CN115694114A - 一种伺服嵌入式电缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服嵌入式电缸，包括：壳体具有一滑动平台，滑动平台具有滑移段和减速段；动子第一侧设置有一抵接机构，抵接机构的延伸端沿动子的运动方向向外延伸凸出动子端面一定距离；第一减速机构与抵接机构弹性连接；第二减速机构向外延伸设置在减速段；止动机构延伸设置在第二减速机构上的动子运动行程末端；动子运行至减速段时，抵接机构的延伸端抵触在第二减速机构上，动子驱动静止的第二减速机构向靠近止动机构的方向运动；动子运动至目标位置时，第二减速机构限位设置在止动机构上。本发明中设置在减速段上的减速机构可对运动中的动子减速，且制动机构可使动子最终停止在目标位置处，提高了电缸的运行稳定性和精确度。

Description

一种伺服嵌入式电缸

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及一种伺服嵌入式电缸。

背景技术

电缸是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。

动子运动状态的切换，通常由电缸的控制系统控制定子上电流的通断及电流方向来实现，随着科技大进步，工况中对电缸的运行精度和稳定性提出了更高的要求，尤其是当电缸的动子运动速度过快时，动子运行至目标位移处后，由于发生急停会使动子上的承载物因惯性继续向前运动，从而使得承载物从动子上跌落，从而影响电缸运行的稳定性。

发明内容

本发明的一个目的是解决电缸的动子散热效果不佳的问题，并提供一种伺服嵌入式电缸。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种伺服嵌入式电缸，包括：

壳体，其具有一滑动平台，所述滑动平台具有滑移段和减速段；

动子，其在所述滑动平台上做往复直线运动，动子第一侧设置有一抵接机构，所述抵接机构的延伸端沿所述动子的运动方向向外延伸，并凸出所述动子端面一定距离；

第一减速机构，其与所述抵接机构弹性连接；

第二减速机构，其向外延伸设置在所述减速段；

止动机构，其延伸设置在所述第二减速机构上的所述动子运动行程末端；

其中，所述动子运行至所述减速段时，所述抵接机构的延伸端抵触在所述第二减速机构上，运动的所述动子驱动静止的所述第二减速机构向靠近所述止动机构的方向运动；所述动子运动至目标位置时，所述第一减速机构处于压缩状态，所述第二减速机构限位设置在所述止动机构上。

优选的是，所述滑动平台包括第一侧板和与所述第一侧板相对设置的第二侧板，所述动子第一侧滑动设置在所述第一侧板的顶部，动子第二侧滑动设置在所述第二侧板的顶部，所述第二减速机构可调安装在所述第一侧板的外壁上。

优选的是，所述第二减速机构包括：

连接座，其内侧壁上凸出设置有一凸起，所述连接座通过螺栓连接固定安装在所述第一侧板上；

滑座，其与所述连接座固定连接，所述滑座的长度方向与所述动子的运动方向平行；

滑动件，其可在所述滑座上滑动，所述滑动件的滑动方向与所述动子的运动方向一致，所述抵接机构的延伸端抵触在所述滑动件上；

弹性件，其间隔设置在所述滑座的下方，弹性件第一端连接在所述滑动件上，弹性件第二端连接在所述止动机构上，所述第二减速机构通过所述弹性件与所述止动机构连接；

其中，所述动子驱动所述滑动件向靠近所述止动机构的方向运动。

优选的是，所述止动机构包括一止动件，所述止动件固定安装在所述滑动件滑动轨迹末端的所述滑座上，被抵触的所述滑动件沿平行于所述滑座的长度方向靠近所述止动件，所述弹性件夹设在所述滑动件和所述止动件之间，所述动子运动至目标位置时，所述弹性件处于被压缩状态。

