[发明专利]一种具有摩擦力估计功能的气缸

摘要

本发明涉及一种驱动装置，尤其涉及一种具有摩擦力估计功能的气缸，属于机电一体化领域。该气缸和传统气缸不同之处在于，改进了活塞和活塞杆结构，此外，该气缸内置电气回路，包含单片机，AD等电子元件，可将位移传感器，压力传感器输出的模拟信号转为数字信号并输出。单片机内置速度、压力‑摩擦力对照算法，可根据当前活塞运动速度和腔内压力算出当前所受摩擦力，并作为数字量输出，使摩擦力补偿成为可能。该气缸设计方案实现了各传感器模块与缸体结构的一体化，大大减小了气缸在伺服系统中的安装使用难度。此外，该气缸也具有摩擦力检测功能，实现了气动伺服系统中摩擦力的在线补偿。

主权项

一种具有摩擦力估计功能的气缸，其特征在于：包括：后端盖(6)、磁致伸缩位移传感器(7)、缸筒(8)、活塞杆整体(9)、前端盖(10)、压力传感器(11)；活塞杆整体(9)包括：磁环(1)、非导磁垫片(2)、紧固螺母(3)、活塞(4)、活塞杆(5)；连接关系：先将磁环(1)以及配套的非导磁垫片(2)装入紧固螺母(3)，采用非导磁螺钉进行固定；将带有磁环(1)的紧固螺母(3)穿过活塞(4)，穿出的一头与活塞杆(5)进行连接，紧固螺母(3)穿出的一头具有外螺纹，与紧固螺母(3)连接的活塞杆(5)具有内螺纹；紧固螺母(3)内部沿轴向方向开设有通孔，活塞杆(5)沿轴向方向开有用于为磁致伸缩位移传感器(7)测杆提供安装空间中心安装孔；后端盖(6)中心部位开有螺纹孔，螺纹孔为磁致伸缩位移传感器(7)的安装及拆卸孔；后端盖(6)还开有用于放置压力传感器(11)的凹槽，凹槽位置应远离气缸气口位置，后端盖(6)的凹槽结构用于使压力传感器(11)嵌入后端盖内，从而使压力传感器(11)与缸体实现一体化，避免了多余部位的突出；后端盖(6)靠近磁致伸缩位移传感器(7)的一端安装有电气盒；电气盒内置电气回路，电气回路包括单片机，AD电子元件；电气回路用于将各传感器输出的模拟量转为数字量；单片机内置用于将活塞杆所受摩擦力作为数字量输出的压力、速度‑摩擦力对照算法；所述的对照算法具有用户根据实际情况修改的功能，使估计所得摩擦力更接近于实际情况，但修改前需对气缸进行摩擦力测试实验；压力传感器(11)需选用具有外螺纹的直管式传感器，并且应具有外六角结构；传感器体嵌入后端盖(6)的凹槽内；前端盖(10)还开有用于放置压力传感器(11)的凹槽，凹槽位置应远离气缸气口位置，前端盖(10)的凹槽结构用于使压力传感器(11)嵌入前端盖内，从而使压力传感器(11)与缸体实现一体化，避免了多余部位的突出；活塞杆整体(9)放置于缸筒(8)内，通过后端盖(6)、前端盖(10)固定；磁致伸缩位移传感器(7)的测杆穿过后端盖(6)后进入活塞杆整体(9)。