【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種舉升電動缸的能量回收裝置，屬于電動缸。
技術介紹
1、電動缸作為電機與絲杠副一體化組合的傳動產品，能夠將電機的旋轉運動轉化為推桿的伸縮運動，進而帶動負載升降。它具有體型輕便、響應快速、可靠性高以及維護簡單的特點，因此在高空作業平臺、裝載工程機械、拉壓試驗機等重載升降設備中得到了廣泛應用。
2、在這些應用場景中，電動缸往往需要承受較大的負載，工作時需要產生足夠的推力來克服負載的重力。同時，由于高空作業平臺的頻繁升降，電動缸的推桿在升程和返程之間頻繁切換。在推桿升程重新啟動時，電動缸不僅需要克服負載的重力，還需應對啟動時的慣量，這就要求電機不僅具備較大的額定轉矩，還要能夠提供足夠的瞬時啟動力矩。然而，這種現象可能導致電動缸的運行速度減緩或無法正常啟動，進而影響其工作效率和性能。
3、在野外環境中，高空作業平臺等機械設備通常依賴充電電池作為動力源，但電池的續航能力有限。當電動缸推桿進行升程和返程時，無論是推桿外伸還是縮回，電動缸都需要從電池中汲取能量來克服負載重力和啟動慣量。這無疑會消耗大量電能，導致電池一次性充電后的續航時間縮短，使用性能和壽命降低，從而增加了電動缸的整體使用成本。
4、然而，目前市面上的電動缸并未配備針對推桿返程時負載重力勢能和動能的能量回收裝置，也沒有將這些回收的能量用于驅動推桿的升程，這不僅影響了電動缸的性能，還造成了大量的能量浪費。
技術實現思路
1、本技術的目的在于提供一種新的技術方案以改善或解決如上所述的現有
2、本技術提供的技術方案如下：一種舉升電動缸的能量回收裝置，包括齒輪減速器、扭矩存釋器和超速離合器，所述齒輪減速器包括減速箱、首級齒輪軸、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸，所述首級齒輪軸、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸均以能夠繞軸線轉動的方式安裝在所述減速箱內，所述首級齒輪軸、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸上設有互相嚙合傳動的減速齒輪組，所述末級齒輪軸為中空的內花鍵軸；所述扭矩存釋器包括齒輪箱、第一固定齒輪軸、第二固定齒輪軸、卷簧齒輪軸、活動上緊齒輪軸、活動反轉齒輪軸和第二外花鍵軸，所述第一固定齒輪軸、第二固定齒輪軸和卷簧齒輪軸上設有傳動齒輪組，所述卷簧齒輪軸上設有卷簧，所述第一固定齒輪軸、第二固定齒輪軸、卷簧齒輪軸均以能夠繞軸線轉動的方式安裝在所述齒輪箱內，所述齒輪箱上開設長弧軌道孔，所述活動上緊齒輪軸和所述活動反轉齒輪軸均安裝在各自的長弧軌道孔內，當所述活動上緊齒輪軸和所述活動反轉齒輪軸沿各自的長弧軌道孔移動時，所述活動上緊齒輪軸和所述活動反轉齒輪軸上的齒輪能夠各自進入或脫離與所述傳動齒輪組的嚙合傳動；所述超速離合器安裝在所述首級齒輪軸上，所述超速離合器用于產生制動扭矩控制或減緩所述減速齒輪組的旋轉速度。
3、本技術提供的技術方案，與現有技術相比，具有以下有益效果：
4、1、本技術的所述齒輪減速器具有傳遞轉矩、正向減速、反向增速作用，超速離合器在電動缸因斷電而非正常回落時可限制絲杠回轉的最大速度，起安全保護作用，扭矩存釋器能夠在電動缸返程時，將絲杠的扭轉動能以扭轉彈性勢能的形式存儲在卷簧中，并在舉升時將扭轉彈性勢能反向即時釋放回絲杠，以增大電動缸的啟動速度及加速度。在扭矩傳遞的過程中，所述齒輪減速器的末級齒輪軸起到了關鍵的連接作用，它能夠將絲杠、扭矩存釋器和齒輪減速器之間的傳動連接起來，不僅能夠將電機的轉矩傳遞至絲杠，驅動絲杠轉動，而且在絲杠受到負載重力產生的反向扭矩時，所述末級齒輪軸又能將這一扭矩傳遞至減速器和扭矩存釋器，進行能量的回收和儲存，當需要電動缸返程或再次舉升時，所述末級齒輪軸還能將扭矩存釋器儲存的彈性勢能反向傳遞給絲杠，實現能量的瞬時釋放，從而提升整個系統的效率和性能。因此，本技術的能量回收裝置能夠在推桿返程時回收能量，并將這部分回收的能量用于輔助電動缸的啟動過程，不僅提高了電動缸的啟動性能和整體性能，還顯著減少了電池的放電量，從而增加了電池單次充電后的使用時間，降低了電池的損耗，此外，它還能確保電動缸在運行過程中更加安全、穩定，并且降低了運行成本。
