一种调压式的可蓄能释放的直线推杆制造技术

本发明专利技术涉及一种调压式的可蓄能释放的直线推杆，包括电磁刹车机构、滚珠花键直线运动机构、蓄能装置，所述滚珠花键直线运动机构前部连接蓄能装置，后部连接电磁刹车机构，通过滚珠花键直线运动机构与电磁刹车机构的配合运作，实现蓄能

【技术实现步骤摘要】
一种调压式的可蓄能释放的直线推杆


[0001]本专利技术涉及一种直线推杆，尤其是一种用于蓄能释放的直线推杆。

技术介绍

[0002]基于已经存在的机器人技术，尤其是仿生机器人技术，对于动力部件为匀速、等力的传动，再运动的速度、发力等性能参数上收到了结构、控制部件、信号传输功能的影响。
[0003]基于仿生机器人的研究，对于仿生人体肌肉的动力元件，有气动肌肉、伺服电机、旋转电机。这些元件在某种程度上可以模拟人体的肌肉的运动，但就人体的肌肉而言，是可以做到变力运动、瞬间发力等一些复杂的运动，这些运动并不能有简单的电控元件实现。
[0004]对于人体的肌肉的运动特点进行详细的分析。人体的肌肉可以抽象为一种欠驱动的、多自由度的机构系统，有着弹性缓冲运动、爆发性运动、微小力运动等特殊的复杂运动的特点。还可以根据特定的关节与特定的肌肉形成复合爆发力运动。
[0005]基于前人的专利技术与研究，对于肌肉系统进行仿生的有电机驱动、流体驱动两种大类。流体驱动的主要成果为气动肌肉；电机驱动主要采用的为伺服电机。这两种驱动系统有着各自的特点。对于流体驱动来说，运动速度缓慢、精确度低，但运动范围广、可调整性强、可实现特大力的传输。对于电机驱动来说，运动速度可极快、精度可更高、但只能特定的力与速度范围运动，当实现瞬时加速度极大时，会由于惯性损伤电控系统。而且两种系统在需要高速运动的过程中都受到控制系统的约束。将功能缺点进行分析后，依据《现代机械设计方法》中的创新设计流程，将其设定为创新设计的目标。
[0006]总结上述的问题，为了更好的模拟人体肌肉的爆发性运动的这一特点，依据现代仿生机器人的肌肉系统中找到功能缺点，进行创新设计。
[0007]设计出一种能够同时结合两种控制系统特点的仿人体肌肉动力系统。此系统应该具有流体驱动系统的特大力传输，也能实现电控系统的精准控制。
[0008]专利公开号“WO2022188463A1”公开了一种“OIL
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ELECTRICITY HYBRID INJECTION MOLDING MACHINE”，即“油电混合注塑机”，如图1所示，包括机座、装料筒、丝杆和动力系统。所述动力系统包括动力电机、注射单元、给料单元和油压辅助单元，所述注射单元包括注射动力组件、注射传动组件和第一离合器；所述送料单元包括送料动力组件、送料传动组件和第二离合器，所述第一离合器和第二离合器间隔设置在输出轴上；所述油压辅助单元包括辅助油缸和能量蓄能器，在注入时，能量蓄能器释放能量，所述辅助油缸的无杆腔内注满油。在本专利技术中，通过同轴布置的两个离合器的配合，可以使注射和送料共用一个电机，降低了所选电机的规格；此外，通过使用辅助油缸，特别是在喷射过程中，保证了油电混合动力下的喷射压力、速度和精度，在向后松动和反压动作时，通过控制油压，可以实现螺杆的高精度运动。
[0009]由于该油电混合注塑机采用的丝杆和动力系统结构复杂，且只能用于注塑机。为了适用于机器人系统，形成基于整体伺服系统下的有效蓄能控制，需要一种调压式的可蓄能释放装置。

