CN113098190A - 一种单丝杆驱动的多级升电动缸及传动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单丝杆驱动的多级升电动缸及传动方法，电机座上端设有外缸筒，电机座下端设有驱动电机，驱动电机输出端设有联轴器，外缸筒内穿过电机座设有驱动丝杆，驱动丝杆下端与联轴器连接，驱动丝杆螺纹段与联轴器之间设有光杆段，驱动丝杆的光杆段上设有第一螺母，第一螺母上端设有第一推杆，第一推杆中的驱动丝杆上设有第二螺母，第二螺母上端设有第二推杆，第二螺母两侧设有锁销机构，第一推杆上端对称设有锁销孔；本发明结构形式紧凑、适用于各种负载工况下使用，同时稳定性好，拥有刚打的推力，且伸缩比大，同等安装长度下壳提供更大的行程，传动工艺结构简单，加工成本低，且工作可靠，不会出现抖动异响，适合推广。

Description

一种单丝杆驱动的多级升电动缸及传动方法

技术领域

本发明涉及电动缸技术领域，尤其涉及一种单丝杆驱动的多级升电动缸及传动方法。

背景技术

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，同时利用伺服电机的精确控制优点实现高精度直线运动系列的产品，电动缸在军事、航天等多个领域中有广泛的应用；

由于普通电动缸的伸缩比小、体积大、承载小等原因，多级电动缸成为当前该领域研究的关键技术之一，多级电动缸采用两级或多级的丝杠螺母副依次传递扭矩，逐级或同步伸出推杆，由于增加了丝杆螺母副，在行程增加的前提下，缸筒外径、整体重量都随之增大，同时，现有的多级电动缸加工工艺较为复杂，成本较高也是目前亟待解决的一个技术难点，因此，本发明提出一种单丝杆驱动的多级升电动缸及传动方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种单丝杆驱动的多级升电动缸及传动方法，该单丝杆驱动的多级升电动缸及传动方法结构形式紧凑、适用于各种负载工况下使用，同时稳定性好，拥有刚打的推力，且伸缩比大，同等安装长度下壳提供更大的行程，本发明传动工艺结构简单，加工成本低，且本发明的电动缸工作可靠，不会出现抖动异响，适合推广。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种单丝杆驱动的多级升电动缸，包括固定驱动机构和推杆机构，所述固定驱动机构包括电机座、外缸筒、驱动电机、联轴器、驱动丝杆和光杆段，所述电机座上端设有外缸筒，所述电机座下端设有驱动电机，所述驱动电机输出端设有联轴器，所述外缸筒内穿过电机座设有驱动丝杆，所述驱动丝杆下端与联轴器连接，所述驱动丝杆螺纹段与联轴器之间设有光杆段，所述推杆机构包括第一螺母、第一推杆、第二螺母、第二推杆、锁销机构和锁销孔，所述驱动丝杆的光杆段上设有第一螺母，所述第一螺母上端设有第一推杆，所述第一推杆中的驱动丝杆上设有第二螺母，所述第二螺母上端设有第二推杆，所述第二螺母两侧设有锁销机构，所述第一推杆上端对称设有锁销孔。

进一步改进在于：所述锁销机构包括收缩槽、定位锁销和压缩弹簧，所述第二螺母两侧对称设有收缩槽，所述收缩槽中设有定位锁销，所述定位锁销尾端与收缩槽底部之间设有压缩弹簧，所述定位锁销与锁销孔适配。

进一步改进在于：所述外缸筒、第一推杆和第二推杆之间设有导向机构，所述导向机构包括导向槽和导向键，所述外缸筒和第一推杆内侧壁对称设有导向槽，所述第一推杆和第二推杆外侧壁上对称设有导向键，所述导向键与导向槽适配。

