一种带有载荷峰值控制的智能电动缸的制作方法

本发明涉及电动缸，具体涉及一种带有载荷峰值控制的智能电动缸。

背景技术：

1、电动缸的工作原理是以电力作为直接动力源，采用各种类型的电机(如ac伺服电机、步进伺服电机、dc伺服电机)带动不同形式的丝杆(或螺母)旋转，并通过构件间的螺旋运动转化为螺母(或丝杆)的直线运动，在其实际运行过程中，随着旋转动作的持续进行，如上所述的螺旋运动转换为直线运动这一过程，其丝杆产生的推力或拉力到某一物体上，使其物体进行往复运动。

2、结合上述内容来说，对电动缸的应用对象来说，其应用对象在具体往复运动过程自身重量(载荷)发生变化，例如以丝杆产生的推力推动应用对象进行正向移动、以丝杆产生的拉力牵引应用对象进行反向移动，且两种过程均会产生反作用力作用到丝杆上，反作用力与载荷数值之间存在直接关联，若电动缸中的电机结构采用恒定功率输出，难以适配实际载荷数值，会发生：无法“驱动”应用对象移动的运动失效、产生的反作用力浮动较大加剧丝杆的塑形形变损伤(应力损伤)等。

3、针对上述技术问题，本申请提出了一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，用于解决当前电动缸在使用过程难以满足具体载荷数值的变化，存在机械运动失效或加剧丝杆损伤的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，包括驱动电机、外置套、丝杆、活动套和活动杆，所述外置套安装在驱动电机上，所述丝杆安装在驱动电机的输出端位置上，且丝杆位于外置套内部，所述活动套与丝杆之间为螺纹连接，且活动套在外置套内部为滑动连接，所述活动杆的设置数量为两个，其中一个活动杆与活动套之间固定连接；

3、两个活动杆之间设置有中转套，所述外置套上安装有外置控制器总成，所述外置控制器总成中包含有检测组件、分析组件和运动控制组件，所述检测组件中由两个气体压力传感器组成，且检测组件用于收集检测数据，分析组件以检测数据执行分析动作得到分析参数，所述运动控制组件以分析组件中的分析参数为基础控制驱动电机的运动状态；

4、所述中转套内部滑动安装有两个活塞块，且中转套内部通过两个活塞块分别设置有前气腔和后气腔，所述中转套圆周外壁上侧分别安装有前气口和后气口，所述前气口与前气腔、后气口与后气腔之间连通，且前气口和后气口上分别安装有气管。

5、进一步设置为：所述活动杆位于中转套的左右两侧位置，且活动杆与中转套之间为滑动连接，位于右侧的所述活动杆与活动套之间固定连接。

6、进一步设置为：所述活动块上安装有密封环圈，且活动块上安装有支杆，所述支杆贯穿中转套且与中转套之间滑动连接，且支杆与活动杆之间固定连接。

7、进一步设置为：所述前气腔和后气腔以中转套的长度方向沿从左到右的方向设置，且前气腔和后气腔的体积相等；

8、两个所述气管分别与气体压力传感器的传导端之间相连接。

9、进一步设置为：所述检测数据包括两个气体压力传感器上的压力数值、驱动电机的输出功率和定向运动参数，两个所述气体压力传感器上的压力数值根据前气腔和后气腔的分布位置设置为一级压力数值和二级压力数值，在分析动作中建立压力差-载荷换算公式，压力差-载荷换算公式中以输出功率作为动态变数、以一级压力数值和二级压力数值作为换算变数，计算得到分析参数，分析参数由前位差值、后位差值和等位值组成，其中的前位差值用于标记活动杆前移动作中的异常状态，后位差值作用在活动杆后移动作中的异常状态，等位值用于标记活动杆前移动作或后移动作中的稳定状态。

10、进一步设置为：所述定向运动参数包括前气腔和后气腔的横截面积、活塞块在中转套内部滑动过程中的距离峰值，所述前气腔在中转套、后气腔在中转套内部的滑动方向为向右或向左。

11、进一步设置为：所述活动杆根据两个活塞块的设置位置设置有如下运动模式：

12、运动模式一：驱动电机通过丝杆和活动套带动活动杆向左侧移动，位于左侧位置的活塞块受到位于左侧位置的活动杆的反作用力向右侧滑动，其左侧位置的活塞块向右侧滑动距离到达距离峰值后，通过前气腔的体积变化驱动位于右侧位置的活塞块继续向右侧移动，其中的前气腔和后气腔包含有如下状态：

13、a：在左侧位置的活塞块未达到距离峰值时，前气腔体积变小、后气腔体积维持不变，一级压力数值增加、二级压力数值不变；

14、b：在左侧位置的活塞块达到距离峰值时，前气腔和后气腔的体积变小，一级压力数值和二级压力数值增加；

15、c：在右侧位置的活塞块受前气腔向右侧的移动距离达到峰值后，前气腔和后气腔的体积变化达到上限值，一级压力数值和二级压力数值持续增加直至趋于稳定值；

16、运动模式二：驱动电机通过丝杆和活动套带动活动杆向右侧移动，位于右侧位置的活塞块向右侧移动，后气腔的体积变小，位于左侧位置的活塞块向左侧移动，前气腔的体积变大，其中的前气腔和后气腔包含有如下状态：

