CN211231477U - 一种具有锁止结构的电缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有锁止结构的电缸，包括缸体组件、可在缸体组件内进行轴向移动的推杆组件和位于推杆组件内的螺杆，推杆组件和缸体组件间设有第一防转结构，推杆组件包括与螺杆螺纹连接的内层组件，和套在内层组件外的外层组件；内层组件和外层组件之间设有第二防转结构，且内层组件可在外层组件中进行轴向移动；外层组件上开有通孔并装有球形的卡珠，缸体组件内设有可容纳卡珠的一部分的弧形凹槽；卡珠被内层组件推入凹槽中时，卡珠一部分嵌在外层组件中，另一部分嵌在缸体组件中。采用本实用新型，使得电缸自身带有自锁功能，方便使用。

Description

一种具有锁止结构的电缸

技术领域

本实用新型涉及一种电缸，特别涉及一种具有锁止结构的电缸。

背景技术

电缸是将伺服电机与丝杠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点-精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成-精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。

随着电缸应用范围的拓展，电缸也用于实现气缸、液压缸相同功能的环境。但由于电缸的丝杆螺母传动副所采用的丝杆螺母结构为滚珠丝杆螺母，其自身不具有自锁能力，在应用中需要在外部设置限位机构或限位锁止机构，相应对应用环境空间带来较多限制。为此，需要进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术中螺杆在自身无自锁功能导致使用环境受限的问题，提供一种内部具有锁止结构的电缸。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种具有锁止结构的电缸，包括位置固定的缸体组件、可在缸体组件内进行轴向移动的推杆组件和位于推杆组件内的螺杆，推杆组件和缸体组件间设有第一防转结构，推杆组件包括与螺杆螺纹连接的内层组件，和套在内层组件外的外层组件；内层组件和外层组件之间设有第二防转结构，且内层组件可在外层组件中进行轴向移动；外层组件上开有通孔并装有球形的卡珠，缸体组件内设有可容纳卡珠的一部分的弧形凹槽；卡珠被内层组件推入凹槽中时，卡珠一部分嵌在外层组件中，另一部分嵌在缸体组件中。

采用上述技术方案的本实用新型：第一防转结构使得推杆组件与缸体组件保持不相对转动，第二防转结构使得推杆组件的内层组件和外层组件保持不转动，综合作用使螺杆在转动时，推杆组件能沿螺杆的轴向进行运动；由于内层组件可在外层组件中进行轴向移动，因此在极限位置时，内层组件可将卡珠推进缸体组件的凹槽中，这时卡珠位于外层组件和缸体组件之间，实现推杆组件和缸体组件轴向位置的卡死，推杆组件无法继续沿前述运动方向继续运动，实现了电缸在极限位置，即电缸在工作位置的自锁功能，此时丝杆不再转动，只要不反向转动，锁止状态可持续得到保持。同时，电缸在工作时，连接端分别与推杆组件和缸体组件相连，而当二者的轴向被卡珠卡死，使得在维持电缸长度时受到的力由推杆组件和缸体组件承担，而螺杆和内层组件不受力，对螺杆起到了保护的作用，增长了螺杆与内层组件的使用寿命。

进一步地，外层组件包括套在内层组件外周的推杆和沿轴向固定在推杆外表面的防转键，缸体组件内壁沿轴向开设有供防转键进行轴向移动的第一键槽，防转键和第一键槽构成第一防转结构。由于防转键固定在外层组件外周上，外层组件只能在第一键槽内进行轴向的移动，确定了外层组件的运动方向，使得外层组件与缸体组件间保持不转动。

进一步地，内层组件包括内层与螺杆螺纹连接的第一螺母套和外层的第二螺母套，第一螺母套和第二螺母套之间设有第三防转结构；第二螺母套上设有贯穿壁厚的第二键槽，第二键槽内装有能够突出第二螺母套外表面的平键，推杆内壁开有与平键配合的第三键槽，推杆和平键构成第二防转结构。第三防转结构使得内层组件中的第一螺母套和第二螺母套不发生相对转动，此外由于第一防转结构使得外层组件和缸体组件之间不发生相对转动，第二防转结构使得外层组件和内层组件之间不发生相对转动，使第一螺母套与缸体组件间保持不转动；从而当螺杆在进行转动时，第一螺母套能带动第二螺母套一起进行轴向的运动。

进一步地，第三防转结构由花键配合结构构成；第一螺母套通过多个周向凸起形成花键轴结构；第二螺母套通过与凸起相配合的花键槽形成花键套结构。第一螺母套和第二螺母套通过花键配合结构形成方便拆装的连接结构，确保二者共同构成螺母结构。

