CN209299061U - 一种四节内空线伺服电动推杆装置 - Google Patents

一种四节内空线伺服电动推杆装置 Download PDF

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胡星
邹欣
毛强
辛丽娜
张衡
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张庆伟
王亮
田恩勇
吴玉柱
娄方旭
王俊杰
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Abstract

本实用新型公开了一种四节内空线伺服电动推杆装置,它包括伺服电机机构,所述伺服电机机构包括伺服电机和伺服驱动器,所述伺服电机机构连接在转接箱的上部一端,在转接箱的上部另一端还连接有活塞杆机构,由内外5节缸筒(其中两节相互固定)、设置于外缸筒内部的丝杠、设置于内缸筒内部且与丝杠相配合的螺母、与所述螺母连接且与螺母同步做直线往复运动的内缸筒,以及与丝杠螺母牵动在外缸筒内发生逻辑的力学关系的钢丝。本实用新型的电缸,低噪音、低摩擦和低速平稳性良好,优异的控制性和稳定性,结构紧凑、外形尺寸较小,高响应、高性能、高可靠性、低惯量设计,定位和重复精度高,工作寿命长,能频繁启停,环境适应性好。

Description

一种四节内空线伺服电动推杆装置
技术领域
本实用新型涉及一种电动推杆,尤其涉及一种四节内空线伺服电动推杆装置,属于机械传动装置技术领域。
背景技术
伺服电动缸是将伺服电机与滚珠丝杆一体化设计的模块化产品,将伺服电机的旋转运动转换成直线运动,同时将伺服电机最佳优化,精确转数控制,精确转速控制,精确扭矩控制。因此广泛的应用在物料搬运,机械加工制造高精密领域,航天测试设备,六自由度模拟器,机器人,注塑机,模具控制,阀门控制,精密机床,汽车制造设备等,但是目前直线传动结构存在设计功能低效的缺陷,即:电缸进程短、电缸本体长、缸体承载能力低、没有内部走线。
目前,在多级行程伸缩驱动方面,普遍使用的伸缩驱动装置为液压缸或气缸。但是气缸出力较小且位置难以随机控制,一般使用过程中均是通过死限位的方式来获得准确的位移,这样不利于柔性自动化生产,并且气缸使用过程中噪音大;液压缸虽然出力较大,但是存在泄漏,造成环境污染,并且泄漏导致损耗大及传递效率低,成本较高;液压缸还普遍存在定位控制复杂,定位精度低的问题。为了解决上述问题,现在已经将液压替换成电机伺服装置。
现今,随着机器人技术以及智能化技术的发展,机器人高度集成化要求各种特种情况下的内部走线、较大的伸缩进程,如何解决这一问题,已成为本技术领域工程技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是:提供一种四节内空线伺服电动推杆装置,能够同时实现高行程3倍率递进、内部走线等两大功能,使其控制集成化程度大,可以大幅度提高安装调试、运行以及后期维护的工作效率,有效的解决了上述存在的问题。
本实用新型的技术方案为:一种四节内空线伺服电动推杆装置,它包括伺服电机机构,所述伺服电机机构包括伺服电机和伺服驱动器,所述伺服电机机构连接在转接箱的上部一端,在转接箱的上部另一端还连接有活塞杆机构,所述活塞杆机构包括丝杠、缸筒一、缸筒二、缸筒三和缸筒四,所述缸筒四为圆柱形筒状结构,缸筒四的底端与转接箱的上端面连接,缸筒四的顶端面连接有缸筒四上接盘,在缸筒四上接盘的中间设有缸筒三,缸筒三的底端和顶端分别连接有缸筒三下接盘和缸筒三上接盘,在缸筒三上接盘内设有缸筒二,缸筒二的底端和顶端分别连接有缸筒二下接盘和缸筒二上接盘,在缸筒二上接盘内设有缸筒一,缸筒一的底端和顶端分别连接有缸筒一下接盘和缸筒一上接盘,所述缸筒一下接盘、缸筒二下接盘和缸筒三下接盘的中间滑动连接有丝杠套管,在丝杠套管的内部通过丝杠螺母连接丝杠,在丝杠套管的顶端固定连接有丝杠套筒上接盘,在丝杠套筒上接盘顶端上、缸筒二下接盘的上端面、缸筒二上接盘的下端面和缸筒三下接盘的底端面上均对称设置有U槽轴承,在缸筒一下接盘和转接箱之间通过U槽轴承连接有钢丝,在转接箱和缸筒一上接盘之间连接有可伸缩的走线管,丝杠通过转接箱与伺服电机传动连接。
所述转接箱的内部设有主动轮和从动轮,伺服电机的电机轴与主动轮键连接,主动轮和从动轮之间连接有传动带,从动轮与丝杠键连接。
