本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能電動(dòng)缸，具體地說(shuō)是一種安裝了卷簧機(jī)構(gòu)的可以存儲(chǔ)能量的電動(dòng)缸，屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)自動(dòng)化的迅速發(fā)展，電動(dòng)缸的應(yīng)用日益廣泛。電動(dòng)缸是一種能把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為推桿的直線運(yùn)動(dòng)的一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它是電機(jī)與絲杠一體化的模塊化產(chǎn)品，目前廣泛應(yīng)用于機(jī)器人手臂及關(guān)節(jié)、模擬飛行器、升降平臺(tái)等設(shè)備上。相比于液壓和氣壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備，電動(dòng)缸具有環(huán)保節(jié)能、易控制、精度高和維護(hù)成本低等特點(diǎn)。

中國(guó)專(zhuān)利cn113593a公開(kāi)了一種減少震動(dòng)并減弱對(duì)其自身及被輸送物的損害的電動(dòng)缸，該專(zhuān)利在電動(dòng)缸推桿的前端增加一個(gè)法蘭，并在法蘭上安裝圓形的聚氨基甲酸酯橡膠片，并在聚氨基甲酸酯橡膠片前表面安裝一個(gè)鋼制或者陶瓷保護(hù)片，這種結(jié)構(gòu)使該電動(dòng)缸具有耐高溫和抗沖擊的特點(diǎn)，因此該電動(dòng)缸主要用于推動(dòng)或承受高溫重物。

中國(guó)專(zhuān)利cn103313846a公開(kāi)了一種電動(dòng)缸，該電動(dòng)缸在外部缸中添加一個(gè)應(yīng)變檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行載荷檢測(cè)。因此，該電動(dòng)缸不必單獨(dú)地設(shè)置載荷檢測(cè)單元，能夠簡(jiǎn)化電動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)。該電動(dòng)缸適用于在監(jiān)測(cè)載荷的同時(shí)還要執(zhí)行擠壓壓入工作的配合設(shè)備或擠壓設(shè)備中。

上述所有電動(dòng)缸都是針對(duì)某一特殊應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)的，各有各的應(yīng)用特點(diǎn)，但上述所有電動(dòng)缸的推力全部都是由電機(jī)提供的，在某些立式的工況中，被輸送物體或機(jī)架本身的重力勢(shì)能在工作過(guò)程中不僅沒(méi)有被利用，而且電機(jī)還要提供能量去抵消被輸送物體或機(jī)架的重力勢(shì)能，這樣就造成能量的大量浪費(fèi)；除此之外在一些單行程工況中，電機(jī)在空行程中提供動(dòng)能的能力也都被浪費(fèi)，因此，迫切需要一種能存儲(chǔ)能量并在需要時(shí)釋放能量的電動(dòng)缸，而目前市場(chǎng)上沒(méi)有這類(lèi)產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的不足，本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)能電動(dòng)缸。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種儲(chǔ)能電動(dòng)缸，是由電機(jī)組件、減速器、卷簧組件、缸體組件、絲桿副組件、推桿和安裝組件組成。

其特征在于：電機(jī)組件通過(guò)螺釘安裝在減速器的上端，并且斜齒輪1安裝在電機(jī)的輸出軸上，斜齒輪2、斜齒輪3安裝在傳動(dòng)軸上，斜齒輪4安裝在絲桿副上，其中斜齒輪1與斜齒輪2嚙合，斜齒輪3與斜齒輪4嚙合，在傳動(dòng)軸的兩端分別安裝軸承1和軸承2。二者都為角接觸球軸承，采用面對(duì)面的安裝方式。軸承1、軸承2的外圈分別安裝在軸承套1和軸承套2中，且軸承套1和軸承套2通過(guò)螺釘安裝在減速器箱體的左右兩端面上。減速器端蓋通過(guò)螺釘連接固定在減速器箱體上。

