CN116345793A - 一种增程电动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增程电动缸，包括驱动电机、第一齿轮、丝杠内花键轴、第二齿轮、固定套筒、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒；第一齿轮和第二齿轮啮合将驱动电机的动力传递至丝杠内花键轴，带动丝杠内花键轴转动；丝杠内花键轴转动带动伸缩套筒沿丝杠内花键轴的轴向移动、内花键外螺纹转筒转动带动内螺纹推拉套筒沿丝杠内花键轴的轴向移动。本发明所述的增程电动缸，便于使用；能够伸缩的增程结构使电动缸的空间利用率高，结构紧凑；套筒的中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴、能够确保增程电动缸能够应用于轻载、中载和重载场合，性能好；能够根据实际所需的工作行程，对伸缩套筒组件的数量进行选取，从而实现不同的工作行程，泛用性强。

Description

一种增程电动缸

技术领域

本发明涉及电动缸技术领域，尤其涉及一种增程电动缸。

背景技术

电动缸又称为电动推杆，可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。传统的电动缸通常包括电机、丝杆和推杆，电机驱动丝杆转动、从而使套设在丝杆上的推杆沿丝杆的轴向作直线往复运动。

这种由丝杆和推杆组成的电动缸，其工作行程与丝杆的螺纹长度密切相关。螺纹长度越长，则电动缸的工作行程也就越长。但考虑到丝杆的强度，更长的丝杆需要更大的横截面积以确保强度符合要求，否则丝杆易发生断裂等问题、降低电动缸使用寿命。同时，更大横截面积的丝杆，不仅增加了制造成本，同时令电动缸的体积增加、空间利用率较低，无法满足体积小巧的需求。

为此，如何确保电动缸具有更长的工作行程的同时、令电动缸具有良好的性能和空间利用率，成为了技术人员所需要解决的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服传统电动缸无法同时满足工作行程长、性能好和空间利用率高的问题，提供一种增程电动缸,工作行程长、抗侧向力性能强、便于使用、结构紧凑、空间利用率高。

本发明提供了一种增程电动缸，包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接第一齿轮；丝杠内花键轴，所述丝杠内花键轴内轴向中空设置有花键孔；所述丝杠内花键轴的一端连接第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述丝杠内花键轴的另一端的外壁设有第一螺纹段；以及，依次的沿所述丝杠内花键轴的轴向同轴设置的固定套筒、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒；所述固定套筒轴向固定；所述伸缩套筒组件至少设置有一个；所述伸缩套筒组件能够移动的设置在所述固定套筒内，所述伸缩套筒组件包括花键轴、伸缩套筒和内花键外螺纹转筒，所述内花键外螺纹转筒能够转动的设置在所述伸缩套筒内，所述内花键外螺纹转筒内轴向中空设置有花键孔，所述花键轴配合花键孔以传递扭矩，所述内花键外螺纹转筒远离所述伸缩套筒的一端的外壁设有第二螺纹段；所述内螺纹推拉套筒能够移动的与所述伸缩套筒组件相连接；所述第一齿轮和第二齿轮啮合将所述驱动电机的动力传递至所述丝杠内花键轴，带动所述丝杠内花键轴转动；所述丝杠内花键轴转动带动所述伸缩套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动、所述内花键外螺纹转筒转动带动所述内螺纹推拉套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动。

在本发明的一个实施例中，当所述伸缩套筒组件设有一个时，所述花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在所述丝杠内花键轴内，所述花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述内花键外螺纹转筒相连接，所述伸缩套筒的筒轴与所述第一螺纹段螺纹连接，所述内螺纹推拉套筒设置在所述伸缩套筒内，所述内螺纹推拉套筒的筒轴与所述第二螺纹段螺纹连接。

在本发明的一个实施例中，当所述伸缩套筒组件设有两个时，所述伸缩套筒组件包括首级伸缩套筒组件和末级伸缩套筒组件，所述首级伸缩套筒组件的内外花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在所述丝杠内花键轴内，所述内外花键轴内轴向中空设置有花键孔，所述首级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与所述第一螺纹段螺纹连接，所述内外花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述首级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述末级伸缩套筒组件的花键轴能够沿所述内外花键轴的轴向移动的穿设在所述内外花键轴内，所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与所述首级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接，所述末级伸缩套筒组件的花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述末级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述内螺纹推拉套筒设置在所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒内，所述内螺纹推拉套筒的筒轴与所述末级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接。

