大功率直驱式四节伸缩式电动缸制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率直驱式四节伸缩式电动缸，其特征是直驱电机直接包覆于电动缸外壁，使直驱电机与电动缸同轴线安装；电机转子底端通过机械结构连接于电动缸内部的一级滚珠丝杠，带动一级滚珠丝杠做旋转运动，一级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠同步旋转，二级滚珠丝杠和外管四限制轴向旋转，使二级滚珠丝杠不旋转，二级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠和外管四内部分别集成有一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠的螺母，在一级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠同步旋转时，通过限制丝杠螺母的旋转运动，将旋转扭矩转换为轴向位移，使丝杠螺母在丝杠上做轴向往复运动，实现多级同步丝杠做同步轴向伸缩运动，完成电动缸同步伸出或缩回，实现大功率小体积的目的。

【技术实现步骤摘要】
大功率直驱式四节伸缩式电动缸
本专利技术涉及大吨位多级电动缸。
技术介绍
随着特种车辆多电化术发展的趋势，车载大型导弹发射装置电驱动快速起竖技术成为大型导弹垂直发射技术研究的热点。起竖时间的要求越来越短，大吨位多级电动缸的伺服电机功率和体积越来越大，使得在有限的空间内如何实现车载大型导弹发射装置的电驱动快速垂直起竖成为大型导弹发射车多电化的关键。针对大吨位多级电动缸使用的伺服电机体积太大的问题，设计了一种使用大功率圆环式直驱电机包覆在电动缸外层的多级重载快速电驱动起竖缸，以实现小空间、大功率电驱动垂直起竖的总体解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大功率直驱式四节伸缩式电动缸，将市场现有的折返式单个大功率电机驱动电动缸，设计为薄壁圆环式直驱电机驱动结构，电机直接包覆在电动缸外壁上，实现大功率驱动和小体积的目的。本专利技术的技术方案是：大功率直驱式四节伸缩式电动缸，包括电动缸、直驱电机，其特征是还包括驱动轴、四个失电制动器、四个减速机、四个小齿轮和一个大齿圈；直驱电机直接包覆于电动缸外壁，使直驱电机与电动缸同轴线安装；电机定子与外管一刚性固定连接，电机转子相对于电机定子轴向旋转；电动缸传动结构由外而内依次为电机定子、电机转子、外管一、外管二、外管三、外管四、三级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠、一级滚珠丝杠、驱动轴，均沿电动缸轴线同心布局；电机转子上端刚性连接以大齿圈集中输出的制动系统，作为制动端，电机转子下端刚性连接电动缸内部一级滚珠丝杠，作为驱动端；外管一与电动缸的基体刚性固定连接，其余三级外管与外管一之间通过导向结构，使四级外管之间只能轴向滑动，不能旋转；二级滚珠丝杠和外管二刚性固定连接，三级滚珠丝杠和外管三通过第一滚动轴承刚性连接，三级滚珠丝杠相对于外管三沿轴线旋转，同时三级滚珠丝杠和一级滚珠丝杠利用驱动轴及两端的第一导向滑动键、第二导向滑动键连接；二级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠和外管四内部分别集成有一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠的螺母；当电机转子旋转时，带动一级滚珠丝杠做旋转运动，由于二级滚珠丝杠和外管二刚性固定，所以外管二限制了二级滚珠丝杠和集成于二级丝杠内部的一级螺母的旋转运动，使二级滚珠丝杠和集成于二级丝杠内部的一级螺母在一级滚珠丝杠上做轴向运动；同时，一级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠利用驱动轴两端的第一导向滑动键、第二导向滑动键使一级滚珠丝杠旋转时带动三级滚珠丝杠同步旋转；因为二级滚珠丝杠限制了旋转运动，所以三级滚珠丝杠和集成于三级丝杠内部的二级螺母的旋转运动，会转化为三级滚珠丝杠的轴向往复运动；同时，外管四内部集成了一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠的螺母，在三级滚珠丝杠同步旋转的情况下，限制外管四的旋转运动，使外管四在三级滚珠丝杠上做轴向运动；因为一级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠为同步旋转，二级滚珠丝杠和外管四不旋转，所以三级同步滚珠丝杠实现同步轴向运动，电动缸做轴向同步伸缩运动。