所述转接箱的上端壁与丝杠之间通过轴承套、定轴轴承和支撑轴承连接。
所述钢丝包括钢丝一、钢丝二、钢丝三、钢丝四、钢丝五、钢丝六和钢丝七,钢丝一一端固定在转接箱的箱体上表面,另一端绕过丝杠套管顶端的两个U槽轴承固定连接在缸筒二下接盘的上表面,钢丝二一端固定在缸筒四上接盘的下表面,另一端绕过缸筒三下接盘下端面上的U槽轴承固定连接在缸筒二下接盘的下表面上,钢丝七与钢丝二对称布置,钢丝三一端固定在缸筒三下接盘的上表面,另一端绕过缸筒二上接盘下端面的U槽轴承固定连接在缸筒一下接盘的底端面上,钢丝六与钢丝钢丝三对称布置,钢丝四一端固定在缸筒一下接盘的下表面,另一端绕过缸筒二下接盘的上表面上的U槽轴承固定连接在丝杠套管的顶端面上,钢丝五与钢丝四对称布置。
本实用新型的有益效果是:与现有技术相比,采用本实用新型的技术方案,能够同时实现高行程3倍率递进、内部走线等两大功能,使其控制集成化程度大,可以大幅度提高安装调试、运行以及后期维护的工作效率;其结构简单,易于制造、安装,取得了很好的使用效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的钢丝轮机构逻辑结构示意图(L1、L2、L3、L4分别指代缸筒一、缸筒二、缸筒三、缸筒四,A、B、C、D分别指代缸筒上的动拉力点);
图3为本实用新型的收缩和伸长状态对比示意图;
图4为本实用新型的剖视结构示意图;
图中:伺服电机机构100、伺服电机101、伺服驱动器102、电机轴103;
转接箱200、主动轮201、从动轮202、传动带203、定轴轴承204、支撑轴承205、轴键206、卡簧207、轴承套208;
活塞杆机构300、丝杠301、丝杠螺母302、丝杠套管303、缸筒一304、缸筒二305、缸筒三306、缸筒四307、缸筒一上接盘308、缸筒二上接盘309、缸筒三上接盘310、缸筒四上接盘311、缸筒一下接盘312、缸筒二下接盘313、缸筒三下接盘314、U槽轴承315、钢丝316、走线管317、丝杠套筒上接盘318。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将参照本说明书附图对本实用新型作进一步的详细描述。
实施例1:如附图1所示,一种四节内空线伺服电动推杆装置,它包括伺服电机机构100,所述伺服电机机构100包括伺服电机101和伺服驱动器102,所述伺服电机机构100连接在转接箱200的上部一端,在转接箱200的上部另一端还连接有活塞杆机构300,所述活塞杆机构300包括丝杠301、缸筒一304、缸筒二305、缸筒三306和缸筒四307,所述缸筒四307为圆柱形筒状结构,缸筒四307的底端与转接箱200的上端面连接,缸筒四307的顶端面连接有缸筒四上接盘311,在缸筒四上接盘311的中间设有缸筒三306,缸筒三306的底端和顶端分别连接有缸筒三下接盘314和缸筒三上接盘310,在缸筒三上接盘310内设有缸筒二305,缸筒二305的底端和顶端分别连接有缸筒二下接盘313和缸筒二上接盘309,在缸筒二上接盘309内设有缸筒一304,缸筒一304的底端和顶端分别连接有缸筒一下接盘312和缸筒一上接盘308,所述缸筒一下接盘312、缸筒二下接盘313和缸筒三下接盘314的中间滑动连接有丝杠套管303,在丝杠套管303的内部通过丝杠螺母302连接丝杠301,在丝杠套管303的顶端固定连接有丝杠套筒上接盘318,在丝杠套筒上接盘318顶端上、缸筒二下接盘313的上端面、缸筒二上接盘309的下端面和缸筒三下接盘314的底端面上均对称设置有U槽轴承315,在缸筒一下接盘312和转接箱200之间通过U槽轴承315连接有钢丝,在转接箱200和缸筒一上接盘308之间连接有可伸缩的走线管317,丝杠301通过转接箱200与伺服电机101传动连接。
进一步的,转接箱200的内部设有主动轮201和从动轮202,伺服电机101的电机轴103与主动轮201键连接,主动轮201和从动轮202之间连接有传动带203,从动轮202与丝杠301键连接。
进一步的,转接箱200的上端壁与丝杠301之间通过轴承套208、定轴轴承204和支撑轴承205连接。
进一步的,还包括套设于所述丝杠上的轴承套208、套设于轴承套208上的定轴轴承204和支撑轴承205以及套设于丝杠上且位于轴承套208同一侧的第一挡圈和锁紧螺母,锁紧螺母、第一挡圈、定轴轴承204和支撑轴承205为沿丝杠301的轴向依次设置。
