CN116733926B - 一种自助力电动缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自助力电动缸，包括电机、缸体、丝杠副组件和推杆，还包括行星齿轮机构、控制组件和蓄能组件，电机通过行星齿轮机构的传动齿圈与丝杠连接，行星架与蓄能组件的传动筒传动连接，蓄能组件还包括第一、第二卷簧组件，控制组件在电机开始转动的设定时间段内先锁定传动齿圈，以使行星架带动传动筒转动，传动筒正反转时分别带动第一、第二卷簧组件蓄能，控制组件分别在第一卷簧组件和第二卷簧组件蓄能结束后释放传动齿圈且锁定行星架，以使传动齿圈带动丝杠正向或反向转动，储能后的第一卷簧组件和第二卷簧组件分别在丝杠正、反向转动时释放能量为丝杠提供旋转助力。本发明能够在推杆伸和缩过程都提供助力，便于使用且提高工作效率。

Description

一种自助力电动缸

技术领域

本发明涉及电动缸技术领域，具体涉及一种能够提供伸缩助力的自助力电动缸。

背景技术

电动缸是一种能把电机的旋转运动转换为推杆的直线运动的一种执行机构，它是电机与丝杠一体化的模块化产品，目前广泛应用于机器人手臂及关节、模拟飞行器、升降平台等设备上。随着工业自动化的迅速发展，电动缸的应用也日益广泛，相比于液压和气压驱动设备，电动缸具有环保节能、易控制、精度高和维护成本低等特点。

普通电动缸的输出能力通常会受限于电机的功率，若在较高负载的工况下使用，必须选择功率较大的驱动电机，才能保证负载的输出力和移动速度满足要求，但这会导致电动缸的结构尺寸较大。因此，在一些特定的工况下，使用助力电动缸是十分必要的。

现有的助力电动缸，大部分采用气压、液压和磁性助力的原理为电动缸提升输出能力，且它们大多都是采用外置动力源进行辅助驱动；此方法虽然可以提升电动缸的输出能力，但由于增加了外部动力源，导致控制和使用过程中多有不便，具有一定的局限性。因此，设计研发一种不借助外部动力源，仍能提升其输出能力的自助力电动缸是十分必要的。

同时，现有技术中也已经出现了依靠自身内部结构提供助力的自助力电动缸，如授权公告号为CN107288830B的发明专利就公开了一种储能电动缸，该储能电动缸包括电机、卷簧组件、丝杠副组件、缸体组件、推杆、安装组件和限位开关组件，卷簧组件在电机沿一个方向转动时存储能量，并在电机反向转动时释放能量，进而将被运输物体的重力势能或空行程中电机的动能转化为卷簧的弹性势能存贮起来，并在另一个行程中释放存储的能量。现有技术中的这种储能电动缸，卷簧组件只能在其中一个行程上提供助力，存在一定的局限性，造成使用不便。

发明内容

本发明提供一种自助力电动缸，以解决现有技术中助力电动缸只能在一个行程上提供助力造成使用不便的技术问题。

本发明的一种自助力电动缸采用如下技术方案：

一种自助力电动缸，包括电机、缸体、丝杠副组件和推杆，还包括行星齿轮机构、控制组件和蓄能组件，所述行星齿轮机构、控制组件和蓄能组件布置在推杆的轴向一侧，并沿推杆的伸出方向依次排布；所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮、行星架和传动齿圈，所述太阳轮与电机的输出轴固定连接，所述传动齿圈与丝杠副组件的丝杠固定连接；所述蓄能组件套装在丝杠上，包括能够相对丝杠转动并与行星架传动连接的传动筒，以及间隔设置在传动筒内的第一卷簧组件、第二卷簧组件，所述控制组件包括由内向外依次设置的内伸缩杆、内滑块、外滑块和外伸缩杆，内伸缩杆和外伸缩杆分别能够沿传动筒的径向活动，内滑块和外滑块分别用于推动内伸缩杆和外伸缩杆沿传动筒的径向活动，传动筒朝向行星架的端面上间隔开设有与内滑块配合的内圈螺纹以及与外滑块配合的外圈螺纹，外圈螺纹和内圈螺纹的螺旋方向相同，传动筒正向转动时，带动外滑块推动外伸缩杆沿传动筒径向向外移动，传动筒反向转动时，带动内滑块推动内伸缩杆沿传动筒径向向内移动；控制组件在电机开始转动的设定时间段内先锁定传动齿圈，以使行星架带动传动筒转动，在传动筒正向转动时，传动筒带动蓄能组件的第二卷簧组件蓄能，传动筒反向转动时，传动筒带动蓄能组件的第一卷簧组件蓄能；所述控制组件分别在第一卷簧组件和第二卷簧组件蓄能结束后释放传动齿圈且锁定行星架，以使传动齿圈带动丝杠正向或反向转动，同时储能后的第一卷簧组件和第二卷簧组件分别在丝杠正、反向转动时释放能量为丝杠提供旋转助力。