优选的是，所述第一侧板上开设有与所述凸起对应的定位槽，所述连接座选择性固定安装在所述定位槽上，所述定位槽的长度方向与所述动子的运动方向一致；

所述定位槽包括第一定位槽和开设在所述第一定位槽内侧的第二定位槽，所述第一定位槽与所述第二定位槽连通，所述第一定位槽的开口宽度小于所述第二定位槽的开口宽度；

其中，所述凸起可在所述定位槽内滑动。

优选的是，所述抵接机构包括：

抵接座，其焊接在所述动子第一侧，所述抵接机构通过所述抵接座与所述动子固定连接；

抵接件，其为一中空套管结构，所述抵接件具有抵接件延伸端和抵接件限位端，所述抵接件延伸端抵触在所述第二减速机构的所述滑动件上；

限位件，其包括限位段和连接段，所述限位段焊接在所述抵接座的外侧端，所述抵接件限位端套设在所述连接段上；

其中，套接在所述连接段上的所述抵接件限位端与所述抵接座间隔设置形成一活动区域，所述抵接件可沿平行于所述动子运动的方向在所述活动区域内伸缩。

优选的是，所述抵接件通过所述第二减速机构与所述限位段连接，所述第二减速机构套设在所述连接段上，被压缩或释放的所述第二减速机构驱动所述抵接件在所述活动区域内伸缩。

优选的是，还包括：到位传感器，其设置在所述第二侧板外壁上的所述减速段，所述到位传感器包括安装部和连接在所述安装部上方的监测部，所述监测部向上延伸出所述第二侧板外一定距离，所述动子第二侧具有监测感应区，所述监测部与所述动子第二侧间隔设置。

优选的是，所述第二侧板上具有安装台，所述安装台凸出设置在所述第二侧板的外壁上，所述到位传感器通过所述安装部固定安装在所述安装台上。

优选的是，所述壳体还包括：

两个端盖，其连接在所述滑动平台的两端；

底板，其垂直连接在所述滑动平台的底部，所述底板上设置有与所述动子间隔设置的定子，所述定子上设置有若干永磁体，若干所述永磁体沿所述动子的运动方向间隔分布。

本发明至少包括以下有益效果：

1、由于动子第一侧设置有一抵接机构，抵接机构的延伸端沿动子的运动方向向外延伸，并凸出动子端面一定距离；第一减速机构与抵接机构连接；第二减速机构向外延伸设置在减速段；制动机构延伸设置在第二减速机构上的动子运动行程末端；动子运行至减速段时，抵接机构的延伸端抵触在第二减速机构上，运动的动子驱动静止的第二减速机构向靠近制动机构的方向运动；动子运动至目标位置时，第一减速机构处于压缩状态，第二减速机构限位设置在制动机构上。本发明的动子运行至滑动平台的减速段时，位于减速段的减速机构可对动子减速，首先由于凸出动子端面的抵接机构率先与第二减速机构接触，向前运动的动子推动第二减速机构向制动机构运动，使得动子的动能部分转化为第二减速机构的动能，同时第一减速机构与抵接机构弹性连接，第一减速机构可吸收动子上的部分动能，并将其转化为弹性势能，从而使得动子的速度缓慢降低至零，提高了电缸运行的稳定性。

2、由于动子运动至目标位置时，第一减速机构处于压缩状态，且当第二减速机构与制动机构限位接触时，介于两者之间的弹性件也处于压缩状态，从而当动子由目标位置回复至初始位置时，抵接机构与第二减速机构分离，从而被压缩的弹性件伸长至初始状态，使得第二减速机构与制动机构分离，第一减速机构也由压缩状态逐渐变为自由状态，直到动子再次进入减速段时，即可对动子进行减速，本发明结构简单，易于实现。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为电缸的整体结构示意图；

