CN112242776A - 缸内蓄能液压差动助力电动缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，其包括伺服电机、密封连接装置、丝杠、缸筒、活塞杆、密封导向套、差动活塞、丝母、浮动活塞、充放气接口和连通管，差动活塞和浮动活塞将缸筒分隔为封闭的上腔、中腔以及下腔，且差动活塞上设置有一个或多个第一流孔和第二流孔，连通管连通缸筒的上腔和中腔，且缸筒的上腔和中腔充满液压油，缸筒的下腔充满压缩气体和密封油，通过差动活塞，使电动缸在工作过程中，缸筒上腔和中腔具有压力差，实现液压差动助力的功能，从而提高电动缸的输出能力。本发明结构紧凑，可以在不安装外部动力源情况下实现对电动缸的助力功能，简化了助力电动缸的驱动，使助力电动缸可以适用于输出力大，空间有限的工况。

Description

缸内蓄能液压差动助力电动缸
技术领域
本发明属于电动缸技术领域，特别涉及一种缸内蓄能液压差动助力电动缸。
背景技术
普通电动缸的输出能力通常会受限于电机的功率，若在较高负载的工况下使用，必须选择功率较大的驱动电机，才能保证负载的输出力和移动速度满足要求，但这会导致电动缸的结构尺寸较大。因此在一些特定的工况下，使用助力电动缸是十分必要的。
现有的助力电动缸，大部分采用气压、液压和磁性助力的原理为电动缸提升输出能力，且它们大多都是采用外置动力源进行辅助驱动；此方法虽然可以提升电动缸的输出能力，但由于增加了外部动力源，导致控制和使用过程中较为复杂，具有一定的局限性。
因此，设计研发一种不提供外部动力源，仍能提升其输出能力的助力电动缸是十分必要的，具有一定的实用价值和研究意义。
发明内容
针对以上情况，本发明提供了一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，不提供外部动力源可以实现对电动缸的助力功能，简化了助力电动缸的驱动和控制，使助力电动缸更好地适用于输出力大，空间有限的工况。
本发明采用的技术方案是，一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，其包括伺服电机、密封连接装置、丝杠、缸筒、活塞杆、密封导向套、差动活塞、丝母、浮动活塞、充放气接口和连通管，所述伺服电机包括伺服电机定子和伺服电机转子，且所述伺服电机定子与所述密封连接装置的第一端固定连接，所述伺服电机转子通过所述密封连接装置与所述丝杠的第一端连接，且所述丝杠与所述密封连接装置构成液压回转密封；所述缸筒的第一端与所述密封连接装置的第二端固定密封连接，所述缸筒的第二端设有所述活塞杆，且所述活塞杆为上端有底且具有内部空腔的中空管，所述密封导向套设于所述缸筒内部，且所述密封导向套的外环面与所述缸筒固定密封连接，所述密封导向套的内环面与所述活塞杆固定密封连接，所述活塞杆与所述差动活塞固定连接，且所述差动活塞与所述缸筒滑动配合；所述浮动活塞为环形结构，设于所述缸筒内部且位于所述差动活塞与密封连接装置之间，且所述浮动活塞的外环面与所述缸筒的内壁滑动配合，所述浮动活塞的内环面与所述密封连接装置中凸台孔的外壁滑动配合；以及所述差动活塞和浮动活塞将所述缸筒分隔为封闭的上腔、中腔以及下腔，所述差动活塞上设置有一个或多个连通所述缸筒上腔和中腔的第一流孔，且所述差动活塞上设置有一个或多个连通所述缸筒中腔与所述活塞杆内腔的第二流孔，所述丝母与所述差动活塞固定连接，且所述丝母与所述丝杠螺旋副连接，所述丝杠、活塞杆、差动活塞、浮动活塞以及丝母的中心轴线均与所述缸筒的中心轴线共线，所述充放气接口密封固定设于所述缸筒第一端的外侧弧面，所述连通管连通所述缸筒的上腔和中腔，且所述连通管上设有节流阀和注放油口，所述缸筒的上腔和中腔充满液压油，所述缸筒的下腔充满压缩气体和密封油，在压缩气体的作用下，所述浮动活塞为上腔与中腔的液压油提供压力，由于所述差动活塞上下表面积不同，则会产生恒定的沿所述活塞杆伸出方向的差动力，从而形成助力。