进一步地，第一、第二卷簧组件均包括由内到外依次套设的内单向轴承、内棘齿圈、卷簧、外单向轴承和外棘齿圈，内单向轴承的内圈与丝杠固定连接，外圈与内棘齿圈固定连接；卷簧的内端与内棘齿圈固定连接，外端与外单向轴承的内圈固定连接，外单向轴承的外圈与外棘齿圈固定连接，内棘齿圈与传动筒之间设有内棘齿结构，所述丝杠上设有伸入第一卷簧组件和第二卷簧组件之间的轴肩，两个卷簧组件的外棘齿圈分别与轴肩的对应端面之间设有外棘齿结构，同一卷簧组件的内棘齿结构与外棘齿结构的传力方向相反，第一、第二卷簧组件的内棘齿结构的传力方向相反；在传动筒正向转动时，传动筒通过与第二卷簧组件之间的内棘齿结构带动第二卷簧组件的内棘齿圈转动，以使第二卷簧组件蓄能，传动筒反向转动时，传动筒通过与第一卷簧组件之间的内棘齿结构带动第一卷簧组件的内棘齿圈转动，以使第一卷簧组件蓄能。

进一步地，所述传动齿圈朝向控制组件的端面上沿径向间隔开设有与内伸缩杆配合的内卡槽和与外伸缩杆配合的外卡槽，且内卡槽和外卡槽在传动齿圈的周向上错开布置，所述内卡槽靠近丝杠的一侧内壁朝丝杠一侧倾斜设置，使得内伸缩杆能够沿径向向内移动后脱离内卡槽以解除对传动齿圈的锁定，所述外卡槽背离丝杠的一侧内壁朝背离丝杠一侧倾斜设置，使得外伸缩杆能够沿径向向外移动后脱离外开槽以解除对传动齿圈的锁定；所述内卡槽在传动齿圈周向上的两侧内壁中的一侧朝远离另一侧的方向倾斜设置，所述外卡槽在传动齿圈周向上的两侧内壁中的一侧朝远离另一侧的方向倾斜设置，且该内壁的倾斜方向与内卡槽的内壁倾斜方向相反，以使传动齿圈转动时内伸缩杆或外伸缩杆能够沿倾斜内壁脱离内卡槽或外卡槽；所述传动筒朝向控制组件的端面上开设有外插槽和内插槽，外伸缩杆在脱离外卡槽后伸入外插槽内以锁定传动筒，内伸缩杆在脱离内卡槽后伸入内插槽内以锁定传动筒。

进一步地，所述控制组件还包括与传动筒同轴设置且相对缸体固定设置的固定环，传动筒和固定环均位于缸体内，缸体和固定环的侧壁上对应开设有径向穿孔，径向穿孔内转动安装有调节旋钮，调节旋钮具有伸入固定环内部的调节螺杆，调节螺杆上于内伸缩杆和外伸缩杆之间旋装有内调节块和外调节块，内调节块和外调节块的螺纹旋向相反，所述内调节块与内伸缩杆接触并依靠磁铁吸附在一起，所述外调节块与外伸缩杆接触并依靠磁铁吸附在一起，旋拧调节旋钮时内调节块和外调节块沿调节螺杆的轴向相对或相背运动，以推动内伸缩杆和外伸缩杆相对或相背运动，进而调节内伸缩杆和外伸缩杆的初始位置。

