[发明专利]分段增力式直线运动装置

说明书

本发明提供了一种分段增力式直线运动装置，包括缸筒；隔板，固定设置在所述缸筒内，所述隔板上设置有一活塞孔；前活塞，滑动设置在所述缸筒内的隔板的第一端，所述前活塞的第一端与一前活塞杆固定连接；后活塞，滑动设置在所述缸筒内的隔板的第二端，所述后活塞的第一端固定设置有一后活塞杆，所述后活塞杆与所述活塞孔相对应设置；定子和动子，所述定子环绕设置在所述缸筒的内侧壁上，所述动子设置在所述定子之间，所述动子的第一端与所述后活塞固定连接。本发明包括多段式的直线前进、复位过程，具有工作速度快，直线驱动力大的优点，还具有较高的动态刚性，气压传动稳定，克服了单一直线电机或气缸使用的缺陷。

技术领域

本发明涉及直线驱动装置技术领域，特别涉及一种分段增力式直线运动装置。

背景技术

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的驱动装置。直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求。为此，世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机，使得直线电机的应用领域越来越广。

但是直线电机的动态刚性极低，不能起缓冲阻尼作用，在高速运动时容易引起机床其它部分共振；并且，直线电机不能自锁紧，为了保证操作可靠，直线电机驱动的运动轴，尤其是垂直运动轴，得要额外配备锁紧机构，增加了机床的复杂性；此外，直线电机的推力不够大，较难满足重载工况的需求。

气缸是气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成。气缸可在恶劣条件下可靠地工作，且操作简单，基本可实现免维护。气缸擅长作往复直线运动，尤其适用于工业自动化中最多的传送要求——工件的直线搬运。

然而，气缸通常需要和空压机等配合使用，增加了设备占地面积，增加了生产成本。气压传动过程中气压可能发生变化，导致稳定性差。因此，如何更好地实现直线运动已经成为了机械装备发展的一个重要研究方向，目前市场上也亟需一种能够避免直线电机和气缸缺点的新型直线运动装置。

发明内容

本发明提供了一种分段增力式直线运动装置，其目的是为了解决现有的直线电机动态刚性低，不能起缓冲阻尼作用，不能自锁紧，推力不够大，单一的气缸通常需要和空压机等配合使用，气压传动过程中气压可能发生变化，稳定性不高的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种分段增力式直线运动装置，包括：

缸筒，所述缸筒的第一端设置有一前缸盖，所述缸筒第二端设置有一后缸盖，所述前缸盖和所述后缸盖上均开设有通孔；

隔板，所述隔板固定地设置在所述缸筒内，所述隔板上设置有一活塞孔；

前活塞，所述前活塞滑动地设置在所述缸筒内的隔板的第一端，所述前活塞的第一端与一前活塞杆固定连接，所述前活塞杆滑动设置在所述前缸盖的通孔内；

后活塞，所述后活塞滑动设置在所述缸筒内的隔板的第二端，所述后活塞的第一端固定设置有一后活塞杆，所述后活塞杆与所述活塞孔相对应设置；

定子和动子，所述定子环绕设置在所述缸筒的内侧壁上，所述定子位于所述后活塞的第二端，所述动子设置在所述定子之间，所述动子的第一端与所述后活塞固定连接。

所述前活塞、隔板和缸筒围成第一腔，所述隔板、后活塞和缸筒围成第二腔，所述后活塞、后缸盖和缸筒围成第三腔；

所述缸筒的侧壁上设置有一管路，所述管路连通所述缸筒的第二腔和第三腔。

其中，所述前活塞的第一端还设置有弹簧装置，所述弹簧装置的两端分别与所述前活塞和前缸盖连接。