CN100424378C

CN100424378C - 致动器控制***

Info

Publication number: CN100424378C
Application number: CNB2005101204717A
Authority: CN
Inventors: 永井茂和; 齐藤昭男; 杉山亨; 增井隆一; 广瀬毅; 宫原正树
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2025-11-18
Also published as: CN1796823A

Abstract

一种致动器控制***(10)包括电力致动器(11)、驱动器(118)以及控制器(120)。电力致动器(11)具有缓冲机构，该缓冲机构吸收施加到活塞杆(24)的冲击。缓冲机构包括活塞减震器(56a、56b)，其吸收施加到活塞(22)上的冲击；第一末端减震器(36a)，其被提供在外壳(12)面向活塞(22)的一端；以及第二末端在减震器(36b)，其被提供在与外壳(12)相隔预定距离的杆外罩(16)上。

Description

致动器控制***

技术领域

本发明涉及一种致动器控制***，该***例如包括允许位移构件在旋转驱动源的旋转驱动作用之下进行线性往复运动的电力致动器，以及保护用于驱动电力致动器的旋转驱动源的控制单元。

背景技术

诸如致动器这样的传送装置到目前为止例如被用来传送工件。

涉及传统技术的电力致动器在图63和64中示出(例如参见日本公开专利公布No.11-30234)。

涉及传统技术的电力致动器1具有滑块4，其可沿框架2的凹槽3移位，还具有螺旋轴6，它由未示出的电动机驱动，并且被拧到螺母构件5上，该螺母构件5相对于滑块4可拆卸。在螺旋轴6的两端分别提供了可旋转地支撑螺旋轴6的螺旋轴支撑构件7a、7b。螺旋轴支撑构件7a、7b附接到框架2的上表面8。

一般而言，当使用安装型工业机器人时，基底由螺栓或类似物固定。当由于互锁等的差错而使得在机器人的前端发生任何过度的按压作用或某种碰撞时，通过检测到过电流而停止机器人的操作。即主要是通过检测安装型工业机器人中的过电流来防止机器人和工件被损坏的，而未考虑机器人本身的位置偏离。

考虑到上述原因，日本公开专利公布No.2002-66969公开了一种技术概念，它致力于在机器人臂部的前端经受过度按压作用或者与任何设备的碰撞的情况下防止自动或无人操纵传送载体的浮动。

即日本公开专利公布No.2002-66969公开了一种控制装置，该控制装置在机器人臂部前端响应于对相对机器人臂部前端的姿态和位置的控制而被移动时，在施加到机器人臂部关节的关节转矩的极限值满足预定值的情况下，执行限制用于驱动机器人臂部关节的伺服电动机的电流的操作。

但是，当根据上述日本公开专利公布N0.11-30234中公开的传统技术的电力致动器在不使用任何复杂的控制装置或类似物的情况下根据类似于液压汽缸的活塞杆所执行的前后运动而被例如应用到例如位于一个冲程和另一冲程之间的任何中间位置处的工件的按压操作时，电力致动器的耐用性恶化了，这是因为与工件邻接时引起的震动或冲击经由滑块被传递到螺旋轴或类似物。

另外，当日本公开专利公布N0.2002-66969中公开的技术概念被例如应用到用于将电动机的旋转运动转化为滑块或类似物的直线运动的电力致动器时，有必要提供诸如编码器和解算器这样的检测器以及控制电路，以便例如控制滑块的位置和运转速度，这样一来生产成本就变昂贵了。

发明内容

本发明的一般目的是提供一种致动器控制***，该致动器控制***例如通过在致动器控制***被应用到工件的按压邻接操作时适当地吸收在与工件邻接时施加到位移构件的冲击，从而可以保持耐用性。

本发明的主要目的是提供一种致动器控制***，该致动器控制***通过简单电路，使得可以即使在高负载被施加到旋转驱动源以驱动电力致动器时，也能限制施加到旋转驱动源的电流。

