳内，第一支撑套筒和第二支撑套筒分别与电机后端盖和电机前端盖固定连接，第一支撑环和第二支撑环分别套设在第一支撑套筒和第二支撑套筒内，电机主轴通过轴承固定在第一支撑环和第二支撑环上，转子设置在电机主轴上，转子内设有永磁体；刹车装置包括锁紧螺母、制动轮、制动轮摩擦环、电机后端盖摩擦环和弹簧，制动轮通过锁紧螺母固定在电机主轴的一端，制动轮和电机后端盖上分别固定有制动轮摩擦环和电机后端盖摩擦环，弹簧置于第一支撑环和电机主轴的轴肩之间。
进一步地，上述行星齿轮减速器包括行星架、行星齿轮减速器输出轴、太阳轮、齿圈、行星轮；齿圈固定在壳体内，行星轮通过行星轮轴固定在行星架上，电机主轴的输出端与太阳轮连接，行星齿轮减速器的输出端行星齿轮减速器输出轴与丝杠连接。
进一步地，上述行星齿轮减速器输出轴通过联轴器与丝杠连接。
进一步地，上述电机主轴的输出端与太阳轮通过键连接。
进一步地，上述缸体与壳体焊接连接。
本发明的优点：
1)本发明提供了一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，通过使用可以承受较大载荷的滚柱丝杠作为执行机构，使电动缸可以输出大推力；
2)本发明一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其驱动电机为带刹车装置的锥形电机，使电动缸具有防反转自锁功能并可灵活解锁；
3)本发明一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其电动缸驱动装置采用永磁同步电机，可实现电动缸的伺服控制。
附图说明
图1是本发明电动缸的结构示意图。
其中：1-锁紧螺母、2-制动轮、3-制动轮摩擦环、4-电机后端盖摩擦环、5-电机后端盖、6-第一支撑套筒、7-第一支撑环、8-电机外壳、9-定子、10-转子、11-电机主轴、12-行星架、13-行星齿轮减速器输出轴、14-联轴器、15-推杆、16-缸体、17-丝杠、18-丝杠螺母、19-丝杠滚柱、20-端部挡圈、21-壳体、22-太阳轮、23-齿圈、24-行星轮、25-电机前端盖、26-第二支撑套筒、27-第二支撑环、28-弹簧。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
参见图1，一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，主要包括三个部分：一是驱动装置；二是传动装置；三是执行装置。
所述驱动装置包括驱动电机和刹车装置，所述驱动电机为锥形永磁同步电机，所述传动装置包括行星齿轮减速器和壳体21，所述行星齿轮减速器设置在壳体21内；所述执行装置包括缸体16、行星滚柱丝杠副和推杆15；行星滚柱丝杠副和推杆15设置在缸体16内，所述行星滚柱丝杠副包括丝杠17、丝杠螺母18、丝杠滚柱19和端部挡圈20，所述推杆15与丝杠螺母18进行固定连接；所述驱动电机通过行传动装置驱动丝杠17转动，丝杠17转动后，带动丝杠螺母18做直线往复运动，从而带动推杆15进行直线往复运动，所述刹车装置用于对驱动电机进行制动。
驱动装置包括锥形永磁同步电机和刹车装置。锥形永磁同步电机包括电机后端盖5、第一支撑套筒6、第二支撑套筒26、电机外壳8、定子9、转子10、电机主轴11、电机前端盖25，定子9固定在电机外壳8内，第一支撑套筒6和第二支撑套筒26分别与电机后端盖5和电机前端盖25固定连接，第一支撑环7和第二支撑环27分别套设在第一支撑套筒6和第二支撑套筒26内，电机主轴11通过轴承固定在第一支撑环7和第二支撑环27上，转子10设置在电机主轴11上，转子10内设有永磁体。
刹车装置包括锁紧螺母1、制动轮2、制动轮摩擦环3、电机后端盖摩擦环4和弹簧28，制动轮2通过锁紧螺母1固定在电机主轴11的一端，制动轮2和电机后端盖5上分别固定有制动轮摩擦环3和电机后端盖摩擦环4，弹簧28置于第一支撑环7和电机主轴11的轴肩之间。
传动转置包括行星齿轮减速器，行星齿轮减速器包括行星架12、行星齿轮减速器输出轴13、太阳轮22、齿圈23、行星轮24；齿圈23固定在壳体21内，行星轮24通过行星轮轴固定在行星架12上，电机主轴11的输出端与行星齿轮减速器的输入端太阳轮22通过键连接，行星齿轮减速器的输出端行星齿轮减速器输出轴13与丝杠17连接。行星齿轮减速器输出轴13和丝杠17分别通过相应的轴承及其轴承座进行支撑。
执行装置为行星滚柱丝杠副，主要由推杆15、缸体16、丝杠17、丝杠螺母18、丝杠滚柱19、端部挡圈20构成。缸体16与壳体21焊接连接，丝杠17、丝杠螺母18以及丝杠滚柱19通过螺纹连接，丝杠螺母18固定在端部挡圈20上，丝杠螺母18通过螺栓与推杆15进行连接，推杆15上有用于连接的耳座，推杆15在缸体16中随丝杠螺母18进行往复直线运动。
本发明的工作原理为：