图2为动子在滑动平台滑动段时的位置示意图；

图3为动子在滑动平台减速段时的位置示意图；

图4为动子与抵接机构的连接关系示意图；

图5为抵接机构与第一减速机构的连接关系示意图；

图6为第二减速机构与制动机构的连接关系示意图；

图7为第一减速机构的安装示意图；

图8为抵接件的结构示意图；

图9为到位传感器与动子的位置关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明提供了一种伺服嵌入式电缸，图1~9示出了根据本发明的一种实现形式，包括：壳体1具有一滑动平台11，滑动平台11具有滑移段11a和减速段11b，滑动平台11包括第一侧板111和与第一侧板111相对设置的第二侧板112，动子2在滑动平台11上做往复直线运动，且动子第一侧21滑动设置在第一侧板111的顶部，动子第二侧22滑动设置在第二侧板112的顶部，壳体1还包括：两个端盖12和底板13，两个端盖12连接在滑动平台11的两端，底板13垂直连接在滑动平台11的底部，底板13上设置有与动子2间隔设置的定子，定子上设置有若干永磁体，若干永磁体沿动子2的运动方向间隔分布。励磁的定子驱动动子2并带动其上的承载物在滑动平台11上做往复运动，从而构建了该电缸。

本发明的电缸还包括到位传感器7，到位传感器7设置在第二侧板112外壁上的减速段11b上，到位传感器7用于监测动子2的位移量，当动子2到达指定位置或到达减速段11b时，即可将信号传递至控制系统，控制系统可对定子断电，从而使得动子2不再受励磁影响。具体的，到位传感器7包括安装部71和连接在安装部71上方的监测部72，监测部72向上延伸出第二侧板112外一定距离，动子第二侧22具有监测感应区22a，监测部72与动子第二侧22间隔设置，以防运动的动子2与监测部72发生碰撞，使到位传感器7掉落甚至撞坏到位传感器7，从而影响其使用性能。第二侧板112上具有安装台112a，安装台112a凸出设置在第二侧板112的外壁上，到位传感器7通过安装部71固定安装在安装台112a上。

动子第一侧21设置有一抵接机构3，抵接机构3的延伸端沿动子2的运动方向向外延伸，并凸出动子2端面一定距离，由于抵接机构3凸出设置在动子2端面，使得减速机构在动子2还未停止运动前就开始对动子2减速，提高了电缸运行的稳定性，减速机构包括第一减速机构5和第二减速机构6，其中，第一减速机构4与抵接机构3弹性连接；第二减速机构5向外延伸设置在减速段11b；并且在第二减速机构5上的动子2运动行程末端设置制动机构6，以保证动子2在目标位置停止，实现制动；动子2运行至减速段11b时，抵接机构3的延伸端抵触在第二减速机构5上，运动的动子2驱动静止的第二减速机构5向靠近制动机构6的方向运动；动子2运动至目标位置时，第一减速机构5处于压缩状态，第二减速机构5限位设置在制动机构6上。本发明的动子2运行至滑动平台11的减速段11b时，位于减速段11b的减速机构可对运动中的动子2减速，首先由于凸出动子2端面的抵接机构3率先与第二减速机构5接触，向前运动的动子2推动第二减速机构5向制动机构6运动，使得动子2的动能部分转化为第二减速机构5的动能，同时由于第一减速机构4与抵接机构3弹性连接，第一减速机构4可吸收动子2上的部分动能，并将其转化为弹性势能，从而使得动子2的速度缓慢降低，当到位传感器7感应到动子2的位移量达到设定值时，将信号传递至控制系统使得动子2停止运动，同时，制动机构6位于动子2的行程末端，可保证动子2在目标位置停止运动，最终提高了电缸运行的稳定性和精确度。