当结合附图理解以下描述时，本发明的以上和其他目的、特征和优点将会从中变得更明显，在附图中用说明性示例的方式示出了本发明的一个优选实施例。

附图说明

图1透视图示出了根据本发明的一个实施例的致动器控制***；

图2的透视图示出了用于该***的电力致动器；

图3是沿图2所示的电力致动器的轴向所取的部分放大的纵向截面图；

图4是沿图3所示的线IV-IV所取的放大的垂直截面图；

图5是沿图3所示的线IV-IV所取的示出用于描绘另一示例的主要零件的放大垂直截面图；

图6的透视图示出了用于电力致动器的末端减震器；

图7的透视图示出了用于电力致动器的活塞减震器；

图8的部分纵向截面图示出了活塞杆在中间位置处与工件邻接的状态；

图9的部分放大纵向截面图示出了冲击被图8所示的活塞减震器所吸收的状态；

图10的部分纵向截面图示出了冲模块被活塞杆的前向运动端点的活塞减震器和末端减震器二者所吸收的状态；

图11的透视图示出了用于吸收振动的圈状构件被安装到进给螺旋轴的一端的状态，图中切除了一部分；

图12的部分放大纵向截面图示出了润滑油留存构件被安装到连接构件和环形构件的内圆周表面的状态；

图13的部分放大纵向截面图示出了刮板和防尘密封条被提供在向对于活塞杆的滑动部分的状态；

图14的分解透视图示出了在进给螺旋轴和旋转驱动源之间提供的柔性耦合机构；

图15的放大透视图示出了该柔性耦合机构；

图16的透视图示出了图15所示的柔性耦合机构的构成元件以集成方式装配的状态；

图17是沿图16所示的线XVII-XVII所取的纵向截面图；

图18的正视图示出了进给螺旋轴的轴线T1和旋转驱动源的驱动轴的轴线T2在平行方向彼此分别相隔AT的状态；

图19的正视图示出了进给致动器的轴线T1和旋转驱动源的驱动轴的轴线T2分别相交成角度θ的状态；

图20的透视图示出了该***的驱动器；

图21的示意性框图示出了图20所示的驱动器的配置；

图22的特性图示出了电力致动器的滑块的位移量和提供给旋转驱动源的电流之间的关系；

图23的框图示出了涉及比较例1的继电器电路的配置；

图24的框图示出了涉及比较例2的伺服电路的配置；

图25的透视图中多个附接固定装置被安装到图2所示的电力致动器；

图26的透视图中具有开口式上表面的外罩构件被安装到图25所示的电力致动器；

图27的透视图中没有开口的外罩构件被安装到图25所示的电力致动器；

图28的透视图中传感器被安装到图27所示的外罩构件的长凹槽

图29的透视图示出了具有另一结构的电力致动器；

图30是沿图29所示的线XXX-XXX所取的部分纵向截面图；

图31是沿图30所示的线XXXI-XXXI所取的放大垂直截面图；

图32的透视图示出了通过紧固固定装置和带构件安装传感器的状态；

图33的透视图中多个附接紧固装置被安装到图29所示的电力致动器；

图34的透视图中附接紧固装置被安装到图29所示的电力致动器的杆外罩部分；

图35的透视图中具有一对枢轴的环形构件被安装到图29所示的电力致动器的杆外罩部分；

图36的分解透视图示出了将要结合到***中的第一自动减速比切换装置；

图37是沿第一自动减速比切换装置的轴向所取的纵向截面图；

图38的纵向截面图示出了第一自动减速比切换装置的行星齿轮；

图39是沿图38所示的线XXXIX-XXXIX所取的垂直截面图；

图40的部分放大纵向截面图示出了行星齿轮和内部齿轮之间的啮合部分；

图41的透视图示出了第一自动减速比切换装置，图中切除了一部分；

图42的俯视图示出了在高速旋转状态下太阳齿轮、行星齿轮和内部齿轮的旋转方向；

图43的俯视图示出了当超过预设转矩的负载被施加到载体时太阳齿轮、行星齿轮和内部齿轮的旋转方向；

图44的透视菌示出了第一自动减速比切换装置的锁定状态，图中切除了一部分；

图45的俯视图示出了在上述锁定状态下太阳齿轮、行星齿轮和内部齿轮的旋转方向；

图46的俯视图示出了紧随反转太阳齿轮之后太阳齿轮、行星齿轮和内部齿轮的旋转方向；

图47的俯视图示出了太阳齿轮被反转并且高速旋转的状态下太阳齿轮、行星齿轮和内部齿轮的旋转方向；

图48的透视图示出了第一自动减速比切换装置的锁定状态，图中切除了一部分；

图49的俯视图示出了与图44相比输出轴上的负载减小的状态下太阳齿轮、行星齿轮和内部齿轮的旋转方向；

图50的放大图示出了与图44相比内部齿轮离合器和锁定部分彼此啮合的部分；

图51的透视图示出了致动器的位移构件位于初始位置的状态；

图52的透视图示出了致动器的位移构件向着工件位移的状态；

图53的透视图示出了致动器的位移构件与工件邻接的状态；

