一种带冷却的直线串联弹性执行器

技术特征：
1.一种带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：包括电机壳(5)、电机组件、丝杠组件、冷却装置、压簧组件及直线电位计(14)，其中电机组件包括电机轴(11)、电机定子(18)及电机转子(19)，所述丝杠组件包括滚珠丝杠(1)及丝杠支撑(12)，所述电机轴(11)的一端转动安装于电机壳(5)内，另一端插设于所述冷却装置中，所述电机定子(18)及电机转子(19)均容置于冷却装置内，所述电机转子(19)连接于电机轴(11)另一端的外表面，所述电机定子(18)位于电机转子(19)外侧、并固接于所述冷却装置上；所述滚珠丝杠(1)的丝杠螺母(13)连接于电机轴(11)一端的内部，所述滚珠丝杠(1)的一端由电机轴(11)、冷却装置穿出，所述滚珠丝杠(1)的另一端通过丝杠支撑(12)安装于电机壳(5)内；所述压簧组件包括压缩弹簧、执行器支架(8)及导向轴(16)，所述电机壳(5)的一端与冷却装置相连，另一端通过所述导向轴(16)连接有后面连接件(6)，所述执行器支架(8)滑动安装在导向轴(16)上，所述执行器支架(8)与电机壳(5)及后面连接件(6)之间均设有压缩弹簧，所述电机壳(5)与后面连接件(6)之间设有测量执行器支架(8)与电机壳(5)相对位移的直线电位计(14)，所述直线电位计(14)安装于电机壳(5)上，所述执行器支架(8)通过电位计连接杆(15)与直线电位计(14)相连。2.根据权利要求1所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述冷却装置包括冷却套(10)及电机冷却外壳(17)，所述冷却套(10)与电机壳(5)的一端密封连接，所述电机冷却外壳(17)嵌套于冷却套(10)内，所述电机定子(18)、电机转子(19)均容置于电机冷却外壳(17)内部，所述电机冷却外壳(17)的外表面上沿轴向开设有螺旋水槽，所述冷却套(10)上分别开设有入水口(3)及出水口(4)，所述入水口(3)及出水口(4)分别与螺旋水槽相连通。3.根据权利要求2所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述电机冷却外壳(17)的外表面上还分别开设有密封槽a(27)及密封槽b(28)，所述螺旋水槽、入水口(3)及出水口(4)均位于密封槽a(27)与密封槽b(28)之间，所述密封槽a(27)及密封槽b(28)内分别安装用于与冷却套(10)形成密封的o型密封圈。4.根据权利要求1所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述电机轴(11)的另一端设有编码器，所述编码器包括编码器静盘(20)及编码器动盘(21)，所述编码器静盘(20)固接于冷却装置内部，所述编码器动盘(21)位于编码器静盘(20)的内侧，并与所述电机轴(11)另一端固接，所述编码器静盘(20)的外侧设有连接于冷却装置上的编码器端盖(2)。5.根据权利要求4所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述编码器为磁编码器，在所述电机组件与编码器之间设有安装于冷却装置内的铁片(30)。6.根据权利要求1所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述电机轴(11)的一端通过滚珠轴承(22)转动安装于电机壳(5)的内部，所述滚珠轴承(22)的外圈通过套设于电机轴(11)上的定位套(35)轴向限位，所述滚珠轴承(22)的内圈通过安装于电机轴(11)上的锁紧定位套(23)锁紧限位，所述滚珠轴承(22)与电机壳(5)的内壁之间为间隙配合，限制所述滚珠丝杠(1)的径向移动。7.根据权利要求1所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述电机壳(5)的另一端与后面连接件(6)之间的导向轴(16)为多根，并分别由所述执行器支架(8)穿过，每根所述导向轴(16)与执行器支架(8)之间均设有衬套(26)，所述导向轴(16)与执行器支架
(8)通过衬套(26)实现导向；所述衬套(26)通过执行器支架(8)一侧的衬套挡肩(34)轴向限位，所述衬套挡肩(34)安装于执行器支架(8)上。8.根据权利要求1所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述执行器支架(8)与后面连接件(6)之间设有压缩弹簧a(7)，所述压缩弹簧a(7)的两端分别与后面连接件(6)、执行器支架(8)抵接；所述执行器支架(8)与电机壳(5)之间设有压缩弹簧b(9)，所述压缩弹簧b(9)的两端分别与电机壳(5)、执行器支架(8)抵接。9.根据权利要求1所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述电位计连接杆(15)的一端由执行器支架(8)上开设的螺纹孔穿过，并通过螺母(33)锁紧固定，所述电位计连接杆(15)的另一端与直线电位计(14)的滑块(31)相连，所述滑块(31)滑动安装于直线电位计(14)上开设的滑槽(32)中。10.根据权利要求9所述带冷却的直线串联弹性执行器，其特征在于：所述滑槽(32)的长度方向与滚珠丝杠(1)的轴向相同，且所述滑槽(32)与滚珠丝杠(1)平行；所述电位计连接杆(15)平行于滚珠丝杠(1)。

技术总结
本发明属于机器人领域，具体地说是一种带冷却的直线串联弹性执行器，电机轴的一端安装于电机壳内，另一端插设于冷却装置中，电机转子连接于电机轴的另一端，电机定子位于电机转子外侧、并固接于冷却装置内；滚珠丝杠的丝杠螺母连接于电机轴一端的内部，滚珠丝杠的一端由电机轴、冷却装置穿出，另一端通过丝杠支撑安装于电机壳内；电机壳的一端与冷却装置相连，另一端通过导向轴连接有后面连接件，执行器支架滑动安装在导向轴上，并与电机壳及后面连接件之间均设有压缩弹簧，电机壳与后面连接件之间安装有直线电位计，执行器支架通过电位计连接杆与直线电位计相连。本发明结构紧凑、轻量化小型化、可持续高功率输出。可持续高功率输出。可持续高功率输出。


技术研发人员：赵忆文 范诗瑶 姜运祥 罗阳 赵新刚
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2022/11/29