一种内置压力传感器的伺服电缸的制作方法

1.本发明涉及电缸设备相关领域，具体是一种内置压力传感器的伺服电缸。


背景技术：

2.伺服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，其速度为0.1～2m/s；因为闭环伺服控制，所以控制精度较高；具有成本低，配置灵活等特点，是液压缸和气缸的最佳替代品，广泛应用于工业、军事、娱乐设施、汽车等行业；压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。
3.现有装置的压力传感器大多为外置结构，容易受到外界环境、意外撞击等情况影响，影响精度和使用寿命；现有装置的本身存在延展率，延伸量会随着拉力的增加而增大，影响传动系统的传动精度；同步带材质通常为橡胶材质，在承受较大的拉力的同时需要频繁正反向使用时，皮带的齿面受损会比较严重，影响同步带寿命，进而导致伺服电缸的使用周期较短。


技术实现要素：

4.因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种内置压力传感器的伺服电缸。
5.本发明是这样实现的，构造一种内置压力传感器的伺服电缸，该装置包括固定座、伺服电机、连接线缆、第一轴承座、缸筒、前端盖、移动杆、传感机构、传动机构、滚珠丝杆、限位轴承、压装轴和消音器，所述固定座左端顶部与伺服电机螺栓连接，所述固定座后端设有连接线缆，所述固定座左端底侧与第一轴承座螺栓连接，所述第一轴承座左端与缸筒螺栓连接，所述缸筒左端与前端盖螺栓连接，所述前端盖中侧通孔与移动杆滑动连接，所述第一轴承座内侧壁与滚珠丝杆滑动连接，所述滚珠丝杆与限位轴承内侧壁固定连接，所述限位轴承外侧环与第一轴承座内壁螺栓连接，所述移动杆右端与压装轴螺栓连接，所述缸筒内壁通孔与消音器螺栓连接，所述伺服电机和消音器均与连接线缆电连接，所述传感机构设于缸筒内侧，所述传感机构包括第二轴承座、压力传感器、压力应变片、垫圈、第一深沟球轴承、第二深沟球轴承、限位转板、线距传感器和辅助机构，所述缸筒内壁右侧与第二轴承座螺栓连接，所述第二轴承座右端与第一轴承座螺栓连接，所述第二轴承座内侧壁与滚珠丝杆转动连接，所述第二轴承座内侧凹槽与压力传感器螺栓连接，所述压力传感器内侧壁与滚珠丝杆转动连接，所述压力传感器左右两侧均与压力应变片螺栓连接，所述压力应变片左右两端面均与垫圈固定连接，所述垫圈分别与第一深沟球轴承和第二深沟球轴承侧面相接触，所述第一深沟球轴承与第一轴承座左侧转动连接，所述第二深沟球轴承与限位转板右侧转动连接，所述第一深沟球轴承和第二深沟球轴承内侧转环均与滚珠丝杆固定连接，所述限位转板内侧通孔与滚珠丝杆转动连接，所述第二轴承座内侧通孔与线距传感器传感头滑动连接，所述线距传感器与固定座内左壁螺栓连接，所述缸筒内侧设有辅助机构，所述压力传感器、压力应变片和线距传感器均与连接线缆电连接，所述传动机构设于固定座内侧。
6.优选的，所述辅助机构包括限位滑槽、限位滑块、内嵌螺栓、活塞压头和导向套，所述缸筒内壁上下两侧均设有限位滑槽，所述限位滑槽内槽与限位滑块滑动连接，所述限位滑块内侧凹槽与内嵌螺栓螺栓连接，所述内嵌螺栓与活塞压头上下两侧的螺纹槽螺纹连接，所述活塞压头内侧通孔设有导向套，所述导向套内侧壁与滚珠丝杆螺纹连接。
7.优选的，所述传动机构包括第一行星锥齿轮、恒星锥齿轮、限位转轴、第三深沟球轴承、第二行星锥齿轮和联轴器，所述伺服电机轴动端与第一行星锥齿轮同轴转动连接，所述第一行星锥齿轮底部齿条与恒星锥齿轮顶部齿条啮合，所述恒星锥齿轮圆心通孔与限位转轴固定连接，所述限位转轴与固定座内侧转动连接。
8.优选的，所述压力传感器左右两侧的第一深沟球轴承和第二深沟球轴承以及压力应变片呈对称分布。