第二减速机构5可调安装在第一侧板111的外壁上，操作者可依据动子2的运动位移设置制动机构6的位置，从而确定与制动机构6连接的第二减速机构5在滑动平台11上的位置。第二减速机构5包括：连接座51、滑座52、滑动件53和弹性件54，连接座51内侧壁上凸出设置有一凸起，第一侧板111上开设有与凸起对应的定位槽，定位槽的长度方向与动子2的运动方向一致，连接座51上的凸起可在定位槽内滑动，从而使得连接座51可选择性固定安装在定位槽上。定位槽包括第一定位槽111a和开设在第一定位槽111a内侧的第二定位槽111b，第一定位槽111a与第二定位槽111b连通，第一定位槽111a的开口宽度小于第二定位槽111b的开口宽度，从而可避免连接座51连接第二减速机构5和制动机构6在滑动时从定位槽上滑落，当连接座51滑至指定位置后，通过螺栓连接将安装有第二减速机构5和制动机构6的连接座51固定安装在第一侧板111上。

具体的，第二减速机构5上的滑座52与连接座51固定连接，滑座52的长度方向与动子2的运动方向平行，滑动件53可在滑座52上滑动，滑动件53的滑动方向与动子2的运动方向一致，抵接机构3的延伸端抵触在滑动件53上，弹性件54间隔设置在滑座52的下方，弹性件第一端541连接在滑动件53上，弹性件第二端542连接在制动机构6上，第二减速机构5通过弹性件54与制动机构6连接，动子2驱动滑动件53向靠近制动机构6的方向运动。本发明在动子2仍处于运动状态且到达滑动平台11减速段11b时，动子2上的抵接机构3率先与第二减速机构5上的滑动件53抵触，运动中的动子2持续运动，并且推动滑动件53沿滑座52的长度方向向制动机构6运动，亦即动子2使得滑动件53由静止状态变为运动状态并沿动子2的运动方向向动子2的行程末端运动，简言之，第二减速机构5吸收了动子2的部分动能，达到了对动子2减速的目的，最终提高了电缸运行的稳定性。

由此同时，经减速机构减速后的动子2累计位移量与到位传感器7位移量设定值相等时，到位传感器7将信号传递至控制系统使得动子2停止运动，为避免动子2因惯性继续在滑动平台11上滑动，设置制动机构6对减速后的动子2制动，此时，由于动子2的速度已降至较小值，再加上控制系统的作用，动子2可在目标位置上精确稳定制动。具体的，制动机构6包括一制动件61，制动件61固定安装在滑动件53滑动轨迹末端的滑座52上，被抵触的滑动件53沿平行于滑座52的长度方向靠近制动件61，弹性件54夹设在滑动件53和制动件61之间，动子2运动至目标位置时，弹性件54处于被压缩状态。

另一方面，本发明的动子2由目标位置回复至初始位置时，抵接机构3与第二减速机构5分离，从而被压缩的弹性件54伸长至初始状态，使得第二减速机构5与制动机构6分离，直到动子2再次从初始位置运行至滑动平台11的减速段11b时，又可对运动中的动子2进行减速，本发明结构简单，易于实现。

抵接机构3包括：抵接座31、抵接件32和限位件33，抵接座31焊接在动子第一侧21，抵接机构3通过抵接座31与动子2固定连接，抵接件32为一中空套管结构，抵接件32具有抵接件延伸端32a和抵接件限位端32b，抵接件延伸端32a抵触在第二减速机构5的滑动件53上，限位件33包括限位段33a和连接段33b，限位段33a焊接在抵接座31的外侧端，抵接件32限位端套设在连接段33b上，套接在连接段33b上的抵接件限位端32b与抵接座31间隔设置形成一活动区域，抵接件32可沿平行于动子2运动的方向在活动区域内伸缩。抵接件32通过第二减速机构5与限位段33a连接，第二减速机构5套设在连接段33b上，被压缩或释放的第二减速机构5驱动抵接件32在活动区域内伸缩。动子2持续运动直至滑动件53与制动件61限位接触，此时，动子2上的抵接机构3与第二减速机构5上的滑动件53抵触，但弹性件54被压缩至极限状态，滑动件53又由于制动件61的限位作用而无法继续滑动，使得被抵触的抵接机构3上的抵接件32受反向作用力，使得抵接件限位端32b经第一减速机构4与限位件33的限位段33a端面抵触，第一减速机构4由自由状态变为压缩状态，第一减速机构4将焊接有抵接机构3的动子2上的动能部分转化为弹性势能，从而第一减速机构4进一步提高了电缸运行的稳定性。

