具备直线、旋转运动的致动器制造技术

本发明专利技术涉及致动器领域,特别涉及一种具备直线、旋转运动的致动器，它包括机壳，机壳内置有管状直线电机、旋转电机、测量反馈装置、直线运动机构、电路板和气道，所述管状直线电机包括定子和中空管状的动子，所述定子开有滑行通道和气管路，所述滑行通道的端口处分别设置有密封圈，所述动子侧壁开有连通其中空腔体的第一气孔，动子下端开有连通其中空腔体的第二气孔，所述动子穿过密封圈伸入滑行通道内，密封圈、动子和滑行通道之间围成气腔，所述气腔连通气管路一端口；所述管状直线电机的动子作为ZR轴使用，同时管状直线电机的动子作为气路使用，大大减少致动器的体积。大大减少致动器的体积。大大减少致动器的体积。

【技术实现步骤摘要】
具备直线、旋转运动的致动器


[0001]本专利技术涉及致动器领域,特别涉及具备直线、旋转运动的致动器。

技术介绍

[0002]现有具备直线、旋转运动的致动器，普遍采用电机驱动螺杆完成直线运动或者利用伺服电机或步进电机驱动旋转式花键丝杆，完成直线以及旋转运动。
[0003]但是采用上述结构，产品体积较大，直线运动效率低，而且直线运动以及旋转运动的精度仅能依靠电机控制，无法实现闭环驱动。
[0004]再有，若采用管状直线电机完成直线运动，这种驱动方式当工作行程超过200mm时，存在推力较小，不稳定的现象。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种大行程、大推力、高精度和体积小的具备直线、旋转运动的致动器。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：一种具备直线、旋转运动的致动器，包括机壳，机壳内置有管状直线电机、旋转电机、测量反馈装置、直线运动机构、电路板和气道，所述管状直线电机包括定子和中空管状的动子，所述定子开有滑行通道和气管路，所述滑行通道的端口处分别设置有密封圈，所述动子侧壁开有连通其中空腔体的第一气孔，动子下端开有连通其中空腔体的第二气孔，所述动子穿过密封圈伸入滑行通道内，密封圈、动子和滑行通道之间围成气腔，所述气腔连通气管路一端口；所述机壳开有气口，所述气道置于机壳内腔，气道一端口连通气口，气道另一端口连通气管路另一端口；所述动子上端连接旋转电机的输出轴，所述动子下端伸出机壳外，所述旋转电机带动动子旋转，旋转过程，第一气孔始终连通气腔；所述旋转电机设置在直线运动机构的运动块上，直线运动机构限制旋转电机和动子的运动方向；所述测量反馈装置包括探测头和标尺，所述标尺设置在运动块或机壳上，所述探测头设置在机壳或运动块上并与标尺接触，所述管状直线电机、旋转电机和测量反馈装置分别与电路板电连接。
[0007]所述动子升降、旋转时，第一气孔始终位于气腔内，因此气腔始终可以接通动子内腔，从而使动子的第二气孔的下端口可以进气或排气，从而产生释放力或吸附力，令动子具备边旋转边通气、边升降边通气的效果，而且利用管状直线电机实现动子升降，令致动器具备高达200mm 的大行程，大推力和高精度闭环控制特点，令致动器适用范围更广阔。
[0008]所述管状直线电机的动子作为ZR轴使用，同时管状直线电机的动子作为气路使用，大大减少致动器的体积。
[0009]本专利技术的目的还可以采用以下技术措施实现：进一步地，所述直线运动机构包括导轨和滑块，所述导轨竖向设置在机壳内，所述滑块以滑动方式坐于导轨上并沿导轨的长度方向滑行，所述旋转电机和滑块连接，旋转电机跟随滑块同步滑行。
[0010]进一步地，还包括安装座和弹性件，所述安装座置于机壳内连接滑块，所述旋转电机置于安装座内腔，旋转电机的输出轴伸出安装座外，所述弹性件一端连接机壳，弹性件另一端连接安装座，弹性件构成滑块的复位机构。所述弹性件构成滑块的复位机构，当动子需要伸出机壳外时，管状直线电机需要克服弹性件的弹力，从而迫使动子下移。当动子需要缩回机壳内时，管状直线电机和弹性件的共同作用下带动动子快速缩回机壳内，实现动子快速伸缩功能，而且弹性件的弹性一直维持推动滑块上移，避免滑块因重力作用下下降，导致动子下滑，大大提高动子升降的精度。
[0011]进一步地，还包括上缓冲胶垫，所述机壳内腔设置有用于限制滑块滑行距离的上限位块，所述上缓冲胶垫设置在上限位块底部，所述滑块上滑到位时，滑块抵靠在上缓冲胶垫上。
[0012]所述滑块上滑到位时，即动子上滑到位，到位时，上缓冲胶垫抵靠在上限位块上，起到缓冲作用，避免滑块和上限位块硬碰硬产生异响，降低致动器运行过程的噪音，避免滑块上升过程直接碰撞机壳，而且上缓冲胶垫有效缓冲滑块上升过程的冲击力，大大延长致动器的使用寿命。
[0013]进一步地，还包括下缓冲胶垫，所述机壳内腔设置有用于限制滑块滑行距离的下限位块，所述下缓冲胶垫设置在滑块底部，所述滑块下滑到位时，下缓冲胶垫抵靠在下限位块上。
[0014]所述滑块下滑到位时，即动子下滑到位，到位时，下缓冲胶垫抵靠在下限位块上，起到缓冲作用，避免滑块和下限位块硬碰硬产生异响，降低致动器运行过程的噪音，避免滑块下降过程直接碰撞机壳，而且下缓冲胶垫有效缓冲滑块下降过程的冲击力，大大延长致动器的使用寿命。
[0015]进一步地，还包括联轴器，所述联轴器设置在旋转电机的输出轴上，所述动子的上端连接联轴器。旋转电机和动子之间通过联轴器进行联接，旋转电机可以直接带动动子旋转，传动效率更高，而且联轴器体积小，有效减少设备体积。