进一步地，所述内伸缩杆和外伸缩杆均活动套设在调节螺杆上，且内伸缩杆和外伸缩杆上均开设有沿垂直于调节螺杆方向延伸的长孔，以使内伸缩杆和外伸缩杆能够沿垂直于调节螺杆的方向导向移动。

进一步地，所述内伸缩杆和外伸缩杆均包括伸缩外杆和活动穿设在伸缩外杆内的伸缩内杆，伸缩内杆与伸缩外杆之间顶设有弹簧。

进一步地，固定环的侧壁上对应调节旋钮的位置处开设有轴向贯通的通孔，通孔内转动安装有中间齿轮，中间齿轮转动套设在调节旋钮上，中间齿轮分别与行星架和传动筒啮合，所述行星架通过中间齿轮与传动筒传动连接。

进一步地，所述内卡槽和外卡槽沿传动齿圈的周向均匀间隔布置有四组，调节旋钮和中间齿轮沿固定环的周向均匀间隔布置有四组。

进一步地，所述缸体靠近电机的一端具有连接法兰，所述电机与缸体同轴布置，且与连接法兰固定连接。

进一步地，所述行星架为筒体结构，筒体结构的朝向蓄能组件的一端敞口，筒体结构转动套设在电机的输出轴上，所述传动齿圈、太阳轮和行星轮均位于筒体结构内部。

本发明的有益效果是：本发明通过将电机、行星齿轮机构、控制组件和蓄能组件之间组成一种新的装配结构，实现在电机启动之初蓄能组件蓄能，然后蓄能组件为丝杠提供助力，并且电机正反转时，蓄能组件中的不同卷簧组件分别蓄能，不同卷簧组件分别为丝杠的正反向转动能够助力，且其中一个卷簧组件蓄能和提供助力时，另一个卷簧组件不会阻碍和影响丝杠转动，可以在不增加电动机功率和外部动力源的前提下增大电动缸的推力，而且可以有效的降低电机所需的启动力矩，节省成本，且该蓄能过程双向都有；进一步，可以根据电动缸的负载手动调节蓄能过程的长短，当不需要助力时，可以将蓄能过程降低为零，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种自助力电动缸的实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一种自助力电动缸的实施例的内部结构示意图

图3为本发明一种自助力电动缸的实施例的主视图；

图4为图3中的A-A向剖视图；

图5为图4中I部的放大图；

图6为本发明一种自助力电动缸的实施例中丝杠、蓄能组件、控制组件和行星齿轮机构之间的配合结构示意图；

图7为图6中II部的放大图；

图8为本发明一种自助力电动缸的实施例中行星齿轮机构与丝杠的爆炸示意图；

图9为本发明一种自助力电动缸的实施例中蓄能组件与丝杠的爆炸示意图；

图10为本发明一种自助力电动缸的实施例中控制组件与调节旋钮的立体结构示意图；

图中：110、推杆；120、缸体；130、电机；140、连接法兰；150、丝杠；160、滚柱螺母；200、行星齿轮机构；300、蓄能组件；400、控制组件；211、输出轴；212、太阳轮；213、行星架；214、行星轮；215、传动齿圈；311、传动筒；3111、外圈螺纹；3112、内圈螺纹；312、第一卷簧；313、第二卷簧；314、外棘齿圈；315、外单向轴承；316、内棘齿圈；317、内单向轴承；411、调节旋钮；412、固定环；413、中间齿轮；421、内调节块；422、外调节块；423、内滑块；424、外滑块；425、伸缩外杆；426、伸缩内杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种自助力电动缸的实施例，如图1至图10所示，该自助力电动缸包括推杆110、缸体120和固定在缸体120一端的电机130，本实施例中，电机130与缸体120同轴布置，缸体120靠近电机130的一端具有连接法兰140，且电机130与连接法兰140固定连接。缸体120内安装有丝杠副组件，丝杠副组件包括丝杠150和滚柱螺母160，所述推杆110为空心结构并套在丝杠150外围，推杆110的位于缸体120的一端与滚柱螺母160固定连接，当丝杠150转动时，滚柱螺母160沿丝杠150轴向移动，进而实现推杆110相对缸体120伸缩。