本发明的动子在滑动平台上做往复直线运动，在动子2仍处于运动状态且到达滑动平台11减速段11b时，位于减速段11b的减速机构可对运动中的动子2减速，首先由于凸出动子2端面的抵接机构3率先与第二减速机构5上的滑动件53抵触接触，运动中的动子2持续运动，并且推动滑动件53沿滑座52的长度方向向制动机构6上的制动件61运动，亦即动子2使得滑动件53由静止状态变为运动状态并沿动子2的运动方向向动子2的行程末端运动，简言之，第二减速机构5吸收了动子2的部分动能，实现了第二减速机构5对动子2减速的目的；动子2持续运动直至滑动件53与制动件61限位接触，此时，动子2上的抵接机构3与第二减速机构5上的滑动件53抵触，但弹性件54被压缩至极限状态，滑动件53又由于制动件61的限位作用而无法继续滑动，使得被抵触的抵接机构3上的抵接件32受反向作用力，使得抵接件限位端32b经第一减速机构4与限位件33的限位段33a端面抵触，此时，第一减速机构4由自由状态变为压缩状态，第一减速机构4将焊接有抵接机构3的动子2上的动能部分转化为弹性势能，从而第一减速机构4进一步提高了电缸运行的稳定性；经减速机构减速后的动子2累计位移量与到位传感器7位移量设定值相等时，到位传感器7将信号传递至控制系统使得动子2停止运动，为避免动子2因惯性继续在滑动平台11上滑动，设置制动机构6对减速后的动子2制动，此时，由于动子2的速度已降至较小值，再加上控制系统的作用，动子2可在目标位置上精确稳定制动，最终提高了电缸的运行稳定性和精确度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种伺服嵌入式电缸，其特征在于，包括：

壳体（1），其具有一滑动平台（11），所述滑动平台（11）具有滑移段（11a）和减速段（11b）；

动子（2），其在所述滑动平台（11）上做往复直线运动，动子第一侧（21）设置有一抵接机构（3），所述抵接机构（3）的延伸端沿所述动子（2）的运动方向向外延伸，并凸出所述动子（2）端面一定距离；

第一减速机构（4），其与所述抵接机构（3）弹性连接；

第二减速机构（5），其向外延伸设置在所述减速段（11b）；

止动机构（6），其延伸设置在所述第二减速机构（5）上的所述动子（2）运动行程末端；

其中，所述动子（2）运行至所述减速段（11b）时，所述抵接机构（3）的延伸端抵触在所述第二减速机构（5）上，运动的所述动子（2）驱动静止的所述第二减速机构（5）向靠近所述止动机构（6）的方向运动；所述动子（2）运动至目标位置时，所述第一减速机构（5）处于压缩状态，所述第二减速机构（5）限位设置在所述止动机构上。

2.如权利要求1所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述滑动平台（11）包括第一侧板（111）和与所述第一侧板（111）相对设置的第二侧板（112），所述动子第一侧（21）滑动设置在所述第一侧板（111）的顶部，动子第二侧（22）滑动设置在所述第二侧板（112）的顶部，所述第二减速机构（5）可调安装在所述第一侧板（111）的外壁上。