进一步地，所述密封连接装置包括密封连接块、联轴器、轴承、回转密封环、轴承端盖和锁紧螺母，所述密封连接块的第一端与所述伺服电机的法兰固定密封连接，所述密封连接块的第二端与所述缸筒的第一端固定密封连接，且所述密封连接块的中间部设有圆孔，所述丝杠通过所述轴承与所述圆孔转动副连接，且所述圆孔转动副处设有所述回转密封环，所述轴承通过所述锁紧螺母和所述轴承端盖实现轴向定位，所述丝杠通过所述联轴器与所述伺服电机转子连接。
优选地，所述丝杠亦能不通过联轴器与所述伺服电机转子一体连接。
进一步地，所述密封连接装置包括密封连接块、轴承、回转密封环、轴承端盖、锁紧螺母、一对同步带轮组和同步带，所述密封连接块为箱型结构，所述密封连接块的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于所述密封连接块第二端面第一侧的圆孔与所述伺服电机的法兰固定密封连接，设于所述密封连接块第二端面第二侧的凸台孔与所述缸筒固定密封连接，且所述圆孔与所述凸台孔中心线平行，所述丝杠通过所述轴承与所述凸台孔转动副连接，且所述凸台孔转动副处设有所述回转密封环，所述轴承通过所述锁紧螺母和所述轴承端盖实现轴向定位，所述一对同步带轮组分别与所述伺服电机转子和丝杠连接，且通过所述同步带实现传动。
优选地，所述密封连接装置中所述一对同步带轮组和同步带能由一组轴线平行的传动齿轮代替。
进一步地，所述密封连接装置包括密封连接块、轴承、回转密封环、轴承端盖、锁紧螺母和直角变速齿轮组，所述密封连接块为箱型结构，所述密封连接块的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于所述密封连接块第一侧面的圆孔与所述伺服电机的法兰固定密封连接，设于所述密封连接块第一端面的凸台孔与所述缸筒固定密封连接，且所述圆孔与所述凸台孔中心线垂直，所述丝杠通过所述轴承与所述凸台孔转动副连接，且所述凸台孔转动副处设有所述回转密封环，所述轴承通过所述锁紧螺母和所述轴承端盖实现轴向定位，且所述直角变速齿轮组的输入端和输出端分别与所述伺服电机转子和丝杠连接。
优选地，所述密封连接装置中所述直角变速齿轮组能由涡轮蜗杆代替。
优选地，所述伺服电机外侧设有安装罩，且所述安装罩下端部设有连接耳，所述活塞杆上端部设有安装耳。
本发明的第二方面采用的技术方案是，一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，其包括伺服电机、密封连接装置、丝杠、缸筒、活塞杆、密封导向套、差动活塞、丝母、浮动活塞、充放气接口和连通管，所述伺服电机包括伺服电机定子和伺服电机转子，且所述伺服电机定子与所述密封连接装置的第一端固定连接，所述伺服电机转子通过所述密封连接装置与所述丝杠的第一端连接，且所述丝杠与所述密封连接装置构成液压回转密封；所述缸筒的第一端与所述密封连接装置的第二端固定密封连接，所述缸筒的第二端设有所述活塞杆，且所述活塞杆为上端有底且具有内部空腔的中空管，所述密封导向套设于所述缸筒内部，且所述密封导向套的外环面与所述缸筒固定密封连接，所述密封导向套的内环面与所述活塞杆固定密封连接，所述活塞杆与所述差动活塞固定连接，且所述差动活塞与所述缸筒滑动配合；所述浮动活塞为环形结构，设于所述缸筒内部且位于所述差动活塞与所述密封导向套之间，且所述浮动活塞的外环面与所述缸筒的内壁滑动配合，所述浮动活塞的内环面与所述活塞杆的外壁滑动配合；以及所述差动活塞和浮动活塞将所述缸筒分隔为封闭的上腔、中腔以及下腔，且所述差动活塞上设置有一个或多个连通所述缸筒中腔与所述活塞杆内腔的第二流孔，所述丝母与所述差动活塞固定连接，且所述丝母与所述丝杠螺旋副连接，所述丝杠、活塞杆、差动活塞、浮动活塞以及丝母的中心轴线均与所述缸筒的中心轴线共线，所述充放气接口密封固定设于所述缸筒第一端的外侧弧面，所述连通管设于所述缸筒外侧，连通所述缸筒的上腔和下腔，且所述缸筒的上腔和下腔充满液压油，且所述缸筒的中腔充满压缩气体，在压缩气体的作用下，所述浮动活塞为上腔与下腔的液压油提供压力，由于所述差动活塞的下表面积和浮动活塞上表面积不同，则会产生恒定的沿所述活塞杆伸出方向的差动力，从而形成助力。