该自助力电动缸还包括行星齿轮机构200、控制组件400和蓄能组件300，行星齿轮机构200、控制组件400和蓄能组件300布置在推杆110的轴向一侧，并沿推杆110的伸出方向依次排布。行星齿轮机构200、控制组件400和蓄能组件300均安装在缸体120内。本发明中，电机130的输出轴211与丝杠150并不直接连接，而是通过行星齿轮机构200与丝杠150连接。具体地，行星齿轮机构200包括太阳轮212、行星轮、行星架213和传动齿圈215，行星架213为筒体结构，筒体结构的朝向蓄能组件300的一端敞口，筒体结构转动套设在电机130的输出轴211上，所述传动齿圈215、太阳轮212和行星轮均位于筒体结构内部。太阳轮212与电机130的输出轴211固定连接，传动齿圈215与丝杠副组件的丝杠150固定连接。当传动齿圈215固定不动时，电机130的输出轴211带动行星架213转动，且此时输出轴211的转动方向与行星架213的转动方向相同，行星架213转动带动蓄能组件300蓄能；当行星架213固定不动时，电机130的输出轴211带动传动齿圈215转动，且传动齿圈215的转动方向与输出轴211的转动方向相反，此时与传动齿圈215固连的丝杠150一起转动，丝杠150转动时，已经蓄能的蓄能组件300向丝杠150提供旋转助力。

控制组件400位于行星齿轮机构200和蓄能组件300之间，用于在电机130开始转动的设定时间段内先锁定传动齿圈215，使传动齿圈215固定不动，该设定时间段即为蓄能组件300的蓄能时间段，当蓄能组件300蓄能结束后，控制组件400释放传动齿圈215且锁定行星架213，此时，电机130通过传动齿圈215带动丝杠150旋转，同时，储能结束的蓄能组件300向丝杠150旋转提供助力。具体地，蓄能组件300套装在丝杠150上，包括能够相对丝杠150转动并与行星架213传动连接的传动筒311，以及间隔设置在传动筒311内的第一卷簧组件、第二卷簧组件，其中，靠近电机130一侧的卷簧组件为第一卷簧组件，靠近推杆110一侧的卷簧组件为第二卷簧组件。第一卷簧组件和第二卷簧组件的结构相同，且对称布置，两个卷簧组件均包括由内到外依次套设的内单向轴承317、内棘齿圈316、卷簧、外单向轴承315和外棘齿圈314，内单向轴承317的内圈与丝杠150固定连接，外圈与内棘齿圈316固定连接；卷簧的内端与内棘齿圈316固定连接，外端与外单向轴承315的内圈固定连接，外单向轴承315的外圈与外棘齿圈314固定连接，内棘齿圈316与传动筒311之间设有内棘齿结构，其中，内棘齿圈316的端面上设有棘齿，传动筒311的内壁面上开设齿槽。丝杠150上设有伸入第一卷簧组件和第二卷簧组件之间的轴肩，两个卷簧组件的外棘齿圈314分别与轴肩的对应端面之间设有外棘齿结构，其中，轴肩端面上开设齿槽，外棘齿圈314的端面上设置棘齿；同一卷簧组件的内棘齿结构与外棘齿结构的传力方向相反，第一卷簧组件和第二卷簧组件上的内棘齿结构的传力方向相反。假设朝推杆110的收缩方向看，顺时针为正向，逆时针为反向，在传动筒311沿正向转动时，传动筒311通过与第二卷簧组件之间的内棘齿结构带动第二卷簧组件的内棘齿圈316转动，内棘齿圈316带动第二卷簧组件的卷簧的内端内卷，以使第二卷簧组件蓄能，此时第一卷簧组件不蓄能；在传动筒311反向转动时，传动筒311通过与第一卷簧组件之间的内棘齿结构带动第一卷簧组件的内棘齿圈316转动，内棘齿圈316带动第一卷簧组件的卷簧内端内卷，以使第一卷簧组件蓄能，此时第二卷簧组件不蓄能。所述控制组件400分别在第一卷簧组件和第二卷簧组件蓄能结束后释放传动齿圈215且锁定行星架213，以使传动齿圈215带动丝杠150正向或反向转动，同时储能后的第一卷簧组件和第二卷簧组件分别在丝杠150正、反向转动时释放能量为丝杠150提供旋转助力。

