一种大推力并联式电动缸的制作方法

本实用新型涉及一种大推力并联式电动缸，属于运动仿真试验技术领域。

背景技术：

电动缸是一种将伺服电机的旋转运动转变为活塞杆直线运动做功，带动电动缸缸杆伸缩产生推拉力的设备。电动缸的运动精度高、响应快、刚性好，在很多领域已替代了伺服液压缸，其有别于电动推杆：电动推杆由普通电机驱动加减速机变速；电动缸使用交流伺服电机，实现了柔性、无级变速、换向。传统电动缸有直联、并联两种结构形式，都是通过传动变速系统(同步带、联轴器等)将电机的旋转运动传递给丝杠，这种结构的电动缸机械效率低，控制精度不准确。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种大推力并联式电动缸。

为实现目的，本实用新型提供了一种大推力并联式电动缸。

一种大推力并联式电动缸，交流伺服电机与传动箱连接,交流伺服电机的主轴连接主动轮，主动轮连接传动带，传动带连接从动轮，从动轮与输出轴连接，输出轴与滚珠丝杠为一体的刚性结构，滚珠丝杠的另一端与丝杠导向套连接并位于活塞杆内部，缸筒一端通过轴承座与传动箱连接,另一端与缸头导向件连接，缸筒的内腔两端均有缓冲橡胶，缓冲橡胶包括上缓冲橡胶及下缓冲橡胶，下行程端有下缓冲橡胶，下缓冲橡胶套在滚珠丝杠上与轴承座连接，上行程端有上缓冲橡胶，上缓冲橡胶通过缸头导向件与缸筒的连接将其固定压紧，滚珠丝杠匹配的螺帽与活塞杆的一端连接，螺帽能够随滚珠丝杠的转动角度按照导程转化成直线运动，活塞杆通过缸头导向件及导向环的导向实现直线运动。

缸筒的两端分别安装有第一传感器和第二传感器，活塞杆的有效行程两终端分别设置有第一强电保护装置和第二强电保护装置。

活塞杆的另一端与联接防转装置连接。

第一传感器和第二传感器分别设置于活塞杆有效行程的两终端，传动箱的箱体安装有轴承，轴承分别连接并支撑输出轴和主轴。

活塞杆将滚珠丝杠的主发生部位包裹于内部，活塞杆外围有非金属摩擦材料的导向环，将活塞杆与缸筒隔离，间隙处有油脂填充；滚珠丝杠为静音丝杠。

活塞杆与联接防转装置采用螺纹连接，并由紧定螺钉锁紧止退。

缸筒的上行程端设置有上缓冲橡胶，缸筒的下行程端设置有下缓冲橡胶。

缸筒有前端润滑装置和后端润滑装置，活塞杆一端设置有活塞杆润滑装置，注油润滑装置位于缸筒与传动箱之间。

第一防尘通气装置连接在活塞杆的顶部，第二防尘通气装置安装在缸筒的一端。

一种大推力并联式电动缸控制方法，包含以下步骤；按主控计算机的指令，实时闭环精确控制电动缸的直线运动，产生加减速、换向及各种位置控制，将旋转运动变为直线运动，替代伺服油压油缸，电动缸配有安全保护装置，包括过载保护、断电保护和超行程保护，超行程保护共有三级：

第一级步骤计算机保护，计算机采集有效行程两终端传感器信号，实现运动自动终止实现弱电自动保护，第二级步骤强电保护，电动缸冲过第一传感器或第二传感器，触发第一强电保护装置或第二强电保护装置，实现强制断电抱闸保护，第三级步骤机械保护，在电动缸的缸头上下两端均有缓冲橡胶，一旦电器保护失控，避免电动缸发生永久性损伤，能够运行安全可靠。

润滑步骤，安装缸筒及活塞杆上润滑装置，

降噪步骤，降噪装置含油轴承滑动副为油脂润滑，滚珠丝杠采用润滑脂润滑，配有相应的加油孔、注油贮油装置，将主发声部位“丝杠”包裹于活塞内部，活塞外围有非金属低摩擦材料，将活塞与缸筒隔离，间隙处有油脂填充，阻碍噪声传播在丝杠的运动中。

