一种超重载高效直驱五节电动缸的制作方法

本发明属于伸缩式高效率多级电动起竖设备，具体涉及一种超重载高效五节电动缸。

背景技术：

1、随着特种车辆多电化技术发展的趋势，电动起竖设备逐渐替代液压起竖设备，但车载设备安装空间小、起竖角度大、速度快，需要电动缸有更大在具有大展开收拢的同时具有高速高效的性能特点。目前国内使用的车载电动起竖设备级数最多为四节电动缸，随着车载要求的进一步提高，电动缸的速度与效率略显不足。因此，非常有必要提出一种更加高速且高效的五节电动缸。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种超重载高效直驱五节电动缸，以便在与二节电动缸、三节电动缸、四节电动缸具有相同收拢长度的情况下，实现更大的展开行程，并且具有更高的工作速度与效率。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种超重载高效直驱五节电动缸，包括圆环制动器、圆环力矩电机、行星式齿轮副中的大齿圈、小齿圈以及驱动端通过圆环力矩电机、行星式齿轮副驱动的滑线扭杆，所述滑线扭杆上设有从内到外依次套装并通过丝杠螺母副两两配合的空心的一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠、四级滚珠丝杠和五级外管，所述五级外管上从内到外依次套装有可沿轴向相互滑移的四级外管、三级外管、二级外管、一级外管，所述二级外管靠近所述驱动端的一端与所述二级滚珠丝杠靠近所述驱动端的一端刚性连接，所述一级外管、三级外管、四级外管靠近所述驱动端的一端分别与所述一级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠、四级滚珠丝杠同心可转动连接，所述一级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠和四级滚珠丝杠可相互轴向滑移的连接并通过所述滑线扭杆带动同步转动。

4、进一步的，所述滑线扭杆外周设置有第一滚珠滑动键、远离所述驱动端的一端设置有第二滚珠滑动键，所述三级滚珠丝杠远离所述驱动端的一端设置有第三滚珠滑动键，所述第一滚珠滑动键、第二滚珠滑动键、第三滚珠滑动键分别与所述一级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠、四级滚珠丝杠轴向滑动连接，所述第二滚珠滑动键与一级滚珠丝杠远离驱动端的一端端面之间的距离大于所述二级滚珠丝杠沿一级滚珠丝杠移动的最大行程。

5、进一步的，所述二级滚珠丝杠靠近所述驱动端的一端设有与所述一级滚珠丝杠配合的一级滚珠丝杠螺母，所述三级滚珠丝杠靠近所述驱动端的一端设有与所述二级滚珠丝杠配合的二级滚珠丝杠螺母，所述四级滚珠丝杠靠近所述驱动端的一端设有与所述三级滚珠丝杠配合的三级滚珠丝杠螺母，所述五级外管靠近所述驱动端的一端设有与所述四级滚珠丝杠配合的四级滚珠丝杠螺母。

6、进一步的，所述滑线扭杆外周的第一滚珠滑动键、第二滚珠滑动键、第三滚珠滑动键分别由滑线扭杆上的圆弧槽、回珠器和钢球组成，相应的，所述第一滚珠滑动键包含第一回珠器和钢珠，所述第二滚珠滑动键包含第二回珠器和钢珠，所述第三滚珠滑动键包含第三回珠器和钢珠。

7、进一步的，所述一级外管与所述一级滚珠丝杠之间通过一级轴承连接，所述二级外管与所述二级滚珠丝杠之间刚性连接，所述三级外管与三级滚珠丝杠之间通过三级轴承连接，所述三级滚珠丝杠螺母与四级滚珠丝杠之间通过四级轴承连接，所述四级外管与三级滚珠丝杠螺母刚性连接，所述五级外管与四级滚珠丝杠之间通过五级轴承连接。

8、进一步的，所述一级外管与二级外管之间、所述二级外管与三级外管之间、所述三级外管与四级外管之间、所述四级外管与五级外管之间均设有互相配合的导向槽和滑线导向键。

9、进一步的，所述滑线导向键其两侧滑动面内镶嵌钢珠，钢珠在导向槽内以点接触方式上下滑动，并限制各零件间的旋转。

10、进一步的，所述圆环力矩电机包含电机定圈和电机动圈，电机定圈与壳体刚性连接，电机动圈与一级外管之间设有第二滚动轴承，电机定圈和电机动圈之间设有第一滚动轴承，圆环力矩电机尾部还设有大制动力矩的圆环制动器。

