发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多级并行式重载电动缸，实现了多级电动缸较小轴向尺寸能提供较大的工作行程，采用并行式结构，实现了电动缸的扁平化，减小了空间体积，强化了电动缸的负载能力，增加了抗弯和抗扭能力，具备良好的扩展性和模块化；采用同步传动结构，使一级缸筒、二级缸筒和三级缸筒实现了同步轴向移动，提高了传动速度和传动效率。

该电动缸包括底座缸筒、推力圆柱滚子轴承、一级输入齿轮、减速齿轮、电机输出齿轮、伺服电机、一级行星滚柱丝杠轴、一级螺母、滚柱A、一级缸筒、传动筒A、保护罩A、二级输入齿轮、二级行星滚柱丝杠轴、二级缸筒、二级螺母、滚柱B、传动筒B、三级输入齿轮、保护罩B、三级行星滚柱丝杠轴、三级螺母、滚柱C、花键A、三级缸筒、内齿圈、滚柱保持架和花键B；伺服电机与底座缸筒固定连接，伺服电机轴与电机输出齿轮相连，减速齿轮一侧与电机输出齿轮啮合，另一侧与一级输入齿轮啮合，一级行星滚柱丝杠轴的一端与一级输入齿轮固定连接，另一端与花键A固定连接，一级螺母和滚柱A围绕一级行星滚柱丝杠轴组成一体，一级螺母与一级缸筒固定连接，花键A与传动筒A内连接，传动筒A外侧齿轮与二级输入齿轮啮合，二级行星滚柱丝杠轴一端与二级输入齿轮固定连接，另一端与花键B相连，二级螺母和滚柱B围绕二级行星滚柱丝杠轴组成一体，二级螺母与二级缸筒固定连接，花键B与传动筒B内连接，传动筒B外侧齿轮与三级输入齿轮啮合，三级行星滚柱丝杠轴与三级输入齿轮固定连接，三级螺母和滚柱C围绕三级行星滚柱丝杠轴组成一体，三级螺母与三级缸筒固定连接，滚柱A、滚柱B和滚柱C外侧均设置内齿圈和滚柱保持架。

其中，一级输入齿轮、二级输入齿轮和三级输入齿轮下部均配合有推力圆柱滚子轴承。

传动筒A和二级输入齿轮通过保护罩A与一级缸筒固定连接，保护罩A限制了传动筒A和二级输入齿轮的轴向移动；传动筒B和三级输入齿轮通过保护罩B与二级缸筒固定连接，保护罩B限制了传动筒B和三级输入齿轮的轴向移动。

一级缸筒存在对称结构，同一级的缸筒上存在两个一级行星滚柱丝杠轴、两个一级螺母、两个保护罩A、两个传动筒A、两个花键A、两个二级输入齿轮成并列式对称结构；一级输入齿轮带动一级行星滚柱丝杠轴旋转，两个一级行星滚柱丝杠轴同时转动，滚柱A被一级行星滚柱丝杠轴旋转带动自转同时围绕一级行星滚柱丝杠轴公转，从而带动两个一级螺母轴向上下移动，两个一级螺母与一级缸筒固定连接，一级缸筒实现轴向上下移动。

底座缸筒、一级缸筒、二级缸筒、三级缸筒在缸筒壁内外侧均存在突出结构，防止缸筒脱离；底座缸筒存在定位孔，限制电机输出齿轮、减速齿轮、一级输入齿轮横向的摆动，保证动力传动平稳；一级缸筒和二级输入齿轮连接处存在凸出结构，二级缸筒和三级输入齿轮连接处存在凸出结构，防止二级输入齿轮和三级输入齿轮的横向的移动，保证动力传动平稳。

传动筒A内壁存在滑槽与花键A啮合，同时传动筒A内壁存在凸出结构，当花键A轴向滑动到凸出结构时，停止运动，防止缸筒脱离。

三级缸筒为双层结构，使传动筒A和传动筒B轴向上下滑动，保证同轴度。

该电动缸启动时，伺服电机将动力传递给电机输出齿轮，电机输出齿轮将动力传递给减速齿轮，减速齿轮将动力传递给一级输入齿轮，一级输入齿轮带动一级行星滚柱丝杠轴旋转，一级行星滚柱丝杠轴与一级螺母、滚柱A、内齿圈、滚柱保持架组成丝杠副，滚柱A被一级行星滚柱丝杠轴旋转带动自转同时围绕一级行星滚柱丝杠轴公转，从而带动一级螺母轴向上下移动，一级螺母与一级缸筒固定连接，一级缸筒实现轴向上下移动；一级行星滚柱丝杠轴带动花键A旋转，花键A带动传动筒A旋转的同时沿着传动筒A内壁滑槽轴向上下移动，传动筒A外侧齿轮将动力传递给二级输入齿轮，二级输入齿轮带动二级行星滚柱丝杠轴旋转，二级行星滚柱丝杠轴与二级螺母、滚柱B、内齿圈、滚柱保持架组成丝杠副，滚柱B被二级行星滚柱丝杠轴旋转带动自转同时围绕二级行星滚柱丝杠轴公转，从而带动二级螺母轴向上下移动，二级螺母与二级缸筒固定连接，二级缸筒实现轴向上下移动；二级行星滚柱丝杠轴带动花键B旋转，花键B带动传动筒B旋转的同时沿着传动筒B内壁滑槽轴向上下移动，传动筒B外侧齿轮将动力传递给三级输入齿轮，三级输入齿轮带动三级行星滚柱丝杠轴旋转，三级行星滚柱丝杠轴与三级螺母、滚柱C、内齿圈、滚柱保持架组成丝杠副，滚柱C被三级行星滚柱丝杠轴旋转带动自转同时围绕三级行星滚柱丝杠轴公转，从而带动三级螺母轴向上下移动，三级螺母与三级缸筒固定连接，三级缸筒实现轴向上下移动。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过行星滚柱丝杠小体积、大承载和滚柱丝杠高精度、高效率的特点，依据特殊机构组合理论，设计出一种新型多级并行式丝杠传动机构。同一级缸筒使用并列式双行星滚柱丝杠结构，使电动缸的体积明显减小，具有扁平化特征，实现了两个行星滚柱丝杠的同步举升，提高了电动缸的承载能力和轴向刚性。行星滚柱丝杠之间的动力传递采用传动筒设计，减少了中间传动环节，实现转矩的传递同时不影响滑动，实现多个缸筒的同步轴向移动，提高了传动效率和传动速度。

各个缸筒的凸出和传动筒内壁的凸出部分限制了行星滚柱丝杠的行程，有效地防止了各个缸筒的脱离，保证了结构的稳定性。三级缸筒采用双层设计保证了传动筒轴向上下滑动的同时也保证了传动筒的同轴度，同时也增加了电动缸的抗弯和抗扭能力。两个行星滚柱丝杠并联式结构可以实现扩展，可以依照本发明的传动筒传动原理，在同一级缸筒并联更多的行星滚柱丝杠，提高电动缸的负载能力。可以采用传动筒的传动原理，在三级电动缸的基础上实现更多级数的结构构造，提高电动缸的举升高度。可以采用传动筒的传动原理，三个行星滚柱丝杠并联成环形，举升同一级缸筒，实现更大负载能力。二级行星滚柱丝杠轴或三级行星滚柱丝杠轴可以更换为串联式二级电动缸结构，从而实现了电动缸的串并联结合，形成一种新结构减小电动缸长度。