这里需要说明的是：第一卷簧组件和第二卷簧组件的内端分别内卷蓄能时，卷簧的外端均是固定不动的，此时，外棘齿圈314受到与轴肩之间的外棘齿结构的限制，轴肩阻止外棘齿圈314随着内棘齿圈316转动。

所述控制组件400包括由内向外依次设置的内伸缩杆、内滑块423、外滑块424和外伸缩杆，所述内伸缩杆和外伸缩杆均能够伸缩，包括伸缩外杆425和活动穿设在伸缩外杆425内的伸缩内杆426，伸缩内杆426与伸缩外杆425之间顶设有弹簧。内伸缩杆和外伸缩杆分别能够沿传动筒311的径向活动，内滑块423和外滑块424分别用于推动内伸缩杆和外伸缩杆沿传动筒311的径向活动。传动筒311朝向行星架213的端面上间隔开设有与内滑块423配合的内圈螺纹3112以及与外滑块424配合的外圈螺纹3111，外圈螺纹3111和内圈螺纹3112的螺旋方向相同；传动筒311正向转动时，带动外滑块424推动外伸缩杆沿传动筒311径向向外移动，传动筒311反向转动时，带动内滑块423推动内伸缩杆沿传动筒311径向向内移动。

所述传动齿圈215朝向控制组件400的端面上沿径向间隔开设有与内伸缩杆配合的内卡槽和与外伸缩杆配合的外卡槽。所述内卡槽靠近丝杠150的一侧内壁朝丝杠150一侧倾斜设置，使得内伸缩杆能够沿径向向内移动后脱离内卡槽以解除对传动齿圈215的锁定，所述外卡槽背离丝杠150的一侧内壁朝背离丝杠150一侧倾斜设置，使得外伸缩杆能够沿径向向外移动后脱离外开槽以解除对传动齿圈215的锁定。

所述内卡槽在传动齿圈215周向上的两侧内壁中的一侧朝远离另一侧的方向倾斜设置，所述外卡槽在传动齿圈215周向上的两侧内壁中的一侧朝远离另一侧的方向倾斜设置，且该内壁的倾斜方向与内卡槽的内壁倾斜方向相反，以使传动齿圈215转动时内伸缩杆或外伸缩杆能够沿倾斜内壁脱离内卡槽或外卡槽，且内卡槽和外卡槽在传动齿圈215的周向上错开布置，这样设置后，在其中一个伸缩杆脱离对应卡槽时，另一个位于对应卡槽内的伸缩杆能够随着传动齿圈215的转动而沿倾斜内壁脱离卡槽，且由于内外卡槽周向错开，保证外伸缩杆只能进入外卡槽，不会进入内卡槽，内伸缩杆只能进入内卡槽，不会进入外卡槽，进而不会限制传动齿圈215的转动。所述传动筒311朝向控制组件400的端面上开设有外插槽和内插槽，外伸缩杆在脱离外卡槽后伸入外插槽内以锁定传动筒311，内伸缩杆在脱离内卡槽后伸入内插槽内以锁定传动筒311，内、外伸缩杆均通过锁定传动筒311来实现对行星架213的锁定。

