[发明专利]一种预紧式压电堆致活塞杆套筒高频扭振的低摩擦气缸

说明书

本发明提供了一种预紧式压电堆致活塞杆套筒高频扭振的低摩擦气缸，包括缸筒和活塞杆，还包括套筒，所述活塞杆穿过套筒与活塞连接；所述套筒与活塞之间均布若干压电堆，通过控制压电堆的通断，用于实现套筒高频周向振动。所述套筒包括筒身、支撑柱和法兰；所述筒身与法兰之间通过若干均布的支撑柱连接；所述法兰与活塞连接，所述活塞杆穿过筒身和法兰与活塞连接；所述支撑柱上安装压电堆。若干所述压电堆安装座均布安装在法兰上，且若干所述压电堆安装座与若干支撑柱一一对应；本发明在超声谐振状态下能有效降低套筒与前端盖摩擦副之间的摩擦力，本发明具有结构简单、使用寿命长、出力大、适用性强、振动小、无污染等优点。

技术领域

本发明涉及低摩擦气缸技术领域，特别涉及一种预紧式压电堆致活塞杆套筒高频扭振的低摩擦气缸。

背景技术

现代工业生产中，气动系统作为现代化的常用系统得到了广泛的应用。在气动系统中，气缸是常用的执行元件，其低速运动性能受摩擦力的影响会出现低速爬行现象。目前针对减少或者消除这种现象出现的研究大致有以下几种，分别如下：

1.在控制信号上叠加震颤信号，以补偿气缸的摩擦力，但这种方式会带来不必要的振动和噪音；

2.利用气浮原理在气缸的摩擦副之间引入一层气膜，虽然可以非常有效地改善低速爬行现象，但是加工精度要求较高；

3.在低速性能要求较高的场合，常使用气液联动伺服系统，增加系统的阻尼可以改善低速爬行现象，但往往会使整个系统体积较大且易出现油液污染现象；

4.利用超声振动减小摩擦力的原理，在气缸缸筒贴压电片或者在缸筒外设置压电堆，通过压电堆的振动带动套筒做高频振动以减小摩擦力，例如中国专利使套筒振动，所以需要压电堆提供较大的输出力，而且另一中国专利中需要将压电片贴在缸筒上，这种方式会降低产品的可靠性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种预紧式压电堆致活塞杆套筒高频扭振的低摩擦气缸，在超声谐振状态下能有效降低套筒与前端盖摩擦副之间的摩擦力。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种预紧式压电堆致活塞杆套筒高频扭振的低摩擦气缸，包括缸筒和活塞杆，还包括套筒，所述活塞杆穿过套筒与活塞连接；所述套筒与活塞之间均布若干压电堆，通过控制压电堆驱动信号的通断，用于实现套筒高频周向振动。

进一步，所述套筒包括筒身、支撑柱和法兰；所述筒身与法兰之间通过若干均布的支撑柱连接；所述法兰与活塞连接，所述活塞杆穿过筒身和法兰与活塞连接；所述支撑柱上安装压电堆。

进一步，还包括压电堆安装座，若干所述压电堆安装座均布在法兰上，且若干所述压电堆安装座与若干支撑柱一一对应；所述压电堆安装座上放置压电堆，所述压电堆与支撑柱接触。

进一步，所述压电堆安装座与压电堆之间设有预紧装置，用于使压电堆与支撑柱紧密接触。

进一步，所述预紧装置为预紧楔块，所述压电堆安装座上设有与预紧楔块相同的斜面，所述预紧楔块一面与所述压电堆安装座上的斜面接触，所述预紧楔块另一面与压电堆接触，通过螺纹使预紧楔块沿斜面移动，使压电堆与支撑柱紧密接触。

进一步，所述活塞杆内部设有电源孔，用于穿入压电堆的导电线。

进一步，所述筒身与活塞杆间隙配合，所述筒身与活塞杆之间至少设有2个密封圈。

进一步，所述筒身与支撑柱连接处直径小于筒身的直径，可以在不增大支撑柱弯曲变形程度的情况下增加套筒筒身的扭振幅度。

进一步，所述支撑柱与法兰连接处增加圆形凹槽，用于优化振动效果。

本发明的有益效果在于：