3.如权利要求2所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述第二减速机构（5）包括：

连接座（51），其内侧壁上凸出设置有一凸起，所述连接座（51）通过螺栓连接固定安装在所述第一侧板（111）上；

滑座（52），其与所述连接座（51）固定连接，所述滑座（52）的长度方向与所述动子（2）的运动方向平行；

滑动件（53），其可在所述滑座（52）上滑动，所述滑动件（53）的滑动方向与所述动子（2）的运动方向一致，所述抵接机构（3）的延伸端抵触在所述滑动件（53）上；

弹性件（54），其间隔设置在所述滑座（52）的下方，弹性件第一端（541）连接在所述滑动件（53）上，弹性件第二端（542）连接在所述止动机构（6）上，所述第二减速机构（5）通过所述弹性件（54）与所述止动机构（6）连接；

其中，所述动子（2）驱动所述滑动件（53）向靠近所述止动机构（6）的方向运动。

4.如权利要求3所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述止动机构（6）包括一止动件（61），所述止动件（61）固定安装在所述滑动件（53）滑动轨迹末端的所述滑座（52）上，被抵触的所述滑动件（53）沿平行于所述滑座（52）的长度方向靠近所述止动件（61），所述弹性件（54）夹设在所述滑动件（53）和所述止动件（61）之间，所述动子（2）运动至目标位置时，所述弹性件（54）处于被压缩状态。

5.如权利要求4所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述第一侧板（111）上开设有与所述凸起对应的定位槽，所述连接座（51）选择性固定安装在所述定位槽上，所述定位槽的长度方向与所述动子（2）的运动方向一致；

所述定位槽包括第一定位槽（111a）和开设在所述第一定位槽（111a）内侧的第二定位槽（111b），所述第一定位槽（111a）与所述第二定位槽（111b）连通，所述第一定位槽（111a）的开口宽度小于所述第二定位槽（111b）的开口宽度；

其中，所述凸起可在所述定位槽内滑动。

6.如权利要求5所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述抵接机构（3）包括：

抵接座（31），其焊接在所述动子第一侧（21），所述抵接机构（3）通过所述抵接座（31）与所述动子（2）固定连接；

抵接件（32），其为一中空套管结构，所述抵接件（32）具有抵接件延伸端（32a）和抵接件限位端（32b），所述抵接件延伸端（32a）抵触在所述第二减速机构（5）的所述滑动件（53）上；

限位件（33），其包括限位段（33a）和连接段（33b），所述限位段（33a）焊接在所述抵接座（31）的外侧端，所述抵接件（32）限位端套设在所述连接段（33b）上；

其中，套接在所述连接段（33b）上的所述抵接件限位端（32b）与所述抵接座（31）间隔设置形成一活动区域，所述抵接件（32）可沿平行于所述动子（2）运动的方向在所述活动区域内伸缩。

7.如权利要求6所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述抵接件（32）通过所述第二减速机构（5）与所述限位段（33a）连接，所述第二减速机构（5）套设在所述连接段（33b）上，被压缩或释放的所述第二减速机构（5）驱动所述抵接件（32）在所述活动区域内伸缩。

8.如权利要求7所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，还包括：到位传感器（7），其设置在所述第二侧板（112）外壁上的所述减速段（11b），所述到位传感器（7）包括安装部（71）和连接在所述安装部（71）上方的监测部（72），所述监测部（72）向上延伸出所述第二侧板（112）外一定距离，所述动子第二侧（22）具有监测感应区（22a），所述监测部（72）与所述动子第二侧（22）间隔设置。

9.如权利要求8所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述第二侧板（112）上具有安装台（112a），所述安装台（112a）凸出设置在所述第二侧板（112）的外壁上，所述到位传感器（7）通过所述安装部（71）固定安装在所述安装台（112a）上。

10.如权利要求1所述的伺服嵌入式电缸，其特征在于，所述壳体（1）还包括：

两个端盖（12），其连接在所述滑动平台（11）的两端；

底板（13），其垂直连接在所述滑动平台（11）的底部，所述底板（13）上设置有与所述动子（2）间隔设置的定子，所述定子上设置有若干永磁体，若干所述永磁体沿所述动子（2）的运动方向间隔分布。

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