优选地，所述连通管上设有节流阀和注放油口，且所述连通管为所述缸筒的减重孔。
优选地，在本发明的第一方面技术方案中，若差动活塞不具有流孔，用连通管代替，则需要差动活塞与缸筒滑动密封配合。
本发明的特点和有益效果是：
1、本发明提供的一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，可以提升电动缸的输出能力，使其满足更多大负载的工作条件。
2、本发明提供的一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，能依靠电动缸上腔和中腔的液压差动原理，为电动缸提供助力，节省了外部动力源，缩小了助力电动缸的尺寸。
3、本发明提供的一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，第二方面技术方案能依靠电动缸上腔和下腔的液压差动原理，为电动缸提供助力，节省了外部动力源，缩小了助力电动缸的尺寸。
附图说明
图1是本发明实施例一的电机直连式结构示意图；
图2是本发明实施例一的丝杠电机式结构示意图；
图3是本发明实施例一的并列电机式结构示意图；
图4是本发明实施例一的转角电机式结构示意图；
图5是本发明实施例二的丝杠电机式结构示意图；
图6是本发明实施例二的电机直连式结构示意图；
图7是本发明实施例二的并列电机式结构示意图；以及
图8是本发明实施例二的转角电机式结构示意图；
主要附图标记：
1-伺服电机，101-伺服电机定子，102-伺服电机转子，2-密封连接装置，201-密封连接块，202-联轴器，203-轴承，204-回转密封环，205-轴承端盖，206-锁紧螺母，207-同步带轮组，208-同步带，209-直角变速齿轮组，3-丝杠，4-缸筒，5-活塞杆，6-密封导向套，7-差动活塞，8-丝母，9-浮动活塞，10-充放气接口，11-连通管，1101-节流阀，1102-注放油口，第一流孔A，第二流孔B。
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
本发明提供一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，如图1所示，其包括伺服电机1、密封连接装置2、丝杠3、缸筒4、活塞杆5、密封导向套6、差动活塞7、丝母8、浮动活塞9、充放气接口10和连通管11，伺服电机1包括伺服电机定子101和伺服电机转子102，且伺服电机定子101与密封连接装置2的第一端固定连接，伺服电机转子102通过密封连接装置2与丝杠3的第一端连接，且丝杠3与密封连接装置2构成液压回转密封；缸筒4的第一端与密封连接装置2的第二端固定密封连接，缸筒4的第二端设有活塞杆5，且活塞杆5为上端有底且具有内部空腔的中空管，密封导向套6设于缸筒4内部，且密封导向套6的外环面与缸筒4固定密封连接，密封导向套6的内环面与活塞杆5固定密封连接，活塞杆5与差动活塞7固定连接，且差动活塞7与缸筒4滑动配合；浮动活塞9为环形结构，设于缸筒4内部且位于差动活塞7与密封连接装置2之间，且浮动活塞9的外环面与缸筒4的内壁滑动配合，浮动活塞9的内环面与密封连接装置2中凸台孔的外壁滑动配合，以及差动活塞7和浮动活塞9将缸筒4分隔为封闭的上腔、中腔以及下腔，差动活塞7上设置有一个或多个连通缸筒4上腔和中腔的第一流孔A，且差动活塞7上设置有一个或多个连通缸筒4中腔与活塞杆5内腔的第二流孔B，丝母8与差动活塞7固定连接，且丝母8与丝杠3螺旋副连接，丝杠3、活塞杆5、差动活塞7、浮动活塞9以及丝母8的中心轴线均与缸筒4的中心轴线共线，充放气接口10密封固定设于缸筒4第一端的外侧弧面，连通管11连通缸筒4的上腔和中腔，且连通管11上设有装节流阀1101和注放油口1102，缸筒4的上腔和中腔充满液压油，缸筒4的下腔充满压缩气体和密封油，在压缩气体的作用下，浮动活塞9为上腔与中腔的液压油提供压力，由于差动活塞7上下表面积不同，则会产生恒定的沿活塞杆5伸出方向的差动力，从而形成助力。