在本发明的一个实施例中，当所述伸缩套筒组件设有至少三个时，所述伸缩套筒组件包括依次设置的首级伸缩套筒组件、次级伸缩套筒组件和末级伸缩套筒组件，所述首级伸缩套筒组件的内外花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在所述丝杠内花键轴内，所述内外花键轴内轴向中空设置有花键孔，所述首级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与所述第一螺纹段螺纹连接，所述首级伸缩套筒组件的内外花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述首级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述次级伸缩套筒组件的内外花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在相邻的、上一级的丝杠内花键轴内，所述次级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与相邻的、上一级的第二螺纹段螺纹连接，所述次级伸缩套筒组件的内外花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与本级的内花键外螺纹转筒相连接；所述末级伸缩套筒组件的花键轴能够沿所述内外花键轴的轴向移动的穿设在相邻的所述内外花键轴内，所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与相邻的所述次级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接，所述末级伸缩套筒组件的花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述末级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述内螺纹推拉套筒设置在所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒内，所述内螺纹推拉套筒的筒轴与所述末级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接。

在本发明的一个实施例中，所述内花键外螺纹转筒靠近所述伸缩套筒的一端内开设有容纳所述第一螺纹段的容纳空间；所述内螺纹推拉套筒内开设有容纳所述第二螺纹段的容纳空间。

在本发明的一个实施例中，所述伸缩套筒和所述内螺纹推拉套筒的外壁上均沿轴向设有用于配合圆柱销防止自转的导向槽。

在本发明的一个实施例中，所述第一螺纹段的螺距与所述第二螺纹段的螺距相关。

在本发明的一个实施例中，所述花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述内花键外螺纹转筒固定连接。

在本发明的一个实施例中，所述丝杠内花键轴内设有弹簧，所述弹簧的形变方向平行于所述花键轴的轴向，所述弹簧包括压缩状态和延展状态，当所述弹簧处于所述压缩状态时，所述花键轴挤压所述弹簧，当所述弹簧处于所述延展状态时，所述弹簧抵接所述花键轴的一端、使所述花键轴的另一端抵接所述内花键外螺纹转筒。

本发明提供一种增程电动缸，包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接第一齿轮；多级丝杠花键轴，所述多级丝杠花键轴的一端连接第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述丝杠内花键轴的另一端的外壁设有第一螺纹段；所述多级丝杠花键轴设有第一螺纹段的一端设置有至少一个花键轴；以及，依次的沿所多级丝杠花键轴的轴向同轴设置的固定套筒、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒；所述固定套筒轴向固定；所述伸缩套筒组件的数量与所述花键轴的数量相等；所述伸缩套筒组件能够移动的设置在所述固定套筒内，所述伸缩套筒组件包括伸缩套筒和内花键外螺纹转筒，所述内花键外螺纹转筒能够转动的设置在所述伸缩套筒内，所述内花键外螺纹转筒内轴向中空设置有花键孔，所述花键轴配合花键孔以传递扭矩，所述内花键外螺纹转筒远离所述伸缩套筒的一端的外壁设有第二螺纹段；所述内螺纹推拉套筒能够移动的与所述伸缩套筒组件相连接；所述第一齿轮和第二齿轮啮合将所述驱动电机的动力传递至所述多级丝杠花键轴，带动所述多级丝杠花键轴转动；所述多级丝杠花键轴转动带动所述伸缩套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动、所述内花键外螺纹转筒转动带动所述内螺纹推拉套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的增程电动缸，第一齿轮和第二齿轮啮合将驱动电机的动力传递至丝杠内花键轴，带动丝杠内花键轴转动；丝杠内花键轴转动带动伸缩套筒沿丝杠内花键轴的轴向移动、内花键外螺纹转筒转动带动内螺纹推拉套筒沿丝杠内花键轴的轴向移动。嵌套的内层套筒相对于外层套筒产生驱动行程叠加的作用，从而使嵌套的多个套筒均沿同轴作直线移动，产生驱动作用，形成二级及二级以上的伸缩增程电动缸，便于使用；能够伸缩的增程结构使电动缸的空间利用率高，结构紧凑；套筒的中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴、能够确保增程电动缸能够应用于轻载、中载和重载场合，性能好；能够根据实际所需的工作行程，对伸缩套筒组件的数量进行选取，从而实现不同的工作行程，泛用性强。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明一个优选实施例中增程电动缸的主视图的示意图；

