CN114301225B - 一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及伺服电缸技术领域，且公开了一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置，所述丝杆机构还包括伺服电机转子，所述伺服电机转子顶端的外壁固定连接有伺服电机定子，所述伺服电机转子底端的外壁固定连接有轴承，所述轴承的外壁开设有滑动槽，所述轴承的外壁活动连接有转动圆环，所述转动圆环的内壁设有滑动块，所述转动圆环的外壁固定连接有固定外环，所述伺服电机转子的顶端固定连接有旋转编码器，本发明通过设有伺服电机转子，有利于轴体机构的动力提供，通过设有旋转编码器、伺服电机定子，有利于转动力的提供，通过设有轴承、转动圆环、固定外环，有利于伺服电机转子转动时起到一定固定的作用。

Description

一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置

技术领域

本发明涉及伺服电缸技术领域，更具体地说，本发明涉及一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置。

背景技术

服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，其速度0.1～2m/s，因为闭环伺服控制，所以控制精度较高，具有成本低，配置灵活等特点，是液压缸和气缸的最佳替代品，广泛应用于工业、军事、娱乐设施、汽车等行业。

由于社会的发展较为迅速，所以各式各样的新型机械设备也就不断的出现在人们的视线中，随之带来的反应也就是新型机械设备的使用环境对高负载能力,高防护等级、外形坚固,体积小型化,装配模块化易于安装维护的需求也就越来越高，因此作为关键功率输出的油缸或伺服电缸必须能在适应各种工作环境下进行持续稳定的大功率的输出，继而作为关键传动部件的丝杆必须在高速重载的条件下工作而又要求平稳性好又振动小和低噪声,但是市售的行星滚柱丝杆的行星轮系是由直齿轮组成,所以其平稳性相对较差,使用时带有一定震动感，并且滚柱螺杆及螺套的螺牙是普通螺纹,其承载能力有限,所以针对这一现象，本发明提出一种新型的行星滚柱丝杆机构，此机构使用梯形螺纹,极大提升了丝杆的承载能力,行星轮系使用渐开线斜齿轮构成,使其运行平稳、噪音低、承载能力强。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置，包括保护机构、轴体机构、固定机构、丝杆机构，还包括：

固定机构其配置在与所述保护机构底端外壁的位置，其所述固定机构与保护机构之间为固定连接；

丝杆机构配置在与所述保护机构内壁的位置，其所述丝杆机构与保护机构之间为固定连接；

轴体机构其配置在与所述丝杆机构内壁的位置，其所述轴体机构与丝杆机构之间为活动连接。

在一个优选的实施方案中，所述保护机构包括电缸外壳，所述电缸外壳的内壁为空腔状态，所述电缸外壳的底端设有开口孔，所述电缸外壳一侧的顶端固定连接有电缸接线盒。

在一个优选的实施方案中，所述固定机构还包括固定法兰，所述固定法兰的内壁设有六个孔槽，所述固定法兰的内壁开设有螺纹槽，有利于整体固定于其他设备之上。

在一个优选的实施方案中，所述丝杆机构还包括伺服电机转子，所述伺服电机转子的内壁为空腔状态，所述伺服电机转子的内壁设有滑动槽，所述伺服电机转子顶端的外壁固定连接有伺服电机定子，所述伺服电机转子底端的外壁固定连接有轴承，所述轴承的外壁开设有滑动槽，所述轴承的外壁活动连接有转动圆环，所述转动圆环的内壁设有滑动块，且转动圆环内壁的滑动块与轴承外壁的滑动槽相啮合，有利于固定外环进行转动时起到一定固定的作用，所述转动圆环的外壁固定连接有固定外环，所述伺服电机转子的顶端固定连接有旋转编码器。

在一个优选的实施方案中，所述轴体机构还包括连接端头，所述连接端头的顶端固定连接有太阳轮，所述太阳轮顶端的外壁固定连接有滑动齿轮槽，所述太阳轮顶端的端头固定连接有固定圆盘，所述固定圆盘的外壁固定连接有上行星轮系支架，所述上行星轮系支架的内壁开设有滚动槽，所述上行星轮系支架的内壁活动连接有星系轮，且上行星轮系支架内壁的滚动槽与星系轮一端端头相啮合，有利于星系轮转动时起到一定固定的作用，所述星系轮中部的外壁固定连接有螺纹块，所述星系轮底部的端头活动连接有下行星轮系支架。

在一个优选的实施方案中，所述星系轮的两端为斜齿轮形态，所述星系轮与滑动齿轮槽相啮合。

在一个优选的实施方案中，所述螺纹块与伺服电机转子内壁的滑动槽想啮合，且螺纹块的长度为伺服电机转子长度的四分之一。

在一个优选的实施方案中，所述电缸外壳底端的开口孔与太阳轮底端的外壁相啮合。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有电缸外壳，有利于整体设备的密封保护，通过设有电缸接线盒，有利于起到保护电缸电线和连接电缸电线的作用，通过设有伺服电机转子，有利于轴体机构的动力提供，通过设有旋转编码器、伺服电机定子，有利于转动力的提供，通过设有轴承、转动圆环、固定外环，有利于伺服电机转子转动时起到一定固定的作用；