5、2、本技術通過活動上緊齒輪軸和活動反轉齒輪軸的設計，實現了所述扭矩存釋器的扭矩存儲及扭矩釋放功能，在所述扭矩存儲中，第一固定齒輪軸、第二固定齒輪軸、活動上緊齒輪軸和卷簧齒輪軸協同作用，當推桿返程時，活動上緊齒輪軸上的上緊齒輪與傳動齒輪組嚙合，將動能轉化為勢能，并通過卷簧將這部分能量有效地存儲起來；在扭矩釋放過程中，第一固定齒輪軸、第二固定齒輪軸、活動反轉齒輪軸和卷簧齒輪軸協同作用，當電動缸需要啟動時，存儲的能量被釋放，通過扭矩存釋器與電機提供的動力相結合，有效提升了電動缸的啟動性能。
6、3、所述齒輪減速器通過減速齒輪組中的多級齒輪的嚙合，能夠更有效地將電機的動力傳遞到負載連接單元，這種多級齒輪的傳動設計使得齒輪減速器能夠產生更大的扭矩輸出，滿足電動缸在高扭矩的舉升時的需求，確保電動缸在承受重載時仍能夠穩定運行。
7、在上述技術方案的基礎上，本技術還可以做如下改進。
8、進一步的，所述中間多級齒輪軸包括第二級齒輪軸和第三級齒輪軸，所述減速齒輪組包括第一級斜齒輪、第二級斜齒輪、第二級直齒輪、第三級大直齒輪、第三級小直齒輪和第四級直齒輪，所述第一級斜齒輪設置在所述首級齒輪軸上，所述第二級斜齒輪和所述第二級直齒輪設置在所述第二級齒輪軸上，所述第三級大直齒輪和所述第三級小直齒輪設置在所述第三級齒輪軸上，所述第四級直齒輪設置在所述末級齒輪軸上，所述第一級斜齒輪與所述第二級斜齒輪嚙合，所述第二級直齒輪與所述第三級大直齒輪嚙合，所述第三級小直齒輪與所述第四級直齒輪嚙合。
9、采用上述進一步方案的有益效果是，通過三級齒輪的嚙合，齒輪減速器能夠有效地將電機的動力傳遞到負載連接單元。
10、進一步的，所述傳動齒輪組包括第一級直齒圓柱齒輪、第二級大直齒圓柱齒輪、第二級小直齒圓柱齒輪、大直徑薄直齒圓柱齒輪和小直徑厚直齒圓柱齒輪，所述第一級直齒圓柱齒輪安裝在所述第一固定齒輪軸上，所述第二級大直齒圓柱齒輪和所述第二級小直齒圓柱齒輪均安裝在所述第二固定齒輪軸上，所述大直徑薄直齒圓柱齒輪和所述小直徑厚直齒圓柱齒輪均安裝在所述卷簧齒輪軸上，所述活動上緊齒輪軸上設有上緊齒輪，所述活動反轉齒輪軸上設有第一反轉齒輪和第二反轉齒輪，所述第一級直齒圓柱齒輪與所述第二級大直齒圓柱齒輪嚙合，所述上緊齒輪能夠進入或脫離所述第二級大直齒圓柱齒輪與所述小直徑厚直齒圓柱齒輪之間的嚙合，所述第一反轉齒輪能夠進入或脫離與所述大直徑薄直齒圓柱齒輪的嚙合，所述第二反轉齒輪能夠進入或脫離與所述第二級小直齒圓柱齒輪的嚙合。
11、采用上述進一步方案的有益效果是，當活動上緊齒輪軸的上緊齒輪與第二級大直齒圓柱齒輪和小直徑厚直齒圓柱齒輪嚙合時，能夠將來自推桿的動能有效地轉換為卷簧的彈性勢能，實現高效的能量存儲。而在需要釋放能量時，活動反轉齒輪軸的第一反轉齒輪和大直徑薄直齒圓柱齒輪的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，包括齒輪減速器(200)、扭矩存釋器(300)和超速離合器(400)，所述齒輪減速器(200)包括減速箱(210)、首級齒輪軸(220)、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸(250)，所述首級齒輪軸(220)、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸(250)均以能夠繞軸線轉動的方式安裝在所述減速箱(210)內，所述首級齒輪軸(220)、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸(250)上設有互相嚙合傳動的減速齒輪組，所述末級齒輪軸(250)為