11、进一步地，所述一级滚珠丝杠上集成行星式齿轮副中的大齿圈，小齿圈轴向通过齿轮支撑轴承固定在壳体上自转，所述电机动圈内壁上集成的内齿圈与行星式齿轮副中的小齿圈啮合，再通过行星式齿轮副中的大齿圈驱动一级滚珠丝杠旋转。

12、本发明具有以下有益效果：通过将一级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠和四级滚珠丝杠可相互轴向滑移的连接并通过滑线扭杆带动同步转动，而将一级外管与一级滚珠丝杠、三级外管与三级滚珠丝杠、四级外管与四级滚珠丝杠设置为同心可转动连接的形式，工作时二级滚珠丝杠和一级外管、二级外管、三级外管、四级外管、五级外管不转动，即可实现从一级外管到二级外管、三级外管、四级外管、五级外管的五节缸体的同步伸出或缩回动作，实现对目标的顶升和电动缸的收回，相对于二节电动缸、三节电动缸和四节电动缸，能够达到更大的展开收拢比，在同样收拢长度下，展开行程更长，速度更快，效率更高，可以实现更大的顶升高度，运行速度及效率，从而更加适用于车载设备等安装空间小、起竖角度大，高速高效，大展开收拢比的工作场景。

13、滑线扭杆外周的第一滚珠滑动键、第二滚珠滑动键、第三滚珠滑动键以及一级外管与二级外管、二级外管与三级外管、三级外管与四级外管、四级外管与五级外管之间的滚珠导向键，将传统的滑动面接触改为滑动点接触，降低了各部件之间的摩擦力，提高了电动缸整缸工作效率。

14、薄壁圆环力矩电机和行星式齿轮副很好的将电动缸结构包裹，电动缸径向和轴向相比与传统的电动缸尺寸小很多，很好的解决了空间狭小的问题。

技术特征：

1.超重载高效直驱五节电动缸，包括圆环制动器(27)、圆环力矩电机(26)、行星式齿轮副中的大齿圈(33)、小齿圈(34)以及驱动端通过圆环力矩电机(26)、行星式齿轮副驱动的滑线扭杆(11)，其特征在于，所述滑线扭杆(11)上设有从内到外依次套装并通过丝杠螺母副两两配合的空心的一级滚珠丝杠(10)、二级滚珠丝杠(9)、三级滚珠丝杠(8)、四级滚珠丝杠(7)和五级外管(2)，所述五级外管(2)上从内到外依次套装有可沿轴向相互滑移的四级外管(3)、三级外管(4)、二级外管(5)、一级外管(6)，所述二级外管(5)靠近所述驱动端的一端与所述二级滚珠丝杠(9)靠近所述驱动端的一端刚性连接，所述一级外管(6)、三级外管(4)、四级外管(3)靠近所述驱动端的一端分别与所述一级滚珠丝杠(10)、三级滚珠丝杠(8)、四级滚珠丝杠(7)同心可转动连接，所述一级滚珠丝杠(10)、三级滚珠丝杠(8)和四级滚珠丝杠(7)可相互轴向滑移的连接并通过所述滑线扭杆(11)带动同步转动。

2.根据权利要求1所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，所述滑线扭杆(11)外周设置有第一滚珠滑动键(25)、中部设置有第二滚珠滑动键(28)，远离所述驱动端的一端设置有第三滚珠滑动键(29)，所述第一滚珠滑动键(25)、第二滚珠滑动键(28)、第三滚珠滑动键(29)分别与所述一级滚珠丝杠(10)、三级滚珠丝杠(8)、四级滚珠丝杠(7)轴向滑动连接，所述第二滚珠滑动键(28)与一级滚珠丝杠(10)远离驱动端的一端端面之间的距离大于所述二级滚珠丝杠(9)沿一级滚珠丝杠(10)移动的最大行程。