控制组件400还包括与传动筒311同轴设置且相对缸体120固定设置的固定环412，传动筒311和固定环412均位于缸体120内，缸体120和固定环412的侧壁上对应开设有径向穿孔，径向穿孔内转动安装有调节旋钮411，调节旋钮411具有伸入固定环412内部的调节螺杆，所述内伸缩杆和外伸缩杆均活动套设在调节螺杆上，且内伸缩杆和外伸缩杆上均开设有沿垂直于调节螺杆方向延伸的长孔，以使内伸缩杆和外伸缩杆能够沿垂直于调节螺杆的方向导向移动。调节螺杆上于内伸缩杆和外伸缩杆之间旋装有内调节块421和外调节块422，内调节块421和外调节块422的螺纹旋向相反，所述内调节块421与内伸缩杆接触并依靠磁铁吸附在一起，所述外调节块422与外伸缩杆接触并依靠磁铁吸附在一起，旋拧调节旋钮411时内调节块421和外调节块422沿调节螺杆的轴向相对或相背运动，以推动内伸缩杆和外伸缩杆相对或相背运动，进而调节内伸缩杆和外伸缩杆的初始位置，通过调节内伸缩杆和外伸缩杆的初始位置，并调整内滑块423和外滑块424的初始位置，这样可以改变内伸缩杆和外伸缩杆移动到内、外卡槽位置的距离，进而改变蓄能时间和蓄能程度。

本实施例中，固定环412的侧壁上对应调节旋钮411的位置处开设有轴向贯通的通孔，通孔内转动安装有中间齿轮413，中间齿轮413转动套设在调节旋钮411上，中间齿轮413分别与行星架213和传动筒311啮合，所述行星架213通过中间齿轮413与传动筒311传动连接。其他实施例中，行星架213也可以直接与传动筒311止转配合，实现两者之间的传动。本实施例中，所述内卡槽和外卡槽沿传动齿圈215的周向均匀间隔布置有四组，调节旋钮411和中间齿轮413沿固定环412的周向均匀间隔布置有四组。

本发明一种自助力电动缸的工作过程是：以推杆110的伸出过程为例，启动电机130，电机的输出轴211顺时针（从推杆110向电机130方向看）旋转，在电机开始启动到外伸缩杆向外移动至外插槽中的这一设定时间段内，属于蓄能组件300的蓄能时间。电机130启动之初，传动齿圈215被外伸缩杆卡住，输出轴211顺时针旋转会驱动行星架213顺时针旋转，行星架213带动中间齿轮413旋转，此时传动筒311逆时针旋转（即反向旋转），传动筒311与内棘齿圈316通过内棘齿结构连接，两个卷簧组件的内棘齿圈316的棘齿传力方向是相反的，这样，传动筒311仅带动其中一个卷簧组件蓄能，在传动筒311反向转动时，带动第一卷簧组件的内棘齿圈316逆时针旋转，第一卷簧312的内端内卷蓄能，第二卷簧组件的第二卷簧313不蓄能。由于内棘齿圈316通过内单向轴承317与丝杠150连接，第一卷簧312的外端通过外单向轴承315与外棘齿圈314连接，外棘齿圈314与丝杠150的轴肩通过外棘齿结构配合，此时外棘齿圈314无法逆时针旋转（即同一卷簧组件的外棘齿圈和内棘齿圈的棘齿传力方向相反）。在第一卷簧312蓄能过程中，传动筒311端面上的外圈螺纹3111会带动外滑块424向远离轴心的外侧移动，外滑块424与外伸缩杆抵接后并推动外伸缩杆一起向外侧移动，随着外伸缩杆的移动，外伸缩杆收缩并脱离外卡槽，直到移动到传动筒311的外插槽位置后伸长，并伸入外插槽，与传动筒311卡接。此时太阳轮212顺时针旋转会带动传动齿圈215逆时针旋转，刚刚第一卷簧312积蓄的能量会通过外棘齿圈的逆时针转动而释放给丝杠150，进而通过外棘齿圈给丝杠提供一个旋转助力。同时，此时虽然内伸缩杆并未脱离传动筒上的内卡槽，但是内伸缩杆能够在传动齿圈转动时沿内卡槽的周向倾斜内壁脱离内卡槽，不影响传动齿圈逆时针转动，即此时内伸缩杆不起阻碍作用。

