CN116073580A - 模块化电动缸 - Google Patents

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程斐
赵黎明
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邓季贤
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Abstract

本发明涉及一种机械装置，具体涉及一种模块化电动缸，包括驱动部件总成、传动部件总成、运动部件总成，所述运动部件总成包括外缸筒、活塞杆、活塞，所述活塞连接于所述活塞杆一端，所述活塞、所述活塞杆均设置于所述外缸筒内，所述驱动部件总成、所述传动部件总成、所述运动部件总成均为模块式结构，所述驱动部件总成与所述传动部件总成可拆卸连接，所述传动部件总成与所述运动部件总成可拆卸连接，所述传动部件总成用于带动所述活塞及所述活塞杆相对所述外缸筒轴向移动。本发明模块化电动缸便于装配、维修、故障定位，同时设计成本较低。

Description

模块化电动缸
技术领域
本发明涉及一种机械装置，具体涉及一种模块化电动缸。
背景技术
现阶段因电动执行机构集成度高、维修方便、易于故障定位、清洁无污染，控制简单、精度高、可方便地实现自动与手动控制的切换等优势，在各行各业被广泛使用。
目前电动执行机构均为整体设计，包括丝杠、活塞杆、外缸筒的主要运动部件与齿轮箱等主要传动部件采用一体化设计，这种设计结构不便于拆卸分解，如需单独维修齿轮箱或丝杆时，需将整缸拆下，相对较为麻烦，同时，对某些空间较为紧凑的结构，无装拆空间，而导致整个机构的维修性大幅下降；还有，某些特殊场合，对空间尺寸有较大限制，不能整体组装后安装，出现故障后也不能整体拆卸进行维修。同时根据空间和连接方式需求，电动执行机构按照外形可基本分为直线式、折返式和直角式三种，如采用整体设计，则在不同的空间下需设计三种不同结构的电动缸，极大地提高了设计成本。因此，整体式电动执行机构在具体安装使用过程中有诸多不便。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种便于装配、维修、故障定位，同时设计成本较低的模块化电动缸。
为解决上述问题，本发明提供一种模块化电动缸，包括驱动部件总成、传动部件总成、运动部件总成，所述运动部件总成包括外缸筒、活塞杆、活塞，所述活塞连接于所述活塞杆一端，所述活塞、所述活塞杆均设置于所述外缸筒内，所述驱动部件总成、所述传动部件总成、所述运动部件总成均为模块式结构，所述驱动部件总成与所述传动部件总成可拆卸连接，所述传动部件总成与所述运动部件总成可拆卸连接，所述传动部件总成用于带动所述活塞及所述活塞杆相对所述外缸筒轴向移动。
进一步地，所述运动部件总成还包括导向结构及挡板，所述挡板上设置有通孔，所述通孔用于使驱动装置通过，所述导向结构设置于所述活塞与所述外缸筒之间，或者所述导向结构设置于所述活塞杆与所述外缸筒之间，所述活塞、所述外缸筒的一端为驱动端，所述挡板连接于所述驱动端部，所述挡板与所述传动部件总成的箱体可拆卸链接。
进一步地，所述挡板为法兰挡板，所述挡板与所述传动部件总成的所述箱体通过多个螺钉可拆卸连接。
进一步地，还包括丝杠、丝杠螺母，所述活塞杆为中空结构，所述丝杠设置于所述活塞杆的中空腔内，所述丝杠螺母螺纹连接于所述丝杠上，所述活塞连接于所述丝杠螺母上，所述活塞与所述丝杠螺母同步。
进一步地，还包括连接轴、第一轴承组、轴承套、第二轴承组，所述连接轴连接于所述丝杠的靠近所述驱动端的一端，所述轴承套连接于所述外缸筒上，所述第一轴承组设置于所述连接轴与所述轴承套之间，所述挡板套在所述连接轴的远离所述丝杠的一端部，所述挡板连接于所述轴承套上，所述第二轴承组设置于所述挡板与所述连接轴之间。
进一步地，还包括导套，所述导套上设置有连接装置，所述连接装置用于连接工装吊环，所述导套连接于所述丝杠的远离所述驱动端的一端。
进一步地，还包括端盖，所述端盖设置于所述外缸筒的远离所述驱动端的一端与所述活塞杆的远离所述驱动端的一端之间。
进一步地，还包括支撑环，所述支撑环由弹性材料制成，所述活塞外壁、所述导套外壁及所述活塞杆的外壁均设置有至少一个所述支撑环，所述支撑环径向突出于所述活塞、所述导套、所述活塞杆外。
进一步地，所述第一轴承组包括两个推力轴承，所述第二轴承组包括两个深沟球轴承。
进一步地，所述外缸筒及所述轴承套上均设置有注油口。
本发明一种模块化电动缸，由于驱动部件总、传动部件总成、运动部件总成均为模块式结构，驱动部件总成与传动部件总成可拆卸连接，传动部件总成与运动部件总成可拆卸连接，同一运动部件总成，搭配齿轮箱、直线减速器、驱动电机，可得到折返式电动缸，搭配直线连接机构、直角减速器或者涡轮蜗杆减速器可得到直角式电动缸，搭配直线连接机构、直线减速器可得到直线式电动缸，安装时可分体安装，一个规格的运动部件总成可搭配不同规格的传动部件总成、驱动部件，实现多种结构设计，降低设计成本，满足不同安装空间和不同性能的需求，并且便于搬运、装配、拆卸维修及故障定位，降低维修和装配过程中对外界设备的要求，同时降低设计成本及后期维护成本。