絲桿上還安裝有軸承3和軸承4，兩個(gè)軸承均為角接觸球軸承并采用背對(duì)背的安裝方式，軸承3和軸承4安裝在減速器輸出端的臺(tái)階孔中，軸承4上端被缸筒壓住，且缸筒通過(guò)螺釘固定在減速器箱體上。

絲桿螺母安裝在絲桿上，絲桿螺母通過(guò)螺紋連接和推桿固定在一起。

在絲桿頂端安裝一個(gè)外徑尺寸和推桿內(nèi)徑尺寸相同的滑塊。

缸筒蓋通過(guò)螺釘固定在缸筒上，且缸筒蓋內(nèi)孔上四個(gè)間隔90度的鍵與推桿外圓柱面上4條間隔90度的鍵槽相配合，使推桿延缸筒滑動(dòng)。

球頭1通過(guò)螺紋連接固定在推桿上，球頭2通過(guò)螺紋連接固定在減速器底蓋上。

在缸筒上方和下方的兩個(gè)螺紋孔上安裝限位開(kāi)關(guān)1和限位開(kāi)關(guān)2。

所述減速器中還安裝了用于蓄力的卷簧組件，卷簧組件由3個(gè)卷簧機(jī)構(gòu)組成，每個(gè)卷簧機(jī)構(gòu)都有由用于存儲(chǔ)能量的卷簧、放置卷簧的卷簧殼和防止卷簧跳出的卷簧端蓋組成。卷簧為外鉤內(nèi)鉤結(jié)構(gòu)，外鉤掛在卷簧殼的槽口處，內(nèi)鉤掛在傳動(dòng)軸上的槽口中。卷簧端蓋通過(guò)螺釘固定在卷簧殼上，卷簧殼通過(guò)螺釘固定在減速器箱體上。3個(gè)卷簧機(jī)構(gòu)并列安裝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)在立式工況中，本發(fā)明可將被輸送物或機(jī)架下降過(guò)程中的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為卷簧的彈性勢(shì)能存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)被輸送物或機(jī)架上升時(shí)則釋放卷簧中的彈性勢(shì)能，帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，同電機(jī)一起提供動(dòng)力，使被輸送物或機(jī)架上升，從而達(dá)到節(jié)能電能的目的。

(2)對(duì)于單行程工作的情況，可在空行程中將電機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為卷簧的彈性勢(shì)能存儲(chǔ)起來(lái)，然后在工作行程中釋放卷簧中的彈性勢(shì)能，帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，同電機(jī)一起提供動(dòng)力，這樣即使在安裝小功率電機(jī)的情況下，電動(dòng)缸也能在工作行程中提供較大推力或拉力。因此在滿足所需推力或拉力的前提下可以有效的降低電機(jī)的成本。

(3)在單行程工作的情況下，為了增加電動(dòng)缸在工作行程中的推力或拉力，通常是增加電機(jī)的減速比或者增加電機(jī)的功率，若增加電機(jī)的減速比，這勢(shì)必會(huì)增加減速器的尺寸。用卷簧將電機(jī)在空行程中的動(dòng)能存儲(chǔ)起來(lái)，然后在工作行程中釋放卷簧中的彈性勢(shì)能，帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，同電機(jī)一起提供動(dòng)力，這樣在增加工作行程推力的前提下，會(huì)使電動(dòng)缸的整體尺寸更為緊湊。

(4)對(duì)于單行程工作的情況，可在空行程中將電機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為卷簧的彈性勢(shì)能存儲(chǔ)起來(lái)，然后在工作行程中釋放卷簧中的彈性勢(shì)能，帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，同電機(jī)一起提供動(dòng)力，能大大提高電動(dòng)缸的響應(yīng)速度，增加工作效率。

(5)電動(dòng)缸對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求一般是額定轉(zhuǎn)矩的2～2.2倍，在某些情況下為了使電機(jī)達(dá)到啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，必須選擇額定轉(zhuǎn)矩較大的電機(jī)。而卷簧組件可在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)釋放卷簧中存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能，能大大降低電動(dòng)缸對(duì)電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，從而降低電機(jī)的成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖3為本發(fā)明卷簧組件的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明卷簧組件的安裝示意圖。