图2为本发明优选实施例中增程电动缸的A-A处的剖视图；

图3为本发明优选实施例中增程电动缸的B-B处的主剖视图；

图4为本发明优选实施例中增程电动缸的C-C处的局部剖视图；

图5为本发明优选实施例中丝杠内花键轴内设有弹簧时的主剖视图；

图6为本发明优选实施例中丝杠内花键轴的主剖视图；

图7为本发明优选实施例中丝杠内花键轴的外螺纹内花键剖面；

图8为本发明优选实施例中花键轴的主视图；

图9为本发明优选实施例中伸缩套筒的D-D处的剖视图；

图10为本发明优选实施例中伸缩套筒的E-E处的主剖视图；

图11为本发明优选实施例中伸缩套筒的俯视图；

图12为本发明优选实施例中内花键外螺纹转筒的F-F处的主剖视图；

图13为本发明优选实施例中内花键外螺纹转筒的G-G处的剖视图；

图14为本发明优选实施例中双耳轴承盖的主剖视图；

图15为本发明优选实施例中双耳轴承盖的左视图；

图16为本发明又一个优选实施例中增程电动缸的主剖视图；

图17为图16的增程电动缸的H-H处的剖视图；

图18为本发明又一个优选实施例中增程电动缸的主剖视图；

图19为本发明又一个优选实施例中增程电动缸的主剖视图。

说明书附图标记说明：10、驱动电机；11、第一齿轮；20、丝杠内花键轴；21、花键孔；22、第二齿轮；23、第一螺纹段；30、固定套筒；31、圆柱销；32、底板；33、轴承；34、隔套；40、丝杠螺母；41、花键轴；42、伸缩套筒；421、圆柱销孔；422、宽槽；43、内花键外螺纹转筒；44、第二螺纹段；45、内外花键轴；46、容纳空间；47、导向槽；48、双耳轴承盖；49、外滚花螺纹套；50、内螺纹推拉套筒；51、弹簧；60、二级丝杠花键轴；61、三级丝杠花键轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1和图2所示，本发明公开了一种增程电动缸，包括驱动电机10，驱动电机10的输出轴连接第一齿轮11；丝杠内花键轴20，丝杠内花键轴20内轴向中空设置有花键孔21；丝杠内花键轴20的一端连接第二齿轮22，第二齿轮22与第一齿轮11啮合；丝杠内花键轴20的另一端的外壁设有第一螺纹段23；以及，依次的沿丝杠内花键轴20的轴向同轴设置的固定套筒30、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒50；固定套筒30轴向固定；伸缩套筒组件至少设置有一个；伸缩套筒组件能够移动的设置在固定套筒30内，伸缩套筒组件包括花键轴41、伸缩套筒42和内花键外螺纹转筒43，内花键外螺纹转筒43能够转动的设置在伸缩套筒42内，内花键外螺纹转筒43内轴向中空设置有花键孔21，花键轴41配合花键孔21以传递扭矩，内花键外螺纹转筒43远离伸缩套筒42的一端的外壁设有第二螺纹段44；内螺纹推拉套筒50能够移动的与伸缩套筒组件相连接；第一齿轮11和第二齿轮22啮合将驱动电机10的动力传递至丝杠内花键轴20，带动丝杠内花键轴20转动；丝杠内花键轴20转动带动伸缩套筒42沿丝杠内花键轴20的轴向移动、内花键外螺纹转筒43转动带动内螺纹推拉套筒50沿丝杠内花键轴20的轴向移动。

