伺服電動缸主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)設(shè)備、專用設(shè)備、軍事設(shè)備等領(lǐng)域，以及其他可代替液壓、氣動的場所，是液壓、氣動設(shè)備的升級產(chǎn)品，如全電動多自由度平臺等；

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：高頻振動臺、高頻沖擊臺、仿真平臺、試驗(yàn)臺、造波機(jī)；

專用設(shè)備：工業(yè)自動化生產(chǎn)線、裝配線、坐標(biāo)機(jī)械用、升降臺、調(diào)偏控制、閥門控制、機(jī)械設(shè)備、咖瑪力、食品醫(yī)藥行業(yè)、數(shù)控機(jī)床、行業(yè)包裝機(jī)、汽車電子壓裝機(jī)、紡織設(shè)備卷繞機(jī)分度、模具位置控制、夾緊、鉆孔、定位、自動調(diào)節(jié)控制等；

軍事裝備：雷達(dá)支撐架、發(fā)射平臺升降機(jī)構(gòu)、導(dǎo)彈起豎架、艙門開啟缸、火炮俯仰驅(qū)動裝置、車體電動調(diào)平機(jī)構(gòu)、導(dǎo)彈外殼翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、掃雷機(jī)器臂、六自由度搖擺機(jī)構(gòu)、履帶調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、抓彈機(jī)構(gòu)、方艙擴(kuò)展機(jī)構(gòu)等特種設(shè)備。

一．什么是電動缸

什么是電動缸？(源自百度百科解釋)電動缸是將伺服電機(jī)與絲杠一體化設(shè)計(jì)的模塊化產(chǎn)品，將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，同時(shí)將伺服電機(jī)最佳優(yōu)點(diǎn)-精確轉(zhuǎn)速控制，精確轉(zhuǎn)數(shù)控制，精確扭矩控制轉(zhuǎn)變成-精確速度控制，精確位置控制，精確的力控制；實(shí)現(xiàn)高精度直線運(yùn)動系列的全新革命性產(chǎn)品。

二．伺服電動缸分類

伺服電動缸從外形結(jié)構(gòu)上可分為兩種：直線式、平行式。

1.直線式電動缸

直線式電動缸集成了伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、高精度滾珠絲杠或行星滾珠絲杠、模塊設(shè)計(jì)等技術(shù)，整個(gè)電動缸結(jié)構(gòu)緊湊。伺服電機(jī)與電動缸的傳動絲桿通過聯(lián)軸器相連接，使伺服電機(jī)的編碼器直接反饋電動缸的活塞桿的位移量，減少了中間環(huán)節(jié)的慣量和間隙，提高了控制性能和控制精度。伺服電機(jī)與電動缸整體相連，安裝容易、設(shè)定簡單。電動缸的主要零部件均采用國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、故障率低、可靠性高。

2．平行式電動缸

平行式電動缸的電機(jī)與缸體部分平行安裝，通過同步帶及同步帶輪與電動缸的傳動絲桿相連接，除具有直線式電動缸的特點(diǎn)外，并由于總長短，在安裝位置比較小的場合比較適應(yīng)。同時(shí)平行式電動缸選用的同步帶，具有強(qiáng)度高、間隙小、壽命長等特點(diǎn)。使整個(gè)電動缸具有較高的控制性和控制精度。

三．電動缸的主要特點(diǎn)

電動缸由于其獨(dú)有的性能特點(diǎn)，在許多工業(yè)場合被逐步推廣使用，它作為一種新穎的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下諸多方面。

1.節(jié)能干凈、超長壽命、操作維護(hù)簡單，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。伺服電動缸不容易受到周圍環(huán)境溫度的影響，可在低、高溫，雨雪等惡劣環(huán)境下無故障正常工作。防護(hù)等級可以達(dá)到IP66。密封件防止缸外污垢和水的污染并防止內(nèi)部潤滑劑的泄漏，長期工作，并且實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度，高速度，高精度定位，運(yùn)動平穩(wěn)，低噪音。

2.傳動效率高。采用精密滾珠絲杠或行星滾柱絲杠等精密傳動元件的電動缸，省去了很多復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其傳動效率得到了很大提高。這幾種類型的電動缸傳動效率可以達(dá)到90％以上。