附图说明
图1为本发明模块化电动缸的安装结构示意图；
图2为本发明模块化电动缸中运动部件总成的结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明的实施例中出现的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方向或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
如图1、图2所示，本发明一种模块化电动缸，包括驱动部件总成01、传动部件总成02、运动部件总成03，运动部件总成03包括外缸筒31、活塞杆32、活塞33，活塞33连接于活塞杆32一端，活塞33、活塞杆32均设置于外缸筒31内，驱动部件总成01、传动部件总成02、运动部件总成03均为模块式结构，驱动部件总成01与传动部件总成02可拆卸连接，传动部件总成02与运动部件总成03可拆卸连接，驱动部件总成01的驱动力经传动部件总成02传输至运动部件总成03，传动部件总成用于带动活塞33及活塞杆32相对外缸筒31轴向移动，实现直线力及位移的输出。本发明一种模块化电动缸，由于驱动部件总成10、传动部件总成02、运动部件总成03均为模块式结构，驱动部件总成01与传动部件总成02可拆卸连接，传动部件总成02与运动部件总成03可拆卸连接，同一运动部件总成，搭配齿轮箱、直线减速器、驱动电机，可得到折返式电动缸，搭配直线连接机构、直角减速器或者涡轮蜗杆减速器可得到直角式电动缸，搭配直线连接机构、直线减速器可得到直线式电动缸，安装时可分体安装，一个规格的运动部件总成可搭配不同规格的传动部件总成、驱动部件，实现多种结构设计，满足不同安装空间和不同性能的需求，并且便于搬运、装配、拆卸维修及故障定位，降低维修和装配过程中对外界设备的要求，同时降低设计成本及后期维护成本。
可选地，运动部件总成03还包括导向结构及挡板34，挡板34上设置有通孔341，通孔341用于使驱动装置通过，导向结构设置于活塞33与外缸筒31之间，或者导向结构设置于活塞杆32与外缸筒31之间，活塞33、外缸筒31的一端为驱动端，挡板34连接于外缸筒31的驱动端端部，挡板34与传动部件总成02的箱体可拆卸链接。具体地，导向结构为导向键311，导向键311通过六角头螺塞312连接于外缸筒31上。挡板34连接于外缸筒31的驱动端端部，使运动部件总成03成为整体模块，便于拆卸、安装。
可选地，挡板34为法兰挡板，挡板34与传动部件总成02的箱体通过多个螺钉可拆卸连接。
可选地，本发明一种模块化电动缸还包括丝杠35、丝杠螺母36，活塞杆32为中空结构，丝杠35设置于活塞杆32的中空腔内，丝杠螺母36螺纹连接于丝杠35上，活塞33连接于丝杠螺母36上，活塞33与丝杠螺母36同步。具体地，丝杠35为滚珠丝杠。传动部件总成02带动丝杠35旋转运动，通过丝杠螺母36将旋转运动转化为直线运动，带动活塞33及活塞杆32相对外缸筒31移动，实现直线力及位移的输出。
可选地，本发明一种模块化电动缸还包括连接轴37、第一轴承组38、轴承套39、第二轴承组300，连接轴37连接于丝杠35的靠近驱动端的一端，轴承套39连接于外缸筒31上，第一轴承组38设置于连接轴37与轴承套39之间，挡板34套在连接轴37的远离丝杠35的一端部，挡板34连接于轴承套39上，第二轴承组300设置于挡板34与连接轴37之间。具体地，连接轴37与丝杠35通过穿过销轴孔12内的销轴相连接。传动部件总成02将扭矩从连接轴37传入，带动丝杠35旋转运动，挡板34通过与轴承套39的连接保证了运动部件总成03结构的完整性，将整个运动部件总成03连接为一个整体，以方便进行模块化安装与维修。
可选地，第一轴承组38包括两个推力轴承，第二轴承组300包括两个深沟球轴承。在连接轴37带动丝杠35转动的过程中，两个推力轴承承受双向拉、压负载，两个深沟球轴承承受运动过程中产生的径向力，以防止推力轴承及丝杠副运动受到影响。
可选地，本发明一种模块化电动缸还包括导套42，导套42上设置有连接装置，连接装置用于连接工装吊环43，导套42连接于丝杠35的远离驱动端的一端。将与导套42相连接的前支耳45拆下，将工装吊环43拧入导套42中，通过工装吊环43可随意吊装运动部件总成03，便于分体移动。
可选地，本发明一种模块化电动缸还包括端盖44，端盖44设置于外缸筒31的远离驱动端的一端与活塞杆32的远离驱动端的一端之间。
