线性执行机构和旋转执行机构制造技术

本发明专利技术公开了一种线性执行机构和旋转执行机构。在线性和旋转执行机构中包括小螺距螺旋驱动总成和活塞总成。小螺距螺旋驱动总成包括设置在刚性骨架中的基板和后置板之间的一组螺杆，螺杆有单自由度，可自由旋转，但不能做轴向运动。活塞总成包括相距一定间隔的碟形端盖，蝶形端盖上安装有嵌设在嵌入孔中的浮动螺母。当螺杆旋转时，活塞总成可以在基板和后置板之间的螺杆上自由移动，输出大的推拉力或大的扭矩。本发明专利技术线性执行机构和旋转执行机构通过采用多个小螺距螺杆，为线性执行机构提供更强的输出力和为旋转执行机构提供更大的扭矩，扩大了大动力输出的应用范围。扩大了大动力输出的应用范围。扩大了大动力输出的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
线性执行机构和旋转执行机构


[0001]本专利技术涉及直线/旋转转换执行机构领域，特别是涉及一种通过一组小螺距螺旋驱动机构以提供推力输出或扭矩输出的线性执行机构和旋转执行机构。

技术介绍

[0002]线性执行机构或旋转执行机构通常直接利用简单的动力旋转杆件或单一螺栓得以实现。它不同于采用动力转换得到的传动转换，例如电力驱动转换为流体驱动，或机械驱动转换为流体驱动。在现实生活中，工程师们往往更倾向于采用流体线性执行机构，例如一个活塞式液/气动油缸，这是因为流体驱动机构相较电动线性执行机构能够产生更大的推力。在一个典型的设计结构中，一个电动线性执行机构往往采用单一的大直径螺杆以增强扭矩强度。众所周知，螺旋螺纹的基径越大，螺纹的螺距导程就会相应增大。由于功率的表达式P＝输出力F*距离，如果功率为常数，则位移或螺距导程将与输出力F成反比。这就是为何在实践中，与流体线性执行机构相比，非流体螺旋线性执行机构的输出力往往较低的根本原因。
[0003]因此，需要一种新型的非流体执行机构的传动系统，为线性执行机构提供更强的输出力和为旋转执行机构提供更大的扭矩。本申请采用一组小螺距螺杆驱动的线性执行机构和旋转执行机构就可以用来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供线性执行机构，使其通过一组小螺距螺旋驱动机构实现为线性执行机构提供更强输出力的目的，从而克服现有的线性执行机构的不足。
[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供旋转执行机构，使其通过一组小螺距螺旋驱动机构实现为旋转执行机构提供更强输出扭矩的目的，从而克服现有的旋转执行机构的不足。
[0006]在线性和旋转执行机构中该小螺距螺旋驱动是通过采用一组小螺距螺杆代替单一大螺距螺杆，以使线性执行机构提供更大的推拉力，并使旋转执行机构提供更大的扭矩。该小螺距螺旋驱动总成包括设置在刚性骨架中基板和后置板之间的一组螺杆。每一个螺杆均有一个单自由度，也就是说，它们可以自由旋转但不能轴向移动。一个具有间隔端盖的活塞头包括嵌入在端盖的嵌入孔里的与每一个所述螺杆对应的浮动螺母，当螺杆旋转时，活塞头可以自由地在基板和后置板之间的螺杆上移动。在一个实施例中，该活塞头端盖的外周安装一个伸长轴，该伸长轴可在安装有一组小螺距螺旋驱动总成的套筒内自由伸缩，形成一个线性执行机构。在另一个实施例中，该活塞有一个大螺距螺旋体，其与输出套筒内表面相对应的内螺纹啮合，该输出套筒可围绕该小螺距螺旋驱动总成旋转，形成一个旋转执行机构。当活塞线性运动时，该活塞驱动该输出套筒旋转。在第三个实施例中，该活塞上安装一个辅助套筒。该辅助套筒既有大螺距内螺纹又有大螺距外螺纹。输出套筒可旋转安装在该辅助套筒上，该输出套筒有向内径向延伸的滚轮，滚轮与辅助套筒的外螺纹啮合。活塞套筒上还有大螺距的外螺纹，当活塞伸缩时，该活塞套筒的外螺纹与辅助套筒的内螺纹啮
合。