图54的纵向截面图示出了第二自动减速比切换装置，其为第一自动减速比切换装置提供了粘性耦合部分；

图55的纵向截面图示出了第三自动减速比切换装置；

图56的放大透视图示出了为第三自动减速比切换装置提供的内部齿轮锁定解除机构；

图57的纵向截面图示出了第四自动减速比切换装置；

图58的纵向截面图示出了第五自动减速比切换装置；

图59的纵向截面图示出了自动减速单元和固定减速比减速单元彼此耦合的状态；

图60的部分纵向截面图示出了卡盘装置，第一自动减速比切换装置被应用到该卡盘装置；

图61是只提供旋转驱动源且添加减速单元以旋转驱动源时转矩相对于所获速度的特性图；

图62的透视图示出了多个方向控制驱动器被装配成簇的状态；

图63的透视图示出了涉及传统技术的电力致动器，图中切除了一部分；

图64的分解透视图示出了图63所示的电力致动器。

具体实施方式

参见图1，标号10表示根据本发明的一个实施例的致动器控制***。

致动器控制***10包括电力致动器11，其中活塞22和活塞杆24在旋转驱动源14的驱动作用之下进行线性往复运动；驱动器118，激励/去激励为电力致动器11配备的旋转驱动源14；控制器120，其将方向指示信号导出到驱动器118；以及电源124，其经由连接器连接到驱动器118。

如图2所示，电力致动器11包括外壳12，其由基本上平坦的块状构件构成；旋转驱动源14，其连接到外壳12的一端；杆外罩(端块)16，其被安排在与外壳12相距预定距离处，并且在与连接旋转驱动源14那侧相反的一侧；以及进给螺旋轴(驱动力传递轴)18，其通过稍后描述的耦合构件传递旋转驱动源14的旋转驱动力。

旋转驱动源14优选地由伺服电动机构成，该伺服电动机例如包括带刷DC电动机、无刷DC电动机或步进电动机。诸如螺线管这样的线性电动机也可用作旋转驱动源14。

电力致动器11还包括一对引导杆20a、20b，其被安排成与置于其间的进给螺旋轴18平行，并且其第一端通过第一螺钉构件19a、19b连接到外壳12(参见图3)，第二端通过第二螺钉构件21a、21b连接到杆外罩16(参见图3)；活塞22，其可在进给螺旋轴18所传递的驱动力作用下沿该对引导杆20a、20b位移；中空柱状活塞杆24，其穿过杆外罩16，并且与活塞22一体地前后移动；以及插座26，其被安装到活塞杆24的前端以关闭孔洞。

最好为进给螺旋轴18施加非电镀式镀镍处理，作为表面处理。进给螺旋轴18一般也可用作旋转驱动源14的驱动轴，而不使用耦合构件28。

如图3所示，第一轴承30a和第二轴承30b分别被提供且并置于紧邻外壳12中的耦合构件28的进给螺旋轴18的末端。第一轴承30a和第二轴承30b分别由第一轴承套32a和第二轴承套32b固位。

第一末端减震器36a被固位在面向活塞22的外壳12的末端处，该减震器具有通孔34，用于允许进给螺旋轴18穿过。如图6所示，第一末端减震器36a整体上包括柱状部分38，其具有预定的壁厚度；以及凸缘部分40，其与柱状部分38的外径相比直径在径向向外略微扩展。

在此配置中，36a的凸缘部分40被形成于外壳12的内壁上的环形凹槽42紧固。从而，第一末端减震器36a被保持在这样的状态中：柱状部分38的一部分(末端)从外壳12的端面朝着活塞22伸出预定长度(参见图3)。

第二末端减震器36b和衬套44被提供在杆外罩16的内壁上，活塞杆24穿过该内壁。第二末端减震器36b具有与第一末端减震器36a大致相同的形状。凸缘部分40被形成于杆外罩16的内壁上的环形凹槽46所紧固。从而，第二末端减震器36b被保持在这样的状态中：柱状部分38的一部分(末端)从杆外罩16的端面朝着活塞22伸出预定长度(参见图3)。

最好第一末端减震器36a和第二末端减震器36b中的每一个是能量吸收器，其由诸如聚氨酯橡胶这样的弹性构件形成。如图13所示，防尘密封条47和刮板49被提供在相对于活塞杆24的滑动部分，以避免任何外物进入。

如图4所示，活塞22包括通孔48，其被形成为在其中央部分具有基本上椭圆的垂直截面，以便在轴向穿过；以及一对减重孔50a、50b，其形成于通孔48的两侧，以实现重量减轻。活塞22例如由诸如铝这样的金属材料整体形成。基本上柱状的滑动螺母52被***到活塞22的通孔48，以便滑动螺母52在进给螺旋轴18的轴向滑动，该螺母具有螺旋孔50，进给螺旋轴18被拧进该螺旋孔中。

以此配置中，滑动螺母52和活塞22是在进给螺旋轴18的轴向以可相对滑动的方式提供的。另外，活塞22由一对平面部分54a、54b防止在圆周方向旋转，该对平面部分是在滑动螺母52的外圆周表面上形成的。可通过在滑动螺母52的外圆周表面形成未示出的止转楔或通过形成未示出的键槽来取代该对平面部分54a、54b，从而来实现停止旋转的功能。