如图1所示，密封连接装置2包括密封连接块201、联轴器202、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205和锁紧螺母206，密封连接块201的第一端与伺服电机1的法兰固定密封连接，密封连接块201的第二端与缸筒4的第一端固定密封连接，且密封连接块201的中间部设有圆孔，丝杠3通过轴承203与圆孔转动副连接，且圆孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，丝杠3通过联轴器202与伺服电机转子102连接，且圆孔的中心轴线、缸筒4的中心轴线以及伺服电机转子102的中心轴线共线。
优选地，伺服电机1外侧设有安装罩，且安装罩下端部设有连接耳，活塞杆5上端部设有安装耳。
优选地，丝杠3为梯形丝杠和滚珠丝杠，且连接管11可为缸筒的减重孔。
优选地，密封导向套6为各种油缸伸出杆滑动密封，例如使用O形圈密封、Y形圈密封、滑环组合密封、Y形组合密封和磁性流体密封。
优选地，回转密封环204为各种液压马达用回转密封。
如图2所示，密封连接装置2包括密封连接块201、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205和锁紧螺母206，密封连接块201的第一端与伺服电机1的法兰固定密封连接，密封连接块201的第二端与缸筒4的第一端固定密封连接，且密封连接块201的中间部设有圆孔，丝杠3通过轴承203与圆孔转动副连接，且圆孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，丝杠3亦能不通过联轴器与伺服电机转子102一体连接，即丝杠3可以与伺服电机转子102一体制造加工，且圆孔的中心轴线、缸筒4的中心轴线以及伺服电机转子102的中心轴线共线。
如图3所示，密封连接装置2包括密封连接块201、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205、锁紧螺母206、一对同步带轮组207和同步带208，密封连接块201为箱型结构，密封连接块201的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于密封连接块201第二端面第一侧的圆孔与伺服电机1的法兰固定密封连接，设于密封连接块201第二端面第二侧的凸台孔与缸筒4固定密封连接，且圆孔与凸台孔中心线平行，丝杠3通过轴承203与凸台孔转动副连接，且凸台孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，一对同步带轮组207分别与伺服电机转子102和丝杠3连接，且通过同步带208实现传动。
优选地，密封连接装置2中一对同步带轮组207和同步带208可由一组轴线平行的传动齿轮代替。
如图4所示，密封连接装置2包括密封连接块201、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205、锁紧螺母206和直角变速齿轮组209，密封连接块201为箱型结构，密封连接块201的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于密封连接块201第一侧面的圆孔与伺服电机1的法兰固定密封连接，设于密封连接块201第一端面的凸台孔与缸筒4固定密封连接，且圆孔与凸台孔中心线垂直，丝杠3通过轴承203与凸台孔转动副连接，且凸台孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，且直角变速齿轮组209的输入端和输出端分别与伺服电机转子102和丝杠3连接。