一种大功率直驱式四节伸缩式电动缸，其特征是，直驱电机整体为薄壁圆环状结构，且电机转子内孔直径大于电动缸外径。一种大功率直驱式四节伸缩式电动缸，其特征是，所述的制动系统包括一个大齿圈，在大齿圈的周围分布四个小齿轮呈星型布局，每个小齿轮连接一个减速机，减速机尾端连接失电制动器，每个小齿轮、减速机、失电制动器共同组成一个制动单元，四个制动单元和大齿圈共同组成电动缸的制动系统，实现电动缸任意位置制动、锁定。本专利技术将大功率圆环式直驱电机，整体设计为薄壁圆环状结构，且电机转子内孔直径大于电动缸外径，可以外覆于电动缸外径上。电机转子直接驱动一级滚珠丝杠，带动一级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠同步旋转，二级滚珠丝杠和外管四限制轴向旋转，由于二级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠和外管四内部分别集成有一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠的螺母，在一级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠同步转动时，促使其相对应螺母的集成件做轴向运动，达到电动缸同步伸出或缩回的目的。此种电动缸结构方式为国内首创。与现有技术相比，本专利技术具有下述优点：1、将市场现有的单个大功率伺服电机驱动的电动缸，设计为薄壁圆环式直驱电机驱动的电动缸；圆环电机直接包覆于电动缸外壁的布局，电动缸在实现大功率驱动的同时，外形体积小、重量轻、集成度高、结构紧凑、维护简单；2、百吨级重载，推力大，可靠度高，国内电动缸市场没有百吨级以上的重载电动缸。3、采用多个制动单元，任何1个制动单元故障仍可任意位置制动、锁定，相比单电机驱动方式提高了产品使用的安全性；附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是电机外形示意图。图2是传动原理示意图。图3是电动缸结构示意图。图4是小齿轮星型布局驱动大齿圈示意图。图5是电动缸内部三级同步滚珠丝杠力传递路径示意图。图6是市场现有电动缸传动原理图。附图标号说明：1-向心关节轴承，2-电动缸，3-三级同步滚珠丝杠，4-失电制动器，5-圆环式直驱电机，6-减速机，7-电机定子，8-电机转子，12-外管四，13-外管三，14-外管二，15-外管一，16-大齿圈，17-小齿轮，20-第一滚动轴承，21-第二滚动轴承，22-第三滚动轴承，23-第四滚动轴承24-第一导向滑动键，25-第二导向滑动键，26-一级滚珠丝杠，27-二级滚珠丝杠，28-三级滚珠丝杠，29-二级滚珠丝杠导向滑动键，30-三级滚珠丝杠导向滑动键，31-驱动轴。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。本专利技术大功率直驱式四节伸缩式电动缸，将市场现有的折返式电动缸的单个大功率电机，设计为圆环形大功率圆环式直驱电机，如图1所示，电机内孔可以直接套装于电动缸外径上，电机定子与电动缸外管一刚性连接，电机转子直接驱动一级滚珠丝杠，达到电机与电动缸同轴线安装，实现大功率驱动和小体积的目的。本专利技术大功率直驱式四节伸缩式电动缸结构原理如图2所示：圆环式直驱电机整体为薄壁圆环状结构，且电机转子内孔直径大于电动缸外径，电机套装于电动缸外径上。电机转子的上端刚性连接大齿圈，在大齿圈的外围呈星型分布四个制动单元，每个制动单元由一个小齿轮，一个减速机和一个失电制动器组成，四个制动单元和大齿圈共同组成了电动缸的制动系统。电机转子下端通过刚性连接驱动电动缸内部的一级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠同步旋转，二级滚珠丝杠和外管四限制轴向旋转，由于二级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠和外管四内部分别集成有一级滚珠丝杠、二级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大功率直驱式四节伸缩式电动缸，包括电动缸(2)、直驱电机(5)，其特征是还包括驱动轴(31)、四个失电制动器、四个减速机、四个小齿轮和一个大齿圈；直驱电机(5)直接包覆于电动缸(2)外壁，使直驱电机与电动缸同轴线安装；电机定子(7)与外管一(15)刚性固定连