如图5所示，最好通孔48a的形状被设计为使得在被形成为具有圆弧形垂直截面的滑动螺母52和活塞22的内壁表面之间提供间距α。当负载被施加到活塞22的上表面时，滑动螺母52由于间距α而被允许在图5所示的箭头A1或A2的方向上偏离。

结果，被施加到活塞22的负载不被传递到滑动螺母52，防止了滑动螺母52经受不平衡的负载。可以提高滑动螺母52以及诸如连接到滑动螺母52的进给螺旋轴18这样的其他元件的耐用性。

如图7所示的一对环形活塞减震器56a、56b被安装到滑动螺母52的两端的环形凹槽。这对活塞减震器56a、56b被提供为从滑动螺母52的端面沿轴向伸出预定长度(参见图3)。

在此配置中，活塞减震器56a、56b中的每一个都具有形成在其外圆周上的一对平面部分57a、57b。活塞减震器56a、56b被形成为与滑动螺母52的垂直截面外圆周形状相平齐(参见图4)。

连接构件60被沿轴向提供在活塞22的一端，其具有用于向其中***进给螺旋轴18的通孔58。连接构件60包括第二环形部分64，其具有第二螺旋部分，该第二螺旋部分由拧到中空活塞杆24的阴螺纹的阳螺纹构成，以及第一环形部分62，其具有第一螺旋部分，该螺旋部分由拧到中空活塞杆24的阴螺纹的阳螺纹构成；以及环形凸缘部分66，其被提供在第一环形部分62和第二环形部分64之间。第一环形部分62、第二环形部分64和环形凸缘部分66是以整体方式形成的。

如图11所示，与活塞杆24的内壁表面接触以防止振动的圈状构件67可被安装到进给螺旋轴18的一端，并且位于与进给螺旋轴18通过滑动螺母52悬臂支撑的那侧相对的一侧(杆外罩16的那侧)。

圈状构件67例如由树脂材料或橡胶材料形成。圈状构件67沿着活塞杆24的内壁表面与进给螺旋轴18的末端一体地滑动。圈状构件67防止当活塞22的位移量被设置为提供长冲程时由进给螺旋轴18末端的旋转而产生的振动(偏转)。

环形构件68沿轴向连接到活塞22的另一端，该环形构件具有形成在拧到活塞22的阴螺纹的外圆周表面上的阳螺纹部分。环形构件68被提供成与活塞22的端面平齐。

在此配置中，沿轴向从滑动螺母52的端面伸出预定长度的活塞减震器56a被提供成与连接构件60的第二环形部分64接触。沿轴向从滑动螺母52的端面伸出预定长度的另一活塞减震器56b被提供成与环形构件68接触(参见图3)

因此，除了在活塞杆24与工件W邻接且冲击被施加在活塞杆24上之时以外，滑动螺母52被固定在活塞22两端的连接构件60和环形构件68固位(***)在活塞22中。滑动螺母52可在相对于进给螺旋轴18的螺旋啮合作用之下与活塞22一体地沿轴向位移。

如图12所示，最好润滑油留存构件69a、69b分别被安装到连接构件60和环形构件68的内圆周表面上的环形凹槽。润滑油留存构件69a、69b中的每一个例如是由浸渍有润滑油的油毡构成。由于润滑油留存构件69a、69b与进给螺旋轴18的螺旋部分接触，并且进给螺旋轴18和滑动螺母52的滑动部分被允许具有润滑性。

该对活塞减震器56a、56b作为能量减震器是适当的，所述能量减震器按与第一和第二末端减震器36a、36b相同的方式由诸如聚氨酯橡胶这样的弹性构件形成。

各自具有基本上为圆弧形的截面的引导部分70(参见图4)被形成在活塞22的两个表面上，这两个表面与轴垂直。活塞22被***在一对引导杆20a、20b之间。由树脂制成的一对板72a、72b被粘附到引导部分70，该对板72a、72b与引导杆20a、20b的外圆周表面线-线接触并且沿引导杆20a、20b的轴向延伸。通过允许由树脂材料制成的板72a、72b***在各自由金属材料制成的活塞22和引导杆20a、20b之间，减小了滑动阻力。

最好板72a、72b和滑动螺母52中的每一个都由树脂材料形成，该树脂材料例如由聚酰亚胺(PI)、聚丁烯对苯二酸盐(PBT)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中的任何一种构成。具体而言，当板72a、72b和滑动螺母52由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)形成时，可以获得令人满意的滑动特性。

当负载被沿径向施加到活塞22以及当负载被沿旋转方向施加到活塞22时，负载被该对引导杆20a、20b适当地吸收。当负载被沿旋转方向施加时，该对引导杆20a、20b起停止旋转的作用。

在结合到本发明的实施例的电力致动器11中，还可以在进给螺旋轴18和旋转驱动源14的驱动轴14a之间提供如图14所示的柔性耦合机构74，以取代耦合构件28(参见图3)。