优选地，密封连接装置2中直角变速齿轮组209可由涡轮蜗杆代替。
本发明的第二方面，提供一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，如图1所示，其包括伺服电机1、密封连接装置2、丝杠3、缸筒4、活塞杆5、密封导向套6、差动活塞7、丝母8、浮动活塞9、充放气接口10和连通管11，伺服电机1包括伺服电机定子101和伺服电机转子102，且伺服电机定子101与密封连接装置2的第一端固定连接，伺服电机转子102通过密封连接装置2与丝杠3的第一端连接，且丝杠3与密封连接装置2构成液压回转密封；缸筒4的第一端与密封连接装置2的第二端固定密封连接，缸筒4的第二端设有活塞杆5，且活塞杆5为上端有底且具有内部空腔的中空管，密封导向套6设于缸筒4内部，且密封导向套6的外环面与缸筒4固定密封连接，密封导向套6的内环面与活塞杆5固定密封连接，活塞杆5与差动活塞7固定连接，且差动活塞7与缸筒4滑动配合；浮动活塞9为环形结构，设于缸筒4内部且位于差动活塞7与密封导向套6之间，且浮动活塞9的外环面与缸筒4的内壁滑动配合，浮动活塞9的内环面与活塞杆5的外壁滑动配合；以及差动活塞7和浮动活塞9将缸筒4分隔为封闭的上腔、中腔以及下腔，且差动活塞7上设置有一个或多个连通缸筒4中腔与活塞杆5内腔的第二流孔B，丝母8与差动活塞7固定连接，且丝母8与丝杠3螺旋副连接，丝杠3、活塞杆5、差动活塞7、浮动活塞9以及丝母8的中心轴线均与缸筒4的中心轴线共线，充放气接口10密封固定设于缸筒4第一端的外侧弧面，连通管11设于缸筒4外侧，连通缸筒4的上腔和下腔，且缸筒4的上腔和下腔充满液压油，且缸筒4的中腔充满压缩气体，在压缩气体的作用下，浮动活塞9为上腔与下腔的液压油提供压力，由于差动活塞7的下表面积和浮动活塞9上表面积不同，则会产生恒定的沿活塞杆5伸出方向的差动力，从而形成助力。
优选地，连通管11上设有节流阀1101和注放油口1102，且连通管11为缸筒4的减重孔。在本发明的第一方面技术方案中，该连通管可代替差动活塞上的流孔；二者也可同时存在。液压差产生的推力在缸杆伸缩过程中动态响应速度能够通过调节设在缸筒外部连接上下腔的节流阀的流量来调节。
如图1所示，密封连接装置2包括密封连接块201、联轴器202、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205和锁紧螺母206，密封连接块201的第一端与伺服电机1的法兰固定密封连接，密封连接块201的第二端与缸筒4的第一端固定密封连接，且密封连接块201的中间部设有圆孔，丝杠3通过轴承203与圆孔转动副连接，且圆孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，丝杠3通过联轴器202与伺服电机转子102连接，且圆孔的中心轴线、缸筒4的中心轴线以及伺服电机转子102的中心轴线共线。
优选地，伺服电机1外侧设有安装罩，且安装罩下端部设有连接耳，活塞杆5上端部设有安装耳。
优选地，丝杠3为梯形丝杠和滚珠丝杠。
优选地，密封导向套6为各种油缸伸出杆滑动密封，例如使用O形圈密封、Y形圈密封、滑环组合密封、Y形组合密封和磁性流体密封。
优选地，回转密封环204为各种液压马达用回转密封。
