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、气道和杆体，所述管状直线电机包括定子和动子，所述定子开有动子滑行通道，所述动子伸入动子滑行通道内，动子端部伸出动子滑行通道外；所述杆体升降、旋转时，第一气孔始终位于气腔内，因此气腔始终可以接通杆体的中空内腔，从而使杆体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，令杆体具备边旋转边通气、边升降边通气的效果，而且利用管状直线电机实现杆体升降，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。围更广阔。围更广阔。

【技术实现步骤摘要】
具备直线、旋转运动的致动器


[0001]本专利技术涉及一种具备直线、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，存在推力较少，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、大推力和高精度的具备直线、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、气道和杆体，所述管状直线电机包括定子和动子，所述定子开有动子滑行通道，所述动子伸入动子滑行通道内，动子端部伸出动子滑行通道外；所述杆体内置有中空腔体，杆体侧壁开有连通中空腔体的第一气孔，杆体底端开有连通中空腔体的第二气孔；所述直线运动机构包括导轨和滑座，所述滑座以滑动方式坐于导轨上，滑轨限制滑座的滑行方向；所述滑座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，所述旋转电机设置在滑座内，所述杆体置于滑行通道内，所述杆体的上端穿过密封圈伸出滑行通道外连接旋转电机的输出轴，所述杆体的下端穿过密封圈伸出机壳外，所述旋转电机带动杆体旋转；所述密封圈、杆体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；所述动子和滑座连接，动子带动滑座、旋转电机和杆体沿导轨方向直线运动；所述测量反馈装置包括探测头和标尺，所述标尺设置在滑座或机壳上，所述探测头设置在机壳或滑座上并与标尺接触，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]所述杆体升降、旋转时，第一气孔始终位于气腔内，因此气腔始终可以接通杆体的中空内腔，从而使杆体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
杆体具备边旋转边通气、边升降边通气的效果，而且利用管状直线电机实现杆体升降，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]本专利技术的目的还可以采用以下技术措施解决：进一步地，还包括弹性件，所述弹性件一端连接机壳，弹性件另一端连接滑座，弹性件构成滑座的复位机构。所述弹性件构成滑座的复位机构，当杆体需要伸出机壳外时，管状直线电机需要克服弹性件的弹力，从而迫使杆体下移，当杆体需要缩回机壳内时，管状直线电机和弹性件的共同作用下带动杆体快速缩回机壳内，实现杆体快速伸缩功能，而且弹性件的弹性一直维持推动滑座上移，避免滑座因重力作用下下降，导致杆体下滑，大大提高杆体升降的精度。
[0009]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，所述杆体的上端连接联轴器。旋转电机和杆体之间通过联轴器进行联接，旋转电机可以直接带动杆体旋转，传动效率更高，而且联轴器体积小，有效减少设备体积。
[0010]进一步地，还包括轴承，所述滑座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，所述滑座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，所述杆体上端依次穿过密封圈和轴承朝外伸出，杆体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，轴承套置在杆体上，提高杆体的旋转效果，避免杆体偏移，实现杆体旋转功能。
[0011]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。
[0012]进一步地，还包括上缓冲胶垫，所述滑座朝向动子方向延伸出连接部，所述动子和连接部连接，所述上缓冲胶垫设置在连接部的表面或滑座的底部。所述滑座上滑到位时，即杆体上滑到位，到位时，设置在连接部的上缓冲胶垫抵靠在定子上，起到缓冲作用，避免滑座和定子硬碰硬产生异响，降低致动器运行过程的噪音，避免滑块上升过程碰撞产生噪音，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，所述下缓冲胶垫设置在机壳内腔底部或滑座的底部。所述滑块下滑到位时，即杆体下滑到位，到位时，设置在机壳内腔底部的下缓冲胶垫抵靠在滑座上，起到缓冲作用，避免滑座和机壳硬碰硬产生异响，降低致动器运行过程的噪音，避免滑座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。
[0014]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。
[0015]进一步地，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。
[0016]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滑座或机壳上，所述磁头设置在机壳或滑座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。
[0017]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，从而获得杆体的升降位
置，实现杆体升降位置的高精度控制。
[0018]进一步地，所述测量反馈装置为光栅，所述探测头为光栅头，所述标尺为光栅尺，所述光栅尺设置在滑座或机壳上，所述光栅头设置在机壳或滑座上并与光栅尺接触，所述管状直线电机、旋转电机和光栅分别与电路板电连接。
[0019]本专利技术的有益效果如下：本专利技术，所述杆体升降、旋转时，第一气孔始终位于气腔内，因此气腔始终可以接通杆体的中空内腔，从而使杆体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，令杆体具备边旋转边通气、边升降边通气的效果，而且利用管状直线电机实现杆体升降，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。
[0020]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，从而获得杆体的升降位置，实现杆体升降位置的高精度控制。
附图说明
[0021]图1为具备直线、旋转运动的致动器的示意图。
[0022]图2为具备直线、旋转运动的致动器的示意图（去除部分机壳）。
[0023]图3为具备直线、旋转运动的致动器的另一角度示意图（去除部分机壳）。
[0024]图4为具备直线、旋转运动的致动器的剖视图。<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），其特征在于：所述机壳（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（20）、气道（6）和杆体（7），所述管状直线电机（2）包括定子（21）和动子（22），所述定子（21）开有动子滑行通道（211），所述动子（22）伸入动子滑行通道（211）内，动子（22）端部伸出动子滑行通道（211）外；所述杆体（7）内置有中空腔体（71），杆体（7）侧壁开有连通中空腔体（71）的第一气孔（72），杆体（7）底端开有连通中空腔体（71）的第二气孔（73）；所述直线运动机构（5）包括导轨（51）和滑座（52），所述滑座（52）以滑动方式坐于导轨（51）上，滑轨限制滑座（52）的滑行方向；所述滑座（52）开有滑行通道（521）和气管路（522），所述滑行通道（521）的端口处分别设置有密封圈（8），所述旋转电机（3）设置在滑座（52）内，所述杆体（7）置于滑行通道（521）内，所述杆体（7）的上端穿过密封圈（8）伸出滑行通道（521）外连接旋转电机（3）的输出轴，所述杆体（7）的下端穿过密封圈（8）伸出机壳（1）外，所述旋转电机（3）带动杆体（7）旋转；所述密封圈（8）、杆体（7）和滑行通道（521）之间围成气腔（9），所述气腔（9）连通气管路（522）一端口，所述机壳（1）开有气口（11），所述气道（6）置于机壳（1）内腔，气道（6）一端口连通气口（11），气道（6）另一端口连通气管路（522）另一端口；所述动子（22）和滑座（52）连接，动子（22）带动滑座（52）、旋转电机（3）和杆体（7）沿导轨（51）方向直线运动；所述测量反馈装置包括探测头和标尺，所述标尺设置在滑座（52）或机壳（1）上，所述探测头设置在机壳（1）或滑座（52）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（20）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：还包括弹性件（100），所述弹性件（100）一端连接机壳（1），弹性件（100）另一端连接滑座（52），弹性件（100）构成滑座（52）的复位机构。3.根据权利要求1所述具备直线、旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄安杰，谭俊源，廖炜荣，
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：