2、本发明通过设有固定圆盘、上行星轮系支架、下行星轮系支架，有利于螺纹块转动时起到一定固定的效果，通过设有连接端头，有利于本发明与其他设备连接，通过设有太阳轮、滑动齿轮槽，有利于螺纹块在其内部进行转动时，起到一定固定的效果；

3、本发明装置由于内部零件安装维护容易,替代市售油缸及伺服电缸无需重新设计，且装置环境适应性强，一体模块化封装,防护等级高适应于各种工作环境,如高粉尘,高湿度防爆等级要求高的环境中,甚至可以直接置于液体中，对比液压油缸由于无需液压辅助系统它体积小占用空间少,相对重量轻是深海探测器中动力机构(液压缸)的理想替代品,可广泛应用于航空，航天，航海，水下探测，对比市售伺服电缸,其承载能力高,集成模块程度高,轴向长度较短,外壳坚固,防护等级高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构爆炸示意图。

图3为本发明的轴承机构整体结构爆炸示意图。

图4为本发明的内壁结构顶端示意图。

图5为本发明的星系轮整体结构示意图。

附图标记为：1、保护机构；101、电缸外壳；102、电缸接线盒；2、轴体机构；201、太阳轮；202、连接端头；203、滑动齿轮槽；204、上行星轮系支架；205、固定圆盘；206、星系轮；207、螺纹块；208、下行星轮系支架；3、固定机构；301、固定法兰；4、丝杆机构；401、固定外环；402、旋转编码器；403、伺服电机定子；404、伺服电机转子；405、转动圆环；406、轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的由新型行星滚柱丝杆机构组装而成的伺服电缸并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本发明提供了一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置，包括保护机构1、轴体机构2、固定机构3、丝杆机构4，还包括：

固定机构3其配置在与保护机构1底端外壁的位置，其固定机构3与保护机构1之间为固定连接；

丝杆机构4配置在与保护机构1内壁的位置，其丝杆机构4与保护机构1之间为固定连接；

轴体机构2其配置在与丝杆机构4内壁的位置，其轴体机构2与丝杆机构4之间为活动连接。

进一步的，保护机构1包括电缸外壳101，电缸外壳101的底端设有开口孔，电缸外壳101一侧的顶端固定连接有电缸接线盒102，通过设有电缸外壳101，有利于整体设备的密封保护，通过设有电缸接线盒102，有利于起到保护电缸电线和连接电缸电线的作用。

进一步的，固定机构3还包括固定法兰301，固定法兰301的内壁设有六个孔槽，通过设有固定法兰301，有利于整体设备的固定。

进一步的，丝杆机构4还包括伺服电机转子404，伺服电机转子404的内壁设有滑动槽，伺服电机转子404顶端的外壁固定连接有伺服电机定子403，伺服电机转子404底端的外壁固定连接有轴承406，轴承406的外壁开设有滑动槽，轴承406的外壁活动连接有转动圆环405，转动圆环405的内壁设有滑动块，转动圆环405的外壁固定连接有固定外环401，伺服电机转子404的顶端固定连接有旋转编码器402，通过设有伺服电机转子404，有利于轴体机构2的动力提供，通过设有旋转编码器402、伺服电机定子403，有利于转动力的提供，通过设有轴承406、转动圆环405、固定外环401，有利于伺服电机转子404转动时起到一定固定的作用。

进一步的，轴体机构2还包括连接端头202，连接端头202的顶端固定连接有太阳轮201，太阳轮201顶端的外壁固定连接有滑动齿轮槽203，太阳轮201顶端的端头固定连接有固定圆盘205，固定圆盘205的外壁固定连接有上行星轮系支架204，上行星轮系支架204的内壁开设有滚动槽，上行星轮系支架204的内壁活动连接有星系轮206，星系轮206中部的外壁固定连接有螺纹块207，星系轮206底部的端头活动连接有下行星轮系支架208，通过设有固定圆盘205、上行星轮系支架204、下行星轮系支架208，有利于螺纹块207转动时起到一定固定的效果，通过设有连接端头202，有利于与其他设备连接，通过设有太阳轮201、滑动齿轮槽203，有利于螺纹块207在其内部进行转动时，起到一定固定的效果。

进一步的，星系轮206的两端为斜齿轮形态，星系轮206与滑动齿轮槽203相啮合，通过星系轮206的每个齿都与滑动齿轮槽203啮合研磨,有利于使其星系轮206、滑动齿轮槽203使用寿命延长。