所述锁紧螺母与丝杠为螺纹连接且锁紧螺母用于调整定轴轴承204和支撑轴承205游隙大小。
进一步的,钢丝包括钢丝一316-1、钢丝二316-2、钢丝三316-3、钢丝四316-4、钢丝五316-5、钢丝六316-6和钢丝七316-7,钢丝一316-1一端固定在转接箱200的箱体上表面,另一端绕过丝杠套管303顶端的两个U槽轴承315固定连接在缸筒二下接盘313的上表面,钢丝二316-2一端固定在缸筒四上接盘311的下表面,另一端绕过缸筒三下接盘314下端面上的U槽轴承315固定连接在缸筒二下接盘313的下表面上,钢丝七316-7与钢丝二316-2对称布置,钢丝三316-3一端固定在缸筒三下接盘314的上表面,另一端绕过缸筒二上接盘309下端面的U槽轴承315固定连接在缸筒一下接盘312的底端面上,钢丝六316-6与钢丝钢丝三316-3对称布置,钢丝四316-4一端固定在缸筒一下接盘312的下表面,另一端绕过缸筒二下接盘313的上表面上的U槽轴承315固定连接在丝杠套管303的顶端面上,钢丝五316-5与钢丝四316-4对称布置。
进一步的,缸筒一具有导向柱,所述内缸筒具有让导向块嵌入的导向槽(缸筒下接盘开有),导向块在缸筒下接盘的外圆面上沿周向至少设有4个。
进一步的,外缸筒与所述内缸筒之间设有导向柱。
所述伺服电机通过同步带传动机构与所述丝杠301连接。
本实用新型的工作原理是:一种四节内空线伺服电动推杆装置,其中,包括:伺服电机机构、转接箱、活塞杆机构(包括钢丝滚轮机构、丝杠螺母机构),所述伺服电机机构与所述活塞杆机构之间设有所述转接箱传动连接,所述转接箱背向所述伺服电机机构的一侧设有出线口,所述进线管部分嵌于所述活塞杆机构顶端杆并定位所述活塞杆机构;
所述的钢丝滚轮机构,所述钢丝滚轮机构的钢丝牵引固定端设在转接箱内,所诉缸筒通过所诉钢丝滚轮机构发生关系并联逻辑,实现保杆套的逻辑倍率拓展伸缩运行;
上述的四节内空线伺服电动推杆装置,其中,所述活塞杆机构中末端伸出杆两侧设有走线管,所诉走线管在内缩时同步缩进末端倒数第二节缸筒中。
上述的四节内空线伺服电动推杆装置,其中,所述电机轴外侧设有键槽,所述键槽内设有与所述主动同步轮、所述传动盘匹配的传动键。
上述的四节内空线伺服电动推杆装置,其中,所述丝杆301与所述转接箱200中连接的从动同步轮之间设有支撑轴承205、定轴轴承204,所述支撑轴承205为圆锥滚子轴承、定轴轴承204为推力球轴承。丝杆301上有卡簧207和轴键206。
U槽轴承315、钢丝316逻辑联系丝杠套管303、缸筒二上接盘309、缸筒三上接盘310、缸筒四上接盘311、缸筒一下接盘312、缸筒二下接盘313、缸筒三下接盘314、转接箱200。转接箱200传动作用丝杠301、丝杠301作用丝杠螺母302、丝杠螺母302作用丝杠套管303、丝杠套管303作用U槽轴承315、钢丝316逻辑联动,槽轴承315、钢丝316逻辑联系作用丝杠套管303、缸筒二上接盘309、缸筒三上接盘310、缸筒四上接盘311、缸筒一下接盘312、缸筒二下接盘313、缸筒三下接盘314,实现整体3倍进程。
伺服电机101通过电机轴103、同步轮的主动轮201、同步传动带203、从动轮202、轴键206传动,将动力传递至丝杠301,丝杠301通过转动作用于丝杠螺母302,实现将螺旋运动转为直线运动,推动丝杠套筒303相对缸筒四307实现1倍进程;图中钢丝316-1两端各自固定于缸筒四307的底部的转接箱200与缸筒二305的下接盘313、钢丝担负在丝杠前套筒303的上接盘318上所固定的U型轴承315上,丝杠套筒303推动,因为钢丝长度固定、缸筒四307固定不动,缸筒二305被钢丝拉动(类似于滑轮原理),缸筒二305相对缸筒四307实现2倍进程;因为2号筒和缸筒四307通过钢丝316-2、钢丝316-7链接,缸筒三306和丝杠套筒303固定同步,通过缸筒二305相对缸筒四307、丝杠套筒303相对缸筒四307实现的进程,得出缸筒二305相对丝杠套筒303实现1倍进程,进而缸筒二305相对号缸筒三306实现1倍进程(303、306同步),可以得出钢丝316-2、钢丝316-7是保证缸筒二305稳步的稳步状态钢丝;因为钢丝316-3、316-6链接缸筒一304和缸筒三306,缸筒二305、缸筒三306存在相对1倍进程,钢丝316-3、316-6通过缸筒二305的上接盘309固定U型轴承315实现钢丝转向,所以可以间接推出缸筒一304、缸筒二305存在相对1倍进程,故缸筒一304相对缸筒三306存在相对2倍进程,相对缸筒四307存在3倍推出进程;钢丝316-4、钢丝316-5链接缸筒一304与缸筒三306(丝杠套筒303),可以看出钢丝316-4、钢丝316-5是保证缸筒一304稳步的稳步状态钢丝。