防尘通气步骤，在缸筒通气的一端设置有两个防尘通气装置，活塞杆的端部设置有丝杠运行时的防尘通气装置。

传动系统采用了伺服电机与滚珠丝杠并联方式，即电机轴和滚珠丝杠通过传动箱内的传动带连接在一起。

电动缸的安装步骤，活塞杆与联接防转装置采用螺纹联接，并由紧定螺钉锁紧止退，防止螺纹松动。

交流伺服电机实现断电刹车、位置反馈、自身冷却和承受电动缸产生的最大转向力，为电动缸提供伺服扭矩、转速和加速。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型传承了传统电动缸的优点，并在其传动、安全保护、润滑等方面有所创新突破，其增加的润滑装置，可使其机械效率得到一定的提高，尤其是，传动系统采用了伺服电机与滚珠丝杠并联一体化设计，实现了电动缸在低速运动时无爬行和卡滞现象，提高了其定位精度，从而使其整体控制精度得到提升，其还具有运行平稳、响应快速、大加速度、宽频带、长寿命等特点，适用于高精度试验模拟平台。

本实用新型提供的电动缸，可实现驱动大载荷，实现电动缸的高精度控制，并且电动缸运行时噪声低，安全保护和润滑措施好，特别适用于试验模拟平台。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，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，如图其中：

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的侧面结构图。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。

显然，本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对实施例的限定。

实施例1：如图1、图2所示，一种大推力并联式电动缸，交流伺服电机19与传动箱14连接,交流伺服电机19的主轴17连接主动轮18，主动轮18连接传动带，传动带连接从动轮16，从动轮16与输出轴15连接，输出轴15与滚珠丝杠8为一体结构，滚珠丝杠8的另一端与丝杠导向套22连接并位于活塞杆7内部，对滚珠丝杠起导向作用。缸筒6一端通过轴承座13与传动箱14连接,另一端与缸头导向件2连接，缸筒6的内腔两端均有缓冲橡胶，缓冲橡胶包括上缓冲橡胶4及下缓冲橡胶11，下行程端有下缓冲橡胶11，下缓冲橡胶11套在滚珠丝杠8上与轴承座13连接，上行程端有上缓冲橡胶4，上缓冲橡胶4通过缸头导向件2与缸筒6的连接将其固定压紧，滚珠丝杠8匹配的螺帽与活塞杆7的一端连接，螺帽能够随滚珠丝杠8的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，活塞杆7通过缸头导向件2及导向环9的导向，从而实现对应的直线运动。

活塞杆7的另一端与联接防转装置1连接，联接防转装置1与固定工件连接后，活塞杆7即可实现只做直线运作不再转动，缸筒6的两端安装有传感器，传感器分别为第一传感器5和第二传感器10，传感器设置于活塞杆7有效行程的两终端。传动箱14的箱体安装有轴承，轴承分别连接并支撑输出轴15和主轴17。

活塞杆7有效行程的两终端，还分别设置有第一强电保护装置21和第二强电保护装置25，活塞杆在冲过第一传感器5或第二传感器10的情况下，第一强电保护装置21或第二强电保护装置25进行强制断电抱闸保护。

缸筒6的上行程端设置有上缓冲橡胶4，缸筒6的下行程端设置有下缓冲橡胶11。

缸筒6有润滑装置，润滑装置包括前端润滑装置3和后端润滑装置20，活塞杆7一端设置有活塞杆润滑装置23，注油润滑装置12位于缸筒6与传动箱14之间。

电动缸整体设计为降噪结构，活塞杆7将滚珠丝杠8的主发生部位包裹于内部，活塞杆7外围有非金属的摩擦材料的导向环9，将活塞杆与缸筒隔离，间隙处有油脂填充，阻碍噪声传播。滚珠丝杠8为静音丝杠。

第一防尘通气装置24连接在活塞杆7的顶部，第二防尘通气装置26安装在缸筒6的一端。活塞杆7与联接防转装置1采用螺纹连接，并由紧定螺钉锁紧止退。

防尘通气装置包括第一防尘通气装置24和第二防尘通气装置26。防尘通气装置可以选择消声器等现有技术产品。

润滑装置可以选择与注油孔匹配的漏斗式油杯等现有技术产品。

传感器可以选择接近开关等现有技术产品。

第一强电保护装置21和第二强电保护装置25可以选择触点开关等现有技术产品。

实施例2：如图1、图2所示，一种大推力并联式电动缸，伺服电机与滚珠丝杠采用并联传动式设计，其具有运行平稳、响应快速、大加速度、宽频带、长寿命等特点，包括：交流伺服电机19、传动箱14、滚珠丝杠8、缸筒6、活塞杆7，传动箱14内部设有传动带，交流伺服电机19与传动箱14内传动带输入端连接，活塞杆7与滚珠丝杠8的一端相连接并设置于缸筒6内，滚珠丝杠8的另一端与传动箱14内传动带的输出端连接，并与传动箱14内辅助支撑轴承连接，实现了滚珠丝杠8与交流伺服电机19的并联式结构。