本发明所述的增程电动缸，驱动电机10用于提供驱动力，驱动电机10的输出轴连接第一齿轮11，优选的，第一齿轮11和驱动电机10的输出轴通过紧定螺钉固定连接。参照图6和图7所示，丝杠内花键轴20用于传递驱动电机10的动力，丝杠内花键轴20内轴向中空设置有花键孔21，花键孔21用于配合花键轴41，确保设置有花键孔21的部件能够随花键轴41同步转动，轴向中空设置能够令花键轴41收缩进丝杠内花键轴20内，提高空间利用率。丝杠内花键轴20的一端连接第二齿轮22，第二齿轮22与第一齿轮11啮合，通过第二齿轮22与第一齿轮11将驱动电机10的动力传递至丝杠内花键轴20。优选的，第二齿轮22和丝杠内花键轴20通过平键连接从而传递扭矩。丝杠内花键轴20的另一端的外壁设有第一螺纹段23，第一螺纹段23用于与伸缩套筒42形成螺纹传动、从而使伸缩套筒组件沿丝杠内花键轴20的轴向移动。本发明所述的增程电动缸，还包括依次的沿丝杠内花键轴20的轴向同轴设置的固定套筒30、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒50，同轴设置确保各部件能够正常转动。固定套筒30轴向固定，作为壳体，优选的，固定套筒30设置有底板32、固定套筒30和底板32通过紧固件连接，驱动电机10安装在固定套筒30上，第一齿轮11、第二齿轮22、丝杠内花键轴20等均设置在由固定套筒30和底板32形成的容纳腔内，防止外部灰尘等对零部件造成影响，确保整个增程电动缸的使用寿命。在一些其它实施例中，第二齿轮22沿轴向的两侧均设置有轴承33，第二齿轮22通过轴承33与固定套筒30转动连接。优选的，轴承33设置为向心推力轴承，向心推力轴承主要用于同时具有径向、轴向负荷传动轴的安装、固定之中，能够很好的提高丝杠内花键轴20的旋转精度和刚度。伸缩套筒组件至少设置有一个，根据实际所需的工作行程、以及工作过程中侧向力的大小对伸缩套筒组件的数量进行选取，在其它的工作环境、零部件的材料性能条件一致的情况下，如面对相对短的行程、同时侧向力相对小时，能够仅设置一个伸缩套筒组件；行程相对增长而侧向力的变化不大时，能够通过调整第一螺纹段23、第二螺纹段44的螺纹长度；侧向力的变化较大时，能够通过设置多个伸缩套筒组件以适配需求。伸缩套筒组件能够移动的设置在固定套筒30内，伸缩套筒组件包括花键轴41、伸缩套筒42和内花键外螺纹转筒43。花键轴41用于配合丝杠内花键轴20的花键孔21传递扭矩，同时沿丝杠内花键轴20的轴向相对移动，确保电动缸伸长时能够承受更大的侧向力。内花键外螺纹转筒43能够转动的设置在伸缩套筒42内。在一些实施例中，内花键外螺纹转筒43通过轴承33与伸缩套筒42转动连接。优选的，轴承33设置为向心推力轴承，向心推力轴承设置有两个、且两个向心推力轴承间设置有隔套34，通过隔套34配合向心推力轴承，能够令向心推力轴承获得预紧力、消去轴承33内、外圈间隙的影响，提高了内花键外螺纹转筒43的转动精度和刚度。参照图12和图13所示，内花键外螺纹转筒43内轴向中空设置有花键孔21，花键孔21用于配合花键轴41，确保设置有花键孔21的部件能够随花键轴41同步转动。内花键外螺纹转筒43远离伸缩套筒42的一端的外壁设有第二螺纹段44，第二螺纹段44用于与另一个伸缩套筒组件、或者与内螺纹推拉套筒50形成螺纹传动，从而使另一个伸缩套筒组件、或者内螺纹推拉套筒50沿丝杠内花键轴20的轴向移动。整个伸缩套筒组件为中空的结构，中空的结构相较实心结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴41、确保增程电动缸能够应用于轻载、中载和重载场合，性能好。内螺纹推拉套筒50能够移动的与伸缩套筒组件相连接。本发明所述的增程电动缸，第一齿轮11和第二齿轮22啮合将驱动电机10的动力传递至丝杠内花键轴20，带动丝杠内花键轴20转动；丝杠内花键轴20转动带动伸缩套筒42沿丝杠内花键轴20的轴向移动、内花键外螺纹转筒43转动带动内螺纹推拉套筒50沿丝杠内花键轴20的轴向移动。嵌套的内层套筒相对于外层套筒产生驱动行程叠加的作用，从而使嵌套的多个套筒均沿同轴作直线移动，产生驱动作用，形成二级及二级以上的伸缩增程电动缸，便于使用；能够伸缩的增程结构使电动缸的空间利用率高，结构紧凑；套筒的中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴41、能够确保增程电动缸能够应用于轻载、中载和重载场合，性能好；能够根据实际所需的工作行程，对伸缩套筒组件的数量进行选取，从而实现不同的工作行程，泛用性强。

优选的，内花键外螺纹转筒43内轴向中空、且仅靠近第一螺纹段处设置有花键孔，便于加工花键孔、节省成本。在一些其它实施例中，也能够将内花键外螺纹转筒43的轴向中空内设置满花键孔，能够更好的配合花键轴41。

优选的，丝杠内花键轴20以及内花键外螺纹转筒43上开设的花键孔21均与两者的轴线同轴，以便于零部件加工和安装。在一些其它实施例中，也能够采用偏心式的结构设置花键孔21和花键轴41。

参照图3和图4所示，当伸缩套筒组件设有一个时，花键轴41能够沿丝杠内花键轴20的轴向移动的穿设在丝杠内花键轴20内，花键轴41远离丝杠内花键轴20的一端与内花键外螺纹转筒43相连接，伸缩套筒42的筒轴与第一螺纹段23螺纹连接，内螺纹推拉套筒50设置在伸缩套筒42内，内螺纹推拉套筒50的筒轴与第二螺纹段44螺纹连接。优选的，伸缩套筒42的外筒径与固定套筒30的内筒径、以及内螺纹推拉套筒50的外筒径与伸缩套筒42的内筒径间均为间隙配合，令对应两者能够很好的相对移动。参照图9、图11、图14和图15所示，内花键外螺纹转筒43上对称的开有宽槽422，通过在内花键外螺纹转筒43设置双耳轴承盖48、双耳轴承盖48的双耳从宽槽422中进入并通过紧固件紧固，以便于轴承33、内花键外螺纹转筒43等部件安装。优选的，伸缩套筒42靠近丝杠内花键轴20的一端通过紧固件固定设置有丝杠螺母40，伸缩套筒42通过丝杠螺母40与第一螺纹段23螺纹连接，螺纹传动的效果更好。在一些其它实施例中，也能够通过在伸缩套筒42端部一体的设置与第一螺纹段23适配的螺纹段、从而令两者螺纹连接，结构简单、螺纹传动的效果好。优选的，伸缩套筒42远离丝杠内花键轴20的一端螺纹连接有外滚花螺纹套49，既能够保护伸缩套筒组件、又能够防止伸缩套筒42缩入固定套筒30时出现过度收缩的情况。

