带有集成力传感器的机电气缸制造技术

一种机电气缸，包括：壳体(12)；安装成相对于所述壳体能纵向移动的致动杆(14)；具有可旋转转子轴(26)的电动机(16)；用于将所述电动机的转子轴的旋转运动转换成所述致动杆的线性平移运动的机构(18)；以及至少一个轴承(30)，所述至少一个轴承用于相对于所述壳体(12)旋转地引导所述电动机的转子轴(16)并用于支撑所述转子轴。所述气缸还包括套筒(36)，其固定在所述壳体(12)上并所述轴承(30)安装在其内，以及至少一个力传感器(38)，其安装在所述套筒上。

【技术实现步骤摘要】
带有集成力传感器的机电气缸
本专利技术涉及机电致动器或气缸的领域。更具体地，本专利技术涉及配备有一个或多个力传感器的机电气缸的领域。
技术介绍
机电气缸通常包括外壳、安装成相对于所述壳体纵向移动的致动杆、电动机和例如滚珠或滚子螺杆类型的机构，该机构用于将电动机的旋转运动转换成致动杆的线性平移运动。为了旋转地引导并支撑电动机，通常在壳体的前部或后部安装有一对轴向安装且彼此抵靠的滚动轴承。为了将力传感器集成到机电气缸中，一种解决方案是将传感器安装在这两个滚动轴承之一的外圈上，以便能够在致动杆运动期间测量该圈的轴向变形。然而，在这种布置中，为了测量两个轴向方向上的变形，力传感器必须承受轴向预紧力，该轴向预紧力在组装期间施加到滚动轴承上。因此，力传感器的灵敏度将根据致动杆推动负载并进行压缩的运动以及该杆拉推动负载并进行牵引的运动而有所不同，并且根据机电气缸与其外部环境的固定情况也将有所不同。用于将力传感器集成到机电气缸中的另一种解决方案是将力传感器安装在致动杆的前端部上。对于该解决方案的更多细节，例如可以参考专利申请EP-A1-1587205(Transrol)。在机电气缸的组装操作期间，致动杆旋转，这也可能导致将力传感器连接到处理传输信号的电子卡的电气连接电缆的旋转。这可能会损坏电缆。另外，在气缸的操作期间，电气连接电缆在致动杆的运动期间不断地运动。这也会导致电气连接电缆的损坏。
技术实现思路
本专利技术旨在克服这些缺陷。本专利技术涉及一种机电气缸，包括：壳体；安装成相对于所述壳体纵向移动的致动杆；具有可旋转转子轴的电动机；用于将所述电动机的转子轴的旋转运动转换成所述致动杆的线性平移运动的机构；以及至少一个轴承，所述至少一个轴承用于相对于所述壳体旋转地引导所述电动机的转子轴并用于支撑所述转子轴。根据总体特征，所述气缸还包括套筒，该套筒固定在所述壳体上并且所述轴承安装在所述套筒内。根据另一总体特征，所述气缸还包括以及至少一个力传感器，所述至少一个力传感器安装在所述套筒上并相对于所述轴承轴向偏移。一个或多个传感器安装在径向地位于壳体和轴承之间的中间套筒上，以及这个(这些)传感器相对于(多个)轴承轴向偏移，这能克服与施加在(多个)轴承上的轴向预紧力有关以及与组装过程中可能存在的变形有关的问题。(多个)力传感器安装在套筒的一部分上，该部分相对于套筒上安装轴承的部分轴向偏移。这大大提高了测量精度。另外，(多个)力传感器可以在两个方向上轴向工作，并同时保持相同的灵敏度。此外，由于未将一个或多个力传感器安装在气缸的滑动致动杆上，因此提高了气缸随时间变化的可靠性。有利地，至少在所述壳体的孔和所述套筒上安装有所述轴承与所述传感器的部分之间设置有环形径向间隙。因此，通过力传感器所测量的套筒的轴向变形不受可能存在于壳体和套筒上一个或多个力传感器及一个或多轴承所在区域之间的摩擦的影响。这进一步提高了测量的准确性。优选地，所述套筒包括：轴向管状部分，其内安装有所述轴承,并支撑所述力传感器；以及径向凸缘，用于将所述套筒固定至所述壳体。所述壳体包括管状主体以及分别安装在所述主体一端的前凸缘和后凸缘，所述致动杆延伸穿过所述前凸缘，并且所述轴承轴向位于所述电动机和所述前凸缘之间。有利地，所述套筒的凸缘被轴向地夹持在所述壳体的所述主体和所述前凸缘之间。这使得将套筒快速且容易地附接到壳体上。另外，这还能够实现套筒的管状部分的浮动安装。为此，在所述壳体的孔与所述套筒上的位于与所述凸缘轴向相对的端部之间设置环形的轴向间隙。根据一个特定设计，在所述套筒的径向厚度中形成有通孔，所述力传感器在圆周方向上设置在两个连续的通孔之间。通过这种设计，套筒的可变形性质得到利用，因此有利于通过一个或多个力传感器获得的测量结果具有良好精度。在一实施例中，所述力传感器安装在套筒的外表面上。可替代地，所述力传感器可以被安装在套筒的孔中。所述机电气缸还包括至少一个电气连接电缆，其连接到所述力传感器并且安装在所述套筒上。出于径向紧凑性的原因，所述电连接电缆可以至少部分地在形成于套筒上的至少一个凹槽内延伸。在一特定实施例中，机电气缸还包括电子卡，所述电子卡连接至所述电气连接电缆并且安装在固定至所述壳体的外壳内。所述滚动轴承可包括安装在套筒的孔中的外圈，安装在电动机的转子轴上的内圈，以及布置在形成于所述圈上的滚道之间的至少一排滚动元件。优选地，气缸包括至少两个滚动轴承，它们在套筒内部彼此轴向接触地安装。轴承的滚动元件行可以以O或X形布置。在一个实施例中，一个或多个轴承可以是角接触球类型。根据一种有利的设计，所述运动转换机构包括与所述致动杆成一体且设置有外螺纹的螺杆，以及多个纵向滚子，所述纵向滚子和所述螺杆的外螺纹及所述转子轴的内螺纹啮合。所述机构是倒置的卫星滚子螺杆类型。这提高了机电气缸的整体径向紧凑性。然而，可替代地，运动转换机构可以是其他设计。例如，其可以包括设置有外螺纹的螺杆，设置在该螺杆周围的螺母，该螺母包括内螺纹并且与致动杆成一体，以及与外螺纹啮合且在螺杆和螺母内的多个纵向滚子。该机构是卫星滚子螺杆类型。可替代地，更换滚子，可将珠子啮合在螺杆和螺母的内外螺纹内。在该机构的另一替代实施例中，可以使螺杆的外螺纹与螺母的内螺纹直接啮合。附图说明通过研习实施例的详细描述将更好地理解本专利技术，实施例通过非限定性示例的方式并通过附图进行了说明，其中：图1是根据本专利技术示例性实施例的机电气缸的截面图，图2是图1种机电气缸的沿另一剖切面的局部截面图，图3是图2的细节图，以及图4是图1和图2中机电气缸的套筒的透视图。具体实施方式在图1中，具有纵轴线X-X'的机电气缸(整体被标记为附图标记10)被显示为处于假设是水平的位置上。气缸10包括：壳体12、可轴向移动并且与轴线X-X'同轴的致动杆14、电动机16和用于将所述电动机的旋转运动转换成杆14沿着轴线X-X'线性平移运动的机构18。机构18径向地插在电动机16和致动杆14之间。电动机16和机构18完全容纳在壳体12内。致动杆14轴向延伸穿过壳体12并向外突出。电动机16包括固定在壳体12上的定子20和转子(未示出)。定子20固定在壳体的孔24中。转子具有管状转子轴26和由所述轴支撑的多个永磁体(未示出)。转子轴26在定子20的任一侧轴向延伸。电动机16可以为无刷型。在所示的示例性实施例中，壳体12包括管状主体12a以及分别固定至所述主体的轴向端的前凸缘12b和后凸缘12c。致动杆14延伸穿过前凸缘12b并突出到壳体12的外部。主体12a界定出壳体的孔24的主要部分。为了旋转地引导并支撑转子轴26，气缸10还包括两个前滚动轴承30、32和后滚动轴承34。后滚动轴承34径向地插入在转子轴26与壳体的后支撑件35之间，该壳体的后支撑件35本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机电气缸，包括：壳体(12)；安装成相对于所述壳体纵向移动的致动杆(14)；具有可旋转转子轴(26)的电动机(16)；用于将所述电动机的转子轴的旋转运动转换成所述致动杆的线性平移运动的机构(18)；以及至少一个轴承(30)，所述至少一个轴承用于相对于所述壳体(12)旋转地引导所述电动机的转子轴(26)并用于支撑所述转子轴，其特征在于，所述气缸还包括套筒(36)，所述套筒固定在所述壳体(12)上并且所述轴承(30)安装在所述套筒内，以及至少一个力传感器(38)，所述至少一个力传感器安装在所述套筒(36)上并相对于所述轴承(30)轴向偏移。/n