柔性耦合机构74例如包括一对套节76a、76b，该对套节由诸如铝合金这样的金属材料形成为具有相同的形状，并且相互具有在圆周方向偏转90度的装配相角；以及弹性构件78，其由橡胶材料形成，具有十字形垂直截面，并且被***在该对套节76a、76b之间(参见图15)。

具有六角形垂直截面的孔洞80被形成为沿轴向穿过套节76a，具有六角形垂直截面的进给螺旋轴18的末端18a被***到该孔洞80中。具有六角形垂直截面的孔洞82被形成为沿轴向穿过套节76b，具有六角形垂直截面的旋转驱动源14的驱动轴14a的末端被***到该孔洞82中。孔洞80、82中的每一个的垂直截面形状不限于六角形。垂直截面可以是尖角形。或者也可形成止转楔槽。

分别为套节76a、76b形成一对凸出部分84a、84b，该对凸出部分基本上与进给螺旋轴18的轴线或旋转驱动源14的驱动轴14a的轴线平等地伸出。该对凸出部分84a、84b被设计成它们在圆周方向上彼此相隔180度角。实心部分86形成在弹性构件78的中心部分(参见图17)。另外，沿径向向外扩展四个凸出部分88被形成于弹性构件78上，彼此在圆周方向上相隔90度。

柔性耦合机构74既具有偏心偏差允许功能，其允许进给螺旋轴18的轴线T1和旋转驱动源14的驱动轴的轴线T2之间基本上沿平行方向略微相隔AT(参见图18)，以及角偏差允许功能，其允许进给螺旋轴18的轴线T1和旋转驱动源14的驱动轴14a的轴线T2之间的交点指定预定的交角θ(参见图19)。

即当进给螺旋轴18(套节76a)的轴线T1和旋转驱动源14的驱动轴14a(套节76b)的轴线T2在平行方向彼此略微偏差时，或者当进给螺旋轴18(套节76a)的轴线T1和旋转驱动源14的驱动轴14a(套节76b)的轴线72被位移以致相交时，则***在该对套节76a、76b的凸出部分84a、84b之间的弹性构件78的凸出部分88被弹性形变。因此，在进给螺旋轴18和旋转驱动源14的两个轴线之间允许偏心偏差和角偏差。

传统上，在用于连接进给螺旋轴和旋转驱动源的驱动轴的耦合构件的情况下，通过利用一组螺钉来连接圆形轴或被切割为具有D形截面的轴。在此情况下，连接强度不够。但是，在本发明的实施例中，可以通过利用图15所示的柔性耦合机构74来增大连接强度。另外，不必使用一组螺钉或类似物。从而可以减小零件数目，以简化装配操作并降低生产成本。

如图20所示，驱动器118具有机壳121，该机壳121具有多个叶片119，这些叶片119形成于较宽侧面上，并从中伸出。经由线缆电连接到控制器120的多个控制端子123被提供在机壳121的上部。提供在机壳121的下部的是未示出的经由线缆连接到电源124的电源端子，以及未示出的连接到旋转驱动源14的用于旋转驱动源的输出端子。

在驱动器118的较窄侧面上提供的是转矩设置定时器125，利用该转矩设置调节器125，可通过在预定方向上调节旋转角来从外部任意设置旋转驱动源14的旋转转矩(推力)，其中调节方式例如是通过利用十字螺丝刀、可根据未示出的LED的光发射而识别的多个显示灯127a至127d以及多个手动开关，这些手动开关使得可以根据手动操作例如执行测试操作。

手动开关包括PHASE方向切换开关129，其根据ON/OFF操作来指示A-PHASE方向(活塞杆24的拉长方向)以及B-PHASE方向(活塞杆24的缩短方向)这两个方向；ON/OFF开关131，其激励/去激励驱动器118；SET开关133，在该SET开关中，当开关被关闭时确立初始设置，并且当开关被打开时通过利用转矩设置调节器125来从外部选择推力。

利用PHASE方向切换开关，在某些情况下，相对于未示出的齿轮在A-PHASE方向和B-PHASE方向之间反转活塞杆24的前后运动。

从控制器120引入到驱动器118中的控制信号由二元信号ON/OFF构成。

可控制旋转驱动源14的旋转速度，以便例如通过利用未示出的电阻或变压器来任意改变从电源124施加到驱动器118的施加电压，或者将旋转驱动源14结合到未示出的桥接电路中，以提供用于实现桥接电路的不平衡电压的反馈的电子调节器(未示出)。

图21的示意性框图示出了驱动器118的配置。

驱动器118包括方向切换装置134，其通过根据从控制器120得出的方向指示信号切换电压极性，来将旋转驱动源14的旋转方向切换为前向和后向中的任何一个；以及电流放大器/限制器136，其将从方向切换装置134输出的电压转换成相应的电流，并参考预设的参考电流I_MAX(阈值)来限制该电流。

