[发明专利]一种直线驱动器

权利要求书

1.一种直线驱动器，包括丝杠(5)、PID控制和机械臂机构(22)，其特征在于：所述丝杠(5)的底端通过法兰连接有无框电机转子(4)，所述无框电机转子(4)的外部套设有无框电机定子(3)，所述丝杠(5)底端的外表面套设有第一驱动器后壳(2)，且无框电机定子(3)螺栓连接于第一驱动器后壳(2)的内部，所述无框电机定子(3)的底端铆接连接有编码器(1)，所述第一驱动器后壳(2)的底面固定连接有驱动器固定轴承(19)，所述第一驱动器后壳(2)的顶端固定连接有驱动器壳体(9)，且丝杠(5)位于驱动器壳体(9)的内部，所述驱动器壳体(9)底端的内部固定镶嵌有轴承(6)，且轴承(6)的内圈与丝杠(5)底端光轴处的外表面固定连接，所述机械臂机构(22)包括机械臂底座(2201)、平衡气缸(2202)、直线驱动器一(2203)、机械臂腰部(2204)、机械臂大臂(2205)、直线驱动器二(2206)、机械臂小臂(2207)、小臂姿态控制杆件(2208)、小臂姿态杆件(2209)、末端姿态控制杆件(2210)、末端姿态杆件(2211)和大臂姿态控制杆件(2212)。

2.根据权利要求1所述的一种直线驱动器，其特征在于：所述丝杠(5)的外表面螺纹连接有与丝杠(5)相适配的螺母(7)，所述螺母(7)的顶端固定连接有导向套筒(8)，且导向套筒(8)和螺母(7)均位于驱动器壳体(9)的内部，所述驱动器壳体(9)的顶端固定连接有第二驱动器后壳(12)，且第二驱动器后壳(12)套设于导向套筒(8)的外表面，所述导向套筒(8)的顶端螺纹连接有双头螺栓(13)，且双头螺栓(13)的另一端螺纹连接有第一鱼眼轴承(14)，所述第一鱼眼轴承(14)的外部设置有轴承法兰(17)，所述轴承法兰(17)的顶端固定连接有两个相对称的第二鱼眼轴承(21)，且两个第二鱼眼轴承(21)与第一鱼眼轴承(14)相铰接，所述轴承法兰(17)的底部螺纹连接有气缸导向杆(15)，且气缸导向杆(15)的外表面套设有与气缸导向杆(15)相适配的气缸壳体(16)，所述气缸壳体(16)底端固定连接有平衡气缸固定轴承(20)。

3.根据权利要求2所述的一种直线驱动器，其特征在于：所述第二驱动器后壳(12)的内部固定镶嵌有导向筒石墨铜套(11)，且导向筒石墨铜套(11)与导向套筒(8)相适配。

4.根据权利要求3所述的一种直线驱动器，其特征在于：所述丝杠(5)顶端的光轴处套设有与导向套筒(8)相适配的丝杠石墨套(10)，且丝杠石墨套(10)滑动连接于导向套筒(8)的内部。

5.根据权利要求4所述的一种直线驱动器，其特征在于：所述轴承法兰(17)与气缸导向杆(15)之间和双头螺栓(13)与第一鱼眼轴承(14)之间均设置有压力传感器(18) 。

6.根据权利要求5所述的一种直线驱动器，其特征在于：所述PID控制包括位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。

7.根据权利要求5所述的一种直线驱动器，其特征在于：所述位置式PID控制算法的公式为：

E_k＝F-F_k

其中：K_p为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数，E_k为偏差值，T为PID计算周期，T_i为积分时间，T_d为微分时间。