参照图16和图17所示，当伸缩套筒组件设有两个时，伸缩套筒组件包括首级伸缩套筒组件和末级伸缩套筒组件，首级伸缩套筒组件的内外花键轴45能够沿丝杠内花键轴20的轴向移动的穿设在丝杠内花键轴20内，内外花键轴45内轴向中空设置有花键孔21，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的筒轴与第一螺纹段23螺纹连接，内外花键轴45远离丝杠内花键轴20的一端与首级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒43相连接；末级伸缩套筒组件的花键轴41能够沿内外花键轴45的轴向移动的穿设在内外花键轴45内，末级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的筒轴与首级伸缩套筒组件的第二螺纹段44螺纹连接，末级伸缩套筒组件的花键轴41远离丝杠内花键轴20的一端与末级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒43相连接；内螺纹推拉套筒50设置在末级伸缩套筒组件的伸缩套筒42内，内螺纹推拉套筒50的筒轴与末级伸缩套筒组件的第二螺纹段44螺纹连接。相较于仅设置有一个伸缩套筒组件，设置两个伸缩套筒组件无论是工作行程还是抗侧向力的能力均得到提升。仅设置一个伸缩套筒组件，面对更长的工作行程需求时，仅能够通过调整螺纹段的长度从而实现工作行程的提升，同时随着长度的增加，抗侧向力的能力也会减弱；而设置两个伸缩套筒组件，既能够提升工作行程，又能够确保抗侧向力的能力。优选的，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的外筒径与固定套筒30的内筒径、末级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的外筒径与首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的内筒径、以及内螺纹推拉套筒50的外筒径与伸缩套筒42的内筒径间均为间隙配合，令对应两者能够很好的相对移动。参照图9、图11、图14和图15所示，内花键外螺纹转筒43上对称的开有宽槽422，通过在内花键外螺纹转筒43设置双耳轴承盖48、双耳轴承盖48的双耳从宽槽422中进入并通过紧固件紧固，以便于轴承33、内花键外螺纹转筒43等部件安装。优选的，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42靠近丝杠内花键轴20的一端通过紧固件固定设置有丝杠螺母40，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42通过丝杠螺母40与第一螺纹段23螺纹连接，螺纹传动的效果更好。在一些其它实施例中，也能够通过在伸缩套筒42端部一体的设置与第一螺纹段23适配的螺纹段、从而令两者螺纹连接，结构简单、螺纹传动的效果好。优选的，伸缩套筒42远离丝杠内花键轴20的一端螺纹连接有外滚花螺纹套49，既能够保护伸缩套筒组件、又能够防止伸缩套筒42缩入固定套筒30时出现过度收缩的情况。

当伸缩套筒组件设有至少三个时，伸缩套筒组件包括依次设置的首级伸缩套筒组件、次级伸缩套筒组件和末级伸缩套筒组件，首级伸缩套筒组件的内外花键轴45能够沿丝杠内花键轴20的轴向移动的穿设在丝杠内花键轴20内，内外花键轴45内轴向中空设置有花键孔21，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的筒轴与第一螺纹段23螺纹连接，首级伸缩套筒组件的内外花键轴45远离丝杠内花键轴20的一端与首级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒43相连接；次级伸缩套筒组件的内外花键轴45能够沿丝杠内花键轴20的轴向移动的穿设在相邻的、上一级的丝杠内花键轴20内，次级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的筒轴与相邻的、上一级的第二螺纹段44螺纹连接，次级伸缩套筒组件的内外花键轴45远离丝杠内花键轴20的一端与本级的内花键外螺纹转筒43相连接；末级伸缩套筒组件的花键轴41能够沿内外花键轴45的轴向移动的穿设在相邻的内外花键轴45内，末级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的筒轴与相邻的次级伸缩套筒组件的第二螺纹段44螺纹连接，末级伸缩套筒组件的花键轴41远离丝杠内花键轴20的一端与末级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒43相连接；内螺纹推拉套筒50设置在末级伸缩套筒组件的伸缩套筒42内，内螺纹推拉套筒50的筒轴与末级伸缩套筒组件的第二螺纹段44螺纹连接。相较于仅设置有一个或者两个伸缩套筒组件，设置三个及三个以上的伸缩套筒组件无论是工作行程还是抗侧向力的能力均得到进一步提升。优选的，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的外筒径与固定套筒30的内筒径、相邻的两个次级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的内外筒径、末级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的外筒径与相邻的次级伸缩套筒组件的伸缩套筒42的内筒径、以及内螺纹推拉套筒50的外筒径与伸缩套筒42的内筒径间均为间隙配合，令对应两者能够很好的相对移动。参照图9、图11、图14和图15所示，内花键外螺纹转筒43上对称的开有宽槽422，通过在内花键外螺纹转筒43设置双耳轴承盖48、双耳轴承盖48的双耳从宽槽422中进入并通过紧固件紧固，以便于轴承33、内花键外螺纹转筒43等部件安装。优选的，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42靠近丝杠内花键轴20的一端通过紧固件固定设置有丝杠螺母40，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42通过丝杠螺母40与第一螺纹段23螺纹连接，螺纹传动的效果更好。在一些其它实施例中，也能够通过在伸缩套筒42端部一体的设置与第一螺纹段23适配的螺纹段、从而令两者螺纹连接，结构简单、螺纹传动的效果好。优选的，伸缩套筒42远离丝杠内花键轴20的一端螺纹连接有外滚花螺纹套49，既能够保护伸缩套筒组件、又能够防止伸缩套筒42缩入固定套筒30时出现过度收缩的情况。