定子9的绕组通电后，转子10在轴向磁拉力的作用下向上运动，使定子9、转子10铁芯对齐，推动制动轮2上的制动轮摩擦环3与电机后端盖5上的电机后端盖摩擦环4分离，电机主轴11通过行星齿轮减速器驱动丝杠17旋转，实现推杆15往复运动；当推杆15到预设位置后，断开定子9的绕组电源，弹簧28克服永磁同步电机固有的轴向磁拉力，推动转子10向下运动，使定子9、转子10铁芯错开，制动轮2上的制动轮摩擦环3被压紧在电机后端盖5上的电机后端盖摩擦环4上，电机主轴11制动，维持推杆15的位置固定，从而实现电动缸防反转的目的。由于行星滚柱丝杠相比普通的滚珠丝杠可以承受较大载荷，因此可以实现电动缸大推力的目的。通过使用锥形永磁同步电机，可以实现电动缸的伺服化，精确控制运动位置。
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特征在于：
包括驱动装置、传动装置和执行装置；
所述驱动装置包括驱动电机和刹车装置，所述驱动电机为锥形永磁同步电机；
所述执行装置包括缸体(16)、行星滚柱丝杠副和推杆(15)；行星滚柱丝杠副和推杆(15)设置在缸体(16)内，所述行星滚柱丝杠副包括丝杠螺母(18)和丝杠(17)，所述推杆(15)与丝杠螺母(18)进行固定连接；
所述驱动电机通过行传动装置驱动丝杠(17)转动，丝杠(17)转动后，带动丝杠螺母(18)做直线往复运动，从而带动推杆(15)进行直线往复运动，所述刹车装置用于对驱动电机进行制动。
2.根据权利要求1所述的一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特征在于：所述传动装置包括行星齿轮减速器和壳体(21)，所述行星齿轮减速器设置在壳体(21)内。
3.根据权利要求2所述的一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特征在于：所述锥形永磁同步电机包括电机后端盖(5)、第一支撑套筒(6)、第二支撑套筒(26)、电机外壳(8)、定子(9)、转子(10)、电机主轴(11)、电机前端盖(25)，
定子(9)固定在电机外壳(8)内，第一支撑套筒(6)和第二支撑套筒(26)分别与电机后端盖(5)和电机前端盖(25)固定连接，第一支撑环(7)和第二支撑环(27)分别套设在第一支撑套筒(6)和第二支撑套筒(26)内，电机主轴(11)通过轴承固定在第一支撑环(7)和第二支撑环(27)上，转子(10)设置在电机主轴(11)上，转子(10)内设有永磁体；
刹车装置包括锁紧螺母(1)、制动轮(2)、制动轮摩擦环(3)、电机后端盖摩擦环(4)和弹簧(28)，制动轮(2)通过锁紧螺母(1)固定在电机主轴(11)的一端，制动轮(2)和电机后端盖(5)上分别固定有制动轮摩擦环(3)和电机后端盖摩擦环(4)，弹簧(28)置于第一支撑环(7)和电机主轴(11)的轴肩之间。
4.根据权利要求3所述的一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特征在于：所述行星齿轮减速器包括行星架(12)、行星齿轮减速器输出轴(13)、太阳轮(22)、齿圈(23)、行星轮(24)；
齿圈(23)固定在壳体(21)内，行星轮(24)通过行星轮轴固定在行星架(12)上，电机主轴(11)的输出端与太阳轮(22)连接，行星齿轮减速器的输出端行星齿轮减速器输出轴(13)与丝杠(17)连接。
5.根据权利要求4所述的一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特征在于：所述行星齿轮减速器输出轴(13)通过联轴器(14)与丝杠(17)连接。
6.根据权利要求5所述的一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特征在于：所述电机主轴(11)的输出端与太阳轮(22)通过键连接。
7.根据权利要求6所述的一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸，其特征在于：所述缸体(16)与壳体(21)焊接连接。
CN201910141234.0A 2019-02-26 2019-02-26 一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸 Pending CN111614197A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910141234.0A CN111614197A (zh) 2019-02-26 2019-02-26 一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910141234.0A CN111614197A (zh) 2019-02-26 2019-02-26 一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111614197A true CN111614197A (zh) 2020-09-01