如图2所示，密封连接装置2包括密封连接块201、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205和锁紧螺母206，密封连接块201的第一端与伺服电机1的法兰固定密封连接，密封连接块201的第二端与缸筒4的第一端固定密封连接，且密封连接块201的中间部设有圆孔，丝杠3通过轴承203与圆孔转动副连接，且圆孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，丝杠3亦能不通过联轴器与伺服电机转子102一体连接，即丝杠3可以与伺服电机转子102一体制造加工，且圆孔的中心轴线、缸筒4的中心轴线以及伺服电机转子102的中心轴线共线。
如图3所示，密封连接装置2包括密封连接块201、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205、锁紧螺母206、一对同步带轮组207和同步带208，密封连接块201为箱型结构，密封连接块201的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于密封连接块201第二端面第一侧的圆孔与伺服电机1的法兰固定密封连接，设于密封连接块201第二端面第二侧的凸台孔与缸筒4固定密封连接，且圆孔与凸台孔中心线平行，丝杠3通过轴承203与凸台孔转动副连接，且凸台孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，一对同步带轮组207分别与伺服电机转子102和丝杠3连接，且通过同步带208实现传动。
优选地，密封连接装置2中一对同步带轮组207和同步带208可由一组轴线平行的传动齿轮代替。
如图4所示，密封连接装置2包括密封连接块201、轴承203、回转密封环204、轴承端盖205、锁紧螺母206和直角变速齿轮组209，密封连接块201为箱型结构，密封连接块201的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于密封连接块201第一侧面的圆孔与伺服电机1的法兰固定密封连接，设于密封连接块201第一端面的凸台孔与缸筒4固定密封连接，且圆孔与凸台孔中心线垂直，丝杠3通过轴承203与凸台孔转动副连接，且凸台孔转动副处设有回转密封环204，轴承203通过锁紧螺母206和轴承端盖205实现轴向定位，且直角变速齿轮组209的输入端和输出端分别与伺服电机转子102和丝杠3连接。
优选地，密封连接装置2中直角变速齿轮组209可由涡轮蜗杆代替。
本发明的工作原理如下：
如图1所示，本发明的一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，在助力电动缸内部，通过差动活塞7和浮动活塞9将缸筒4封闭成上腔、中腔和下腔，差动活塞7上设置有一个或多个连通缸筒4上腔和中腔的第一流孔A，使缸筒4的上腔和中腔的压强相等，同时差动活塞7上设置有一个或多个连通缸筒4中腔与活塞杆5内腔的第二流孔B，使活塞杆5内腔和缸筒4中腔的压强相等，且缸筒4的上腔和中腔之间还连接有连通管11，连通管11上设有用于注放液压油的注放油口1102，设有可调节两腔液压油流量大小的节流阀1101。
在电动缸工作前，通过充放气口10，将压缩气体充满缸筒4下腔，缸筒4的上腔和中腔充满液压油。在工作过程中，伺服电机1通过密封连接装置2驱动丝杠3，从而带动活塞杆5运动。由于缸筒4的下腔充满压缩气体，压强大于中腔和上腔，使浮动活塞9两端产生压力差，为上腔与中腔的液压油提供压力，由于差动活塞7上下表面的面积不同，由此产生恒定的沿活塞杆5伸出方向的差动力，形成助力作用。
如图5所示，本发明的一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，在助力电动缸内部，通过差动活塞7和浮动活塞9将缸筒4封闭成上腔、中腔和下腔，差动活塞7上设置有一个或多个连通缸筒4中腔与活塞杆5内腔的第二流孔B，使活塞杆5内腔和缸筒4下腔的压强相等，且缸筒4的上腔和下腔之间还连接有连通管11，连通管11上设有用于注放液压油的注放油口1102，设有可调节两腔液压油流量大小的节流阀1101。
