一種可實現(xiàn)精確定位的無桿氣缸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無桿氣缸，特別涉及一種可實現(xiàn)精確定位的無桿氣缸，屬于液壓 氣動領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣動元件具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、驅(qū)動力大的優(yōu)點，當(dāng)前已廣泛應(yīng)用于各個行 業(yè)。氣缸是一種主要的氣動執(zhí)行元件，但是現(xiàn)有的氣缸多為有桿氣缸，特別是現(xiàn)有的氣缸無 法實現(xiàn)精確定位、可控性差，這大大限制了氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種可 以精確定位的無桿氣缸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于以上所述存在的問題和不足，本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種可以精確定位的無 桿氣缸。具體如下：
[0004] 一種可以精確定位的無桿氣缸，其包括缸筒、外磁環(huán)組、內(nèi)磁環(huán)組、滾珠螺母、絲 杠、電磁抱閘鎖緊裝置、增速傳動部件、以及旋轉(zhuǎn)編碼器，其中，滾珠螺母安裝在絲杠上，內(nèi) 磁環(huán)組通過螺栓與滾珠螺母連接，絲杠的一端通過聯(lián)軸器與電磁抱閘鎖緊裝置連接，電磁 抱閘鎖緊裝置的另一端軸上安裝有增速傳動部件，旋轉(zhuǎn)編碼器與增速傳動部件連接，所述 缸筒的外表面安裝缸體，缸體的內(nèi)側(cè)安裝有外磁環(huán)組，外磁環(huán)組和內(nèi)磁環(huán)組的極性相反，所 述缸筒的內(nèi)表面上帶有導(dǎo)向凸起；所述缸筒的兩側(cè)設(shè)置有氣孔，所述滾珠螺母和內(nèi)磁環(huán)組 上均開有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽與導(dǎo)向凸起配合。
[0005] 其中，所述的增速傳動部件包括大齒輪與小齒輪，大齒輪安裝在電磁抱閘鎖緊裝 置的端軸上，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在小齒輪所在的軸上。
[0006] 其中，絲杠的一端通過端蓋上的圓形凹槽支撐定位，絲杠的另一端通過大軸承支 撐定位。
[0007] 本發(fā)明有以下優(yōu)點：將無桿氣缸內(nèi)的活塞和絲杠螺母副上的滾珠螺母剛性連接， 組成活塞-螺母部件，當(dāng)驅(qū)動活塞-螺母部件直線運動時，會帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)經(jīng)增速后帶 動編碼器旋轉(zhuǎn)，按照滾珠絲杠螺母副和增速系統(tǒng)的傳動關(guān)系即可計算缸體移動的位移，當(dāng) 控制系統(tǒng)檢測到缸體到達(dá)指定位置后，控制抱閘系統(tǒng)，抱死絲杠，缸體將不能再移動，從而 實現(xiàn)缸體的精確定位。
【附圖說明】：
[0008] 圖1本發(fā)明的可實現(xiàn)精確定位的無桿氣缸的主視圖。
[0009] 圖2本發(fā)明的可實現(xiàn)精確定位的無桿氣缸的俯視圖。
[0010] 圖3本發(fā)明的可實現(xiàn)精確定位的無桿氣缸的左剖視圖。
