本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)缸，尤其涉及一種滾動(dòng)摩擦組合多級絲杠電動(dòng)缸，屬機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域?？蓮V泛應(yīng)用于橋梁、碼頭、太陽能系統(tǒng)、機(jī)械類升降臺、數(shù)控機(jī)床、控制執(zhí)行系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、塑料機(jī)械、軍工、高承載直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、測量設(shè)備、機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)線、食品、紡織、醫(yī)藥、包裝、化工行業(yè)等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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目前，常見的多級絲杠串聯(lián)的電動(dòng)缸內(nèi)絲杠間傳遞扭矩型主要形式為：一級絲杠與二級絲杠間采用對一組對邊雙鍵或二組對邊雙鍵傳遞扭矩，平鍵在鍵槽中作滑動(dòng)摩擦，此種傳遞扭矩的方式在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)平鍵失效，平鍵在長鍵橫槽滑動(dòng)過程中易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，傳遞效率低，傳遞不可靠。

由于此類多級絲杠電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)多采用密封裝置，應(yīng)用平鍵在絲杠孔內(nèi)長鍵槽中滑動(dòng)，傳遞扭矩過程易出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、失效、卡死現(xiàn)象，不易維護(hù)，也大大降低了絲杠傳遞扭矩的效率，因而有必要進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型改進(jìn)了現(xiàn)在平鍵在長鍵槽中傳遞扭矩的多級絲杠電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)形式，提出了一種新型的滾動(dòng)摩擦組合多級絲杠電動(dòng)缸，該電動(dòng)缸的多級絲杠之間的滾動(dòng)摩擦副傳遞扭矩精確可靠，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，反應(yīng)靈敏，無阻滯滑移現(xiàn)象。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種新型滾動(dòng)摩擦組合多級絲杠電動(dòng)缸，包括電機(jī)、減速驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)向筒、多級疊套的絲杠螺母副，以及連接在每級螺母上的推桿，電機(jī)經(jīng)減速驅(qū)動(dòng)裝置與一級絲杠傳動(dòng)連接，相鄰兩級絲杠螺母副的絲杠之間通過一組多邊形滾動(dòng)摩擦副聯(lián)接，該多邊形滾動(dòng)摩擦副固裝在前級絲杠上，并配置于后級絲杠的多邊形內(nèi)孔中，形成多級絲杠聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于：

多邊形滾動(dòng)摩擦副通過圓孔或多邊形內(nèi)孔與前級絲杠相匹配安裝。

當(dāng)采用二級絲杠螺母副時(shí)，多邊形滾動(dòng)摩擦副安裝在一級絲杠上并與二級絲杠配合，二級杠設(shè)有與該多邊形滾動(dòng)摩擦副相適配的內(nèi)孔，一級、二級絲杠通過多邊形滾動(dòng)摩擦副聯(lián)動(dòng)。

當(dāng)采用三級絲杠螺母副時(shí)，設(shè)有兩個(gè)多邊形滾動(dòng)摩擦副，第一多邊形滾動(dòng)摩擦副安裝在一級絲杠上并與二級絲杠配合；第二多邊形滾動(dòng)摩擦副安裝在二級絲杠上并與三級絲杠配合，實(shí)現(xiàn)三級絲杠通過多邊形滾動(dòng)摩擦副聯(lián)動(dòng)。

多邊形滾動(dòng)摩擦副采用多邊形保持架與安裝在該多邊形保持架上的滾柱或滾珠的結(jié)構(gòu)形式；其中滾柱的中心線垂直于各級絲杠的中心線布置在多邊形保持架上。

多邊形保持架的每個(gè)面上都布置滾柱或滾珠；或僅在間隔面上邊布置滾柱或滾珠。

多邊形滾動(dòng)摩擦副內(nèi)相鄰滾柱之間，或滾珠之間留有間隙。

各級絲杠采用梯形絲杠、滾珠絲杠、或滾柱絲杠。多邊形滾動(dòng)摩擦副為多邊形，可為四為形、五邊形、六邊形等n邊形。在絲杠多邊形內(nèi)孔內(nèi)滾子作滾動(dòng)摩擦，有效提高了絲杠傳遞效率，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，反應(yīng)靈敏，無阻滯、滑移現(xiàn)象。