进一步改进在于：所述电机座下方设有变速箱，所述驱动电机输出端连接变速箱，所述变速箱通过联轴器与驱动丝杆连接传动。

进一步改进在于：所述外缸筒、第一推杆和第二推杆上端均设有端盖套，所述驱动丝杆与外缸筒底端轴承连接。

进一步改进在于：所述驱动丝杆长度与外缸筒长度相同，所述驱动丝杆长度大于第一推杆上的锁销孔到第一螺母之间的距离。

一种单丝杆驱动的多级升电动缸的传动方法，包括以下步骤：

步骤一、第二推杆伸出，启动驱动电机带动驱动丝杆转动，使第二螺母带动第二推杆推出，推出后锁销机构弹出与锁销孔配合；

步骤二、第一推杆伸出，驱动丝杆继续转动带动第二螺母移动直至脱离驱动丝杆，此时第一螺母从光杆段移动至螺纹段与驱动丝杆螺纹配合，带动第一推杆伸出，完成推杆伸出；

步骤三、第一推杆缩回，驱动丝杆反向转动带动第一螺母和第一推杆回缩，直至第一螺母移动至光杆段，此时第二螺母与驱动丝杆接触螺纹配合；

步骤四、第二推杆缩回，驱动丝杆继续反向转动带动第二螺母和第二推杆回缩，此时锁销机构与锁销孔脱离配合，完成推杆回缩。

本发明的有益效果为：本发明结构形式紧凑、适用于各种负载工况下使用，同时稳定性好，拥有刚打的推力，且伸缩比大，同等安装长度下壳提供更大的行程，本发明传动工艺结构简单，加工成本低，且本发明的电动缸工作可靠，不会出现抖动异响，适合推广。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明主视剖面图。

图3为本发明A处放大图。

图4为本发明俯视剖面图。

图5为本发明实施例2结构图。

图6为本发明实施例3示意图。

其中：1、电机座；2、外缸筒；3、驱动电机；4、联轴器；5、驱动丝杆；6、光杆段；7、第一螺母；8、第一推杆；9、第二螺母；10、第二推杆；11、锁销孔；12、收缩槽；13、定位锁销；14、压缩弹簧；15、导向槽；16、导向键；17、变速箱；18、端盖套。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

根据图1、2、3、4所示，本实施例提供了一种单丝杆驱动的多级升电动缸，包括固定驱动机构和推杆机构，所述固定驱动机构包括电机座1、外缸筒2、驱动电机3、联轴器4、驱动丝杆5和光杆段6，所述电机座1上端设有外缸筒2，所述电机座1下端设有驱动电机3，所述驱动电机3输出端设有联轴器4，所述外缸筒2内穿过电机座1设有驱动丝杆5，所述驱动丝杆5下端与联轴器4连接，所述驱动丝杆5螺纹段与联轴器4之间设有光杆段6，所述推杆机构包括第一螺母7、第一推杆8、第二螺母9、第二推杆10、锁销机构和锁销孔11，所述驱动丝杆5的光杆段6上设有第一螺母7，所述第一螺母7上端设有第一推杆8，所述第一推杆8中的驱动丝杆5上设有第二螺母9，所述第二螺母9上端设有第二推杆10，所述第二螺母9两侧设有锁销机构，所述第一推杆8上端对称设有锁销孔11。

所述锁销机构包括收缩槽12、定位锁销13和压缩弹簧14，所述第二螺母9两侧对称设有收缩槽12，所述收缩槽12中设有定位锁销13，所述定位锁销13尾端与收缩槽12底部之间设有压缩弹簧14，所述定位锁销13与锁销孔11适配。

所述外缸筒2、第一推杆8和第二推杆10之间设有导向机构，所述导向机构包括导向槽15和导向键16，所述外缸筒2和第一推杆8内侧壁对称设有导向槽15，所述第一推杆8和第二推杆10外侧壁上对称设有导向键16，所述导向键16与导向槽15适配，可保证推杆的线性移动。

所述外缸筒2、第一推杆8和第二推杆10上端均设有端盖套18，所述驱动丝杆5与外缸筒2底端轴承连接。

所述驱动丝杆5长度与外缸筒2长度相同，所述驱动丝杆5长度大于第一推杆上的锁销孔11到第一螺母7之间的距离。

一种单丝杆驱动的多级升电动缸的传动方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、第二推杆10伸出，启动驱动电机3带动驱动丝杆5转动，使第二螺母9带动第二推杆10推出，推出后锁销机构弹出与锁销孔11配合；

步骤二、第一推杆8伸出，驱动丝杆5继续转动带动第二螺母9移动直至脱离驱动丝杆5，此时第一螺母7从光杆段6移动至螺纹段与驱动丝杆5螺纹配合，带动第一推杆8伸出，完成推杆伸出；