1電機(jī)組件，2減速器，3卷簧組件，4缸體組件，5絲桿副組件，6推桿，7安裝組件，8限位開(kāi)關(guān)。

1-1電機(jī)，1-2鍵1；2-1斜齒輪1，2-2鎖緊螺母1，2-3斜齒輪2，2-4傳動(dòng)軸，2-5鍵2，2-6軸承1，2-7軸承套，2-8減速器箱體，2-9斜齒輪3，2-10軸承2，2-11軸承套2，2-12斜齒輪4，2-13鍵3，2-14減速器底蓋；3-1卷簧殼，3-2卷簧，3-3卷簧端蓋；4-1缸筒，4-2缸筒蓋；5-1絲桿，5-2鎖緊螺母2，5-3軸承3，5-4軸承4，5-5鎖緊螺母4，5-6絲桿螺母，5-7滑塊；7-1球頭1，7-2球頭2；8-1限位開(kāi)關(guān)1，限位開(kāi)關(guān)2。

具體實(shí)施方式

一種儲(chǔ)能電動(dòng)缸，是由電機(jī)組件(1)、減速器(2)、卷簧組件(3)、缸體組件(4)、絲桿副組件(5)、推桿(6)、安裝組件(7)和限位開(kāi)關(guān)(8)組成。其特征在于：電機(jī)組件(1)通過(guò)螺釘安裝在減速器(2)的上端，并且斜齒輪1(2-1)安裝在電機(jī)(1-1)的輸出軸上，在斜齒輪1(2-1)的軸孔上和電機(jī)(1-1)的輸出軸上加工鍵槽，通過(guò)在電機(jī)(1-1)輸出軸上安放鍵1(1-2)來(lái)限制斜齒輪1(2-1)和電機(jī)(1-1)的輸出軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在電機(jī)(1-1)輸出軸的末端加工外螺紋，通過(guò)擰緊鎖緊螺母1(2-2)使斜齒輪1(2-1)上端面緊貼電機(jī)(1-1)輸出軸上的臺(tái)階面，以此來(lái)限制斜齒輪1(2-1)在電機(jī)(1-1)輸出軸上滑動(dòng)。

斜齒輪2(2-3)安裝在傳動(dòng)軸(2-4)上，并且與斜齒輪1(2-1)嚙合，在斜齒輪(2-3)的軸孔和傳動(dòng)軸(2-4)上分別加工鍵槽，并安裝鍵2(2-5)來(lái)限制斜齒輪2(2-3)和傳動(dòng)軸(2-4)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，斜齒輪2(2-3)右端面與傳動(dòng)軸(2-4)上的軸肩貼緊，斜齒輪2(2-3)左端面與軸承1(2-6)的內(nèi)圈貼緊，以此來(lái)防止斜齒輪2(2-3)在傳動(dòng)軸(2-4)上滑動(dòng)。

軸承1(2-6)和軸承2(2-10)為角接觸球軸承，采用面對(duì)面的安裝方式。軸承1(2-6)內(nèi)圈與斜齒輪2(2-3)左端面緊貼，外圈與軸承套1(2-7)內(nèi)孔中的臺(tái)階面貼緊，通過(guò)這種安裝方式來(lái)限制軸承1(2-6)在傳動(dòng)軸(2-4)上滑動(dòng)。軸承套1(2-7)通過(guò)螺釘固定在減速器箱體(2-8)上。減速器(2)右端的斜齒輪3(2-9)、軸承2(2-10)、軸承套2(2-11)的安裝和定位方式與左端斜齒輪2(2-3)、軸承1(2-6)、軸承套1(2-7)的安裝和定位方式完全相同。