进一步的，螺纹块207与伺服电机转子404内壁的滑动槽想啮合，且螺纹块207的长度为伺服电机转子404长度的四分之一。

进一步的，电缸外壳101底端的开口孔与太阳轮201底端的外壁相啮合。

工作原理：

S1、工作时，工作人员通过人工将其电缸外壳101移动到需要安装的位置，再通过人工使用固定螺栓穿过固定法兰301内壁将其固定于安装位置之上；

S2、固定完成之后，将其电源线路通过电缸接线盒102进入到伺服电缸的内部；

S3、接着通过人工控制，启动电源开关，继而电源会进入到旋转编码器(402)的内部，进行光电转换，同时通过人工使用PWM技术，将其伺服电机定子(403)的转速设定在一定范围内，设定完成之后，电源会进入到伺服电机定子(403)的内部，利用其电磁运行原理，继而带动伺服电机转子(404)进行转动；

S4、当其伺服电机转子(404)转动时，其内壁的螺纹槽也相继进行转动，由于伺服电机转子(404)内壁的螺纹槽与螺纹块(207)相啮合，所以螺纹块(207)顺着404内壁的卡螺纹槽进行上下移动，继而星系轮(206)也会同时进行上下移动，继而间接带动滑动齿轮槽(203)、太阳轮(201)、连接端头(202)进行上下移动。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置，包括保护机构（1）、轴体机构（2）、固定机构（3）、丝杆机构（4），其特征在于，还包括：

固定机构（3）其配置在与所述保护机构（1）底端外壁的位置，其所述固定机构（3）与保护机构（1）之间为固定连接；

丝杆机构（4）配置在与所述保护机构（1）内壁的位置，其所述丝杆机构（4）与保护机构（1）之间为固定连接；

轴体机构（2）其配置在与所述丝杆机构（4）内壁的位置，其所述轴体机构（2）与丝杆机构（4）之间为活动连接；

所述丝杆机构（4）还包括伺服电机转子（404），所述伺服电机转子（404）的内壁设有滑动槽，所述伺服电机转子（404）顶端的外壁固定连接有伺服电机定子（403），所述伺服电机转子（404）底端的外壁固定连接有轴承（406），所述轴承（406）的外壁开设有滑动槽，所述轴承（406）的外壁活动连接有转动圆环（405），所述转动圆环（405）的内壁设有滑动块，所述转动圆环（405）的外壁固定连接有固定外环（401），所述伺服电机转子（404）的顶端固定连接有旋转编码器（402）；

所述固定机构（3）还包括固定法兰（301），所述固定法兰（301）的内壁设有六个孔槽；

所述保护机构（1）包括电缸外壳（101），所述电缸外壳（101）的底端设有开口孔，所述电缸外壳（101）一侧的顶端固定连接有电缸接线盒（102）；

所述轴体机构（2）还包括连接端头（202），所述连接端头（202）的顶端固定连接有太阳轮（201），所述太阳轮（201）顶端的外壁固定连接有滑动齿轮槽（203），所述太阳轮（201）顶端的端头固定连接有固定圆盘（205），所述固定圆盘（205）的外壁固定连接有上行星轮系支架（204），所述上行星轮系支架（204）的内壁开设有滚动槽，所述上行星轮系支架（204）的内壁活动连接有星系轮（206），所述星系轮（206）中部的外壁固定连接有螺纹块（207），所述星系轮（206）底部的端头活动连接有下行星轮系支架（208）；

所述星系轮（206）的两端为斜齿轮形态，所述星系轮（206）与滑动齿轮槽（203）相啮合；

所述螺纹块（207）与伺服电机转子（404）内壁的滑动槽想啮合，且螺纹块（207）的长度为伺服电机转子（404）长度的四分之一；

所述电缸外壳（101）底端的开口孔与太阳轮（201）底端的外壁相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种低噪音承载强的新型行星滚柱丝杆装置，其特征在于，包含以下操作内容：

S1、工作时，工作人员通过人工将电缸外壳101移动到需要安装的位置，再通过人工使用固定螺栓穿过固定法兰301内壁将其固定于安装位置之上；

S2、固定完成之后，将电源线路通过电缸接线盒102进入到伺服电缸的内部；

S3、接着通过人工控制，启动电源开关，继而电源会进入到旋转编码器（402）的内部，进行光电转换，同时通过人工使用PWM技术，将其伺服电机定子（403）的转速设定在一定范围内，设定完成之后，电源会进入到伺服电机定子（403）的内部，利用其电磁运行原理，继而带动伺服电机转子（404）进行转动； S4、当伺服电机转子（404）转动时，其内壁的螺纹槽也相继进行转动，由于伺服电机转子（404）内壁的螺纹槽与螺纹块（207）相啮合，所以螺纹块（207）顺着404内壁的卡螺纹槽进行上下移动，继而星系轮（206）也会同时进行上下移动，继而间接带动滑动齿轮槽（203）、太阳轮（201）、连接端头（202）进行上下移动。

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