接，电机转子(8)相对于电机定子(7)轴向旋转；/n电动缸传动结构由外而内依次为电机定子(7)、电机转子(8)、外管一(15)、外管二(14)、外管三(13)、外管四(12)、三级滚珠丝杠(28)、二级滚珠丝杠(27)、一级滚珠丝杠(26)、驱动轴(31)，均沿电动缸轴线同心布局；/n电机转子(8)上端刚性连接以大齿圈集中输出的制动系统，作为制动端，电机转子(8)下端刚性连接电动缸内部一级滚珠丝杠(26)，作为驱动端；/n外管一(15)与电动缸(2)的基体刚性固定连接，其余三级外管与外管一(15)之间通过导向结构，使四级外管之间只能轴向滑动，不能旋转；二级滚珠丝杠(27)和外管二(14)刚性固定连接，三级滚珠丝杠(28)和外管三(13)通过第一滚动轴承(20)刚性连接，三级滚珠丝杠(28)相对于外管三(13)沿轴线旋转，同时三级滚珠丝杠(28)和一级滚珠丝杠(26)利用驱动轴(31)及两端的第一导向滑动键(24)、第二导向滑动键(25)连接；二级滚珠丝杠(27)、三级滚珠丝杠(28)和外管四(12)内部分别集成有一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠的螺母；/n当电机转子(8)旋转时，带动一级滚珠丝杠(26)做旋转运动，由于二级滚珠丝杠(27)和外管二(14)刚性固定，所以外管二(14)限制了二级滚珠丝杠(27)和集成于二级丝杠内部的一级螺母的旋转运动，使二级滚珠丝杠(27)和集成于二级丝杠内部的一级螺母在一级滚珠丝杠(26)上做轴向运动；同时，一级滚珠丝杠(26)和三级滚珠丝杠(28)利用驱动轴(31)两端的第一导向滑动键(24)、第二导向滑动键(25)使一级滚珠丝杠(26)旋转时带动三级滚珠丝杠(28)同步旋转；因为二级滚珠丝杠(27)限制了旋转运动，所以三级滚珠丝杠(28)和集成于三级丝杠内部的二级螺母的旋转运动，会转化为三级滚珠丝杠(28)的轴向往复运动；同时，外管四(12)内部集成了一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠的螺母，在三级滚珠丝杠(28)同步旋转的情况下，限制外管四(12)的旋转运动，使外管四(12)在三级滚珠丝杠(28)上做轴向运动；因为一级滚珠丝杠(26)和三级滚珠丝杠(28)为同步旋转，二级滚珠丝杠(27)和外管四(12)不旋转，所以三级同步滚珠丝杠(3)实现同步轴向运动，电动缸(2)做轴向同步伸缩运动。/n...

【技术特征摘要】
1.大功率直驱式四节伸缩式电动缸，包括电动缸(2)、直驱电机(5)，其特征是还包括驱动轴(31)、四个失电制动器、四个减速机、四个小齿轮和一个大齿圈；直驱电机(5)直接包覆于电动缸(2)外壁，使直驱电机与电动缸同轴线安装；电机定子(7)与外管一(15)刚性固定连接，电机转子(8)相对于电机定子(7)轴向旋转；
电动缸传动结构由外而内依次为电机定子(7)、电机转子(8)、外管一(15)、外管二(14)、外管三(13)、外管四(12)、三级滚珠丝杠(28)、二级滚珠丝杠(27)、一级滚珠丝杠(26)、驱动轴(31)，均沿电动缸轴线同心布局；
电机转子(8)上端刚性连接以大齿圈集中输出的制动系统，作为制动端，电机转子(8)下端刚性连接电动缸内部一级滚珠丝杠(26)，作为驱动端；
外管一(15)与电动缸(2)的基体刚性固定连接，其余三级外管与外管一(15)之间通过导向结构，使四级外管之间只能轴向滑动，不能旋转；二级滚珠丝杠(27)和外管二(14)刚性固定连接，三级滚珠丝杠(28)和外管三(13)通过第一滚动轴承(20)刚性连接，三级滚珠丝杠(28)相对于外管三(13)沿轴线旋转，同时三级滚珠丝杠(28)和一级滚珠丝杠(26)利用驱动轴(31)及两端的第一导向滑动键(24)、第二导向滑动键(25)连接；二级滚珠丝杠(27)、三级滚珠丝杠(28)和外管四(12)内部分别集成有一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠和三级滚珠丝杠的螺母；
当电机转子(8)旋转时，带动一级滚珠丝杠(26)做旋转运动，由于二级滚珠丝杠(27)和外管二(14)刚性固定，所以外管二(14)限制了二级滚珠丝杠(27)和集成于...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊延都，陈利宏，冯亚利，高原，蔡辉，陶磊，闫昕，吴利刚，李智锋，
申请(专利权)人：西安华欧精密机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61