17、d：后气腔体积变小，二级压力数值增加直至趋于稳定值；

18、e：前气腔体积增大，一级压力数值降低直至区域稳定值；

19、运动模式三：将运动模式一和运动模式二中的一级压力数值和二级压力数值分别发送到压力差-载荷换算公式中，根据等位值、前位差值和后位差值来反向控制驱动电机的输出功率。

20、本发明具备下述有益效果：

21、1、整体结构以电动缸的基本结构为基础，主要以中转套和两个活动杆组合形成整体结构中的推杆结构，推杆结构作为荷载过程中的活动件，在荷载不同重量的物体进行左右两个方向上的移动时，其中的中转套可以作为整体移动过程中的缓冲“蓄能”或缓冲“释能”的结构件，其目的是：降低荷载过程中产生的反作用力对活动杆造成的应力损伤，且不会干涉到整体活动杆的运动状态；

22、2、在上述基础之上，对其中的中转套进行结构优化，具体表现为：以两个活塞块将其内部划分为前气腔和后气腔，根据活动杆的运动状态，前气腔和后气腔内部气体体积增加或变小，从而根据体积变化反馈出压力数值的变化，结合到压力数值变化，生成了压力差-载荷换算公式，以载荷数值作为相对变数定值，结合到驱动电机的输出功率，从而使前气腔和后气腔内部压力数值变化，从而根据压力数值变化作为整体换算公式中的直接变量，且根据前位差值、后位差值和等位值来作为判断依据，从而形成了：以载荷数值为基础、前气腔和后气腔内部的压力变化，反向控制驱动电机的输出功率，其目的是：维持整体设备处于正常运行状态，且避免应力浮动较大对获得杆造成的损伤。

技术特征：

1.一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，包括驱动电机(1)、外置套(2)、

2.根据权利要求1所述的一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，其特征在于，所述活动杆(6)位于中转套(5)的左右两侧位置，且活动杆(6)与中转套(5)之间为滑动连接，位于右侧的所述活动杆(6)与活动套(7)之间固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，其特征在于，所述活动块(10)上安装有密封环圈(9)，且活动块(10)上安装有支杆，所述支杆贯穿中转套(5)且与中转套(5)之间滑动连接，且支杆与活动杆(6)之间固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，其特征在于，所述前气腔(1101)和后气腔(1102)以中转套(5)的长度方向沿从左到右的方向设置，且前气腔(1101)和后气腔(1102)的体积相等；

5.根据权利要求1所述的一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，其特征在于，所述检测数据包括两个气体压力传感器上的压力数值、驱动电机(1)的输出功率和定向运动参数，两个所述气体压力传感器上的压力数值根据前气腔(1101)和后气腔(1102)的分布位置设置为一级压力数值和二级压力数值，在分析动作中建立压力差-载荷换算公式，压力差-载荷换算公式中以输出功率作为动态变数、以一级压力数值和二级压力数值作为换算变数，计算得到分析参数，分析参数由前位差值、后位差值和等位值组成，其中的前位差值用于标记活动杆(6)前移动作中的异常状态，后位差值作用在活动杆(6)后移动作中的异常状态，等位值用于标记活动杆(6)前移动作或后移动作中的稳定状态。

6.根据权利要求5所述的一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，其特征在于，所述定向运动参数包括前气腔(1101)和后气腔(1102)的横截面积、活塞块(10)在中转套(5)内部滑动过程中的距离峰值，所述前气腔(1101)在中转套(5)、后气腔(1102)在中转套(5)内部的滑动方向为向右或向左。

7.根据权利要求5所述的一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，其特征在于，所述活动杆(6)根据两个活塞块(10)的设置位置设置有如下运动模式：

技术总结本发明公开了一种带有载荷峰值控制的智能电动缸，涉及电动缸技术领域，包括由中转套和两个活动杆组成的推杆结构，在推杆结构向左侧或右侧方向移动时，其中的中转套作为移动过程中的缓冲“蓄能”或缓冲“释能”的结构件，其目的是：降低载荷过程中产生的反作用力对活动杆造成的应力损伤，在上述基础之上，设置有对应的控制系统，具体表现为：以前气腔和后气腔中的压力数值变化，反馈出二者之间的压力差，从而换算为载荷数值，根据压力差值进一步计算得到前位差值、后位差值和等位值，以上述三种数值，来反向控制整体结构中的输出功率，其目的是：可保证整体结构正常运行的前提下，避免过大差值对获得杆造成更大的应力损伤。技术研发人员：周敏受保护的技术使用者：苏州舍勒智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1