技术实现思路

[0010]基于上述的
技术介绍
，本专利技术提出了一种调压式的可蓄能释放的直线推杆，该直线推杆具有流体驱动系统的大力传输，并且通过蓄能、释放可以达到模拟人体肌肉爆发力的作用，并且同事满足高精度直线推杆的功能，可以实现基于伺服电控下的高精度、高速运动。
[0011]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种调压式的可蓄能释放的直线推杆，包括电磁刹车机构、滚珠花键直线运动机构、蓄能装置，所述滚珠花键直线运动机构前部连接蓄能装置，后部连接电磁刹车机构，通过滚珠花键直线运动机构与电磁刹车机构的配合运作，实现蓄能
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释放模式，或非蓄能
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释放模式。
[0012]进一步，所述滚珠花键直线运动机构包括前、后固定端、滚珠花键螺母、直线轴承、滚珠花键螺杆、缓冲弹簧、导向轴、活塞头、伺服电机，所述前固定端作为滚珠花键螺杆前端支撑座，滚珠花键螺杆前端通过膜片式联轴器1连接伺服电机，后端固定连接右固定端，右固定端通过浮动接头连接活塞头，前固定端与放置蓄能装置的套筒的前盖之间通过多个导向轴及直线轴承连接，其中，导向轴前端固定在前固定端，后端穿过固定在套筒的前盖上的直线轴承，且在直线轴承后端面与导向轴后端的止动螺母之间套接有缓冲弹簧；滚珠花键螺母安装在前固定端与套筒的前盖之间的滚珠花键螺杆上。
[0013]进一步，所述滚珠花键螺杆后端上套接有优力胶防撞块。
[0014]进一步，所述滚珠花键螺杆上设有花键导向槽，当无转矩作用于滚珠花键螺杆上时，滚珠花键螺母能沿着滚珠花键螺杆上的花键导向槽进行往复的直线运动；当有转矩作用于滚珠花键螺杆上时，滚珠花键螺母则沿着螺杆上的螺旋槽进行螺旋运动，即将转动转化为特定长度的精确直线运动。
[0015]进一步，所述电磁刹车机构安装在套筒的前盖和导向轴上，包括锁紧管、卡簧、锁紧套、电磁轴、插片式电磁线圈、悬臂销，所述锁紧套通过锁紧管套接在导向轴上，且锁紧套置于套筒的前盖内，并通过电磁轴连接插片式电磁线圈，插片式电磁线圈安装在插片式电磁线圈安装环上，插片式电磁线圈安装环通过悬臂销与外部支架连接。
[0016]进一步，当插片式电磁线圈正向通电后，拉动电磁轴运动，电磁轴带动锁紧套运动，在楔面的作用下，使得开了槽的锁紧管抱紧导向轴，达到刹车的作用。
[0017]进一步，当插片式电磁线圈反向通电后，推动电磁轴反向运动，此时的锁紧套会向反向运动，在楔面的作用下会松开导向轴，达到刹车放开的作用。
[0018]进一步，所述蓄能装置包括储气囊、气囊接口、外部接口、后盖、快速接头，储气囊置于套筒前部的密闭舱中，储气囊前端通过气囊接口连接安装在套筒的后盖中的外部接口，且外部接口上安装有两个快速接头。
[0019]进一步，所述密闭舱由储气囊隔为两个密闭的部分，储气囊外部为外腔，储气囊内部为内腔。
[0020]进一步，所述外腔的压力和内腔的压力组成蓄能装置所蓄的能量；所述内腔与外部相通的管路上配备单向阀、换向电磁阀、数字气压计、伺服变量泵系统，用于通过增加、减少内腔的气压来改变蓄能装置的压力大小。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术在设计的过程中依据《现代机械设计方法》中的创新设计流程，从现代仿人
型机器人的肌肉系统的运动特性中找到功能缺点。然后，依据《现代机械设计方法》中的创新设计方法，采用实体要素组合创新法中的“异物组合法”，将用于流体动力的气动蓄能装置与电能动力的控制电机进行组合，弥补相互之间的缺点，是一种符合现在机械设计准则的创新设计
。
[0023]相比现有技术，本专利技术采用可调气动装置进行蓄能，相比机械装置的结构更加简单，也具有可调蓄能的特点。本专利技术的适用对象也不同，能够在运动过程中较大程度保证运行的精度。
[0024]将本专利技术使用于机器人系统，可以形成基于整体伺服系统下的有效蓄能控制。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调压式的可蓄能释放的直线推杆，其特征在于：包括电磁刹车机构、滚珠花键直线运动机构、蓄能装置，所述滚珠花键直线运动机构前部连接蓄能装置，后部连接电磁刹车机构，通过滚珠花键直线运动机构与电磁刹车机构的配合运作，实现蓄能
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释放模式，或非蓄能
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释放模式。2.根据权利要求1所述的调压式的可蓄能释放的直线推杆，其特征在于：所述滚珠花键直线运动机构包括前、后固定端、滚珠花键螺母、直线轴承、滚珠花键螺杆、缓冲弹簧、导向轴、活塞头、伺服电机，所述前固定端作为滚珠花键螺杆前端支撑座，滚珠花键螺杆前端通过膜片式联轴器连接伺服电机，后端固定连接右固定端，右固定端通过浮动接头连接活塞头，前固定端与放置蓄能装置的套筒的前盖之间通过多个导向轴及直线轴承连接，其中，导向轴前端固定在前固定端，后端穿过固定在套筒的前盖上的直线轴承，且在直线轴承后端面与导向轴后端的止动螺母之间套接有缓冲弹簧；滚珠花键螺母安装在前固定端与套筒的前盖之间的滚珠花键螺杆上。3.根据权利要求2所述的调压式的可蓄能释放的直线推杆，其特征在于：所述滚珠花键螺杆后端上套接有优力胶防撞块。4.根据权利要求2所述的调压式的可蓄能释放的直线推杆，其特征在于：所述滚珠花键螺杆上设有花键导向槽，当无转矩作用于滚珠花键螺杆上时，滚珠花键螺母能沿着滚珠花键螺杆上的花键导向槽进行往复的直线运动；当有转矩作用于滚珠花键螺杆上时，滚珠花键螺母则沿着螺杆上的螺旋槽进行螺旋运动，即将转动转化为特定长度的精确直线运动。5.根据权利要求1所述的调压式的可蓄...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一祯，张俊杰，沈景凤，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：