減速器(2)中斜齒輪4(2-12)安裝在絲桿(5-1)上，在斜齒輪4(2-12)軸孔上和絲桿(5-1)上加工鍵槽并安裝鍵3(2-13)，以此來(lái)限制斜齒輪4(2-12)和絲桿(5-1)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，斜齒輪4(2-12)上端面與絲桿(5-1)上的階梯面相接處，下端面和安裝在絲桿(5-1)上的鎖緊螺母2(5-2)相接觸，以此來(lái)限制斜齒輪4(2-12)在絲桿(5-1)上滑動(dòng)。絲桿(5-1)上還安裝有軸承3(5-3)和軸承4(5-4)，二者均為角接觸球軸承并采用背對(duì)背的安裝方式，軸承4(5-4)內(nèi)圈與絲桿(5-1)上的軸肩相接觸，軸承3(5-3)的內(nèi)圈與鎖緊螺母3(5-5)接觸，以此來(lái)限制軸承3(5-3)、軸承4(5-4)在絲桿(5-1)上滑動(dòng)，軸承3(5-3)外圈的下端面與減速器箱體(2-8)上輸出端臺(tái)階孔相接處，軸承4(5-4)外圈的上端面與缸筒(4-1)相接處，以此來(lái)限制軸承3(5-3)、軸承4(5-4)在減速器箱體(2-8)內(nèi)上下滑動(dòng)。

所述缸筒(4-1)的內(nèi)徑要小于軸承4(5-4)外圈最大直徑，這樣才能限制軸承3(5-3)、軸承4(5-4)的向上移動(dòng)。并且缸筒(4-1)和減速器箱體(2-8)之間通過(guò)螺釘連接。

絲桿螺母(5-6)安裝在絲桿(5-1)上，絲桿螺母(5-6)外圓柱面上加工有外螺紋，螺紋規(guī)格與推桿(6)底部的內(nèi)螺紋規(guī)格相同，通過(guò)螺紋連接將推桿(6)固定在絲桿螺母(5-6)上。絲桿螺母(5-6)最大直徑與缸筒(4-1)內(nèi)徑相同，以保證絲桿螺母(5-6)在缸筒(4-1)內(nèi)滑動(dòng)的同時(shí)兩者的中心線重合。

在絲桿(5-1)頂端安裝一個(gè)外徑尺寸和推桿(6)內(nèi)徑尺寸相同的滑塊(5-7)，該滑塊在推桿中滑動(dòng)，用以保證絲桿(5-1)和推桿(6)的中心線重合。

缸筒蓋(4-2)通過(guò)螺釘固定在缸筒(4-1)上，且缸體蓋(4-2)內(nèi)孔上加工有四個(gè)間隔90度的鍵。在推桿(6)外圓柱面上加工有4條間隔90度的鍵槽，該鍵槽與缸筒蓋(4-2)內(nèi)孔上的四個(gè)鍵相配合，以保證推桿(6-1)只能延缸體組件(4)滑動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

在推桿(6)的上端加工有內(nèi)螺紋，其規(guī)格與球頭1(7-1)上的外螺紋規(guī)格相同，通過(guò)螺紋將二者安裝在一起。在減速器底蓋(2-14)上加工有內(nèi)螺紋孔，其規(guī)格與球頭2(7-2)上的外螺紋規(guī)格相同，通過(guò)螺紋將二者安裝在一起。

在缸筒(4-1)上方和下方加工兩個(gè)螺紋孔，用以安裝限位開(kāi)關(guān)(8-1)和限位開(kāi)關(guān)(8-2)，當(dāng)絲桿螺母(5-6)移動(dòng)到傳感器位置時(shí)就會(huì)觸發(fā)傳感器，輸出信號(hào)給控制器，控制器就會(huì)使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，達(dá)到保護(hù)的目的。

