[发明专利]基于滚珠丝杆和铰杆增力机构的压力机

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力机，尤其涉及一种基于滚珠丝杆和铰杆增力机构的压力机。

背景技术

机械制造业中大量使用液压传动压力机。但是，液压传动是以液压油为工作介质，在相对运动表面不可避免地存在泄漏，而油液的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，无法保证严格的传动比，因此液压传动压力机的定位精度较低；另一方面，油液流动过程中局部压力损失和沿程压力损失等较大，使液压传动压力机的传动效率较低。此外，液压油受温度的影响，不宜在高温或低温的环境下工作，对液压传动压力机的使用范围受到限制。液压油的泄漏和挥发，还会对环境造成较大污染，因此，液压传动压力机与当前倡导的绿色制造理念也不相适应。

滚珠丝杆是精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。滚珠丝杆由螺杆、螺母和滚珠组成。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杆被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

滚珠丝杆传动的工作原理是：当螺母或螺杆转动时，在螺杆与螺母间布置的滚珠依次沿螺纹滚道滚动，同时滚珠促使螺杆或螺母作直线运动。为了防止滚珠沿螺纹滚道滚出，在螺母上设有滚珠返回装置，构成一个滚珠循环通道，借助返回装置，可以使滚珠沿滚道面运动后，经导管通道自动地返回其循环起始处，从而使滚珠能在螺纹滚道上继续不断地参与工作。 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种定位精度和传动效率更高、工作平稳且符合绿色环保要求的压力机。

为达到上述目的，本发明提供一种基于滚珠丝杆和铰杆增力机构的压力机，其特征在于，所述压力机包括伺服电机、与所述伺服电机的转轴相连接的主动轮、与所述主动轮传动连接的从动轮以及用于输出压力的压头，所述压力机还包括：

分别连接于所述从动轮的转轴的左右两端的左滚珠丝杆和右滚珠丝杆，所述从动轮、所述左滚珠丝杆和所述右滚珠丝杆的轴线位于同一直线上，所述左滚珠丝杆的螺杆的螺纹线螺旋方向和所述右滚珠丝杆的螺杆的螺纹线螺旋方向相反；

分别活动套接于所述左滚珠丝杆和所述右滚珠丝杆的螺母上的左套筒和右套筒；

铰杆机构，包括分别铰接于所述左套筒上的左上铰杆和左下铰杆以及分别铰接于所述右套筒上的右上铰杆和右下铰杆，所述左上铰杆和所述右上铰杆的上端分别向上延伸并铰接于左右两个固定支点上，所述左下铰杆和所述右下铰杆的下端分别向下延伸并铰接于所述压头的左右两端。

较佳地，所述左套筒上沿竖直方向设有左径向矩形孔，所述左径向矩形孔内设有可上下运动的左浮动滚子，所述左上铰杆的下端和所述左下铰杆的上端分别铰接于所述左浮动滚子上；所述右套筒上沿竖直方向设有右径向矩形孔，所述右径向矩形孔内设有可上下运动的右浮动滚子，所述右上铰杆的下端和所述右下铰杆的上端分别铰接于所述右浮动滚子上。采用径向矩形孔和浮动滚子的结构，是为了解决直线运动机构（即左右套筒）与非直线运动机构（即铰杆机构）直接串联时，机构自由度为零的问题。

较佳地，所述左上铰杆与所述右上铰杆在所述从动轮两侧对称设置，所述左下铰杆与所述右下铰杆在所述从动轮两侧对称设置。更佳地，所述左上铰杆与竖直方向的夹角和所述右上铰杆与竖直方向的夹角相同，且均大于等于5°。

较佳地，所述压力机还包括固定桁架，所述左上铰杆和所述右上铰杆的上端分别铰接于一个固定桁架的左右两个固定支点上。

较佳地，所述压头的两侧还固设有用于限制所述压头左右运动的限位块。

较佳地，所述主动轮与所述从动轮之间设置连接有同步齿形带进行传动连接。所述主动轮与所述从动轮也可以为齿轮传动连接。

本发明基于滚珠丝杆和铰杆增力机构的压力机，其工作原理为：伺服电机旋转时，产生的旋转动力通过主动轮传递给从动轮，从动轮的转轴两端的左滚珠丝杆和右滚珠丝杆将旋转运动转换为左套筒和右套筒的水平直线运动，由于左滚珠丝杆的螺杆螺纹线和右滚珠丝杆的螺杆螺纹线的螺旋方向相反，左套筒和右套筒的运动方向相反，即从动轮转动时，左套筒和右套筒做相互靠近或者相互远离的水平直线运动；铰杆机构再将左套筒和右套筒的水平直线运动转换为压头的竖直方向运动，从而最终实现将伺服电机的旋转动力转换为压头向下运动的压力输出以及向上回位。