一种大推力并联式电动缸，还包括多个传感器，传感器设置于活塞杆7有效行程的两终端，分为弱电保护装置：第一传感器5、第二传感器10，强电断闸保护装置：第一强电保护装置21和第二强电保护装置25。

缸筒6的上行程端设置有上缓冲橡胶4，缸筒6的下行程端设置有下缓冲橡胶11。

润滑装置包括在缸筒6两端的前端润滑装置3和后端润滑装置20。

电动缸整体设计为降噪结构，活塞杆7将滚珠丝杠8的主发生部位包裹于内部，活塞杆7外围有非金属的摩擦材料的导向环9，将活塞杆与缸筒隔离，间隙处有油脂填充，阻碍噪声传播。

滚珠丝杠8为静音丝杠。

传动箱14内部设置有传动带。

传动箱14内部传动带选用时安全系数远高于超重型驱动设备工况安全系数，完全满足安全性要求及高频运行可行性要求。

滚珠丝杠8的一端与传动箱14内传动带输出端连接，并与传动箱14内辅助支撑轴承连接。

实施例3：如图1、图2所示，一种大推力并联式电动缸，包括：联接防转装置1、缸头导向件2、前端润滑装置3、上缓冲装置4、第一传感器5、缸筒6、活塞杆7、滚珠丝杠8、导向环9、第二传感器10、下缓冲橡胶11、注油润滑装置12、轴承座13、传动箱14、输出轴15、从动轮16、主轴17、主动轮18、交流伺服电机19、后端润滑装置20、第一强电保护装置21、丝杠导向套22、活塞杆润滑装置23、第一防尘通气装置24、第二强电保护装置25、第二防尘通气装置26。传动箱14内部设有传动带及辅助支撑轴承，交流伺服电机19的主轴17与传动箱14内传动带输入端连接，并连接传动箱14内部的辅助支撑轴承，活塞杆7与滚珠丝杠8的螺帽相连接并设置于缸筒6内，滚珠丝杠8的一端输出轴15与传动箱14内传动带输出端连接，并与传动箱14内辅助支撑轴承连接，实现了滚珠丝杠8与交流伺服电机17的并联式结构。

本实用新型大推力并联式电动缸的伺服电机与滚珠丝杠采用并联传动式设计，具有运行平稳、响应快速、大加速度、宽频带、长寿命等特点。

一种大推力并联式电动缸控制方法，包含以下步骤；按主控计算机的指令，实时闭环精确控制电动缸的直线运动，产生加减速、换向及各种位置控制，将旋转运动变为直线运动，替代伺服油压油缸。

电动缸配有安全保护装置，包括过载保护、断电保护和超行程保护，超行程保护共有三级：

第一级，计算机保护。计算机采集有效行程两终端传感器信号，实现运动自动终止实现弱电自动保护。

第二级，强电保护。电动缸冲过第一传感器5或第二传感器10，触发第一强电保护装置21或第二强电保护装置25，实现强制断电抱闸保护。

第三级，机械保护。在电动缸的缸头上下两端均有缓冲橡胶，一旦电器保护失控，电动缸不会发生永久性损伤，因此达到运行安全可靠。

润滑装置包括在缸筒及活塞杆上的润滑装置，降噪装置含油轴承滑动副为油脂润滑，滚珠丝杠8采用脂润滑，配有相应的加油孔、注油贮油装置。

降噪设计：将主发声部位“丝杠”包裹于活塞内部。活塞外围有非金属低摩擦材料，将活塞与缸筒隔离，间隙处有油脂填充，阻碍噪声传播。在丝杠的运动中，本实用新型选用静音丝杠，其降噪措施将比以往丝杠降低20db。

防尘通气装置：在缸筒通气的一端设置有两个防尘通气装置(第二防尘通气装置26)，活塞杆的端部设置有丝杠运行时的防尘通气装置(第一防尘通气装置24)，此防尘通气装置兼具降噪作用。

传动系统采用了伺服电机与滚珠丝杠并联设计，即电机轴和滚珠丝杠通过传动箱内的传动带连接在一起，设计时通过理论计算，充分考虑了滚珠丝杠轴的抗扭转强度。

电动缸的安装：活塞杆7与联接防转装置1采用螺纹联接，并由紧定螺钉锁紧止退，防止螺纹松动。

交流伺服电机可以实现断电刹车、位置反馈、自身冷却和承受电动缸产生的最大转向力，为电动缸提供伺服扭矩、转速和加速。

以上对本实用新型所提供的一种大推力并联式电动缸进行详细介绍，本文中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。