CN211089351U - 一种电动作动筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动作动筒，包括伺服电机、缸筒和活塞杆，活塞杆伸缩设置在缸筒内，活塞杆与伺服电机联动，在缸筒的前端端部和尾端端部均设有位置传感器，在活塞杆的内端设有与位置传感器相配合的活塞，在缸筒的前端固定有位移传感器，位移传感器朝向活塞杆；伺服电机、位置传感器及位移传感器均与控制器电连接。通过设置检测活塞杆实际位移量的位移传感器，并将实际位移量与根据伺服电机的编码器信息换算出的活塞杆的虚拟位移量进行对比，能够精确实现位移输出，形成闭环控制，使得电动作动筒可靠性增强，并有效防止电动作动筒过载，延长使用寿命。

Description

一种电动作动筒

技术领域

本实用新型涉及机械传动领域，具体涉及一种电动作动筒。

背景技术

随着工业的飞速发展，电动作动筒的应用日益广泛。电动作动筒是一种能将伺服电机的旋转运动转换为活塞杆的直线运动的一种执行机构。相对于传统的液压和气动驱动设备，其性能不会受环境温度等因素的影响，即使使用环境变化时也无需做相应调整，运行噪声低，维护简单。电动作动筒的伺服电机和驱动器之间的连接非常简单，不需要复杂的管路、阀件以及其他附属设施，减少了设施投入和设备维护，节省了安装空间，安装、调试、拆卸方便。电动作动筒因其优越的控制性能、安装调试方便、维护简单等优点广泛应用于工业生产中。

本实用新型的电动作动筒利用控制系统对位移和位置的闭环控制，提高对位移和位置更精确的控制，进一步提高电动作动筒的可靠性，有效防止电动作动筒过载，延长使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电动作动筒，能够精确实现位移输出，形成闭环控制，使得电动作动筒可靠性增强，并有效防止电动作动筒过载，延长使用寿命。

一种电动作动筒，包括伺服电机、缸筒和活塞杆，所述活塞杆伸缩设置在所述缸筒内，所述活塞杆与所述伺服电机联动，其特征在于：在所述缸筒的前端端部和尾端端部均设有位置传感器，在所述活塞杆的内端设有与所述位置传感器相配合的活塞，在所述缸筒的前端固定有位移传感器，所述位移传感器朝向所述活塞杆，所述位移传感器负责检测活塞杆和缸筒的相对位移；所述伺服电机、位置传感器及位移传感器均与控制器电连接。

本实用新型的工作原理：控制器通过采集伺服电机的编码器信息并根据相应系数计算出活塞杆的虚拟位移量，在缸筒的两端设置的位置传感器分别对应设置在活塞杆的虚拟最小行程点和虚拟最大行程点上，位移传感器侧量并记录活塞杆的实际伸缩量；控制根据活塞杆的虚拟位移量和实际位移量的对比，及虚拟位移量与虚拟最小行程点和虚拟最大行程点的对比，从而精准控制活塞杆的位移输出。

进一步为：在所述缸筒内设有滚珠丝杠副，所述活塞杆套在所述滚珠丝杠副设置的丝杠上，所述丝杠的尾端依次经变速箱、减速器和离合器与所述伺服电机连接；所述滚珠丝杠副设置的丝杠螺母固定在所述活塞内，所述丝杠螺母与丝杠螺纹配合。

进一步为：所述变速箱包括依次啮合的小齿轮、惰轮和大齿轮，所述大齿轮固定连接在所述丝杠上，所述小齿轮固定连接在所述减速器的输出轴上。

进一步为：在所述缸筒内固设有导向键，所述导向键与所述缸筒的轴线平行设置，所述活塞设有键槽，所述导向键位于所述键槽内并与之滑动配合。

本实用新型的有益效果：通过设置检测活塞杆实际位移量的位移传感器，并将实际位移量与根据伺服电机的编码器信息换算出的活塞杆的虚拟位移量进行对比，能够精确实现位移输出，形成闭环控制，使得电动作动筒可靠性增强，并有效防止电动作动筒过载，延长使用寿命。位置传感器能够感应活塞杆上的活塞，当活塞移动到位置传感器的感应范围时，位置传感器能够实时发出信号给控制器，从而起到安全保护作用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作原理图。

图中，1、伺服电机；2、离合器；3、减速器；4、变速箱；41、小齿轮；42、惰轮；43、大齿轮；5、滚珠丝杠副；51、丝杠螺母；52、丝杠；6、缸筒；7、导向键；8、活塞杆；81、活塞；9、位置传感器A；10、位置传感器B；11、位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细说明。需要说明的是，本实用新型实例中的左、中、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