Family

ID=72197598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910141234.0A Pending CN111614197A (zh) 2019-02-26 2019-02-26 一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111614197A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112737211A (zh) * 2021-02-05 2021-04-30 黄河科技学院 一种新型电动缸
CN114123646A (zh) * 2021-12-31 2022-03-01 长春市三强电子有限责任公司 一种转子可轴向移动的无齿轮电驱动汽车制动系统
CN116733926A (zh) * 2023-08-14 2023-09-12 启东吕联越电动工具有限公司 一种自助力电动缸

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202206245U (zh) * 2011-08-26 2012-04-25 苏州多凯复合材料有限公司 手动电动无转换刹车电机
CN202721552U (zh) * 2012-08-15 2013-02-06 奉化市微分电机有限公司 一种电机失电制动结构
CN104836372A (zh) * 2015-03-30 2015-08-12 江西工埠机械有限责任公司 锥形转子直流永磁制动电动机
CN204652137U (zh) * 2015-05-29 2015-09-16 常州市瑞发印务有限公司 新型锥形转子电机
CN206149082U (zh) * 2016-07-01 2017-05-03 浙江捷昌线性驱动科技股份有限公司 电动推杆
CN207053349U (zh) * 2017-07-28 2018-02-27 郑州建通机械制造有限公司 双速电机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202206245U (zh) * 2011-08-26 2012-04-25 苏州多凯复合材料有限公司 手动电动无转换刹车电机
CN202721552U (zh) * 2012-08-15 2013-02-06 奉化市微分电机有限公司 一种电机失电制动结构
CN104836372A (zh) * 2015-03-30 2015-08-12 江西工埠机械有限责任公司 锥形转子直流永磁制动电动机
CN204652137U (zh) * 2015-05-29 2015-09-16 常州市瑞发印务有限公司 新型锥形转子电机
CN206149082U (zh) * 2016-07-01 2017-05-03 浙江捷昌线性驱动科技股份有限公司 电动推杆
CN207053349U (zh) * 2017-07-28 2018-02-27 郑州建通机械制造有限公司 双速电机

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112737211A (zh) * 2021-02-05 2021-04-30 黄河科技学院 一种新型电动缸
CN114123646A (zh) * 2021-12-31 2022-03-01 长春市三强电子有限责任公司 一种转子可轴向移动的无齿轮电驱动汽车制动系统
CN116733926A (zh) * 2023-08-14 2023-09-12 启东吕联越电动工具有限公司 一种自助力电动缸
CN116733926B (zh) * 2023-08-14 2024-04-12 启东吕联越电动工具有限公司 一种自助力电动缸

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111614197A (zh) 一种直线行星滚柱丝杠式伺服电动缸
CN107444380B (zh) 一种集成式线控液压制动装置
MX2008005224A (es) Motor/generador de iman permanente sin escobillas con desacoplamiento axial del rotor para eliminar las perdidas por momento de torcion inducidas por el iman.
CN111614200A (zh) 一种折返行星滚柱丝杠式伺服电动缸
CN201262205Y (zh) 一种电子机械式制动系统执行机构
DE102013201369A1 (de) Elektrischer Verstärker
EP3680505A1 (en) Mechanical motor-driven friction brake device for rail vehicle
US20120098368A1 (en) Electrical push device
CN109774693A (zh) 主动建压机构
CN104935115A (zh) 动转子调功变矩电动机
CN112953103B (zh) 一种复合转子电机直驱往复运动装置
CN101947937B (zh) 汽车节能装置
CN108670603B (zh) 一种传动装置及电动轮椅
CN201383731Y (zh) 输出为往复直线运动的电动机
EP2432101A1 (en) Electrical push device
CN107605847B (zh) 直线电机驱动的气弹簧装置
CN207218456U (zh) 一种电动轮椅的驱动轮与无刷电机之间的传动结构
CN107131124B (zh) 一种驱动一体式螺杆转子
CN216290628U (zh) 非接触式双级减速电机
CN104506013A (zh) 一种一体式低速大转矩永磁无刷直流力矩电机
CN214177082U (zh) 一种便于装配的轮椅车电机
CN211046674U (zh) 一种减速电机
CN219086936U (zh) 背包式一体电动缸
CN208874436U (zh) 一种机电伺服系统
CN111585397A (zh) 自驱式座圈

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200901