步骤三、第一推杆8缩回，驱动丝杆5反向转动带动第一螺母7和第一推杆8回缩，直至第一螺母7移动至光杆段6，此时第二螺母9与驱动丝杆5接触螺纹配合；

步骤四、第二推杆10缩回，驱动丝杆5继续反向转动带动第二螺母9和第二推杆10回缩，此时锁销机构与锁销孔11脱离配合，完成推杆回缩。

实施例2

根据图3、4、5所示，本实施例提供了一种单丝杆驱动的多级升电动缸，包括固定驱动机构和推杆机构，所述固定驱动机构包括电机座1、外缸筒2、驱动电机3、联轴器4、驱动丝杆5和光杆段6，所述电机座1上端设有外缸筒2，所述电机座1下端设有驱动电机3，所述驱动电机3输出端设有联轴器4，所述外缸筒2内穿过电机座1设有驱动丝杆5，所述驱动丝杆5下端与联轴器4连接，所述驱动丝杆5螺纹段与联轴器4之间设有光杆段6，所述推杆机构包括第一螺母7、第一推杆8、第二螺母9、第二推杆10、锁销机构和锁销孔11，所述驱动丝杆5的光杆段6上设有第一螺母7，所述第一螺母7上端设有第一推杆8，所述第一推杆8中的驱动丝杆5上设有第二螺母9，所述第二螺母9上端设有第二推杆10，所述第二螺母9两侧设有锁销机构，所述第一推杆8上端对称设有锁销孔11。

所述锁销机构包括收缩槽12、定位锁销13和压缩弹簧14，所述第二螺母9两侧对称设有收缩槽12，所述收缩槽12中设有定位锁销13，所述定位锁销13尾端与收缩槽12底部之间设有压缩弹簧14，所述定位锁销13与锁销孔11适配。

所述外缸筒2、第一推杆8和第二推杆10之间设有导向机构，所述导向机构包括导向槽15和导向键16，所述外缸筒2和第一推杆8内侧壁对称设有导向槽15，所述第一推杆8和第二推杆10外侧壁上对称设有导向键16，所述导向键16与导向槽15适配。

所述电机座1下方设有变速箱17，所述驱动电机3输出端连接变速箱17，所述变速箱17通过联轴器4与驱动丝杆5连接传动，可以提供更大的扭矩，改变驱动电机3的安装位置，可以减小安装长度。

所述外缸筒2、第一推杆8和第二推杆10上端均设有端盖套18，所述驱动丝杆5与外缸筒2底端轴承连接。

所述驱动丝杆5长度与外缸筒2长度相同，所述驱动丝杆5长度大于第一推杆上的锁销孔11到第一螺母7之间的距离。

一种单丝杆驱动的多级升电动缸的传动方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、第二推杆10伸出，启动驱动电机3带动驱动丝杆5转动，使第二螺母9带动第二推杆10推出，推出后锁销机构弹出与锁销孔11配合；

步骤二、第一推杆8伸出，驱动丝杆5继续转动带动第二螺母9移动直至脱离驱动丝杆5，此时第一螺母7从光杆段6移动至螺纹段与驱动丝杆5螺纹配合，带动第一推杆8伸出，完成推杆伸出；

步骤三、第一推杆8缩回，驱动丝杆5反向转动带动第一螺母7和第一推杆8回缩，直至第一螺母7移动至光杆段6，此时第二螺母9与驱动丝杆5接触螺纹配合；

步骤四、第二推杆10缩回，驱动丝杆5继续反向转动带动第二螺母9和第二推杆10回缩，此时锁销机构与锁销孔11脱离配合，完成推杆回缩。

实施例3

根据图6所示，本实施例提供了一种单丝杆驱动的多级升电动缸，第三螺母结构与实施例1和2中的第二螺母结构相同，第二推杆上也设有锁销孔。

一种单丝杆驱动的多级升电动缸的传动方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、第三推杆伸出，启动驱动电机带动驱动丝杆转动，使第三螺母带动第三推杆推出，推出后锁销机构弹出与锁销孔配合；

步骤二、第二推杆伸出，启动驱动电机带动驱动丝杆转动，使第二螺母带动第二推杆推出，推出后锁销机构弹出与锁销孔配合，驱动丝杆继续转动带动第三螺母移动直至脱离驱动丝杆，此时第二螺母从光杆段移动至螺纹段与驱动丝杆螺纹配合；

步骤三、第一推杆伸出，驱动丝杆继续转动带动第二螺母移动直至脱离驱动丝杆，此时第一螺母从光杆段移动至螺纹段与驱动丝杆螺纹配合，带动第一推杆伸出，完成推杆机构伸出；

步骤四、第一推杆缩回，驱动丝杆反向转动带动第一螺母和第一推杆回缩，直至第一螺母移动至光杆段，此时第二螺母与驱动丝杆接触螺纹配合；

步骤五、第二推杆缩回，驱动丝杆继续反向转动带动第二螺母和第二推杆回缩，此时锁销机构与锁销孔脱离配合，第二螺母缩回至光杆段，此时第三螺母与驱动丝杆接触螺纹配合；

步骤六、第三推杆缩回，驱动丝杆继续反向转动带动第三螺母和第三推杆回缩，锁销机构与锁销孔脱离配合，第三推杆完全缩回，完成推杆机构缩回。

实施例4

本实施例提供了一种单丝杆驱动的多级升电动缸，除第一螺母以外的螺母结构与实施例1和2中的第二螺母结构相同，各级推杆上也设有锁销孔，伸出缩回的传动方法步骤与实施例3相同。