在电动缸工作前，通过充放气口10，将压缩气体充满缸筒4中腔，缸筒4的上腔和下腔充满液压油。在工作过程中，伺服电机1通过密封连接装置2驱动丝杠3，从而带动活塞杆5运动。由于缸筒4的中腔充满压缩气体，使浮动活塞9两端产生压力差，为上腔与下腔的液压油提供压力，由于差动活塞7的下表面的面积和浮动活塞9上表面的面积不同，由此产生恒定的沿活塞杆5伸出方向的差动力，形成助力作用。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，其包括伺服电机、密封连接装置、丝杠、缸筒、活塞杆、密封导向套、差动活塞、丝母、浮动活塞、充放气接口和连通管，
所述伺服电机包括伺服电机定子和伺服电机转子，且所述伺服电机定子与所述密封连接装置的第一端固定连接，所述伺服电机转子通过所述密封连接装置与所述丝杠的第一端连接，且所述丝杠与所述密封连接装置构成液压回转密封；
所述缸筒的第一端与所述密封连接装置的第二端固定密封连接，所述缸筒的第二端设有所述活塞杆，且所述活塞杆为上端有底且具有内部空腔的中空管，所述密封导向套设于所述缸筒内部，且所述密封导向套的外环面与所述缸筒固定密封连接，所述密封导向套的内环面与所述活塞杆固定密封连接，所述活塞杆与所述差动活塞固定连接，且所述差动活塞与所述缸筒滑动密封配合；
所述浮动活塞设于所述缸筒内部且位于所述差动活塞与密封连接装置之间，且所述浮动活塞的外环面与所述缸筒的内壁滑动配合，所述浮动活塞的内环面与所述密封连接装置中凸台孔的外壁滑动配合；以及
所述差动活塞和浮动活塞将所述缸筒分隔为封闭的上腔、中腔以及下腔，所述差动活塞上设置有一个或多个连通所述缸筒上腔和中腔的第一流孔，且所述差动活塞上设置有一个或多个连通所述缸筒中腔与所述活塞杆内腔的第二流孔，所述丝母与所述差动活塞固定连接，且所述丝母与所述丝杠螺旋副连接，所述丝杠、活塞杆、差动活塞、浮动活塞以及丝母的中心轴线均与所述缸筒的中心轴线共线，所述充放气接口密封固定设于所述缸筒第一端的外侧面，所述连通管连通所述缸筒的上腔和中腔，且所述连通管上设有节流阀和注放油口，所述缸筒的上腔和中腔充满液压油，所述缸筒的下腔充满压缩气体和密封油，在压缩气体的作用下，所述浮动活塞为上腔与中腔的液压油提供压力，由于所述差动活塞上下表面积不同，则会产生恒定的沿所述活塞杆伸出方向的差动力，从而形成助力。
2.根据权利要求1所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述密封连接装置包括密封连接块、联轴器、轴承、回转密封环、轴承端盖和锁紧螺母，所述密封连接块的第一端与所述伺服电机的法兰固定密封连接，所述密封连接块的第二端与所述缸筒的第一端固定密封连接，且所述密封连接块的中间部设有圆孔，所述丝杠通过所述轴承与所述圆孔转动副连接，且所述圆孔转动副处设有所述回转密封环，所述轴承通过所述锁紧螺母和所述轴承端盖实现轴向定位，所述丝杠通过所述联轴器与所述伺服电机转子连接。
3.根据权利要求2所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述丝杠亦能不通过联轴器与所述伺服电机转子一体连接。
4.根据权利要求1所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述密封连接装置包括密封连接块、轴承、回转密封环、轴承端盖、锁紧螺母、一对同步带轮组和同步带，所述密封连接块为箱型结构，所述密封连接块的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于所述密封连接块第二端面第一侧的圆孔与所述伺服电机的法兰固定密封连接，设于所述密封连接块第二端面第二侧的凸台孔与所述缸筒固定密封连接，且所述圆孔与所述凸台孔中心线平行，所述丝杠通过所述轴承与所述凸台孔转动副连接，且所述凸台孔转动副处设有所述回转密封环，所述轴承通过所述锁紧螺母和所述轴承端盖实现轴向定位，所述一对同步带轮组分别与所述伺服电机转子和丝杠连接，且通过所述同步带实现传动。