多邊形滾動(dòng)摩擦副可安裝于除最后一級線杠上的，前幾級需要傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的絲杠內(nèi)。電動(dòng)缸的輸出型式可有多種結(jié)構(gòu)：如桿端關(guān)節(jié)軸承輸出、法蘭輸出、U型鉸鏈輸出、內(nèi)螺紋輸出等特殊型式的輸出。

當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減速驅(qū)動(dòng)裝置作應(yīng)速比的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)一級絲杠旋轉(zhuǎn)，通過一級絲杠上安裝的多邊形滾動(dòng)摩擦副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到二級絲杠上，兩根絲杠同時(shí)旋轉(zhuǎn)，兩根絲杠上的螺母也同步作直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩個(gè)推桿同步作相應(yīng)的伸縮運(yùn)動(dòng)。絲杠螺母與推桿實(shí)現(xiàn)多級絲杠聯(lián)動(dòng)，最終將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為輸出部分的直線運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型中的多邊形摩擦副既傳遞扭矩，又在多邊形內(nèi)孔內(nèi)滾動(dòng)，有效的決定的原結(jié)構(gòu)中平鍵在長鍵槽中滑動(dòng)易引起的卡死、阻滯、可靠性低、效率低的現(xiàn)象，大大減少設(shè)備的維護(hù)工作，提高了電動(dòng)杠的可靠性和傳遞效率。

2、本實(shí)用新型滾動(dòng)摩擦組合多級絲杠電動(dòng)缸中，多邊形滾動(dòng)摩擦副是一個(gè)整體部件，裝配簡單、方便，可作為模塊化設(shè)計(jì)。

3、本實(shí)用新型中絲杠多邊形內(nèi)孔可由模具拉拔成型，加工方便。

4、本實(shí)用新型中的多邊形摩擦副既傳遞扭矩，又在多邊形內(nèi)孔中滾動(dòng)，有效的決定的原結(jié)構(gòu)中平鍵在長鍵槽中滑動(dòng)易引起的卡死、阻滯現(xiàn)象。傳遞效率高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無阻滯、滑移現(xiàn)象。整體電動(dòng)缸重復(fù)定位精度高，工作壽命長、可頻繁啟停。

5、本實(shí)用新型中的電動(dòng)缸傳動(dòng)部件得到全面保護(hù)、防腐保護(hù)好、無需維護(hù)、極端的運(yùn)行情況的環(huán)境適應(yīng)性好，諸如高溫、嚴(yán)寒、灰塵、潮濕和振動(dòng)等環(huán)境中充分體現(xiàn)了電動(dòng)缸的可靠性、使用壽命更長。大大減少設(shè)備的維護(hù)工作，提高電動(dòng)缸的效率。

6、本實(shí)用新型滾動(dòng)摩擦組合多級絲杠電動(dòng)缸中：滾動(dòng)摩擦副傳遞扭矩，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦阻力只有滑動(dòng)摩擦阻力的1/40到1/60，所以滾動(dòng)摩擦副內(nèi)的滾柱可滾子絲杠作滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力小，靈敏度高，啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無顫動(dòng)，傳遞扭矩安全、可靠，電動(dòng)缸整體性能穩(wěn)定、故障率低、可靠性高。

附圖說明：

圖1是二級絲杠電動(dòng)缸的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是二級絲杠電動(dòng)缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（圖1的A-A向視圖）；

圖2中：1-桿端關(guān)節(jié)軸承；2-減速驅(qū)動(dòng)部分；3-一級絲杠；4-一級螺母；5-電機(jī)；6-二級絲杠；7-二級螺母；8-第二推桿；9-第一推桿；10-導(dǎo)向筒；11-多邊形滾動(dòng)摩擦副；12-鎖緊螺母；13-桿端關(guān)節(jié)軸承

圖3A、3B是多邊形滾動(dòng)摩擦副結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3A、3B中（含保持架、滾柱或滾珠）

圖4是三級絲杠電動(dòng)缸的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是三級絲杠電動(dòng)缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（圖4的A-A向視圖）；