[0016]进一步地，还包括轴承，所述定子位于滑行通道上端口处设置有上安装槽，所述上安装槽内设置有所述密封圈和轴承，所述定子位于滑行通道下端口处设置有下安装槽，所述下安装槽内设置有所述密封圈和所述轴承，所述动子上端依次穿过密封圈和轴承朝外伸出，动子下端依次伸出密封圈和轴承朝外伸出。所述管状直线电机内置有轴承，轴承套置在动子上，提高动子的旋转效果，避免动子偏移，实现动子旋转功能。
[0017]进一步地，所述密封圈为旋转密封圈。由于采用旋转密封圈，避免气腔漏气，提高致动器的气道结构的实用性。
[0018]进一步地，还包括排线，所述排线置于机壳内，排线一端连接电路板，排线另一端连接旋转电机，所述机壳设置有用于接驳上级控制器的通信端口，所述通信端口和电路板电连接。
[0019]进一步地，所述测量反馈装置为磁栅，所述探测头为磁头，所述标尺为磁性标尺，
所述磁性标尺设置在运动块或机壳上，所述磁头设置在机壳或运动块上并与磁性标尺接触，所述管状直线电机、旋转电机和磁栅分别与电路板电连接。
[0020]所述磁栅具有精度高、复制简单以及安装调整方便等优点，而且在油污、灰尘较多的工作环境使用时，仍具有较高的稳定性，所述磁性标尺设置在运动块上，磁头和磁性标尺接触，运动块升降时，磁头读取磁性标尺的信号并反馈至电路板，从而获得动子的升降位置，实现动子升降位置的高精度控制。
[0021]进一步地，所述测量反馈装置为光栅，所述探测头为光栅头，所述标尺为光栅标尺，所述光栅标尺设置在运动块或机壳上，所述光栅头设置在机壳或运动块上并与光栅标尺接触，所述管状直线电机、旋转电机和光栅分别与电路板电连接。
[0022]本专利技术的有益效果如下：本专利技术，所述动子升降、旋转时，第一气孔始终位于气腔内，因此气腔始终可以接通动子内腔，从而使动子的第二气孔的下端口可以进气或排气，从而产生释放力或吸附力，令动子具备边旋转边通气、边升降边通气的效果，而且利用管状直线电机实现动子升降，令致动器具备高达200mm 的大行程，大推力和高精度闭环控制特点，令致动器适用范围更广阔。
[0023]本专利技术，所述管状直线电机的动子作为ZR轴使用，同时管状直线电机的动子作为气路使用，大大减少致动器的体积。
[0024]本专利技术，所述磁栅具有精度高、复制简单以及安装调整方便等优点，而且在油污、灰尘较多的工作环境使用时，仍具有较高的稳定性，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备直线、旋转运动的致动器，包括机壳（1），机壳（1）内置有管状直线电机（2）、旋转电机（3）、测量反馈装置、直线运动机构（5）、电路板（600）和气道（100），其特征在于：所述管状直线电机（2）包括定子（21）和动子（22），所述动子（22）内腔开有中空腔体（23），所述定子（21）开有滑行通道（211）和气管路（212），所述滑行通道（211）的端口处分别设置有密封圈（200），所述动子（22）侧壁开有连通其中空腔体（23）的第一气孔（221），动子（22）下端开有连通其中空腔体（23）的第二气孔（222），所述动子（22）穿过密封圈（200）伸入滑行通道（211）内，所述密封圈（200）、动子（22）和滑行通道（211）之间围成气腔（300），所述气腔（300）连通气管路（212）一端口；所述机壳（1）开有气口（11），所述气道（100）置于机壳（1）内腔，气道（100）一端口连通气口（11），气道（100）另一端口连通气管路（212）另一端口；所述动子（22）上端连接旋转电机（3）的输出轴，所述动子（22）下端伸出机壳（1）外，所述旋转电机（3）带动动子（22）旋转，旋转过程，第一气孔（221）始终连通气腔（300）；所述旋转电机（3）设置在直线运动机构（5）的运动块上，直线运动机构（5）限制旋转电机（3）和动子（22）的运动方向；所述测量反馈装置包括探测头和标尺，所述标尺设置在运动块或机壳（1）上，所述探测头设置在机壳（1）或运动块上并与标尺接触，所述管状直线电机（2）、旋转电机（3）和测量反馈装置分别与电路板（600）电连接。2.根据权利要求1所述具备直线、旋转运动的致动器，其特征在于：所述直线运动机构（5）包括导轨（51）和滑块（52），所述导轨（51）竖向设置在机壳（1）内，所述滑块（52）以滑动方式坐于导轨（51）上并沿导轨（51）的长度方向滑行，所述旋转电机（3）和滑块（52）连接，旋转电机（3）跟随滑块（52）同步滑行。3.根据权利要求2所述具备直线、旋转运动的致动器，其特征在于：还包括安装座（6）和弹性件（7），所述安装座（6）置于机壳（1）内连接滑块（52），所述旋转电机（3）置于安装座（6）内腔，旋转电机（3）的输出轴伸出安装座（6）外，所述弹性件（7）一端连接机壳（1），弹性件（7）另一端连接安装座（6），弹性件（7）构成滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖炜荣，黄安杰，谭俊源，
申请(专利权)人：佛山市增广智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：