进一步地，推杆设有大径段和小径段，第二螺母套位于大径段内，螺杆头部能够伸入小径段内；大径段的轴向两端均装有卡珠，缸体组件内部两端分别固定有一个限位缸套，凹槽设在限位缸套上。根据螺母外套和螺杆的直径，合理设置推杆的外径，推杆外径分设大径段和小径段，减小推杆所占据的空间的同时对推杆进行了减重；卡珠和卡进凹槽上时实现推杆组件和缸体组件位置的固定，确定推杆组件运动时两端的极限位置。

进一步地，推杆两端的卡珠均分别在推杆的两端呈周向均匀排列，每端的卡珠数量均为8个。设置多个卡珠，使得能将轴向受力均匀的分散到周向，减少单个卡珠受到的压强。

进一步地，第二螺母套远离螺杆头部的一端螺纹连接有锁紧螺母。锁紧螺母将第一螺母套固定在第二螺母套内，使第一螺母套和第二螺母套固定连接成一体，以在沿螺杆进行轴向移动时同步移动；此外，锁紧螺母还能减少灰尘进入推杆内部，同时防止推杆内部细小部件的掉出。

进一步地，螺杆头部套有支撑环，支撑环与小径段的内孔间隙配合。在螺杆运动过程中，螺杆头部始终伸入推杆的小径段中，支撑环对螺杆的运动起到导向和支撑的作用，支撑环可采用尼龙制作。

进一步地，推杆小径段的末端螺纹连接有浮动接头。浮动接头起到连接待运动工件的作用，使得工件在推杆组件的带动下沿螺杆轴向一起运动。

进一步地，防转键有两根，对称固定在推杆外围。两根防转键减小了螺杆转动时单个防转键所受到周向的剪切力，使得缸体组件周向受力均匀；此外，防转键还对推杆的运动方向起到了导向的作用

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：使用卡珠，在极限位置时将缸体组件和推杆组件锁死，实现了电缸的自锁功能，空间占用小，使用方便；使得螺杆在工作位置时不受轴向力。

附图说明：

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的具有锁止结构的电缸在第一个极限位置的结构示意图。

图2示出了图1中A处的结构放大图。

图3示出了图1中推杆组件的内部结构示意图。

图4示出了图3中推杆组件的部分剖视图。

图5示出了图4中B-B处的剖视图。

图6示出了本实用新型的具有锁止结构的电缸在第二个极限位置的结构示意图。

图7示出了图6中C-C处的剖视图。

图8示出了图6中推杆组件的内部结构示意图。

图9示出了图8中推杆组件的部分剖视图。

图10示出了本实用新型的具有锁止结构的电缸外部结构示意图的实施例。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1缸体组件；11限位缸套；111凹槽；

2推杆组件；

21内层组件；211第一螺母套；212第二螺母套；213平键；214锁紧螺母；

22外层组件；221推杆；222防转键；

23卡珠；24浮动接头；

3螺杆；31支撑环；

4驱动装置。

具体实施方式

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

如图1，一种具有锁止结构的电缸，包括缸体组件1、可在缸体组件1内进行轴向移动的推杆组件2和位于推杆组件2内的螺杆3，推杆组件2和缸体组件1间设有第一防转结构，推杆组件2包括与螺杆3螺纹连接的内层组件21，和套在内层组件21外的外层组件22；内层组件21和外层组件22之间设有第二防转结构，且内层组件21可在外层组件22中进行轴向移动；外层组件22上开有通孔并装有球形的卡珠23，缸体组件1内设有可容纳卡珠23的一部分的弧形凹槽111；卡珠23被内层组件21推入凹槽111中时，卡珠23一部分嵌在外层组件中22，另一部分嵌在缸体组件1中。

优选的，外层组件22包括套在内层组件21外周的推杆221和沿轴向固定在推杆221外表面的防转键222，缸体组件1内壁沿轴向开设有供防转键222进行轴向移动的第一键槽，防转键222和第一键槽构成第一防转结构。

优选的，内层组件21包括内层与螺杆3螺纹连接的第一螺母套211和外层的第二螺母套212，第一螺母套211和第二螺母套212之间设有第三防转结构；第二螺母套212上设有贯穿壁厚的第二键槽，第二键槽内装有能够突出第二螺母套212外表面的平键213，推杆221内壁开有与平键213配合的第三键槽，推杆221和平键213构成第二防转结构。

