[發明專利]缸內蓄能液壓差動助力電動缸

有效

• 申請號: 202011051371.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112242776B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 趙鐵石;劉忠英;張燁;王唱
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02K7/06
• 分類號: H02K7/06;F15B15/17;F15B15/14
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

本發明涉及一種缸內蓄能液壓差動助力電動缸，其包括伺服電機、密封連接裝置、絲杠、缸筒、活塞桿、密封導向套、差動活塞、絲母、浮動活塞、充放氣接口和連通管，差動活塞和浮動活塞將缸筒分隔為封閉的上腔、中腔以及下腔，且差動活塞上設置有一個或多個第一流孔和第二流孔，連通管連通缸筒的上腔和中腔，且缸筒的上腔和中腔充滿液壓油，缸筒的下腔充滿壓縮氣體和密封油，通過差動活塞，使電動缸在工作過程中，缸筒上腔和中腔具有壓力差，實現液壓差動助力的功能，從而提高電動缸的輸出能力。本發明結構緊湊，可以在不安裝外部動力源情況下實現對電動缸的助力功能，簡化了助力電動缸的驅動，使助力電動缸可以適用于輸出力大，空間有限的工況。

技術領域

本發明屬于電動缸技術領域，特別涉及一種缸內蓄能液壓差動助力電動缸。

背景技術

普通電動缸的輸出能力通常會受限于電機的功率，若在較高負載的工況下使用，必須選擇功率較大的驅動電機，才能保證負載的輸出力和移動速度滿足要求，但這會導致電動缸的結構尺寸較大。因此在一些特定的工況下，使用助力電動缸是十分必要的。

現有的助力電動缸，大部分采用氣壓、液壓和磁性助力的原理為電動缸提升輸出能力，且它們大多都是采用外置動力源進行輔助驅動；此方法雖然可以提升電動缸的輸出能力，但由于增加了外部動力源，導致控制和使用過程中較為復雜，具有一定的局限性。

因此，設計研發一種不提供外部動力源，仍能提升其輸出能力的助力電動缸是十分必要的，具有一定的實用價值和研究意義。

發明內容

針對以上情況，本發明提供了一種缸內蓄能液壓差動助力電動缸，不提供外部動力源可以實現對電動缸的助力功能，簡化了助力電動缸的驅動和控制，使助力電動缸更好地適用于輸出力大，空間有限的工況。

本發明采用的技術方案是，一種缸內蓄能液壓差動助力電動缸，其包括伺服電機、密封連接裝置、絲杠、缸筒、活塞桿、密封導向套、差動活塞、絲母、浮動活塞、充放氣接口和連通管，所述伺服電機包括伺服電機定子和伺服電機轉子，且所述伺服電機定子與所述密封連接裝置的第一端固定連接，所述伺服電機轉子通過所述密封連接裝置與所述絲杠的第一端連接，且所述絲杠與所述密封連接裝置構成液壓回轉密封；所述缸筒的第一端與所述密封連接裝置的第二端固定密封連接，所述缸筒的第二端設有所述活塞桿，且所述活塞桿為上端有底且具有內部空腔的中空管，所述密封導向套設于所述缸筒內部，且所述密封導向套的外環面與所述缸筒固定密封連接，所述密封導向套的內環面與所述活塞桿固定密封連接，所述活塞桿與所述差動活塞固定連接，且所述差動活塞與所述缸筒滑動配合；所述浮動活塞為環形結構，設于所述缸筒內部且位于所述差動活塞與密封連接裝置之間，且所述浮動活塞的外環面與所述缸筒的內壁滑動配合，所述浮動活塞的內環面與所述密封連接裝置中凸臺孔的外壁滑動配合；以及所述差動活塞和浮動活塞將所述缸筒分隔為封閉的上腔、中腔以及下腔，所述差動活塞上設置有一個或多個連通所述缸筒上腔和中腔的第一流孔，且所述差動活塞上設置有一個或多個連通所述缸筒中腔與所述活塞桿內腔的第二流孔，所述絲母與所述差動活塞固定連接，且所述絲母與所述絲杠螺旋副連接，所述絲杠、活塞桿、差動活塞、浮動活塞以及絲母的中心軸線均與所述缸筒的中心軸線共線，所述充放氣接口密封固定設于所述缸筒第一端的外側弧面，所述連通管連通所述缸筒的上腔和中腔，且所述連通管上設有節流閥和注放油口，所述缸筒的上腔和中腔充滿液壓油，所述缸筒的下腔充滿壓縮氣體和密封油，在壓縮氣體的作用下，所述浮動活塞為上腔與中腔的液壓油提供壓力，由于所述差動活塞上下表面積不同，則會產生恒定的沿所述活塞桿伸出方向的差動力，從而形成助力。

進一步地，所述密封連接裝置包括密封連接塊、聯軸器、軸承、回轉密封環、軸承端蓋和鎖緊螺母，所述密封連接塊的第一端與所述伺服電機的法蘭固定密封連接，所述密封連接塊的第二端與所述缸筒的第一端固定密封連接，且所述密封連接塊的中間部設有圓孔，所述絲杠通過所述軸承與所述圓孔轉動副連接，且所述圓孔轉動副處設有所述回轉密封環，所述軸承通過所述鎖緊螺母和所述軸承端蓋實現軸向定位，所述絲杠通過所述聯軸器與所述伺服電機轉子連接。