9.优选的，所述限位滑块和活塞压头的位移长度与滚珠丝杆的传动长度相同，且活塞压头上下两侧共设有四组限位滑块和内嵌螺栓。
10.优选的，所述第二行星锥齿轮内侧转轴左侧设有与滚珠丝杆直径相同的连杆，且该连杆与与联轴器内侧转子固定连接。
11.优选的，所述限位转轴与第三深沟球轴承内侧转子转动连接，所述第三深沟球轴承与固定座内壁螺栓连接。
12.优选的，所述恒星锥齿轮底部齿条与第二行星锥齿轮啮合，所述第二行星锥齿轮圆心转轴与联轴器内侧转子固定连接，所述联轴器内侧转子与滚珠丝杆右侧固定连接。
13.优选的，所述垫圈材质为橡胶。
14.优选的，所述活塞压头材质为金属铜。
15.本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种内置压力传感器的伺服电缸，与同类型设备相比，具有如下改进：
16.本发明所述一种内置压力传感器的伺服电缸，通过设置了调节机构在缸筒内侧，设置压力传感器和压力应变片，有利于提高对压力的检测精度，设置第一深沟球轴承和第二深沟球轴承，有利于提高对滚珠丝杆和压力传感器的限位和传动效果，设置限位转板和线距传感器，有利于提高对第二深沟球轴承的限位效果和对滚珠丝杆的传动长度检测效果。
17.本发明所述一种内置压力传感器的伺服电缸，通过设置了辅助机构在缸筒内侧，设置限位滑槽和限位滑块，有利于提高对活塞压头等部件的限位滑动效果，设置活塞压头和导向套，有利于提高对滚珠丝杆和压装轴等部件的传动连接效果。
18.本发明所述一种内置压力传感器的伺服电缸，通过设置了传动机构在缸筒内侧，设置第一行星锥齿轮和恒星锥齿轮，有利于提高对滚珠丝杆的传动精度，设置限位转轴和第三深沟球轴承，有利于提高对恒星锥齿轮的转动限位效果。
附图说明
19.图1是本发明结构示意图；
20.图2是本发明的传感机构以及固定座内部结构示意图；
21.图3是本发明的图2中a处的放大结构示意图；
22.图4是本发明的图3中b处的放大结构示意图；
23.图5是本发明的传动机构结构示意图。
24.其中：固定座-1、伺服电机-2、连接线缆-3、第一轴承座-4、缸筒-5、前端盖-6、移动杆-7、传感机构-8、传动机构-9、滚珠丝杆-10、限位轴承-11、压装轴-12、消音器-13、第二轴承座-81、压力传感器-82、压力应变片-83、垫圈-84、第一深沟球轴承-85、第二深沟球轴承-86、限位转板-87、线距传感器-88、辅助机构-89、限位滑槽-891、限位滑块-892、内嵌螺栓-893、活塞压头-894、导向套-895、第一行星锥齿轮-91、恒星锥齿轮-92、限位转轴-93、第三深沟球轴承-94、第二行星锥齿轮-95、联轴器-96。
具体实施方式
25.下面将结合附图1-5对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1，本发明的一种内置压力传感器的伺服电缸，包括固定座1、伺服电机2、连接线缆3、第一轴承座4、缸筒5、前端盖6、移动杆7、传感机构8、传动机构9、滚珠丝杆10、限位轴承11、压装轴12和消音器13，固定座1左端顶部与伺服电机2螺栓连接，固定座1后端设有连接线缆3，固定座1左端底侧与第一轴承座4螺栓连接，第一轴承座4左端与缸筒5螺栓连接，缸筒5左端与前端盖6螺栓连接，前端盖6中侧通孔与移动杆7滑动连接，第一轴承座4内侧壁与滚珠丝杆10滑动连接，滚珠丝杆10与限位轴承11内侧壁固定连接，限位轴承11外侧环与第一轴承座4内壁螺栓连接，移动杆7右端与压装轴12螺栓连接，缸筒5内壁通孔与消音器13螺栓连接，伺服电机2和消音器13均与连接线缆3电连接。