圖5中：1-桿端關(guān)節(jié)軸承；2-減速驅(qū)動(dòng)裝置；3-一級絲杠；4-一級螺母；5-電機(jī)；6-二級絲杠；7-二級螺母；8-三級絲杠；9-三級螺母；10-第一推桿；11-第二推桿；12-第三推桿；13-導(dǎo)向筒；14-第一多邊形滾動(dòng)摩擦副；15-第一鎖緊螺母；16-第二多邊形滾動(dòng)摩擦副；17-第二鎖緊螺母；18-輸出法蘭。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例一：

如圖1、圖2中所示，該新型滾動(dòng)摩擦組合多級絲杠電動(dòng)缸采用二級絲杠結(jié)構(gòu)。主要由桿端關(guān)節(jié)軸承（1）、減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）、一級絲杠（3）、一級螺母（4）、電機(jī)（5）、二級絲杠（6）、二級螺母（7）、第一推桿（9）、第二推桿（8）、導(dǎo)向筒（10）、多邊形滾動(dòng)摩擦副（11）（含保持架、滾柱）、鎖緊螺母（12）、桿端關(guān)節(jié)軸承（13）組成的。

其中電機(jī)（3）直接與減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）相聯(lián)，減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）的輸出端直接與一級絲杠（3）相聯(lián)、一級螺母（4）裝配在一級絲杠上與第二推桿（9）連成一個(gè)整體，多邊形滾動(dòng)摩擦副（11）安裝于一級絲杠（3）另一端由鎖緊螺母（12）作軸向固定。一級絲杠（3）與二級絲杠（6）串聯(lián)，一級絲杠（3）插入二級絲杠（6）多邊形內(nèi)孔內(nèi)，二級絲杠（6）與一級螺母（3）及第一推桿（9）組裝成一體，作同步直線運(yùn)動(dòng)。二級螺母（7）與第二推桿（8）組裝成一個(gè)作同步直線運(yùn)動(dòng)。桿端關(guān)節(jié)軸承（1）與減速驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)，桿端關(guān)節(jié)軸承（13）與第二推桿（8）相聯(lián)。多邊形滾動(dòng)摩擦副通過六邊形內(nèi)孔與一級絲杠端部的六邊形相匹配，并通過鎖緊螺母定位，此種結(jié)構(gòu)中，多邊形滾動(dòng)摩擦副為內(nèi)、外多邊形結(jié)構(gòu)。當(dāng)然也可以采用多邊形滾動(dòng)摩擦副內(nèi)圓、外多邊形的結(jié)構(gòu)，此時(shí)一級絲杠端部為圓形結(jié)構(gòu)，兩者通鍵或定位銷定位連接。

圖3A、3B中所示：多邊形滾動(dòng)摩擦副的三維結(jié)構(gòu)圖，多邊形滾動(dòng)摩擦副由多邊形保持架與安裝在該多邊形保持架上的滾柱或滾珠組成，其中滾柱51的中心線垂直于一級、二絲杠的中心線上，布置在保持架的多邊形平面上，每個(gè)平面上的滾柱相互平行并滾柱的中心線與絲杠中心線必須垂直。每個(gè)平面上相鄰滾柱之間留有間隙，以便實(shí)現(xiàn)無阻滯旋轉(zhuǎn)。因滾珠可自由在內(nèi)保持架內(nèi)旋轉(zhuǎn)，可以滾珠在內(nèi)保持架內(nèi)可自由布置。滾柱或滾珠的內(nèi)、外圈表面尺寸均高于保持架的尺寸，以免保持架與滾柱或滾珠旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉，便于滾柱或滾珠在滾動(dòng)過程中形成滾動(dòng)摩擦。多邊形滾動(dòng)摩擦副的內(nèi)滾柱功滾珠的數(shù)量，以及保持架的尺寸可根據(jù)實(shí)施絲杠螺母副的具體尺寸規(guī)格、以及承受的扭矩和推拉力來設(shè)定。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