[0011] 1-左端蓋，2-左密封圈，3-缸體，4-右密封圈，5-右端蓋，6-絲杠，7-底座，8-缸 筒，9-滾珠螺母，10-左氣孔，11-外磁環(huán)組，12-右氣孔，13-大軸承，14-大軸承座，15-第一 聯(lián)軸器，16-大齒輪，17-鎖緊螺母，18-小軸承，19-小軸承座，20-小齒輪，21-第二聯(lián)軸器， 22-旋轉(zhuǎn)編碼器，23-電磁抱閘鎖緊裝置，24-內(nèi)磁環(huán)組，25-密封環(huán)，8a-缸筒內(nèi)導(dǎo)向凸起， 9a-滾珠螺母及內(nèi)磁環(huán)組上的導(dǎo)向槽。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下 述實施例。
[0013] 參照圖1，圖2,圖3,本發(fā)明的可實現(xiàn)精確定位氣缸的結(jié)構(gòu)主要由缸筒、外磁環(huán)組、 內(nèi)磁環(huán)組、滾珠絲杠螺母、電磁抱閘鎖緊裝置、增速傳動部件、編碼器和連接部件等組成。
[0014] 絲杠6的左側(cè)通過左端蓋1上的圓形凹槽支撐定位，絲杠6的右側(cè)大軸承13支撐 定位，絲杠6上安裝有滾珠螺母9,內(nèi)磁環(huán)組24通過螺栓與滾珠螺母連接。絲杠6的右端 通過聯(lián)軸器與電磁抱閘鎖緊裝置23連接，電磁抱閘鎖緊裝置23的右端軸上安裝有大齒輪 16,大齒輪16與小齒輪20構(gòu)成增速部件，小齒輪的右側(cè)通過小軸承支撐定位。小齒輪所在 的軸上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器22。
[0015] 所述缸筒8的左側(cè)通過左密封圈2和左端蓋1密封，右側(cè)通過右密封圈4和右端 蓋5密封。所述缸筒8的外表面安裝缸體3,缸體3的內(nèi)側(cè)安裝有外磁環(huán)組11，外磁環(huán)組11 和內(nèi)磁環(huán)組24的極性相反，相鄰磁環(huán)之間均安裝有墊片，缸體3上可以安裝固定負(fù)載。
[0016] 所述滾珠螺母9由鐵非磁材料制成，缸筒8右鐵磁材料制成。左墊片2、右墊片4 和所有的螺栓見均是由非鐵磁材料制成。
[0017] 所述絲杠6和滾珠螺母9之間安裝有密封環(huán)，以缸筒8保證左右腔的氣密性。
[0018] 左端蓋1、右端蓋5、大軸承座14、電磁抱閘鎖緊裝置23、小齒輪座19和旋轉(zhuǎn)編碼 器22均通過螺栓組連接固定在底座7上。
[0019] 所述缸筒8的外表面為圓柱形，內(nèi)壁的截面為圓空形，內(nèi)表面上帶有導(dǎo)向凸起8a; 所述缸筒8的左側(cè)有左氣孔10,右側(cè)有右氣孔12,；所述密封圈14的內(nèi)控與絲杠軸之間有 微小的間隙，滾珠螺母9和內(nèi)磁環(huán)組24的外壁與缸筒8內(nèi)壁之間有微小的間隙，以保證密 封性能和絲杠和密封圈之間的低摩擦。所述滾珠螺母9和內(nèi)磁環(huán)組24上均開有導(dǎo)向槽9a， 導(dǎo)向槽9a與導(dǎo)向凸起8a配合，以保證滾珠螺母9和內(nèi)磁環(huán)組24不能再缸筒8的內(nèi)表面旋 轉(zhuǎn)。
[0020] 本發(fā)明的可實現(xiàn)精確定位氣缸的工作過程如下：
[0021] 當(dāng)缸筒左右兩側(cè)的壓差大于傳動部件間的靜摩擦?xí)r，由于導(dǎo)向凸起8a和導(dǎo)向槽 9a的作用，滾珠螺母9和內(nèi)磁環(huán)組24將做在缸筒內(nèi)壁做直線運動，在磁環(huán)組24和外磁環(huán)組 11的電磁力的作用下驅(qū)動缸體3做直線運動，同時滾珠螺母9驅(qū)動絲杠做旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)大齒 輪16和小齒輪20增速后，將運動傳遞給選裝編碼器22,旋轉(zhuǎn)編碼器可檢測小齒輪20的角 位移9度。假設(shè)絲杠的導(dǎo)程為L，大齒輪16和小齒輪20的傳動比為i，則缸體3移動的位 n： 移P可以表示為：P = ?？刂破靼凑丈鲜接嬎愀左w3的位移，當(dāng)位移達(dá)到指令值時，控 360 制器控制電磁抱閘鎖緊裝置23抱緊絲杠6,使?jié)L珠螺母9、內(nèi)磁環(huán)組24和缸體3停止運動， 通過控制左氣孔10和右氣孔12的控制電磁閥降低左右腔的壓差，從而實現(xiàn)精確定位。