参照图12所示，本发明所述的增程电动缸，在一些实施例中，内花键外螺纹转筒43靠近伸缩套筒42的一端内开设有容纳第一螺纹段23的容纳空间46；内螺纹推拉套筒50内开设有容纳第二螺纹段44的容纳空间46。通过设置容纳空间46，令对应设置有第一螺纹段23或设置有第二螺纹段44的轴、能够在增程电动缸收缩时收入容纳空间46内，进一步的提高空间利用率，缩小增程电动缸的占地空间。

参照图4和图10所示，本发明所述的增程电动缸，在一些实施例中，伸缩套筒42和内螺纹推拉套筒50的外壁上均沿轴向设有用于配合圆柱销31防止自转的导向槽47。优选的，固定套筒30、伸缩套筒42的筒壁上开设有圆柱销孔421、且圆柱销孔421中固定有圆柱销31。固定套筒30的圆柱销31与伸缩套筒42的导向槽47，伸缩套筒42的圆柱销31与伸缩套筒42的导向槽47，伸缩套筒42的圆柱销31与内螺纹推拉套筒50的导向槽47之间的配合均为间隙配合，通过圆柱销31和导向槽47的配合防止伸缩套筒42和内螺纹推拉套筒50自转，只移动而不转动，避免自转影响螺纹传动的效率；同时，便于安装。优选的，导向槽47均设置有两条，避免仅设置一个时、受到一定外部扭矩即会发生圆柱销31断裂的问题，确保使用寿命。优选的，两条导向槽47相对设置，进一步增强抗扭能力。在一些其它实施例中，也能够采用键和键槽代替圆柱销31和导向槽47，同样能够很好的起到防止自转的效果。

本发明所述的增程电动缸，第一螺纹段23的螺距与第二螺纹段44的螺距相关。在一些实施例中，第一螺纹段23的螺距与第二螺纹段44的螺距相等，使各个伸缩套筒组件以及内螺纹推拉套筒50直线移动速度与行程均相等。在一些其它的实施例中，参考图3所示，由于结构上二处容纳空间46的轴向距离不同，各螺纹段伸缩行程不同，在转动角位移一致情况下，为实现收缩到最终位置状态下轴向达到最小尺寸，第一螺纹段23的螺距与第二螺纹段44采用下列任意单一或组合方式进行匹配：根据螺距进行匹配，根据螺纹的种类是梯形螺纹或矩形螺纹或三角形螺纹进行匹配，根据单头螺纹或双头螺纹进行匹配。

参照图3和图8所示，本发明所述的增程电动缸，在一些实施例中，花键轴41远离丝杠内花键轴20的一端与内花键外螺纹转筒43固定连接。优选的，内外花键轴45远离丝杠内花键轴20的一端与内花键外螺纹转筒43固定连接。固定连接确保花键轴41和内外花键轴45能够随伸缩套筒组件一起沿丝杠内花键轴20的轴向移动，令花键轴41和内外花键轴45能够在增程电动缸工作伸长时，提供支持力，防止伸缩套筒组件受到过大侧向力而折弯、折断，有效的提高了增程电动缸的运行稳定性和使用寿命。

参照图5所示，本发明所述的增程电动缸，在一些实施例中，丝杠内花键轴20内设有弹簧51，弹簧51的形变方向平行于花键轴41的轴向，弹簧51包括压缩状态和延展状态，当弹簧51处于压缩状态时，花键轴41挤压弹簧51，当弹簧51处于延展状态时，弹簧51抵接花键轴41的一端、使花键轴41的另一端抵接内花键外螺纹转筒43。内外花键轴45同理。当设置有内外花键轴45以及花键轴41的组合时，能够通过设置不同直径的弹簧51以适配花键孔21的孔径、从而为花键轴41或内外花键轴45提供作用力，令花键轴41或内外花键轴45远离弹簧51的一端能够抵接内花键外螺纹转筒43。确保花键轴41和内外花键轴45能够随伸缩套筒组件一起沿丝杠内花键轴20的轴向移动，令花键轴41和内外花键轴45能够在增程电动缸工作伸长时，提供支持力，防止伸缩套筒组件受到过大侧向力而折弯、折断，有效的提高了增程电动缸的运行稳定性和使用寿命。