驱动器118还包括电流传感器(电流检测装置)138，它被提供在电流放大器/限制器136的下游方，并检测要提供给旋转驱动源14的电流；以及电流环路140，其将来自电流传感器138的检测信号反馈到电流放大器/限制器136的上游方。

电流放大器/限制器136具有比较装置，其将存储在存储装置中的预设的参考电流I_MAX与经由检测线145从电流传感器138检测到的电流值的检测信号相比较；以及电流限制装置(限流装置)，其限制要提供到旋转驱动源14的电流，以便当高负载被施加到旋转驱动源14并且预期要提供到旋转驱动源14的电流会超过参考电流I_MAX时，电流不超过参考电流I_MAX。

驱动器118具有未示出的电路板。例如，电流传感器138优选地由安排在电路板上的小电阻构成。

根据本发明的实施例的致动器控制***10基本上按上述方式构成。接下来将说明其操作、功能和效果。

首先，方向指示信号(二元信号)被从控制器120引入到驱动器118。驱动器118基于方向指示信号切换电压极性。从而旋转驱动源14的旋转方向被切换为前向和后向中的任何一个。对应于从方向切换装置134提供到旋转驱动源14的电流的电压被输入到电流放大器/限制器136。

电流放大器/限制器136将从方向切换装置134输出的电压转换为相应的电流，该电流被提供到旋转驱动源14。从而，旋转驱动源14被驱动并在预定方向旋转，并且旋转驱动源14的旋转驱动力被耦合构件28传递到进给螺旋轴18。

在预定方向上旋转的进给螺旋轴18被拧进充当进给螺母的滑动螺母52的螺旋孔50中。从而，滑动螺母52和活塞22与由该对引导杆20a、20b所引导的活塞杆24一体地沿轴向位移。因此，活塞杆24与活塞22一体地朝着外部位移，并且到达冲程端点。从而，活塞杆24按压位于预定位置处的未示出的工件(工件支承操作)。

如图8所示，当活塞22不到达一个冲程端点或另一冲程端点，并且按压工件W的操作是在其间的中间位置处执行的时，则冲击经由插座26被传递到活塞22，其中插座26与工件W、活塞杆24和连接构件60邻接。

在此情况下，如图9所示，与连接构件60接触的活塞减震器56a的末端部分被弹性形变，从而在本发明的实施例中冲击被接收。另外，在活塞22中提供的滑动螺母52相对于活塞22沿着进给螺旋轴18的轴向略微滑动(参见图9中所示的两点链状线)。从而冲击被适当地吸收。

换言之，提供了彼此相连的活塞22和连接构件60，它们能响应于施加到活塞杆24的冲击而在进给螺旋轴18的轴向位移。活塞22和连接构件60的轻微位移被活塞减震器56a所吸收，该活塞减震器56a具有弹性并且被安装到滑动螺母52的末端。从而冲击被适当地吸收。

在此情形下，滑动螺母52不相对于进给螺旋轴18位移，这是因为滑动螺母52被拧到了进给螺旋轴18上。另外，防止了冲击被传递到滑动螺母52和进给螺旋轴18的螺旋啮合部分。从而，可以适当地保护滑动螺母52和进给螺旋轴18的螺旋啮合部分。

因此，在本发明的实施例中，即使工件W被活塞杆24按压在两个冲程中点之间的中间位置处，施加到活塞杆24的冲击也被活塞22和滑动螺母52以及弹性活塞减震器56a之间的相对滑动位移顺利吸收。因此，可以避免电力致动器11的耐用性的恶化。

另外，当在活塞杆24的前向运动端点处的冲程端点处产生冲击时，冲击被更适当地吸收，这是因为活塞减震器56a的缓冲作用以及由连接构件60的环形凸缘部分66与第二末端减震器36b的邻接所产生的缓冲作用的协同效果(参见图10)。

类似地，当在活塞杆24的后向运动端点处的冲程端点处产生冲击时，冲击被更适当地吸收，这是因为活塞减震器56a的缓冲作用以及由环形构件68的端面和活塞22与第一末端减震器36a的邻接所产生的缓冲作用的协同效果(参见图3)。

如上所述，在本发明的实施例中，提供了缓冲机构，该机构包括为活塞22提供的一对活塞减震器56a、56b、为外壳12提供的第一和第二末端减震器36a、36b以及杆外罩16。从而，在包括冲程端点和两冲程端点之间的中间位置在内的任意位置处，都可以适当地缓冲施加在活塞22上的冲击。

在本发明的实施例中，即使在没有压缩空气或不能使用压缩空气的情况下，电力致动器也可用作能够以与气筒相同的方式使用的由电动机驱动的致动器。

在此情形下，“以与气筒相同的方式”这个短语的意思例如是指电力致动器是根据ON/OFF控制来驱动得，不需要控制器，可以按压活塞22，电力致动器甚至能够在没有任何传感器的情况下被驱动，以及可以控制速度和推力。