反过来讲，当推杆110收缩时，电机130的输出轴211逆时针转动，这一工作过程与上述过程同理，该过程中，传动筒正向转动，第二卷簧组件蓄能，而第一卷簧组件不蓄能，从电机130启动之初到内伸缩杆伸入内插槽的这一设定时间段为蓄能时间，蓄能结束后，传动齿圈带动丝杠150顺时针转动，蓄能后的第二卷簧组件通过外棘齿圈顺时针转动而释放能量，提供给丝杠150一个顺时针旋转助力。

本发明工作时，电机130会先带动卷簧组件蓄能，蓄能过程结束后再带动丝杠旋转，卷簧释放给丝杠旋转增加一个助力，可以在不增加电动机功率和外部动力源的前提下增大电动缸的推力，而且可以有效的降低电机所需的启动力矩，节省成本，且该蓄能过程双向都有；进一步，可以根据电动缸的负载手动调节蓄能过程的长短，当不需要助力时，可以将蓄能过程降低为零，提高工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种自助力电动缸，包括电机、缸体、丝杠副组件和推杆，其特征在于，还包括行星齿轮机构、控制组件和蓄能组件，所述行星齿轮机构、控制组件和蓄能组件布置在推杆的轴向一侧，并沿推杆的伸出方向依次排布；所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮、行星架和传动齿圈，所述太阳轮与电机的输出轴固定连接，所述传动齿圈与丝杠副组件的丝杠固定连接；所述蓄能组件套装在丝杠上，包括能够相对丝杠转动并与行星架传动连接的传动筒，以及间隔设置在传动筒内的第一卷簧组件、第二卷簧组件，所述控制组件包括由内向外依次设置的内伸缩杆、内滑块、外滑块和外伸缩杆，内伸缩杆和外伸缩杆分别能够沿传动筒的径向活动，内滑块和外滑块分别用于推动内伸缩杆和外伸缩杆沿传动筒的径向活动，传动筒朝向行星架的端面上间隔开设有与内滑块配合的内圈螺纹以及与外滑块配合的外圈螺纹，外圈螺纹和内圈螺纹的螺旋方向相同，传动筒正向转动时，带动外滑块推动外伸缩杆沿传动筒径向向外移动，传动筒反向转动时，带动内滑块推动内伸缩杆沿传动筒径向向内移动；控制组件在电机开始转动的设定时间段内先锁定传动齿圈，以使行星架带动传动筒转动，在传动筒正向转动时，传动筒带动蓄能组件的第二卷簧组件蓄能，传动筒反向转动时，传动筒带动蓄能组件的第一卷簧组件蓄能；所述控制组件分别在第一卷簧组件和第二卷簧组件蓄能结束后释放传动齿圈且锁定行星架，以使传动齿圈带动丝杠正向或反向转动，同时储能后的第一卷簧组件和第二卷簧组件分别在丝杠正、反向转动时释放能量为丝杠提供旋转助力。

2.根据权利要求1所述的自助力电动缸，其特征在于，第一、第二卷簧组件均包括由内到外依次套设的内单向轴承、内棘齿圈、卷簧、外单向轴承和外棘齿圈，内单向轴承的内圈与丝杠固定连接，外圈与内棘齿圈固定连接；卷簧的内端与内棘齿圈固定连接，外端与外单向轴承的内圈固定连接，外单向轴承的外圈与外棘齿圈固定连接，内棘齿圈与传动筒之间设有内棘齿结构，所述丝杠上设有伸入第一卷簧组件和第二卷簧组件之间的轴肩，两个卷簧组件的外棘齿圈分别与轴肩的对应端面之间设有外棘齿结构，同一卷簧组件的内棘齿结构与外棘齿结构的传力方向相反，第一、第二卷簧组件的内棘齿结构的传力方向相反；在传动筒正向转动时，传动筒通过与第二卷簧组件之间的内棘齿结构带动第二卷簧组件的内棘齿圈转动，以使第二卷簧组件蓄能，传动筒反向转动时，传动筒通过与第一卷簧组件之间的内棘齿结构带动第一卷簧组件的内棘齿圈转动，以使第一卷簧组件蓄能。