在一些实施例中，所有的花键轴41与花键孔21的配合均采用外径定心方式，能够适应较大的径向载荷，抗侧向力性能强。

本发明还公开了一种增程电动缸，包括驱动电机10，驱动电机10的输出轴连接第一齿轮11；多级丝杠花键轴41，多级丝杠花键轴41的一端连接第二齿轮22，第二齿轮22与第一齿轮11啮合；丝杠内花键轴20的另一端的外壁设有第一螺纹段23；多级丝杠花键轴41设有第一螺纹段23的一端设置有至少一个花键轴41；以及，依次的沿所多级丝杠花键轴41的轴向同轴设置的固定套筒30、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒50；固定套筒30轴向固定；伸缩套筒组件的数量与花键轴41的数量相等；伸缩套筒组件能够移动的设置在固定套筒30内，伸缩套筒组件包括伸缩套筒42和内花键外螺纹转筒43，内花键外螺纹转筒43能够转动的设置在伸缩套筒42内，内花键外螺纹转筒43内轴向中空设置有花键孔21，花键轴41配合花键孔21以传递扭矩，内花键外螺纹转筒43远离伸缩套筒42的一端的外壁设有第二螺纹段44；内螺纹推拉套筒50能够移动的与伸缩套筒组件相连接；第一齿轮11和第二齿轮22啮合将驱动电机10的动力传递至多级丝杠花键轴41，带动多级丝杠花键轴41转动；多级丝杠花键轴41转动带动伸缩套筒42沿丝杠内花键轴20的轴向移动、内花键外螺纹转筒43转动带动内螺纹推拉套筒50沿丝杠内花键轴20的轴向移动。通过将能够伸缩的丝杠内花键轴20、花键轴41和内外花键轴45更换为整体的多级丝杠花键轴41，以适用于重载场合、抗侧向力性能更强。在一些实施例中，参照图18所示，通过二级丝杠花键轴60代替丝杠内花键轴20和花键轴41；在一些实施例中，参照图19所示，通过三级丝杠花键轴61代替丝杠内花键轴20、内外花键轴45和花键轴41。

工作原理：

以设置有丝杠内花键轴20、且设置有两个伸缩套筒组件的三级增程电动缸为例。需要增程电动缸伸长时，驱动电机10的输出轴转动、带动第一齿轮11旋转，第一齿轮11带动第二齿轮22及丝杠内花键轴20旋转，首级伸缩套筒组件的伸缩套筒42受到第一螺纹段23传递的动力、沿丝杠内花键轴20的轴向作相对远离的移动；内外花键轴45随首级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒43沿轴向作相对远离的移动，确保伸长时的伸缩套筒组件不易受到侧向力影响而发生形变；内外花键轴45及花键轴41均随丝杠内花键轴20同步转动，令首级伸缩套筒组件和末级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒43也同步转动，从而令末级伸缩套筒组件的伸缩套筒42、以及内螺纹推拉套筒50受到第二螺纹段44传递的动力、而沿着丝杠内花键轴20的轴向作相对远离的移动。需要增程电动缸缩短时，驱动电机10的输出轴反向转动实现缩短。本发明所述的增程电动缸，嵌套的内层套筒相对于外层套筒产生驱动行程叠加的作用，从而使嵌套的多个套筒均沿同轴作直线移动，产生驱动作用，形成二级及二级以上的伸缩增程电动缸，便于使用；能够伸缩的增程结构使电动缸的空间利用率高，结构紧凑；套筒的中空结构具有更好的抗侧向力的能力，配合花键轴41、能够确保增程电动缸能够应用于轻载、中载和重载场合，性能好；能够根据实际所需的工作行程，对伸缩套筒组件的数量进行选取，从而实现不同的工作行程，泛用性强。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种增程电动缸，其特征在于，包括：

驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接第一齿轮；

丝杠内花键轴，所述丝杠内花键轴内轴向中空设置有花键孔；所述丝杠内花键轴的一端连接第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述丝杠内花键轴的另一端的外壁设有第一螺纹段；

以及，依次的沿所述丝杠内花键轴的轴向同轴设置的固定套筒、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒；所述固定套筒轴向固定；所述伸缩套筒组件至少设置有一个；所述伸缩套筒组件能够移动的设置在所述固定套筒内，所述伸缩套筒组件包括花键轴、伸缩套筒和内花键外螺纹转筒，所述内花键外螺纹转筒能够转动的设置在所述伸缩套筒内，所述内花键外螺纹转筒内轴向中空设置有花键孔，所述花键轴配合花键孔以传递扭矩，所述内花键外螺纹转筒远离所述伸缩套筒的一端的外壁设有第二螺纹段；所述内螺纹推拉套筒能够移动的与所述伸缩套筒组件相连接；