3.根据权利要求2所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，所述滑线扭杆(11)外周的第一滚珠滑动键(25)、第二滚珠滑动键(28)、第三滚珠滑动键(29)分别由滑线扭杆(11)上的圆弧槽、回珠器和钢球组成，相应的，所述第一滚珠滑动键(25)包含第一回珠器(37)和钢珠，所述第二滚珠滑动键(28)包含第二回珠器(38)和钢珠，所述第三滚珠滑动键(29)包含第三回珠器(39)和钢珠。

4.根据权利要求1所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，所述二级滚珠丝杠(9)靠近所述驱动端的一端设有与所述一级滚珠丝杠(10)配合的一级滚珠丝杠螺母，所述三级滚珠丝杠(8)靠近所述驱动端的一端设有与所述二级滚珠丝杠(9)配合的二级滚珠丝杠螺母，所述四级滚珠丝杠(7)靠近所述驱动端的一端设有与所述三级滚珠丝杠(8)配合的三级滚珠丝杠螺母(15)，所述五级外管(2)靠近所述驱动端的一端设有与所述四级滚珠丝杠(7)配合的四级滚珠丝杠螺母(36)。

5.根据权利要求4所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，所述一级外管(6)与所述一级滚珠丝杠(10)之间通过一级轴承(17)连接，所述二级外管(5)与所述二级滚珠丝杠(9)靠近驱动端刚性连接，所述三级外管(4)与三级滚珠丝杠(8)之间通过三级轴承(16)连接，所述三级滚珠丝杠螺母(15)与四级滚珠丝杠(7)之间通过四级轴承(14)连接，所述四级外管(3)与三级滚珠丝杠螺母(15)刚性连接，所述五级外管(2)与所述四级滚珠丝杠(7)之间通过五级轴承(13)连接。

6.根据权利要求1所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，所述一级外管(6)与二级外管(5)之间、所述二级外管(5)与三级外管(4)之间、所述三级外管(4)与四级外管(3)之间、所述四级外管(3)与五级外管(2)之间均设有互相配合的导向槽和滑线导向键(12)。

7.根据权利要求6所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，滑线导向键(12)其两侧滑动面内镶嵌钢珠，钢珠在导向槽内以点接触方式上下滑动，并限制各零件间的旋转。

8.根据权利要求1所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，所述圆环力矩电机(26)包含电机定圈(24)和电机动圈(22)，电机定圈(24)与壳体(20)刚性连接，电机动圈(22)与一级外管(6)之间设有第二滚动轴承(32)，电机定圈(24)和电机动圈(22)之间设有第一滚动轴承(23)，圆环力矩电机(26)尾部还设有大制动力矩的圆环制动器(27)。

9.根据权利要求8中所述的超重载高效直驱五节电动缸，其特征在于，所述一级滚珠丝杠(10)上集成行星式齿轮副中的大齿圈(33)，小齿圈(34)轴向通过齿轮支撑轴承(35)固定在壳体(20)上自转，所述电机动圈(22)内壁上集成的内齿圈(21)与行星式齿轮副中的小齿圈(34)啮合，再通过行星式齿轮副中的大齿圈(33)驱动一级滚珠丝杠(10)旋转。

技术总结
本发明公开了一种超重载高效直驱五节电动缸，滑线扭杆上设有从内到外依次套装并通过丝杠螺母副两两配合的空心的一级滚珠丝杠、二级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠、四级滚珠丝杠和五级外管，五级外管上从内到外依次套装有可沿轴向相互滑移的四级外管、三级外管、二级外管、一级外管，二级外管靠近驱动端的一端与二级滚珠丝杠靠近驱动端的一端刚性连接，一级外管、三级外管、四级外管靠近驱动端的一端分别与一级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠、四级滚珠丝杠同心可转动连接，一级滚珠丝杠、三级滚珠丝杠和四级滚珠丝杠可相互轴向滑移的连接并通过滑线扭杆带动同步转动。本发明具有高速、高效、展开收拢比大、外形体积小、重量轻等优点。

技术研发人员：樊延都,郑昆,闫昕,赵雅菲
受保护的技术使用者：西安华欧精密机械有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16