[0007]该小螺距螺旋驱动总成的螺杆可以被任何合适的机械装置以相同的速度及相同的方向同步驱动旋转。例如，在线性执行机构中，螺杆的一端通过基板延伸并在其上安装齿轮，该螺杆包括一个与中心驱动齿轮连接的中心螺杆，中心驱动齿轮被一组与其啮合的从动齿轮包围。该中心驱动齿轮可以被任何外接旋转动力源驱动旋转，可以是电动、液动甚至是手动。
[0008]或者，在第一个旋转执行机构中，螺杆的一端通过基板延伸并在其上安装曲柄头，每个曲柄头都与一个螺杆的中心耦合，一个偏心的曲柄销或曲柄滚轮从曲柄头的另一侧伸出。有一组插孔的晃动盘铰接在曲柄头上，晃动盘有一个中心环形法兰从曲柄头的对面伸出。在晃动盘的环形法兰上安装一个带有偏心凹槽的动力导引盘。动力导引盘可由任何旋转动力源驱动旋转，可以是电动、液动或甚至手动，该动力导引盘驱动螺杆以同一速度同一方向同步旋转。
[0009]该小螺距螺旋驱动总成能提供小的螺旋螺距以获得线性执行机构的大推力和旋转执行机构的大扭矩。
[0010]采用这样的设计后，本专利技术线性执行机构和旋转执行机构通过采用一组小螺距螺旋驱动总成，代替现有的单一大螺距螺杆结构，为线性执行机构提供更强的输出力，以及为旋转执行机构提供更大的扭矩，扩大了大动力输出的应用范围。
附图说明
[0011]上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0012]图1A是一个线性执行机构的立体图，该机构包含线性和旋转执行机构中的一组小螺距螺旋驱动总成。
[0013]图1B是图1A中线性执行机构的剖视图。
[0014]图2是图1A中显示的线性执行机构套筒中设置的小螺距螺旋驱动总成的三维视图。
[0015]图3A是图1A中线性执行机构活塞的透视图，以剖面形式展示活塞头总成部分的内部结构。
[0016]图3B是图1A中线性执行机构活塞的透视图，从图3A的对应端面，以剖面形式展示其部分内部结构。
[0017]图4是类似于图2的一个旋转执行机构的实施例，该实施例包括一组小螺距螺旋驱动总成，以剖面形式展示输出套筒内部结构的部分细节。
[0018]图5是图4显示的旋转执行机构活塞总成的立体图。
[0019]图6A是图4显示的旋转执行机构的局部爆炸视图，显示输出套筒的剖面及内部结构的一部分。
[0020]图6B是图4所示旋转执行机构中动力导引盘的背部透视图。
[0021]图7是图4所示旋转执行机构中一组小螺距螺旋驱动总成的局部爆炸视图，显示螺杆上的曲柄头和晃动盘的连接方式。
[0022]图8是一个旋转执行机构另一个实施例的立体剖视图，以截面形式展示输出套筒
内部结构的部分细节。
[0023]图9是图8所示旋转执行机构中的一个外套筒及活塞总成的透视图。
[0024]在附图中，各附图标识与有关特征一一对应贯穿始终。
具体实施方式
[0025]在线性/旋转执行机构中该小螺距螺旋驱动通过使用一组小螺距螺杆代替单一大螺距螺杆，可以在线性执行机构中增加推拉力，也可在旋转执行机构中增加扭矩。该小螺距螺旋驱动机构包括设置在刚性骨架中基板和后置板之间的一组螺杆。每一个螺杆均有一个单自由度，也就是说，它们可以自由旋转但不能轴向移动。一个具有间隔端盖的活塞头包括嵌入在端盖的嵌入孔里的与每一个螺杆对应的浮动螺母，当螺杆旋转时，活塞头可以自由地在基板和后置板之间的螺杆上移动。
[0026]该线性执行机构包括两个基本的分总成，一个具有连续旋转输入端的套筒总成和一个活塞总成。这两个分总成在传统的线性执行机构中是同轴的，且互为相对运动。
[0027]如图1所示，线性执行机构包括一个套筒111(或缸体)及一个在套筒内伸缩的活塞112。一个耦合机构113从套筒111中伸出用于连接旋转动力源。耦合机构113可以采用任何旋转动力源驱动旋转，比如电机、流体马达或甚至是手动旋转。