可选地，本发明一种模块化电动缸还包括支撑环41，支撑环41由弹性材料制成，活塞33外壁、导套42外壁及活塞杆32的外壁均设置有一个或一个以上支撑环41，支撑环41径向突出于活塞33、导套42、活塞杆32外。具体地，支撑环41采用聚四氟乙烯或其他弹性耐磨材料制成。由于支撑环41的设置，在导套42与活塞杆32之间、活塞杆32与端盖44之间、活塞33与外缸筒31之间相对移动时，相对运动的两部件之间不直接接触，从而减小摩擦力，并且获得更好的侧向力承载能力。
可选地，本发明一种模块化电动缸还包括多道密封圈47，端盖44与外缸筒31之间、轴承套39与外缸筒31之间、轴承套39与齿轮箱之间均设置有密封圈47，通过设置密封圈47，隔绝外界灰尘、液体的侵入，使本发明一种模块化电动缸的整体防护等级达到IP65。
可选地，本发明一种模块化电动缸的外缸筒31及轴承套39上均设置有注油口，通过注油口可将润滑脂加入推力轴承及丝杠中，便于系统维护。
丝杠35两端均有支撑结构，径向力不会传递到推力轴承，避免了径向力对缸体承载能力的影响，减小了轴承磨损。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模块化电动缸，其特征在于，包括驱动部件总成(01)、传动部件总成(02)、运动部件总成(03)，所述运动部件总成(03)包括外缸筒(31)、活塞杆(32)、活塞(33)，所述活塞(33)连接于所述活塞杆(32)一端，所述活塞(33)、所述活塞杆(32)均设置于所述外缸筒(31)内，所述驱动部件总成(10)、所述传动部件总成(02)、所述运动部件总成(03)均为模块式结构，所述驱动部件总成(10)与所述传动部件总成(02)可拆卸连接，所述传动部件总成(02)与所述运动部件总成(03)可拆卸连接，所述传动部件总成(02)用于带动所述活塞(33)及所述活塞杆(32)相对所述外缸筒(31)轴向移动。
2.根据权利要求1所述的模块化电动缸，其特征在于，所述运动部件总成(03)还包括导向结构及挡板(34)，所述挡板(34)上设置有通孔(341)，所述通孔(341)用于使驱动装置通过，所述导向结构设置于所述活塞(33)与所述外缸筒(31)之间，或者所述导向结构设置于所述活塞杆(32)与所述外缸筒(31)之间，所述活塞(33)、所述外缸筒(31)的一端为驱动端，所述挡板(34)连接于所述驱动端部，所述挡板(34)与所述传动部件总成(02)的箱体可拆卸链接。
3.根据权利要求2所述的模块化电动缸，其特征在于，所述挡板(34)为法兰挡板，所述挡板(34)与所述传动部件总成(02)的所述箱体通过多个螺钉可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的模块化电动缸，其特征在于，还包括丝杠(35)、丝杠螺母(36)，所述活塞杆(32)为中空结构，所述丝杠(35)设置于所述活塞杆(32)的中空腔内，所述丝杠螺母(36)螺纹连接于所述丝杠(35)上，所述活塞(33)连接于所述丝杠螺母(36)上，所述活塞(33)与所述丝杠螺母(36)同步。
5.根据权利要求4所述的模块化电动缸，其特征在于，还包括连接轴(37)、第一轴承组(38)、轴承套(39)、第二轴承组(300)，所述连接轴(37)连接于所述丝杠(35)的靠近所述驱动端的一端，所述轴承套(39)连接于所述外缸筒(31)上，所述第一轴承组(38)设置于所述连接轴(37)与所述轴承套(39)之间，所述挡板(34)套在所述连接轴(37)的远离所述丝杠(35)的一端部，所述挡板(34)连接于所述轴承套(39)上，所述第二轴承组(300)设置于所述挡板(34)与所述连接轴(37)之间。
6.根据权利要求5所述的模块化电动缸，其特征在于，还包括导套(42)，所述导套(42)上设置有连接装置，所述连接装置用于连接工装吊环(43)，所述导套(42)连接于所述丝杠(35)的远离所述驱动端的一端。
7.根据权利要求6所述的模块化电动缸，其特征在于，还包括端盖(44)，所述端盖(44)设置于所述外缸筒(31)的远离所述驱动端的一端与所述活塞杆(32)的远离所述驱动端的一端之间。
8.根据权利要求7所述的模块化电动缸，其特征在于，还包括支撑环(41)，所述支撑环(41)由弹性材料制成，所述活塞(33)外壁、所述导套(42)外壁及所述活塞杆(32)的外壁均设置有至少一个所述支撑环(41)，所述支撑环(41)径向突出于所述活塞(33)、所述导套(42)、所述活塞杆(32)外。
9.根据权利要求8所述的模块化电动缸，其特征在于，所述第一轴承组(38)包括两个推力轴承，所述第二轴承组(300)包括两个深沟球轴承。
10.根据权利要求9所述的模块化电动缸，其特征在于，所述外缸筒(31)及所述轴承套(39)上均设置有注油口。
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