另外，在本发明的实施例中，预定的刚性由该对平行引导杆20a、20b确保，而无需刚体。从而，减小了零件数目，降低了生产成本，并且可以实现较轻的重量。

此外，震动能量吸收器或冲击能量吸收器(减震器)一般被安排在驱动装置中的碰撞位置处。但是，在本发明的实施例中，当减震器的属性、尺寸和位移量被设置为碰撞时的冲击值不超过5G时，并且最好不超过2G时，则可以提高减震器的耐用性，从而也提高了电力致动器的耐用性。可通过抑制冲击值减小各零件的强度，从而可减小装置的尺寸和重量。

对于生产外壳12和杆外罩16的方法，优选使用例如基于铝模铸造、压片金属深冲压以及通过用桩支撑多个不锈钢板而整体形成的带桩不锈钢板的整体成型。

对于进给螺旋轴18，优选使用例如由树脂制成的滑动螺旋轴、由金属制成的滑动螺旋轴、球状螺旋轴或悬挂于滑车间的计时带。

当在活塞22和活塞杆24到达冲程端点之后，工件W被活塞杆24按压在预定位置处并且高负载被施加到旋转驱动源14时，旋转驱动源14的驱动轴的施加被停止，以给出受限状态。在此情况下，从旋转驱动源14的驱动轴输出的转矩与施加到旋转驱动源14的电流成正比。因此，在受限状态中，超过先前规定的电流值的电流(过电流)被施加到旋转驱动源14。当产生过电流时，旋转驱动源14可能会不合需要地烧毁。

从而，在本发明的实施例中，来自电流传感器138的用于检测提供给旋转驱动源14的电流的检测信号经由电流环路140被反馈到电流放大器/限制器136的上游方。电流放大器/限制器136通过比较装置将存储在存储装置中的预设的参考电流I_MAX与从电流传感器138提供的检测信号相比较。另外，要提供给旋转驱动源14的电流被电流限制装置所限制，以便电流不超过参考电流I_MAX(参见图22)。

在控制旋转驱动源14时使用的电流值被限于例如在旋转驱动源14的驱动轴被停止的受限状态中不大于0.6A，而在无负载驱动期间不大于0.2A。从而，旋转驱动源14能够具有较长的使用寿命。

如上所述，在本发明的实施例的驱动器118的情况下，提供到旋转驱动源14的电流值被电流传感器138所监控，并且电流放大器/限制器136被用于将提供到旋转驱动源14的电流限制为不大于参考电流I_MAX。

从而，即使在高负载被施加到旋转驱动源14并且处于ON状态中的旋转驱动源14的驱动轴被停止以给出受限状态的情况下，提供到旋转驱动源14的电流被限制为不大于预设的参考电流I_MAX。因此，可以防止旋转驱动源14被过电流烧毁。通过限制提供到旋转驱动源14的电流必然可以限制转矩。

在本发明的实施例中，不必提供编码器、诸如解算器这样的解码器以及控制电路来控制活塞22和活塞杆24的运转速度和位置。通过利用简单电路可防止旋转驱动源14烧毁。从而可以降低生产成本。

在此配置中，最好驱动器118被应用到驱动装置(电力致动器)，其中只有活塞杆24的按压作用和旋转驱动源14的旋转方向受到控制。

对于本发明的实施例的驱动器118，已基于电力致动器11的活塞杆24对工件W的按压作用进行了说明。但是并不限于此。本发明当然可以用于通过电力致动器11的活塞杆24来传送、填塞、推动和支撑工件，此外可用于通过未示出的电动卡盘来夹持工件，以及通过未示出的电动卡钳来钳住工件。

即当例如通过传送、夹持或钳住工件的作用而使得高负载被施加到旋转驱动源14，并且旋转驱动源14的驱动轴的旋转被停止以给出受限状态时，要提供到旋转驱动源14的电流被限制，以便电流不大于参考电流I_MAX。

接下来，将对与本发明的实施例的驱动器118相比较的比较例1和比较例2进行说明。将用相同的标号表示与图21所示的驱动器118的组件相同的组件，并省略对其的详细说明。

图23示出涉及比较例1的继电器电路150。在此配置中，当多个继电器电路150被组合时，可以切换旋转驱动源14的旋转方向。但是当旋转驱动源14的驱动轴被停止以给出受限状态时，超过旋转驱动源14所允许的电流的电流可能被不合需要地提供，旋转驱动源14可被烧毁。

图24示出涉及比较例2的伺服电路160。伺服电路160包括诸如解算器和编码器162这样的检测器，其包括通过速度环路164和速度放大器/限制器166执行速度的反馈控制的控制电路；以及控制电路，其通过位置环路168和位置放大器/限制器170执行位置的反馈控制。因此，涉及比较例2的伺服电路160要求高度精确的控制电路，例如用于控制位置和速度。因此，伺服电路160较昂贵，并且生产成本较昂贵。