27.请参阅图2、图3和图4，本发明的一种内置压力传感器的伺服电缸，传感机构8设于缸筒5内侧，提高调节限位效果，传感机构8包括第二轴承座81、压力传感器82、压力应变片83、垫圈84、第一深沟球轴承85、第二深沟球轴承86、限位转板87、线距传感器88和辅助机构89，缸筒5内壁右侧与第二轴承座81螺栓连接，提高第二轴承座81的固定效果，第二轴承座81右端与第一轴承座4螺栓连接，提高第二轴承座81的固定效果，第二轴承座81内侧壁与滚珠丝杆10转动连接，提高第二轴承座81的限位效果，第二轴承座81内侧凹槽与压力传感器82螺栓连接，提高压力传感器82的固定效果，压力传感器82内侧壁与滚珠丝杆10转动连接，提高压力传感器82的限位效果，压力传感器82左右两侧均与压力应变片83螺栓连接，提高压力应变片83的高敏感传动效果，压力应变片83左右两端面均与垫圈84固定连接，提高垫圈84的固定效果，垫圈84分别与第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86侧面相接触，提高第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86的限位效果，第一深沟球轴承85与第一轴承座4左侧转动连接，提高第一深沟球轴承85的传动限位效果，第二深沟球轴承86与限位转板87右侧转动连接，提高第二深沟球轴承86的传动限位效果，第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86内侧转环均与滚珠丝杆10固定连接，提高第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86的传动限位效果，限位转板87内侧通孔与滚珠丝杆10转动连接，提高限位转板87的限位效果，第二轴承座81内侧通孔与线距传感器88传感头滑动连接，提高线距传感器88的传感效果，线距传感器88与固定座1内左壁螺栓连接，提高线距传感器88的固定效果，缸筒5内侧设有辅助机构89，提高调节效果，压力传感器82、压力应变片83和线距传感器88均与连接线缆3电
连接，传动机构9设于固定座1内侧，提高传动效果，辅助机构89包括限位滑槽891、限位滑块892、内嵌螺栓893、活塞压头894和导向套895，缸筒5内壁上下两侧均设有限位滑槽891，提高限位效果，限位滑槽891内槽与限位滑块892滑动连接，提高限位滑块892的位移效果，限位滑块892内侧凹槽与内嵌螺栓893螺栓连接，提高内嵌螺栓893的固定效果，内嵌螺栓893与活塞压头894上下两侧的螺纹槽螺纹连接，提高内嵌螺栓893的固定效果，活塞压头894内侧通孔设有导向套895，提高导向套895的固定效果，导向套895内侧壁与滚珠丝杆10螺纹连接，提高导向套895的传动效果，压力传感器82左右两侧的第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86以及压力应变片83呈对称分布，提高第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86的限位传动效果，限位滑块892和活塞压头894的位移长度与滚珠丝杆10的传动长度相同，且活塞压头894上下两侧共设有四组限位滑块892和内嵌螺栓893，提高活塞压头894的带动和限位效果。