所述減速器底蓋(2-14)和減速器箱體(2-8)通過(guò)螺釘連接在一起。

卷簧組件(3)安裝減速器(2)中，卷簧組件(3)由3個(gè)卷簧機(jī)構(gòu)組成，每個(gè)卷簧機(jī)構(gòu)都由用于存儲(chǔ)能量的卷簧(3-1)、放置卷簧(3-1)的卷簧殼(3-2)和防止卷簧跳出的卷簧端蓋(3-3)組成。卷簧(3-1)為外鉤內(nèi)鉤結(jié)構(gòu)，外鉤掛在卷簧殼(3-2)的槽口處，內(nèi)鉤掛在傳動(dòng)軸(2-4)上的槽口中。卷簧端蓋(3-3)通過(guò)螺釘固定在卷簧殼(3-2)上，卷簧殼(3-2)通過(guò)螺釘固定在減速器箱體(2-8)上。3個(gè)卷簧機(jī)構(gòu)并列安裝，同時(shí)存儲(chǔ)能量或釋放能量。

當(dāng)該裝置工作時(shí)，電機(jī)(1-1)提供的動(dòng)力經(jīng)過(guò)斜齒輪1(2-1)傳遞給斜齒輪2(2-3)，斜齒輪2(2-3)通過(guò)帶動(dòng)傳動(dòng)軸(2-4)轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力傳給斜齒輪3(2-9)，斜齒輪3(2-9)通過(guò)齒輪嚙合將動(dòng)力傳給斜齒輪4(2-12)，斜齒輪4(2-12)帶動(dòng)絲桿(5-1)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿(5-1)通過(guò)螺旋副將動(dòng)力傳遞給絲桿螺母(5-6)，絲桿螺母(5-6)帶動(dòng)推桿(6)延缸筒(4-1)軸線方向滑動(dòng)。

針對(duì)電動(dòng)缸安裝方式和應(yīng)用場(chǎng)合的不同，卷簧組件的安裝和儲(chǔ)能方式分為以下幾種:

(1)當(dāng)電動(dòng)缸豎直安裝且球頭(7-1)在上，球頭(7-2)在下時(shí)，由于被輸送物或者機(jī)架所受重力方向向下，所以推桿在工作中受壓力作用，當(dāng)推桿(6)收縮向下運(yùn)輸物體，此時(shí)電動(dòng)缸將被運(yùn)輸物體或者機(jī)架的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為卷簧的彈性勢(shì)能存貯在卷簧組件(3)中。當(dāng)推桿(6)完全收縮時(shí)，此時(shí)卷簧組件(3)中卷簧的彈性勢(shì)能最大。當(dāng)推桿(6)伸長(zhǎng)時(shí)，卷簧組件(3)中存儲(chǔ)彈性勢(shì)能開(kāi)始同電機(jī)(1)一起克服被運(yùn)輸物體或者機(jī)架的重力做功。

(2)當(dāng)電動(dòng)缸豎直安裝且球頭(7-1)在下，球頭(7-2)在上時(shí)，由于被輸送物或者機(jī)架所受重力方向向下，所以推桿在工作中受拉力作用，當(dāng)推桿(6)伸長(zhǎng)向下運(yùn)輸物體，此時(shí)電動(dòng)缸將被運(yùn)輸物體或者機(jī)架的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為卷簧的彈性勢(shì)能存貯在卷簧組件(3)中。當(dāng)推桿(6)完全伸長(zhǎng)時(shí)，此時(shí)卷簧組件(3)中卷簧的彈性勢(shì)能最大。當(dāng)推桿(6)收縮時(shí)，卷簧組件(3)中存儲(chǔ)彈性勢(shì)能開(kāi)始同電機(jī)(1)一起克服被運(yùn)輸物體或者機(jī)架的重力做功。

(3)在單行程工作場(chǎng)合中，如在某些壓力設(shè)備中，電動(dòng)缸在空行程中將電機(jī)(2)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為卷簧組件(3)的彈性勢(shì)能存儲(chǔ)起來(lái)，然后在工作行程中將存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能釋放出來(lái)，同電機(jī)一起帶動(dòng)推桿(6)運(yùn)動(dòng)，增加推桿(6)的推力或拉力。

對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理與精神的情況下，對(duì)實(shí)施方式所進(jìn)行的改變、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。