電機(jī)（3）作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）旋轉(zhuǎn)，減速驅(qū)動(dòng)裝置輸出端帶動(dòng)一級絲杠（3）作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)安裝在一級絲杠（3）一側(cè)的多邊滾動(dòng)摩擦副（11）隨一級絲杠（1）作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由多邊形摩擦副（11）與二級絲杠（6）內(nèi)的多邊形內(nèi)孔配合，同時(shí)帶動(dòng)二級絲杠（6）旋轉(zhuǎn)，一級絲杠（3）、二級絲杠（6）同作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩根絲杠上相應(yīng)的螺母作同步直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)同兩螺母相聯(lián)的兩個(gè)推桿亦作相應(yīng)的伸縮直線運(yùn)動(dòng)。與第二推桿相聯(lián)的桿端關(guān)節(jié)軸承（13）同時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例二：

圖4、圖5中所示：該實(shí)用新型為三級絲杠電動(dòng)缸，由桿端關(guān)節(jié)軸承（1）、減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）、一級絲杠（3）、一級螺母（4）、電機(jī)（5）、二級絲杠（6）、二級螺母（7）、三級絲杠（8）、三級螺母（9）、第一推桿（10）、第二推桿（11）、第三推桿（12）、導(dǎo)向筒（13）、第一多邊形滾動(dòng)摩擦副（14）、鎖緊螺母（15）、第二多邊形滾動(dòng)摩擦副（16）、鎖緊螺母（17）、輸出法蘭（18）組成的。

電機(jī)（5）與減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）相聯(lián)，桿端節(jié)軸承（1）裝配在減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）上，減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）的輸出端連接一級絲杠（3），第一多邊形滾動(dòng)摩擦副（14）安裝于一級絲杠（3）的另一端，用鎖緊螺母1（15）作軸向固定，第一多邊形滾動(dòng)摩擦副（14）的外圈安裝在二絲杠（6）多邊形內(nèi)孔內(nèi)。二級絲杠（6）與一級螺母（4）作軸向相接，二級絲杠（6）的另一端安裝第二多邊形滾動(dòng)摩擦副（16），并用鎖緊螺母（17）作軸向固定。第二多邊形滾動(dòng)摩擦副（16）的外圈安裝在三級絲杠（8）多邊形內(nèi)孔內(nèi)。三級絲杠3（8）與二級螺母（7）作軸向固定聯(lián)接。三級螺母（9）與第一推桿（10）相連、二級螺母（7）與第二推桿（11）相連、一級螺母1（4）與第三推桿（12）相連。輸出法蘭（18）與第一推桿（10）相連。

第一、第二多邊形滾動(dòng)摩擦副為內(nèi)、外多邊形結(jié)構(gòu)。分別通過六邊形內(nèi)孔與一級絲杠端部和二級絲杠安裝。第一、第二多邊形滾動(dòng)摩擦副均為六邊形結(jié)構(gòu)，當(dāng)然采用其他多邊形也可。多邊形滾動(dòng)摩擦副采用實(shí)施例一的滾柱或滾珠結(jié)構(gòu)均可。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

電機(jī)（5）作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過減速驅(qū)動(dòng)裝置（2）將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到一級絲杠（3），由第一多邊形滾動(dòng)摩擦副（14）將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到二級絲杠（6）上，再由第二多邊形滾動(dòng)摩擦副（16）將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到三級絲杠（8）上，此時(shí)三級絲杠作同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)一級絲杠（3）上的第一多邊形滾動(dòng)摩擦副（14）二級絲杠（6）多邊形內(nèi)孔內(nèi)作軸向移動(dòng)，二級絲杠（6）上的第二多邊形滾動(dòng)摩擦副（16）在三級絲杠（8）多邊形內(nèi)孔內(nèi)作軸承移動(dòng)，第二多邊形滾動(dòng)摩擦副內(nèi)的滾子在內(nèi)孔內(nèi)作滾動(dòng)摩擦。在三級絲杠作同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，三級螺母（9）帶動(dòng)第一推桿（10）作相應(yīng)伸縮運(yùn)動(dòng)，二級螺母（7）帶動(dòng)第二推桿（11）作相應(yīng)的伸縮運(yùn)動(dòng)，一級螺母（4）帶第三推桿（12）作相應(yīng)的伸縮運(yùn)動(dòng)，三根推桿同步伸縮。最終將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為第一推桿的伸縮推拉力。

本實(shí)用新型電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、安裝方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可廣泛應(yīng)用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)行程的場合，傳動(dòng)平穩(wěn)、精確、可靠、效率高。