28.请参阅图5，本发明的一种内置压力传感器的伺服电缸，所述传动机构9包括第一行星锥齿轮91、恒星锥齿轮92、限位转轴93、第三深沟球轴承4、第二行星锥齿轮95和联轴器96，所述伺服电机2轴动端与第一行星锥齿轮91同轴转动连接，提高第一行星锥齿轮91的转动效果，所述第一行星锥齿轮91底部齿条与恒星锥齿轮92顶部齿条啮合，提高第一行星锥齿轮91的传动效果，所述恒星锥齿轮92圆心通孔与限位转轴93固定连接，提高恒星锥齿轮92的转动效果，所述限位转轴93与固定座1内侧转动连接，提高恒星锥齿轮92的转动效果，所述限位转轴93与第三深沟球轴承94内侧转子转动连接，提高对限位转轴93的限位效果，所述第三深沟球轴承94与固定座1内壁螺栓连接，提高第三深沟球轴承94的固定效果，所述恒星锥齿轮92底部齿条与第二行星锥齿轮95啮合，提高恒星锥齿轮92的传动效果，所述第二行星锥齿轮95圆心转轴与联轴器96内侧转子固定连接，提高联轴器96的传动效果，所述联轴器96内侧转子与滚珠丝杆10右侧固定连接，提高联轴器96的传动效果，所述第二行星锥齿轮95内侧转轴左侧设有与滚珠丝杆10直径相同的连杆，且该连杆与联轴器96内侧转子固定连接，提高联轴器96的传动效果。
29.本发明通过改进提供一种内置压力传感器的伺服电缸，其工作原理如下；
30.第一，使用本设备时，首先将本设备放置在工作区域中，然后将装置与外部电源相连接，即可为本设备提供工作所需的电源；
31.第二，在进行传动动作时，伺服电机22先根据信号源的指令而带动第一行星锥齿轮91进行转动，从而使第一行星锥齿轮91通过恒星锥齿轮92带动第三深沟球轴承94同步进行转动，此时恒星锥齿轮92通过限位转轴93转动而进行转动，从而通过第三深沟球轴承94对限位转轴93的转动起到限位作用，然后通过第二行星锥齿轮95圆心转轴与联轴器96的传动动作，从而使联轴器96带动滚珠丝杆10跟随转动，通过锥齿轮的传动避免原先带传动的可靠性低、使用寿命较短等现象，有利于提高对电缸的传动精度；
32.第三，在进行压装工作时，通过所述压力传感器82可感测压装过程中压装轴12上压力的变化，从而准确判定零件相互间的配合关系，有利于提高零件配合传动时的精度，当滚珠丝杆10进行转动时，先通过第一轴承座4和限位轴承11对其进行限位传动效果，并通过第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86在第一轴承座4和限位转板87中间进行传动动作，有利于提高对滚珠丝杆10的径向和轴向均起到限位传动效果；
33.第四，然后通过压力传感器82及其左右两侧的压力应变片83对滚珠丝杆10和压装
轴12的轴向上的压力变化，从而通过压力的变化实现对滚珠丝杆10和压装轴12的精确位移和压装力的精确检测，传递力矩大，保证了压装轴12运行稳定可靠，然后通过滚珠丝杆10与导向套895的传动效果，从而使导向套895带动活塞压头894和压装轴12进行位移动作，此时通过活塞压头894位移带动限位滑块892在限位滑槽891内槽进行位移，从而通过限位滑槽891的限位效果避免活塞压头894受影响而跟随转动，有利于提高对活塞压头894的限位和带动效果。
34.本发明通过改进提供一种内置压力传感器的伺服电缸，设置压力传感器82和压力应变片83，有利于提高对压力的检测精度，设置第一深沟球轴承85和第二深沟球轴承86，有利于提高对滚珠丝杆10和压力传感器82的限位和传动效果，设置限位转板87和线距传感器88，有利于提高对第二深沟球轴承86的限位效果和对滚珠丝杆10的传动长度检测效果，设置限位滑槽891和限位滑块892，有利于提高对活塞压头894等部件的限位滑动效果，设置活塞压头894和导向套895，有利于提高对滚珠丝杆10和压装轴12等部件的传动连接效果，设置第一行星锥齿轮91和恒星锥齿轮92，有利于提高对滚珠丝杆10的传动精度，设置限位转轴93和第三深沟球轴承94，有利于提高对恒星锥齿轮92的转动限位效果。
35.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
36.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。