优选的，第三防转结构由花键配合结构构成；第一螺母套211通过多个周向凸起形成花键轴结构；第二螺母套212通过与凸起相配合的花键槽形成花键套结构。

优选的，推杆221设有大径段和小径段，第二螺母套212位于大径段内，螺杆3头部能够伸入小径段内；大径段的轴向两端均装有卡珠23，缸体组件1内部两端分别固定有一个限位缸套11，凹槽111设在限位缸套11上。

优选的，推杆221两端的卡珠23均分别在推杆221的两端呈周向均匀排列，每端的卡珠23数量均为8个。

优选的，第二螺母套212远离螺杆3头部的一端螺纹连接有锁紧螺母214。

优选的，螺杆3头部套有支撑环31，支撑环31与小径段的内孔间隙配合。

优选的，推杆221小径段的末端螺纹连接有浮动接头24。

优选的，防转键222有两根，对称固定在推杆221外围。

如图1和图6，分别示出了本实用新型具有锁止结构的电缸在两端的两个极限位置时的结构示意图。

图1为该具有锁止结构的电缸的第一个极限位置的结构示意图。图2则示出了图1中A处的结构放大图,该位置即卡珠23在内层组件21的推动下，进入限位缸套11的凹槽中，此时卡珠23同时位于外层组件22和缸体组件1中，实现缸体组件1和推杆221地卡死，是推杆组件2的一个极限位置，即为电缸的一个工作位置。此处可以通过控制驱动装置4旋转得圈数，从而控制螺杆3旋转得圈数，进而控制内层组件21与卡珠23的相对位置；驱动装置4旋转得圈数一般设为，内层组件21运动至将卡珠23推进凹槽中，且内层组件21在径向能盖住外层组件22的卡珠23孔即可，此时内层组件22与外层组件21之间留有运动余量，便于螺杆3的反向转动。

图3为该处推杆组件2的内部结构示意图；图4为该处推杆组件2的部分剖视图；图5为图4的剖视图，展示了推杆组件2的内部结构示意图。

图6为具有锁止结构的电缸在第二个极限位置的结构示意图，位于该处时，卡珠23同样卡进限位缸套11中；图7为图6的剖视图，展示了防转键222的安装位置，防转键222沿螺杆3的轴向进行运动，缸体组件1内为防转键222设有沿螺杆3轴向分布的第一键槽；图8为该处推杆组件2的结构内部结构示意图；图9为该处推杆组件2的部分剖视图。

具体装配时，先装配推杆组件2：先将平键213卡在第二螺母套212的第二键槽上，并使平键213不凸出第二螺母套212的外表面；将第二螺母套212装进推杆221内使得平键213对准第三键槽；将平键213推入第三键槽内，此时平键213同时位于第三键槽和第二螺母套212的外壁内，且平键213没有伸进第二螺母套212的内壁；将螺杆3拧入第一螺母套211内，再在螺杆3的头部将支撑环31装上；将第一螺母套211装进第二螺母套212内，二者通过防转结构进行周向固定；将锁紧螺母214与第一螺母套211通过螺纹连接拧紧；将卡珠23和防转键222装在推杆组件2的对应位置上

再将推杆组件2装进缸体组件1中，将上述装好的推杆组件2从一端伸入缸体组件1中后，再将缸体组件1伸入端的限位缸套11装在缸体组件1上，之后再将端部的其余密封组件装上。最后将浮动接头24装上推杆组件2，其余部件再依次进行装配。

装配完成后，第一螺母套211和第二螺母套212通过第三防转结构连接在一起，后通过锁紧螺母214将二者固定，因而整个内层组件21内无相对转动；内层组件21通过平键213卡在推杆221的第三键槽中，而推杆221的第三键槽为沿轴向排列的长槽，因此内层组件21在外层组件22中无法转动，即整个推杆组件2内部无相对转动，但内层组件21可在外层组件22中进行轴向运动，而在运动至卡珠23可进入限位缸套11的凹槽111中时，需要的推力也由内层组件21提供；由于推杆组件2和缸体组件1之间有第一防转结构，使得推杆组件2和缸体组件1之间也无相对转动，因而整个推杆组件2将随着螺杆3的转动而沿螺杆3的轴向进行运动。

内层组件21运动至抵住卡珠23时将带动推杆221一起沿轴向运动，当运动至限位缸套11的位置，卡珠23被内层组件21推进凹槽111中，推杆组件2和缸体组件1的轴向位置被固定，推杆221无法继续沿轴向进行运动，此时推杆221运动到该方向的死点，实现推杆221在极限位置时电缸的锁死，此处为电缸的一个工作位置。