一种电动作动筒，如图1所示，包括伺服电机1、缸筒6和活塞杆8，所述活塞杆8伸缩设置在所述缸筒6内，所述活塞杆8与所述伺服电机1联动，在所述缸筒6的前端端部和尾端端部分别一一对应设有位置传感器A9和位置传感器B10，在所述活塞杆8的内端设有与所述位置传感器A9和位置传感器B10相配合的活塞81，活塞81能够被位置传感器A9和位置传感器B10所感应，在所述缸筒6的前端固定有位移传感器11，所述位移传感器11朝向所述活塞杆8，所述位移传感器11负责检测活塞杆8和缸筒6的相对位移；所述伺服电机1、位置传感器A9、位置传感器B10及位移传感器11均与控制器电连接。

其中，在所述缸筒6内设有滚珠丝杠副5，所述活塞杆8套在所述滚珠丝杠副5设置的丝杠52上，所述丝杠52的尾端依次经变速箱4、减速器3和离合器2与所述伺服电机1连接；所述滚珠丝杠副5设置的丝杠螺母51固定在所述活塞81内，所述丝杠螺母51与丝杠52螺纹配合，所述活塞81能够被被位置传感器A9和位置传感器B10所感应；在所述缸筒6内固设有导向键7，所述导向键7与所述缸筒6的轴线平行设置，所述活塞81设有键槽，所述导向键7位于所述键槽内并与之滑动配合。所述变速箱4包括依次啮合的小齿轮41、惰轮42和大齿轮43，所述大齿轮43固定连接在所述丝杠52上，所述小齿轮41固定连接在所述减速器3的输出轴上。

本实用新型的工作原理：结合图2所示，控制器通过采集伺服电机的编码器及相应系数计算出活塞杆的虚拟位移量，在缸筒的两端设置的位置传感器A和位置传感器B分别对应设置在活塞杆的虚拟最小行程点和虚拟最大行程点上，位移传感器侧量并记录活塞杆的实际伸缩量；控制根据活塞杆的虚拟位移量和实际位移量的对比，及虚拟位移量与虚拟最小行程点和虚拟最大行程点的对比，从而精准控制活塞杆的位移输出；具体过程如下：

伺服电机1通过向控制器编码器反馈信号，计算出滚珠丝杠副5中丝杠52转动的圈数和角度，从而计算出滚珠丝杠副5中丝杠螺母51位移值为S1，位移传感器11检测的位移值为S2，若S1＝S2，则控制器控制伺服电机继续运行，若S1≠S2，则控制系统发出报警信号；

当电动作动筒在最小行程位置时，位置传感器A9有信号，此时位移传感器11的位移值S2应等于电动作动筒的最小行程值，则控制器控制伺服电机停止运行，若此时位移传感器11的位移值S2不等于电动作动筒的最小行程值，则控制器发出报警信号；

当电动作动筒在最大行程位置时，位置传感器B10有信号，此时位移传感器11的位移值S2应等于电动作动筒的最大行程值，则控制器控制伺服电机停止运行，若此时位移传感器11的位移值S2不等于电动作动筒的最大行程值，则控制器发出报警信号。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种电动作动筒，包括伺服电机、缸筒和活塞杆，所述活塞杆伸缩设置在所述缸筒内，所述活塞杆与所述伺服电机联动，其特征在于：在所述缸筒的前端端部和尾端端部均设有位置传感器，在所述活塞杆的内端设有与所述位置传感器相配合的活塞，在所述缸筒的前端固定有位移传感器，所述位移传感器朝向所述活塞杆；所述伺服电机、位置传感器及位移传感器均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动作动筒，其特征在于：在所述缸筒内设有滚珠丝杠副，所述活塞杆套在所述滚珠丝杠副设置的丝杠上，所述丝杠的尾端依次经变速箱、减速器和离合器与所述伺服电机连接；所述滚珠丝杠副设置的丝杠螺母固定在所述活塞内，所述丝杠螺母与丝杠螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的一种电动作动筒，其特征在于：所述变速箱包括依次啮合的小齿轮、惰轮和大齿轮，所述大齿轮固定连接在所述丝杠上，所述小齿轮固定连接在所述减速器的输出轴上。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种电动作动筒，其特征在于：在所述缸筒内固设有导向键，所述导向键与所述缸筒的轴线平行设置，所述活塞设有键槽，所述导向键位于所述键槽内并与之滑动配合。

Images