中空的內花鍵軸；所述扭矩存釋器(300)包括齒輪箱(310)、第一固定齒輪軸(330)、第二固定齒輪軸(340)、卷簧齒輪軸(350)、活動上緊齒輪軸(360)、活動反轉齒輪軸(370)和第二外花鍵軸(332)，所述第一固定齒輪軸(330)、第二固定齒輪軸(340)和卷簧齒輪軸(350)上設有傳動齒輪組，所述卷簧齒輪軸(350)上設有卷簧，所述第一固定齒輪軸(330)、第二固定齒輪軸(340)、卷簧齒輪軸(350)均以能夠繞軸線轉動的方式安裝在所述齒輪箱(310)內，所述齒輪箱(310)上開設長弧軌道孔，所述活動上緊齒輪軸(360
2.根據權利要求1所述的舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，所述中間多級齒輪軸包括第二級齒輪軸(230)和第三級齒輪軸(240)，所述減速齒輪組包括第一級斜齒輪(221)、第二級斜齒輪(231)、第二級直齒輪(232)、第三級大直齒輪(241)、第三級小直齒輪(242)和第四級直齒輪，所述第一級斜齒輪(221)設置在所述首級齒輪軸(220)上，所述第二級斜齒輪(231)和所述第二級直齒輪(232)設置在所述第二級齒輪軸(230)上，所述第三級大直齒輪(241)和所述第三級小直齒輪(242)設置在所述第三級齒輪軸(240)上，所述第四級直齒輪設置在所述末級齒輪軸(250)上，所述第一級斜齒輪(221)與所述第二級斜齒輪(231)嚙合，所述第二級直齒輪(232)與所述第三級大直齒輪(241)嚙合，所述第三級小直齒輪(242)與所述第四級直齒輪嚙合。
3.根據權利要求1所述的舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，所述傳動齒輪組包括第一級直齒圓柱齒輪(331)、第二級大直齒圓柱齒輪(341)、第二級小直齒圓柱齒輪(342)、大直徑薄直齒圓柱齒輪(351)和小直徑厚直齒圓柱齒輪(352)，所述第一級直齒圓柱齒輪(331)安裝在所述第一固定齒輪軸(330)上，所述第二級大直齒圓柱齒輪(341)和所述第二級小直齒圓柱齒輪(342)均安裝在所述第二固定齒輪軸(340)上，所述大直徑薄直齒圓柱齒輪(351)和所述小直徑厚直齒圓柱齒輪(352)均安裝在所述卷簧齒輪軸(350)上，所述活動上緊齒輪軸(360)上設有上緊齒輪(361)，所述活動反轉齒輪軸(370)上設有第一反轉齒輪(371)和第二反轉齒輪(372)，所述第一級直齒圓柱齒輪(331)與所述第二級大直齒圓柱齒輪(341)嚙合，所述上緊齒輪(361)能夠進入或脫離所述第二級大直齒圓柱齒輪(341)與所述小直徑厚直齒圓柱齒輪(352)之間的嚙合，所述第一反轉齒輪(371)能夠進入或脫離與所述大直徑薄直齒圓柱齒輪(351)的嚙合，所述第二反轉齒輪(372)能夠進入或脫離與所述第二級小直齒圓柱齒輪(342)的嚙合。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，所述齒輪箱(310)設有卷簧安裝腔，所述卷簧安裝腔的內周側壁上設有若干個呈圓周陣列排布的凹槽(31121)，所述卷簧內端(3531)為S形卷曲結構，所述卷簧的內端(3531)與所述卷簧齒輪軸(350)連接，所述卷簧的外端(3532)為外翻邊貼緊結構，所述外翻邊貼緊結構設置在所述卷簧安裝腔的凹槽(31121)內。
5.根據權利要求1所述的舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，所述扭矩存釋器(300)包括兩個卷換，分別為第一卷簧(353)和第二卷簧(354)，所述第一卷簧(353)和第二卷簧(354)分別設置在所述卷簧齒輪軸(350)的兩端。
6.根據權利要求5所述的舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，所述齒輪箱(310)包括依次疊放在一起的第一層箱體(311)、第二層箱體(312)和...