所述第一齿轮和第二齿轮啮合将所述驱动电机的动力传递至所述丝杠内花键轴，带动所述丝杠内花键轴转动；所述丝杠内花键轴转动带动所述伸缩套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动、所述内花键外螺纹转筒转动带动所述内螺纹推拉套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的增程电动缸，其特征在于：当所述伸缩套筒组件设有一个时，所述花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在所述丝杠内花键轴内，所述花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述内花键外螺纹转筒相连接，所述伸缩套筒的筒轴与所述第一螺纹段螺纹连接，所述内螺纹推拉套筒设置在所述伸缩套筒内，所述内螺纹推拉套筒的筒轴与所述第二螺纹段螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的增程电动缸，其特征在于：当所述伸缩套筒组件设有两个时，所述伸缩套筒组件包括首级伸缩套筒组件和末级伸缩套筒组件，所述首级伸缩套筒组件的内外花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在所述丝杠内花键轴内，所述内外花键轴内轴向中空设置有花键孔，所述首级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与所述第一螺纹段螺纹连接，所述内外花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述首级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述末级伸缩套筒组件的花键轴能够沿所述内外花键轴的轴向移动的穿设在所述内外花键轴内，所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与所述首级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接，所述末级伸缩套筒组件的花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述末级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述内螺纹推拉套筒设置在所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒内，所述内螺纹推拉套筒的筒轴与所述末级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的增程电动缸，其特征在于：当所述伸缩套筒组件设有至少三个时，所述伸缩套筒组件包括依次设置的首级伸缩套筒组件、次级伸缩套筒组件和末级伸缩套筒组件，所述首级伸缩套筒组件的内外花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在所述丝杠内花键轴内，所述内外花键轴内轴向中空设置有花键孔，所述首级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与所述第一螺纹段螺纹连接，所述首级伸缩套筒组件的内外花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述首级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述次级伸缩套筒组件的内外花键轴能够沿所述丝杠内花键轴的轴向移动的穿设在相邻的、上一级的丝杠内花键轴内，所述次级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与相邻的、上一级的第二螺纹段螺纹连接，所述次级伸缩套筒组件的内外花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与本级的内花键外螺纹转筒相连接；所述末级伸缩套筒组件的花键轴能够沿所述内外花键轴的轴向移动的穿设在相邻的所述内外花键轴内，所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒的筒轴与相邻的所述次级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接，所述末级伸缩套筒组件的花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述末级伸缩套筒组件的内花键外螺纹转筒相连接；所述内螺纹推拉套筒设置在所述末级伸缩套筒组件的伸缩套筒内，所述内螺纹推拉套筒的筒轴与所述末级伸缩套筒组件的第二螺纹段螺纹连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的增程电动缸，其特征在于：所述内花键外螺纹转筒靠近所述伸缩套筒的一端内开设有容纳所述第一螺纹段的容纳空间；所述内螺纹推拉套筒内开设有容纳所述第二螺纹段的容纳空间。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的增程电动缸，其特征在于：所述伸缩套筒和所述内螺纹推拉套筒的外壁上均沿轴向设有用于配合圆柱销防止自转的导向槽。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的增程电动缸，其特征在于：所述第一螺纹段的螺距与所述第二螺纹段的螺距相关。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的增程电动缸，其特征在于：所述花键轴远离所述丝杠内花键轴的一端与所述内花键外螺纹转筒固定连接。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的增程电动缸，其特征在于：所述丝杠内花键轴内设有弹簧，所述弹簧的形变方向平行于所述花键轴的轴向，所述弹簧包括压缩状态和延展状态，当所述弹簧处于所述压缩状态时，所述花键轴挤压所述弹簧，当所述弹簧处于所述延展状态时，所述弹簧抵接所述花键轴的一端、使所述花键轴的另一端抵接所述内花键外螺纹转筒。

10.一种增程电动缸，其特征在于，包括：

驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接第一齿轮；

多级丝杠花键轴，所述多级丝杠花键轴的一端连接第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；所述丝杠内花键轴的另一端的外壁设有第一螺纹段；所述多级丝杠花键轴设有第一螺纹段的一端设置有至少一个花键轴；

以及，依次的沿所多级丝杠花键轴的轴向同轴设置的固定套筒、伸缩套筒组件和内螺纹推拉套筒；所述固定套筒轴向固定；所述伸缩套筒组件的数量与所述花键轴的数量相等；所述伸缩套筒组件能够移动的设置在所述固定套筒内，所述伸缩套筒组件包括伸缩套筒和内花键外螺纹转筒，所述内花键外螺纹转筒能够转动的设置在所述伸缩套筒内，所述内花键外螺纹转筒内轴向中空设置有花键孔，所述花键轴配合花键孔以传递扭矩，所述内花键外螺纹转筒远离所述伸缩套筒的一端的外壁设有第二螺纹段；所述内螺纹推拉套筒能够移动的与所述伸缩套筒组件相连接；

所述第一齿轮和第二齿轮啮合将所述驱动电机的动力传递至所述多级丝杠花键轴，带动所述多级丝杠花键轴转动；所述多级丝杠花键轴转动带动所述伸缩套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动、所述内花键外螺纹转筒转动带动所述内螺纹推拉套筒沿所述丝杠内花键轴的轴向移动。

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