5.根据权利要求4所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述密封连接装置中所述一对同步带轮组和同步带能由一组轴线平行的传动齿轮代替。
6.根据权利要求1所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述密封连接装置包括密封连接块、轴承、回转密封环、轴承端盖、锁紧螺母和直角变速齿轮组，所述密封连接块为箱型结构，所述密封连接块的第一端面为能拆卸密封盖板，且设于所述密封连接块第一侧面的圆孔与所述伺服电机的法兰固定密封连接，设于所述密封连接块第一端面的凸台孔与所述缸筒固定密封连接，且所述圆孔与所述凸台孔中心线垂直，所述丝杠通过所述轴承与所述凸台孔转动副连接，且所述凸台孔转动副处设有所述回转密封环，所述轴承通过所述锁紧螺母和所述轴承端盖实现轴向定位，且所述直角变速齿轮组的输入端和输出端分别与所述伺服电机转子和丝杠连接。
7.根据权利要求1所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述密封连接装置中所述直角变速齿轮组能由涡轮蜗杆代替。
8.根据权利要求1所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述伺服电机外侧设有安装罩，且所述安装罩下端部设有连接耳，所述活塞杆上端部设有安装耳。
9.一种缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，其包括伺服电机、密封连接装置、丝杠、缸筒、活塞杆、密封导向套、差动活塞、丝母、浮动活塞、充放气接口和连通管，所述伺服电机包括伺服电机定子和伺服电机转子，且所述伺服电机定子与所述密封连接装置的第一端固定连接，所述伺服电机转子通过所述密封连接装置与所述丝杠的第一端连接，且所述丝杠与所述密封连接装置构成液压回转密封；
所述缸筒的第一端与所述密封连接装置的第二端固定密封连接，所述缸筒的第二端设有所述活塞杆，且所述活塞杆为上端有底且具有内部空腔的中空管，所述密封导向套设于所述缸筒内部，且所述密封导向套的外环面与所述缸筒固定密封连接，所述密封导向套的内环面与所述活塞杆固定密封连接，所述活塞杆与所述差动活塞固定连接，且所述差动活塞与所述缸筒滑动配合；
所述浮动活塞设于所述缸筒内部且位于所述差动活塞与所述密封导向套之间，且所述浮动活塞的外环面与所述缸筒的内壁滑动配合，所述浮动活塞的内环面与所述活塞杆的外壁滑动配合；以及
所述差动活塞和浮动活塞将所述缸筒分隔为封闭的上腔、中腔以及下腔，且所述差动活塞上设置有一个或多个连通所述缸筒中腔与所述活塞杆内腔的第二流孔，所述丝母与所述差动活塞固定连接，且所述丝母与所述丝杠螺旋副连接，所述丝杠、活塞杆、差动活塞、浮动活塞以及丝母的中心轴线均与所述缸筒的中心轴线共线，所述充放气接口密封固定设于所述缸筒第一端的外侧面，所述连通管设于所述缸筒外侧，连通所述缸筒的上腔和下腔，且所述缸筒的上腔和下腔充满液压油，且所述缸筒的中腔充满压缩气体，在压缩气体的作用下，所述浮动活塞为上腔与下腔的液压油提供压力，由于所述差动活塞的下表面积和浮动活塞上表面积不同，则会产生恒定的沿所述活塞杆伸出方向的差动力，从而形成助力。
10.根据权利要求6所述的缸内蓄能液压差动助力电动缸，其特征在于，所述连通管上设有节流阀和注放油口，且所述连通管为所述缸筒的减重孔。
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