【技術特征摘要】
1.一種舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，包括齒輪減速器(200)、扭矩存釋器(300)和超速離合器(400)，所述齒輪減速器(200)包括減速箱(210)、首級齒輪軸(220)、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸(250)，所述首級齒輪軸(220)、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸(250)均以能夠繞軸線轉動的方式安裝在所述減速箱(210)內，所述首級齒輪軸(220)、中間多級齒輪軸和末級齒輪軸(250)上設有互相嚙合傳動的減速齒輪組，所述末級齒輪軸(250)為中空的內花鍵軸；所述扭矩存釋器(300)包括齒輪箱(310)、第一固定齒輪軸(330)、第二固定齒輪軸(340)、卷簧齒輪軸(350)、活動上緊齒輪軸(360)、活動反轉齒輪軸(370)和第二外花鍵軸(332)，所述第一固定齒輪軸(330)、第二固定齒輪軸(340)和卷簧齒輪軸(350)上設有傳動齒輪組，所述卷簧齒輪軸(350)上設有卷簧，所述第一固定齒輪軸(330)、第二固定齒輪軸(340)、卷簧齒輪軸(350)均以能夠繞軸線轉動的方式安裝在所述齒輪箱(310)內，所述齒輪箱(310)上開設長弧軌道孔，所述活動上緊齒輪軸(360)和所述活動反轉齒輪軸(370)均安裝在各自的長弧軌道孔內，當所述活動上緊齒輪軸(360)和所述活動反轉齒輪軸(370)沿各自的長弧軌道孔移動時，所述活動上緊齒輪軸(360)和所述活動反轉齒輪軸(370)上的齒輪能夠各自進入或脫離與所述傳動齒輪組的嚙合傳動；所述超速離合器(400)安裝在所述首級齒輪軸(220)上，所述超速離合器(400)用于產生制動扭矩控制或減緩所述減速齒輪組的旋轉速度。
2.根據權利要求1所述的舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，所述中間多級齒輪軸包括第二級齒輪軸(230)和第三級齒輪軸(240)，所述減速齒輪組包括第一級斜齒輪(221)、第二級斜齒輪(231)、第二級直齒輪(232)、第三級大直齒輪(241)、第三級小直齒輪(242)和第四級直齒輪，所述第一級斜齒輪(221)設置在所述首級齒輪軸(220)上，所述第二級斜齒輪(231)和所述第二級直齒輪(232)設置在所述第二級齒輪軸(230)上，所述第三級大直齒輪(241)和所述第三級小直齒輪(242)設置在所述第三級齒輪軸(240)上，所述第四級直齒輪設置在所述末級齒輪軸(250)上，所述第一級斜齒輪(221)與所述第二級斜齒輪(231)嚙合，所述第二級直齒輪(232)與所述第三級大直齒輪(241)嚙合，所述第三級小直齒輪(242)與所述第四級直齒輪嚙合。
3.根據權利要求1所述的舉升電動缸的能量回收裝置，其特征在于，所述傳動齒輪組包括第一級直齒圓柱齒輪(331)、第二級大直齒圓柱齒輪(341)、第二級小直齒圓柱齒輪(342)、大直徑薄直齒圓柱齒輪(351)和小直徑厚直齒圓柱齒輪(352)，所述第一級直齒圓柱齒輪(331)安裝在所述第一固定齒輪軸(330)上，所述第二級大直齒圓柱齒輪(341)和所述第二級小直齒圓柱齒輪(342)均安裝在所述第二固定齒輪軸(340)上，所述大直徑薄直齒圓柱齒輪(351)和所述小直徑厚直齒圓柱齒輪(352)均安裝在所述卷簧齒輪軸(350)上，所述活動上緊齒輪軸(360)上設有上緊齒輪(361)，所述活動反轉齒輪軸(370)上設有第一反轉齒輪(371)和第二反轉齒輪(372)，所述第一級直齒圓柱齒輪(331)與所述第二級大直齒圓柱齒輪(341)嚙合，所述上緊齒輪(361)能夠進入或脫離所述第二級大直齒圓柱齒輪(341)與所述小直徑厚直齒圓柱齒輪(352)之間的嚙合，所述第一反轉齒輪(371)能夠進入或脫離與所述大直徑薄直齒圓柱齒輪(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，李巖，石德福，孫海鈞，王明祿，孫毅龍，宋福晨，
申請(專利權)人：煙臺艾迪精密機械股份有限公司，
類型：新型
國別省市：
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