耦合机构113如图1A、1B及2所示，为六角形传动机构，但根据特殊要求和设计选择也可以是任何方便的配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线性执行机构，其特征在于，包括:一个套筒；一个小螺距螺旋驱动总成，置于所述套筒中，所述总成包括：一个基板；一个与所述基板间隔设置的后置板；一组驱动螺杆，每个所述驱动螺杆包括一个穿过所述基板延伸的头端部和一个相对于所述后置板旋转的末端部，每个所述驱动螺杆彼此平行，被限制轴向运动但可旋转，每个所述驱动螺杆均采用具有螺旋功能的小螺距，用于将配合部件相对于螺杆的旋转运动转换成沿螺杆轴向的直线运动；一个齿轮传动装置，包括安装在所述驱动螺杆中一个主动螺杆头端部的驱动齿轮和安装在其余从动螺杆端部的从动齿轮，所述驱动齿轮与所有从动齿轮相啮合，所有驱动螺杆以相等的速度同步旋转；以及一个从所述驱动齿轮伸出到所述套筒外的输入耦合机构，用于与旋转动力源连接，以及一个活塞，具有：一个套装在所述基板和后置板之间的驱动螺杆上的活塞头总成，所述活塞头总成具有一对间隔设置的碟形端盖，每个所述蝶形端盖具有一组穿过碟形端盖的嵌入孔和放置在所述嵌入孔中的对应螺母，所述嵌入孔的数量与所述驱动螺杆的数量相等，所述螺母与所述驱动螺杆的螺纹相啮合，当所述驱动螺杆旋转时，所述活塞头总成在所述基板和后置板之间做线性移动；以及一个与所述活塞头总成连接的伸长轴，所述伸长轴相对于所述套筒的伸缩运动取决于所述活塞头总成的线性运动导向。2.根据权利要求1所述的线性执行机构，其特征在于，与所述驱动齿轮连接的所述驱动螺杆从所述基板的中心伸出，与所述从动齿轮连接的所述驱动螺杆呈径向间隔分布在处于中间位置的所述驱动螺杆周围。3.根据权利要求1所述的线性执行机构，其特征在于，与所述驱动齿轮连接的所述驱动螺杆和与所述从动齿轮连接的所述驱动螺杆的螺纹方向相反，从而通过所述齿轮传动装置和所述驱动螺杆方向的配合，实现所述驱动螺杆螺纹的同速同向运动。4.根据权利要求1所述的线性执行机构，其特征在于，每个设置在活塞头蝶形端盖的嵌入孔中的螺母均被限制不能沿活塞轴向方向运动，但被允许在所述嵌入孔中进行旋转运动，以便所述驱动螺杆和螺母啮合运动时针对螺纹公差偏移进行自我调节。5.根据权利要求1所述的线性执行机构，其特征在于，一组小螺距的驱动螺杆使螺杆的螺距减小，使得所述活塞相对于所述驱动螺杆进行低速直线运动，并使所述活塞的伸长轴输出一个大的作用力。6.一个旋转执行机构，其特征在于，包括：一个壳体，所述壳体包括一个受轴向运动约束但可自由旋转的输出套筒，所述输出套筒具有内螺纹；一个小螺距螺旋驱动总成，置于所述壳体内，所述总成包括：一块基板；
一块与所述基板间隔设置的后置板；至少一个驱动螺杆，包括一个穿过所述基板延伸的头端部和一个相对于所述后置板旋转的末端部，所述至少一个驱动螺杆被限制轴向运动但可自由旋转，所述至少一个驱动螺杆采用具有螺旋功能的小螺距，用于将配合部件相对于螺杆的旋转运动转换成沿螺杆轴向的直线运动；一个安装在所述壳体内且与所述小螺距螺旋驱动总成可操作性地相互连接的输入驱动机构，所述驱动机构用于与旋转动力源连接并带动所述至少一个驱动螺杆旋转；一个活塞，具有：一个套装在所述基板和后置板之间的至少一个驱动螺杆上的活塞头总成，所述活塞头总成具有一对间隔设置的碟形端盖，每个所述蝶形端盖具有至少一个穿过所述碟形端盖的嵌入孔和放置在所述嵌入孔中的对应螺母，所述螺母与所述驱动螺杆的螺纹相啮合，当所述至少一个驱动螺杆旋转时，所述活塞头总成在所述基板和后置板之间做线性移动；以及一个围绕所述活塞头总成延伸的活塞体，所述活塞体外周开设有适当的大螺距螺纹，其与所述输出套筒上的内螺纹啮合，能够将活塞的直线运动转换为所述输出套筒的旋转运动；并且所述至少一个驱动螺杆的小螺纹螺距和所述活塞体与输出套筒的大螺距，能产生大的输出扭矩。7.根据权利要求6所述的旋转执行机构，其特征在于，所述至少一个驱动螺杆采用一组驱动螺杆，所述驱动螺杆包括一个中心驱动螺杆和一组围绕所述中心驱动螺杆径向间隔分布的驱动螺杆，所述驱动螺杆彼此平行分布；所述输入驱动机构被设置为以相同速度和相同方向同时带动所有驱动螺杆旋转；所述活塞头总成的碟形端盖上的至少一个嵌入孔采用一组与所述驱动螺杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔侃，玛格丽，
申请(专利权)人：玛格丽，
类型：发明
国别省市：