一种气压-电磁复合驱动摆动执行器

本发明涉及气压传动与控制，具体涉及一种气压-电磁复合驱动摆动执行器。

背景技术：

1、气动技术以其使用安全、无污染、结构简单、维护方便、成本低等优点，在自动化领域得到了迅速的发展和应用。摆动气缸是一种以压缩空气为动力源，将压缩空气的势能转化成输出轴的转动机械能的执行元件。摆动气缸能在小于360°范围内做往复摆动，常用于工件的翻转、搬运等场合，用途十分广泛。目前的普通摆动只能在始末两端定位，用挡块、磁性开关、气动阀等方式，虽然能够使得摆动气缸在中间位置停止，但是这样的定位方式角度控制精度很低。无法在中间任意角度位置精确定位的缺点，限制了摆动气缸的进一步广泛应用。

2、电机是利用电磁作用产生旋转运动的执行器，如步进电机、伺服电机等，在控制器的控制下，能够得到精确的转动速度和转动角度。但是电机的输出转矩较小，若要利用电机得到大转矩，可采用增大输入电流、增大电机体积、加装减速机构等方法。但增大电流会带来发热量大、能耗高的缺点，容易造成电机烧坏。增大体积会造成自重增大，限制电机的应用场景。加装减速机构会使得转动速度变小，增加成本。

3、因此，现有摆动气缸存在输出转矩大但无法中间角度定位的问题，而电机虽然能够精确控制角度但存在输出转矩小的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种推力大、结构紧凑、能精确控制转动角度的新型气压-电磁复合驱动摆动执行器，以解决现有摆动气缸无法在中间任意角度位置精确定位的问题。

2、为了实现本发明目的，本发明提供的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，包括外缸筒、内缸筒、叶片轴、限位块和内缸盖，

3、外缸筒内壁周向设置有永磁体；

4、内缸筒同轴位于外缸筒内，且内缸筒的外壁设置有线圈以提供旋转磁场；

5、叶片轴上设置有叶片，叶片轴同轴转动设置在内缸筒内，且，叶片轴一端穿出内缸盖，另一端与外缸筒固定连接，限位块固定位于内缸筒内，且限位块和所述叶片将内缸筒内的空间分隔成两个腔室；

6、内缸盖用于盖合设置在内缸筒上，内缸盖设置有两个分别与两个腔室相通进气孔。

7、优选的，叶片轴与内缸盖之间设有内缸盖轴承和内缸盖密封圈，叶片轴与内缸筒之间设有内缸筒轴承与内缸筒密封圈。

8、优选的，所述叶片的侧边设置有叶片密封条，叶片密封条与内缸筒和内缸盖的内壁均接触。

9、优选的，限位块与内缸盖连接。

10、优选的，限位块上包括外圆弧面和内圆弧面，外圆弧面与内缸筒内壁接触，内圆弧面上设置有限位块密封条，且限位块密封条与叶片轴接触。

11、优选的，限位块上设置有两个缺口，内缸盖上的两进气孔通过两所述缺口分别与内缸筒的两腔室联通。

12、优选的，线圈沿内缸筒外壁周向均匀缠绕。

13、优选的，限位块和叶片之间具有初始距离，叶片轴受到驱动发生旋转时，当叶片随之运动至与限位块接触，叶片轴停止旋转。

14、优选的，内缸盖上开设有用于让线圈引线穿出的通孔。

15、优选的，外缸筒内壁沿周向均匀设置有所述永磁体。

16、优选的，还包括外缸盖，外缸盖套装在内缸盖外侧，用于与外缸筒连接。

17、与现有技术相比，本发明通过控制既可以在气压驱动或电磁驱动下单独动作，又可以实现气压和电磁的复合驱动，满足摆动执行器输出转矩大与角度精确控制的双重使用需求。

技术特征：

1.一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，包括外缸筒、内缸筒、叶片轴、限位块和内缸盖，

2.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，叶片轴与内缸盖之间设有内缸盖轴承和内缸盖密封圈，叶片轴与内缸筒之间设有内缸筒轴承与内缸筒密封圈。

3.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，所述叶片的侧边设置有叶片密封条，叶片密封条与内缸筒和内缸盖的内壁均接触。

4.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，限位块与内缸盖可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，限位块上包括外圆弧面和内圆弧面，外圆弧面与内缸筒内壁接触，内圆弧面上设置有限位块密封条，且限位块密封条与叶片轴接触。

6.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，限位块上设置有两个缺口，内缸盖上的两进气孔通过两所述缺口分别与内缸筒的两腔室联通。

7.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，线圈沿内缸筒外壁周向均匀缠绕。

8.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，限位块和叶片之间具有初始距离，叶片轴受到驱动发生旋转时，当叶片随之运动至与限位块接触，叶片轴停止旋转。

9.根据权利要求1所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，外缸筒内壁沿周向均匀设置有所述永磁体。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种气压-电磁复合驱动摆动执行器，其特征在于，还包括外缸盖，外缸盖套装在内缸盖外侧，用于与外缸筒连接。

技术总结
本发明涉及气压传动与控制技术领域，具体涉及一种气压‑电磁复合驱动摆动执行器。所述执行器包括外缸筒、内缸筒、叶片轴、限位块和内缸盖，外缸筒内壁周向设置有永磁体；内缸筒同轴位于外缸筒内，且内缸筒的外壁设置有线圈以提供旋转磁场；叶片轴上设置有叶片，叶片轴同轴转动设置在内缸筒内，且，叶片轴一端穿出内缸盖，另一端与外缸筒固定连接，限位块固定位于内缸筒内，且限位块和所述叶片将内缸筒内的空间分隔成两个腔室；内缸盖用于盖合设置在内缸筒上，内缸盖设置有两个分别与两个腔室相通进气孔。本发明的执行器既可以在气压驱动或电磁驱动下单独动作，也可以在气压‑电磁复合驱动下动作，达到输出转矩大、角度控制精度高的优秀性能。

技术研发人员：倪祎筱,杨嘉斌,朱荷蕾,陈伟轩
受保护的技术使用者：嘉兴学院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17