[0022] 為了使系統(tǒng)高效運行，產(chǎn)品設(shè)計時可以增加絲杠的導(dǎo)程L，減小大小齒輪的傳動 比，以左右腔低壓差是即可驅(qū)動缸體3運動。
[0023] 從上述控制過程可以看出，本發(fā)明的將滾珠絲杠螺母部件的滾珠螺母和無桿氣缸 的內(nèi)磁環(huán)相結(jié)合，可以檢測內(nèi)磁環(huán)和缸體的位移，通過電磁抱閘鎖緊裝置可以實現(xiàn)精確定 位。
[0024] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)，如將齒輪增 速傳動改為其他形式的增速傳動，采用其他形式抱緊裝置等均屬于本專利的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種可以精確定位的無桿氣缸，其特征在于：包括缸筒、外磁環(huán)組、內(nèi)磁環(huán)組、滾珠 螺母、絲杠、電磁抱閘鎖緊裝置、增速傳動部件、以及旋轉(zhuǎn)編碼器，其中，滾珠螺母安裝在絲 杠上，內(nèi)磁環(huán)組通過螺栓與滾珠螺母連接，絲杠的一端通過聯(lián)軸器與電磁抱閘鎖緊裝置連 接，電磁抱閘鎖緊裝置的另一端軸上安裝有增速傳動部件，旋轉(zhuǎn)編碼器與增速傳動部件連 接，所述缸筒的外表面安裝缸體，缸體的內(nèi)側(cè)安裝有外磁環(huán)組，外磁環(huán)組和內(nèi)磁環(huán)組的極性 相反，所述缸筒的內(nèi)表面上帶有導(dǎo)向凸起；所述缸筒的兩側(cè)設(shè)置有氣孔，所述滾珠螺母和內(nèi) 磁環(huán)組上均開有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽與導(dǎo)向凸起配合。
2. -種如權(quán)利要求1所述的無桿氣缸，其特征在于：所述的增速傳動部件包括大齒輪 與小齒輪，大齒輪安裝在電磁抱閘鎖緊裝置的端軸上，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在小齒輪所在的軸 上。
3. -種如權(quán)利要求1所述的無桿氣缸，其特征在于：所述的絲杠的一端通過端蓋上的 圓形凹槽支撐定位，絲杠的另一端通過大軸承支撐定位。
【專利摘要】一種可以精確定位的無桿氣缸，其包括缸筒、外磁環(huán)組、內(nèi)磁環(huán)組、滾珠螺母、絲杠、電磁抱閘鎖緊裝置、增速傳動部件、以及旋轉(zhuǎn)編碼器，其中，滾珠螺母安裝在絲杠上，內(nèi)磁環(huán)組通過螺栓與滾珠螺母連接，絲杠的一端通過聯(lián)軸器與電磁抱閘鎖緊裝置連接，電磁抱閘鎖緊裝置的另一端軸上安裝有增速傳動部件，旋轉(zhuǎn)編碼器與增速傳動部件連接，所述缸筒的外表面安裝缸體，缸體的內(nèi)側(cè)安裝有外磁環(huán)組，外磁環(huán)組和內(nèi)磁環(huán)組的極性相反，所述缸筒的內(nèi)表面上帶有導(dǎo)向凸起；所述缸筒的兩側(cè)設(shè)置有氣孔，所述滾珠螺母和內(nèi)磁環(huán)組上均開有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽與導(dǎo)向凸起配合，從而實現(xiàn)缸體的精確定位。
【IPC分類】F15B15-28, F15B15-26
【公開號】CN104819182
【申請?zhí)枴緾N201510154015
【發(fā)明人】陳成軍, 劉鵬
【申請人】青島理工大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月2日