3.根据权利要求2所述的自助力电动缸，其特征在于，所述传动齿圈朝向控制组件的端面上沿径向间隔开设有与内伸缩杆配合的内卡槽和与外伸缩杆配合的外卡槽，且内卡槽和外卡槽在传动齿圈的周向上错开布置，所述内卡槽靠近丝杠的一侧内壁朝丝杠一侧倾斜设置，使得内伸缩杆能够沿径向向内移动后脱离内卡槽以解除对传动齿圈的锁定，所述外卡槽背离丝杠的一侧内壁朝背离丝杠一侧倾斜设置，使得外伸缩杆能够沿径向向外移动后脱离外开槽以解除对传动齿圈的锁定；所述内卡槽在传动齿圈周向上的两侧内壁中的一侧朝远离另一侧的方向倾斜设置，所述外卡槽在传动齿圈周向上的两侧内壁中的一侧朝远离另一侧的方向倾斜设置，且该内壁的倾斜方向与内卡槽的内壁倾斜方向相反，以使传动齿圈转动时内伸缩杆或外伸缩杆能够沿倾斜内壁脱离内卡槽或外卡槽；所述传动筒朝向控制组件的端面上开设有外插槽和内插槽，外伸缩杆在脱离外卡槽后伸入外插槽内以锁定传动筒，内伸缩杆在脱离内卡槽后伸入内插槽内以锁定传动筒。

4.根据权利要求3所述的自助力电动缸，其特征在于，所述控制组件还包括与传动筒同轴设置且相对缸体固定设置的固定环，传动筒和固定环均位于缸体内，缸体和固定环的侧壁上对应开设有径向穿孔，径向穿孔内转动安装有调节旋钮，调节旋钮具有伸入固定环内部的调节螺杆，调节螺杆上于内伸缩杆和外伸缩杆之间旋装有内调节块和外调节块，内调节块和外调节块的螺纹旋向相反，所述内调节块与内伸缩杆接触并依靠磁铁吸附在一起，所述外调节块与外伸缩杆接触并依靠磁铁吸附在一起，旋拧调节旋钮时内调节块和外调节块沿调节螺杆的轴向相对或相背运动，以推动内伸缩杆和外伸缩杆相对或相背运动，进而调节内伸缩杆和外伸缩杆的初始位置。

5.根据权利要求4所述的自助力电动缸，其特征在于，所述内伸缩杆和外伸缩杆均活动套设在调节螺杆上，且内伸缩杆和外伸缩杆上均开设有沿垂直于调节螺杆方向延伸的长孔，以使内伸缩杆和外伸缩杆能够沿垂直于调节螺杆的方向导向移动。

6.根据权利要求5所述的自助力电动缸，其特征在于，所述内伸缩杆和外伸缩杆均包括伸缩外杆和活动穿设在伸缩外杆内的伸缩内杆，伸缩内杆与伸缩外杆之间顶设有弹簧。

7.根据权利要求4所述的自助力电动缸，其特征在于，固定环的侧壁上对应调节旋钮的位置处开设有轴向贯通的通孔，通孔内转动安装有中间齿轮，中间齿轮转动套设在调节旋钮上，中间齿轮分别与行星架和传动筒啮合，所述行星架通过中间齿轮与传动筒传动连接。

8.根据权利要求7所述的自助力电动缸，其特征在于，所述内卡槽和外卡槽沿传动齿圈的周向均匀间隔布置有四组，调节旋钮和中间齿轮沿固定环的周向均匀间隔布置有四组。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的自助力电动缸，其特征在于，所述缸体靠近电机的一端具有连接法兰，所述电机与缸体同轴布置，且与连接法兰固定连接。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的自助力电动缸，其特征在于，所述行星架为筒体结构，筒体结构的朝向蓄能组件的一端敞口，筒体结构转动套设在电机的输出轴上，所述传动齿圈、太阳轮和行星轮均位于筒体结构内部。