本实用新型未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种四节内空线伺服电动推杆装置,它包括伺服电机机构(100),所述伺服电机机构(100)包括伺服电机(101)和伺服驱动器(102),其特征在于:所述伺服电机机构(100)连接在转接箱(200)的上部一端,在转接箱(200)的上部另一端还连接有活塞杆机构(300),所述活塞杆机构(300)包括丝杠(301)、缸筒一(304)、缸筒二(305)、缸筒三(306)和缸筒四(307),所述缸筒四(307)为圆柱形筒状结构,缸筒四(307)的底端与转接箱(200)的上端面连接,缸筒四(307)的顶端面连接有缸筒四上接盘(311),在缸筒四上接盘(311)的中间设有缸筒三(306),缸筒三(306)的底端和顶端分别连接有缸筒三下接盘(314)和缸筒三上接盘(310),在缸筒三上接盘(310)内设有缸筒二(305),缸筒二(305)的底端和顶端分别连接有缸筒二下接盘(313)和缸筒二上接盘(309),在缸筒二上接盘(309)内设有缸筒一(304),缸筒一(304)的底端和顶端分别连接有缸筒一下接盘(312)和缸筒一上接盘(308),所述缸筒一下接盘(312)、缸筒二下接盘(313)和缸筒三下接盘(314)的中间滑动连接有丝杠套管(303),在丝杠套管(303)的内部通过丝杠螺母(302)连接丝杠(301),在丝杠套管(303)的顶端固定连接有丝杠套筒上接盘(318),在丝杠套筒上接盘(318)顶端上、缸筒二下接盘(313)的上端面、缸筒二上接盘(309)的下端面和缸筒三下接盘(314)的底端面上均对称设置有U槽轴承(315),在缸筒一下接盘(312)和转接箱(200)之间通过U槽轴承(315)连接有钢丝,在转接箱(200)和缸筒一上接盘(308)之间连接有可伸缩的走线管(317),丝杠(301)通过转接箱(200)与伺服电机(101)传动连接。
2.根据权利要求1所述的四节内空线伺服电动推杆装置,其特征在于:所述转接箱(200)的内部设有主动轮(201)和从动轮(202),伺服电机(101)的电机轴(103)与主动轮(201)键连接,主动轮(201)和从动轮(202)之间连接有传动带(203),从动轮(202)与丝杠(301)键连接。
3.根据权利要求1所述的四节内空线伺服电动推杆装置,其特征在于:所述转接箱(200)的上端壁与丝杠(301)之间通过轴承套(208)、定轴轴承(204)和支撑轴承(205)连接。
4.根据权利要求1所述的四节内空线伺服电动推杆装置,其特征在于:所述钢丝包括钢丝一(316-1)、钢丝二(316-2)、钢丝三(316-3)、钢丝四(316-4)、钢丝五(316-5)、钢丝六(316-6)和钢丝七(316-7),钢丝一(316-1)一端固定在转接箱(200)的箱体上表面,另一端绕过丝杠套管(303)顶端的两个U槽轴承(315)固定连接在缸筒二下接盘(313)的上表面,钢丝二(316-2)一端固定在缸筒四上接盘(311)的下表面,另一端绕过缸筒三下接盘(314)下端面上的U槽轴承(315)固定连接在缸筒二下接盘(313)的下表面上,钢丝七(316-7)与钢丝二(316-2)对称布置,钢丝三(316-3)一端固定在缸筒三下接盘(314)的上表面,另一端绕过缸筒二上接盘(309)下端面的U槽轴承(315)固定连接在缸筒一下接盘(312)的底端面上,钢丝六(316-6)与钢丝钢丝三(316-3)对称布置,钢丝四(316-4)一端固定在缸筒一下接盘(312)的下表面,另一端绕过缸筒二下接盘(313)的上表面上的U槽轴承(315)固定连接在丝杠套管(303)的顶端面上,钢丝五(316-5)与钢丝四(316-4)对称布置。
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