【技术特征摘要】
20190618 FR 19065281.一种机电气缸，包括：壳体(12)；安装成相对于所述壳体纵向移动的致动杆(14)；具有可旋转转子轴(26)的电动机(16)；用于将所述电动机的转子轴的旋转运动转换成所述致动杆的线性平移运动的机构(18)；以及至少一个轴承(30)，所述至少一个轴承用于相对于所述壳体(12)旋转地引导所述电动机的转子轴(26)并用于支撑所述转子轴，其特征在于，所述气缸还包括套筒(36)，所述套筒固定在所述壳体(12)上并且所述轴承(30)安装在所述套筒内，以及至少一个力传感器(38)，所述至少一个力传感器安装在所述套筒(36)上并相对于所述轴承(30)轴向偏移。


2.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，至少在所述壳体(12)的孔和所述套筒上安装有所述轴承(30)与所述传感器(38)的部分之间设置有环形径向间隙(66)。


3.根据权利要求1或2所述的气缸，其特征在于，所述套筒(36)包括：轴向管状部分(36b)，其内安装有所述轴承(30)，并支撑所述力传感器(38)；以及径向凸缘(36c)，用于将所述套筒固定至所述壳体(12)。


4.根据前述任一项权利要求所述的气缸，其特征在于，所述壳体(12)包括管状主体(12a)以及分别安装在所述主体一端的前凸缘(12b)和后凸缘(12c)，所述致动杆(14)延伸穿过所述前凸缘(12b)，并且所述轴承(30)轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦·贝努瓦，
申请(专利权)人：斯凯孚线性驱动技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE