[发明专利]一种内部气压差动助力电动缸

说明书

本发明涉及一种内部气压差动助力电动缸，其包括密封伺服电机、密封连接装置、丝杠、缸筒、活塞杆、导向装置、带孔活塞、丝母和高压气体。缸筒的上腔和下腔都充有高压气体且通过连通管连通，并与带孔活塞和空心活塞杆共同作用，使电动缸在工作过程中，缸筒上腔和下腔具有压力差，实现气压差动助力的功能，从而提高电动缸的输出能力。本发明结构紧凑，不安装外部动力源也可实现对电动缸的助力功能，简化了助力电动缸的驱动，使助力电动缸适用于输出力大，空间有限的工况。

技术领域

本发明涉及电动缸领域，具体地涉及一种内部气压差动助力电动缸。

背景技术

普通电动缸的输出能力通常会受限于电机的功率，若在负载较大的工况下使用，必须选择较大功率的驱动电机，才能保证负载的输出力和移动速度满足要求，但这会导致电动缸的结构尺寸较大。因此在一些特定的工况下，使用助力电动缸是十分必要的。

现有的助力电动缸，大部分采用气压、液压和磁性助力的原理为电动缸提升输出能力，且它们大多都是采用外置动力源进行辅助驱动；此方法虽然可以提升电动缸的输出能力，但由于增加了外部动力源，导致控制和使用过程中较为复杂，具有一定的局限性。

因此，设计研发一种不具有外部动力源，仍能提升输出能力的助力电动缸是十分必要的，具有一定的实用价值和研究意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种内部气压差动助力电动缸，其不安装外部动力源也可实现对电动缸的助力功能，简化了助力电动缸的驱动和控制，使助力电动缸适用于输出力大，空间有限的工况。

具体地，本发明提供一种内部气压差动助力电动缸，其包括伺服电机、连接装置、丝杠、缸筒、活塞杆、导向装置、带孔活塞和丝母；所述伺服电机、连接装置以及导向装置均为密封件；

所述伺服电机包括伺服电机本体、散热密封罩以及高导热填充材料；所述散热密封罩为端部有底的筒形结构，所述散热密封罩套设在伺服电机外并与连接装置固定密封连接；散热密封罩设置有内外密封接线座，所述散热密封罩与伺服电机间填充有高导热填充材料；

所述伺服电机本体包括伺服电机转子和伺服电机定子，所述伺服电机转子与所述伺服电机定子之间安装有高导磁密封套，伺服电机与连接装置固定连接后，高导磁密封套通过连接装置与缸筒的下腔构成密封腔；

所述伺服电机定子与所述连接装置密封固定连接，所述伺服电机转子借助于所述连接装置与丝杠连接，所述丝杠与所述连接装置构成回转密封，所述连接装置与缸筒的下端固定密封连接，所述丝杠的中心线与缸筒中心线共线；

所述导向装置与缸筒上端固定连接，活塞杆为上端有底的具有内部空腔的中空管，所述活塞杆与缸筒上端的导向装置滑动配合，所述带孔活塞与活塞杆固定连接并与缸筒内壁滑动配合，所述活塞杆将缸筒分割为封闭的上腔和下腔，所述带孔活塞设置有一个或多个用于连通缸筒上腔和下腔的第一流孔以及用于连通活塞杆内腔的一个或多个的第二流孔；所述丝母与带孔活塞固定连接，所述带孔活塞、活塞杆、丝母分别与缸筒的中心线共线，丝母与丝杠构成螺旋副；所述缸筒的上腔和下腔内分别充满惰性高压气体，由于上腔和下腔分别与活塞杆内腔连通，上腔和下腔的腔内气压相同，而带孔活塞下表面和下表面面积不同，则会形成一个朝推杆伸出方向的压力差，从而形成助力。

在使用时，气压差动助力电动缸内部预先充入高压气体，使电动缸内部活塞上表面和下表面产生压力差，形成作用在推杆上向外的推力，正常工作时，总推力F＝f_电+Δf，其中，F为总推力，f_电为电动缸自身的电机工作带动推杆产生的推力，Δf为气压差产生的恒定推力；

电动缸自身的电机工作带动推杆产生的推力f_电能通过电机的功率进行调节；

气压差产生的恒定推力Δf能够通过调整预先充入腔体的气体压强来控制。