该单丝杆驱动的多级升电动缸结构形式紧凑、适用于各种负载工况下使用，同时稳定性好，拥有刚打的推力，且伸缩比大，同等安装长度下壳提供更大的行程，本发明传动工艺结构简单，加工成本低，且本发明的电动缸工作可靠，不会出现抖动异响，适合推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进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 (7)

1.一种单丝杆驱动的多级升电动缸，其特征在于：包括固定驱动机构和推杆机构，所述固定驱动机构包括电机座(1)、外缸筒(2)、驱动电机(3)、联轴器(4)、驱动丝杆(5)和光杆段(6)，所述电机座(1)上端设有外缸筒(2)，所述电机座(1)下端设有驱动电机(3)，所述驱动电机(3)输出端设有联轴器(4)，所述外缸筒(2)内穿过电机座(1)设有驱动丝杆(5)，所述驱动丝杆(5)下端与联轴器(4)连接，所述驱动丝杆(5)螺纹段与联轴器(4)之间设有光杆段(6)，所述推杆机构包括第一螺母(7)、第一推杆(8)、第二螺母(9)、第二推杆(10)、锁销机构和锁销孔(11)，所述驱动丝杆(5)的光杆段(6)上设有第一螺母(7)，所述第一螺母(7)上端设有第一推杆(8)，所述第一推杆(8)中的驱动丝杆(5)上设有第二螺母(9)，所述第二螺母(9)上端设有第二推杆(10)，所述第二螺母(9)两侧设有锁销机构，所述第一推杆(8)上端对称设有锁销孔(11)。

2.根据权利要求1所述的一种单丝杆驱动的多级升电动缸，其特征在于：所述锁销机构包括收缩槽(12)、定位锁销(13)和压缩弹簧(14)，所述第二螺母(9)两侧对称设有收缩槽(12)，所述收缩槽(12)中设有定位锁销(13)，所述定位锁销(13)尾端与收缩槽(12)底部之间设有压缩弹簧(14)，所述定位锁销(13)与锁销孔(11)适配。

3.根据权利要求1所述的一种单丝杆驱动的多级升电动缸，其特征在于：所述外缸筒(2)、第一推杆(8)和第二推杆(10)之间设有导向机构，所述导向机构包括导向槽(15)和导向键(16)，所述外缸筒(2)和第一推杆(8)内侧壁对称设有导向槽(15)，所述第一推杆(8)和第二推杆(10)外侧壁上对称设有导向键(16)，所述导向键(16)与导向槽(15)适配。

4.根据权利要求1所述的一种单丝杆驱动的多级升电动缸，其特征在于：所述电机座(1)下方设有变速箱(17)，所述驱动电机(3)输出端连接变速箱(17)，所述变速箱(17)通过联轴器(4)与驱动丝杆(5)连接传动。

5.根据权利要求1所述的一种单丝杆驱动的多级升电动缸，其特征在于：所述外缸筒(2)、第一推杆(8)和第二推杆(10)上端均设有端盖套(18)，所述驱动丝杆(5)与外缸筒(2)底端轴承连接。

6.根据权利要求1所述的一种单丝杆驱动的多级升电动缸，其特征在于：所述驱动丝杆(5)长度与外缸筒(2)长度相同，所述驱动丝杆(5)长度大于第一推杆上的锁销孔(11)到第一螺母(7)之间的距离。

7.根据权利要求1所述的一种单丝杆驱动的多级升电动缸的传动方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、第二推杆(10)伸出，启动驱动电机(3)带动驱动丝杆(5)转动，使第二螺母(9)带动第二推杆(10)推出，推出后锁销机构弹出与锁销孔(11)配合；

步骤二、第一推杆(8)伸出，驱动丝杆(5)继续转动带动第二螺母(9)移动直至脱离驱动丝杆(5)，此时第一螺母(7)从光杆段(6)移动至螺纹段与驱动丝杆(5)螺纹配合，带动第一推杆(8)伸出，完成推杆伸出；

步骤三、第一推杆(8)缩回，驱动丝杆(5)反向转动带动第一螺母(7)和第一推杆(8)回缩，直至第一螺母(7)移动至光杆段(6)，此时第二螺母(9)与驱动丝杆(5)接触螺纹配合；

步骤四、第二推杆(10)缩回，驱动丝杆(5)继续反向转动带动第二螺母(9)和第二推杆(10)回缩，此时锁销机构与锁销孔(11)脱离配合，完成推杆回缩。

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