[發(fā)明專利]一種氣-電復合驅動執(zhí)行器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811264976.4
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109322869A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 楊斯冕
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B21/00;H02K7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種氣?電復合驅動執(zhí)行器，包括伺服電機驅動組件、控制組件、伺服氣缸組件、耦合機構，伺服氣缸組件包括氣缸，活塞導桿上設有油道B和油道C，氣缸活塞上沿徑向設有方形孔，耦合機構包括導柱、小柱塞、彈簧和楔形塊，導柱的一端伸入活塞導桿內，導柱上設有矩形溝槽D，小柱塞和楔形塊均位于方形孔內，彈簧的兩端分別與小柱塞的頂部以及楔形塊連接，楔形塊固定于氣缸活塞上，楔形塊與小柱塞、氣缸活塞和活塞導桿之間形成密閉空間，油道B和油道C均與密閉空間連通，伺服電機驅動組件通過滾珠絲杠結構驅動導柱直線運動，控制組件與伺服氣缸組件、耦合機構以及伺服電機驅動組件連接，本發(fā)明具備電機驅動與氣壓驅動的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及執(zhí)行器的技術領域，尤其涉及一種氣-電復合驅動執(zhí)行器。

背景技術

隨著工業(yè)自動化發(fā)展，氣壓驅動執(zhí)行器與電機驅動執(zhí)行器在不同場合應用越來越廣泛。

氣壓驅動執(zhí)行器通過使氣體壓力發(fā)生變化的方式完成信號與動力的傳送工作，具有承載能力強、輸出力大的優(yōu)點，常被用于所需功率質量比大的場合。但是由于氣缸的輸出力主要是由氣缸兩腔的氣體提供，氣體的壓縮性較強，同時氣動系統(tǒng)存在非線性的因素，特別是當氣缸內部摩擦力無法準確確定的時候,導致氣缸定位精度較低。因此，氣動執(zhí)行器不適合所需定位精度高的場合。

電機驅動執(zhí)行器通過利用滾珠絲杠、滾珠螺母將電機的旋轉運動變成直線運動，具有定位準確、可靠性好、抗干擾能力強等優(yōu)點，常被應用于對定位精度要求較高的場合。但是，電動執(zhí)行器的電機所需要的功率比較大，不僅損耗的電能較多，相應的電機所占用的空間也大。因此，電動執(zhí)行器不適用功率質量比大的場合。

綜上所述，現(xiàn)有技術中的驅動執(zhí)行器存在大質量功率比與高定位精度之間難以協(xié)調的矛盾，因此，現(xiàn)有技術中的單一驅動裝置已經難以滿足負載的要求。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在不足，本發(fā)明提供了一種氣-電復合驅動執(zhí)行器，能夠結合氣壓驅動和電機驅動的優(yōu)點，在所需質量功率比較大的場合仍能實現(xiàn)高精度定位。

本發(fā)明是通過以下技術手段實現(xiàn)上述技術目的的。

一種氣-電復合驅動執(zhí)行器，包括：伺服電機驅動組件、控制組件、伺服氣缸組件和耦合機構；

其中，所述伺服氣缸組件包括氣缸前端蓋、氣缸缸體、氣缸活塞、活塞導桿、氣缸導向套和氣缸后端蓋，所述活塞導桿上設有油道B和油道C，所述氣缸活塞上沿徑向設有兩個方形孔，兩個所述方形孔關于所述氣缸活塞的軸線對稱；

所述耦合機構包括導柱、小柱塞、彈簧和楔形塊，所述導柱的一端沿所述活塞導桿的軸向伸入活塞導桿內，所述導柱上沿軸向設有兩個矩形溝槽D，所述矩形溝槽D與所述方形孔一一對應，每個所述方形孔內均設有小柱塞、彈簧和楔形塊，所述彈簧的兩端分別與所述小柱塞的頂部以及楔形塊連接，所述楔形塊與所述氣缸活塞固定連接，所述楔形塊與小柱塞、氣缸活塞和活塞導桿之間形成密閉空間，所述油道B和油道C均與所述密閉空間連通，所述密閉空間內通入高壓油后，所述小柱塞能夠壓緊底部所述矩形溝槽D，實現(xiàn)所述導柱與所述氣缸活塞的鎖緊固定；

所述伺服電機驅動組件與所述導柱連接，用于驅動導柱直線運動；

所述控制組件與所述伺服氣缸組件、所述耦合機構以及所述伺服電機驅動組件連接，所述控制組件首先控制所述伺服氣缸組件完成大部分行程，然后控制耦合機構動作，使得所述伺服電機驅動組件與所述伺服氣缸組件耦合連接，最后，控制所述伺服電機驅動組件驅動所述伺服氣缸組件完成剩余行程。

優(yōu)選的，所述控制組件包括：氣液增壓缸、控制器、液壓軟管、第一氣管、比例控制閥、開關控制閥和第二氣管；

所述氣缸活塞將所述氣缸缸體的內腔分為左腔室和右腔室，所述第一氣管連通氣源與所述左腔室，所述第二氣管連通氣源與所述右腔室，所述第一氣管和第二氣管均與所述比例控制閥連接；