本实施例中，由于第一防转结构使得外层组件22和缸体组件1之间不发生相对转动，第二防转结构使得外层组件22和内层组件21之间不发生相对转动，第三防转结构使得内层组件21中的第一螺母套211和第二螺母套212不发生相对转动，因此使第一螺母套211与缸体组件1间保持不转动；从而当螺杆3在进行转动时，第一螺母套211能带动第二螺母套212一起进行轴向的运动。

具体地，当防转键222的根数为两根，关于推杆221周向所装卡珠23的分布：当卡珠23个数为两个时，卡珠23在周向的分布角度不能与防转键相同，否则两颗卡珠23易部分或者全部进入第一键槽中，使得卡珠23无法进入限位缸套11的凹槽111中；当卡珠23的个数超过两个时，根据具体情况，可将卡珠23采取均匀分布的方式。

具体地，卡珠23可选用钢珠。卡珠23具体使用的材质可根据受力大小或其他情况进行选择。

本实施例中，螺杆为滚珠丝杠结构。

具体地，图10示出了本实用新型的具有锁止结构的电缸外部结构示意图的一个实施例，驱动装置4可以采取使用电缸带动皮带传动的方式带动螺杆3转动。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有锁止结构的电缸，包括缸体组件(1)、可在所述缸体组件(1)内进行轴向移动的推杆组件(2)和位于所述推杆组件(2)内的螺杆(3)，其特征在于，所述推杆组件(2)和所述缸体组件(1)间设有第一防转结构，所述推杆组件(2)包括与所述螺杆(3)螺纹连接的内层组件(21)，和套在所述内层组件(21)外的外层组件(22)；所述内层组件(21)和所述外层组件(22)之间设有第二防转结构，且所述内层组件(21)可在所述外层组件(22)中进行轴向移动；所述外层组件(22)上开有通孔并装有球形的卡珠(23)，所述缸体组件(1)内设有可容纳所述卡珠(23)的一部分的弧形凹槽(111)；所述卡珠(23)被所述内层组件(21)推入所述凹槽(111)中时，所述卡珠(23)一部分嵌在所述外层组件(22)中，另一部分嵌在所述缸体组件(1)中。

2.根据权利要求1所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述外层组件(22)包括套在所述内层组件(21)外周的推杆(221)和沿轴向固定在所述推杆(221)外表面的防转键(222)，所述缸体组件(1)内壁沿轴向开设有供所述防转键(222)进行轴向移动的第一键槽，所述防转键(222)和所述第一键槽构成所述第一防转结构。

3.根据权利要求2所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述内层组件(21)包括内层与螺杆(3)螺纹连接的第一螺母套(211)和外层的第二螺母套(212)，所述第一螺母套(211)和所述第二螺母套(212)之间设有第三防转结构；第二螺母套(212)上设有贯穿壁厚的第二键槽，第二键槽内装有能够突出第二螺母套(212)外表面的平键(213)，推杆(221)内壁开有与平键(213)配合的第三键槽，所述推杆(221)和所述平键(213)构成所述第二防转结构。

4.根据权利要求3所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述第三防转结构由花键配合结构构成；所述第一螺母套(211)通过多个周向凸起形成花键轴结构；所述第二螺母套(212)通过与凸起相配合的花键槽形成花键套结构。

5.根据权利要求3所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述推杆(221)设有大径段和小径段，所述第二螺母套(212)位于所述大径段内，所述螺杆(3)头部能够伸入所述小径段内；所述大径段的轴向两端均装有卡珠(23)，所述缸体组件(1)内部两端分别固定有一个限位缸套(11)，所述凹槽(111)设在所述限位缸套(11)上。

6.根据权利要求5所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述推杆(221)两端的所述卡珠(23)均分别在所述推杆(221)的两端呈周向均匀排列，每端的所述卡珠(23)数量均为8个。

7.根据权利要求5所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述第二螺母套(212)远离所述螺杆(3)头部的一端螺纹连接有锁紧螺母(214)。

8.根据权利要求5所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述螺杆(3)头部套有支撑环(31)，所述支撑环(31)与所述小径段的内孔间隙配合。

9.根据权利要求5所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述推杆(221)小径段的末端螺纹连接有浮动接头(24)。

10.根据权利要求2所述的具有锁止结构的电缸，其特征在于，所述防转键(222)有两根，对称固定在所述推杆(221)外围。

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