3.定位精度高。采用滾珠絲杠的伺服電動缸，通過伺服控制可以實(shí)現(xiàn)0.01mm左右的精確定位，具有很高的定位精度，適合應(yīng)用在對精度要求比較高

的場合。電動缸在半閉環(huán)時(shí)就能達(dá)到相當(dāng)高的定位精度，而液壓缸和氣缸要達(dá)到相同的定位精度必須采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)。

4.結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，維護(hù)方便。電動缸主要由電機(jī)和螺母螺桿機(jī)構(gòu)組成，機(jī)構(gòu)簡單，體積小，不會占用太大的工作空間。由于其結(jié)構(gòu)簡單，在發(fā)生故障時(shí)容易找到故障原因，平時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)也非常方便。

5.可靠性和安全性高。電動缸可以搭載先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，以及各種行程控制裝置，對電動缸的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測和反饋，防止發(fā)生事故。

6.運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長。當(dāng)電動缸采用滾珠絲杠或行星滾柱絲杠時(shí)，傳動部分的摩擦將大大減小，有利于減少材料磨損，提高運(yùn)行穩(wěn)定性，延長使用壽命。

7.響應(yīng)快，直線工作速度可以在很寬的速率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，低速運(yùn)行穩(wěn)定。液壓缸的工作速度一般只能達(dá)到35mm/s，但普通電動缸的工作速度一般可以達(dá)到55mm/s。采用了行星滾柱絲杠的電動缸的速度甚至可以達(dá)到2000 mm/s，速度優(yōu)勢非常明顯。此外，液壓缸在低速重載下容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，而電動缸沒有這個(gè)缺點(diǎn)。

8.控制精準(zhǔn)，同步性好。在需要多驅(qū)動同步的情況下，使用液壓缸或氣缸很難達(dá)到高精度的同步，因?yàn)槭苟鄠€(gè)獨(dú)立的液壓缸或氣缸的控制回路頻率特性一致

是非常困難的事情。但使用多個(gè)電動缸很容易達(dá)到同步，因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)的頻率特性比較容易達(dá)到一致。

9.電動缸還可替代部分液壓缸和氣動缸。能夠?qū)崿F(xiàn)直線傳動的元件主要有電動缸、液壓缸、氣缸這三者的主要區(qū)別如下表所示。通過對比可以看出，電動缸比液壓缸和氣缸結(jié)構(gòu)簡單，受溫度波動的影響小。

它可替代液壓缸和氣動缸，從而帶來比傳統(tǒng)技術(shù)更大的優(yōu)勢，它具有液壓和氣動缸得以流行的許多獨(dú)特設(shè)計(jì)，以及更清潔、更簡單且能效更高的動力傳輸能力，同時(shí)執(zhí)行器也可以更加簡易的集成到可編程控制系統(tǒng)中，因此精度更高，噪音更少。

四．電動缸工作原理

電動缸的工作原理是以電力作為直接動力源，采用各種類型的電機(jī)(如AC伺服電機(jī)、步進(jìn)伺服電機(jī)、DC伺服電機(jī)）帶動不同形式的絲杠(或螺母)旋轉(zhuǎn)，并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)化為螺母(或絲杠)的直線運(yùn)動，再由螺母(或絲杠)帶動缸筒或負(fù)載做往復(fù)直線運(yùn)動。傳統(tǒng)的電動缸一般采用電動機(jī)驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動。近些年新興的“螺母反轉(zhuǎn)型”電動缸(如整體式行星滾柱絲杠電動缸)采用相反的驅(qū)動方式，即驅(qū)動螺母旋轉(zhuǎn)，并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)化為絲杠的直線運(yùn)動。

4.1.運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)

電動缸主要采用螺旋絲杠傳動機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動。螺旋絲杠傳動主要有螺母螺桿傳動、滾珠絲杠傳動和行星滾柱絲杠傳動等。普通的螺母螺桿機(jī)構(gòu)由于傳動摩擦阻力大、傳遞效率低等缺點(diǎn)而逐漸被淘汰，目前較常用的是滾珠絲杠傳動和行星滾柱絲杠傳動等。

滾珠絲杠是目前電動缸最常用的傳動元件之一，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，或?qū)⑥D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于很多滾珠在滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間做滾動運(yùn)動，所以采用滾珠絲杠的電動缸能得到較高的運(yùn)動效率。