相反，本发明的实施例的驱动器118充当涉及比较例1的继电器电路150和涉及比较例2的伺服电路160之间的某种东西。另外还可以降低生产成本。

另外，在本发明的实施例的驱动器118中，可按与用螺线管操作的阀门相同的方式根据ON/OFF控制来操作电力致动器11，从而电力致动器11可用作例如控制适宜于按压和传送的方向的装置。

另外，在本发明的实施例的驱动器118中，不必为旋转驱动源14在外部附加提供任何诸如编码器这样的检测器。因此可以减小装置的尺寸和重量。

如图25所示，第一附接固定装置92被多个螺钉构件94安装到杆外罩16的侧面，该第一附接固定装置92具有小直径的附接孔洞90，并且被弯曲以具有L形垂直截面。另外，一对第二附接固定装置98(其一未示出)被安装在外壳12的平坦的底面部分，该第二附接固定装置98中的每一个具有小直径的附接孔洞96、垂直于外壳12的轴线，并且按相反方向延伸。当使用第一附接固定装置92和螺钉构件94时，则提高了电力致动器11的附接性能，并且可以增强就安装环境而言的通用性。

如图26所示，外罩构件100可被安装到图25所示的电力致动器11，该外罩构件100被安装在外壳12和具有开口式上表面的杆外罩16之间。当安装外罩构件100，与不安装外罩构件100时相比，可以抑制灰尘之类进入电力致动器11中。

如图27所示，当其中包括上表面在内的所有表面都闭合的另一个外罩构件102被安装在外壳12和杆外罩16之间时，可以适当地防止灰尘之类进入电力致动器。

在此配置中，如图28所示，用于安装传感器的具有圆弧形截面的长槽104可形成于外罩构件102上，并且用于检测活塞22的位置的传感器106可被安装到沿长槽104的任意位置处。传感器106例如至少可包括磁性传感器、邻近传感器和光微传感器。

接下来，根据另一配置的电力致动器180在图29至31中示出。用相同标号表示与图2所示的电力致动器11的组件相同的组件，并省略对其的说明。活塞减震器56a、56b和第一和第二末端减震器36a、36b的功能与上述实施例中的相同，因此省略对其的说明。

根据另一配置的电力致动器180与上述实施例的不同之处在于未提供该对引导杆20a、20b，提供了很长的柱状管186以连接柱状外壳182和步进式柱状杆外罩184，并且活塞190被容纳在管186的中空部分188中。

分别固定到活塞190的外圆周表面的是一对引导板192a、192b，其中每一个由树脂材料制成并且沿轴向延伸；以及一对磁体194a、194b，其中每一个为半圆形，并具有圆板形截面。

在此配置中，只有该对引导板192a、192b沿形成在管186的内壁上的平坦的引导表面196a、196b滑动。因此，对活塞190实现了引导作用，并在管186的圆周方向实现了防旋转作用。在活塞190的外壁和管186的内壁之间除了引导板192a、192b之外的部分处提供了预定的间距198(参见图31)。

按照与上述实施例相同的方式，具有相同形状的滑动螺母52被可滑动地安装在活塞190中。滑动螺母52被连接到活塞190的一端的连接构件以及安装到活塞190的另一端的C形夹202所固位(参见图30)。

例如由磁性传感器、邻近传感器和光微传感器中的任何一种构成的传感器106通过紧固固定装置108和带构件110附接到管186的外圆周表面上的预定部分。磁体194a、194b的磁场被安装到管186的传感器106所检测。从而活塞22的位置被检测(参见图32)。

如图33所示，被弯曲为具有基本上L形的垂直截面的第一附接固定装置112被安装到杆外罩184的螺旋部分，并且第一附接固定装置112通过紧固锁定螺母114而被固位。另外，被安装到外壳182和旋转驱动源14之间的环形步进部分的第二附接固定装置116被锁定螺母117固位。分别为第一附接固定装置112和116形成了圆形附接孔洞141。

如图34所示，矩形板状的附接固定装置142被锁定螺母114安装到杆状外罩184。或者如图35所示，适当地构造所谓的耳轴型圆柱，以便具有一对柱状枢轴143a、143b的环形构件144被安装到步进式柱状杆外罩184的侧面，并且枢轴143a、143b被未示出的衬套所支撑，从而可摇摆地支撑电力致动器180。

在上述实施例中，虽然只公开了其中活塞杆24以图2和21所示的方式延伸和接触的杆型电力致动器，但是并不限于此。本发明当然也可以应用到滑动台型电力致动器，这种滑动台型电力致动器将通过把未示出的滑动台连接到活塞22来使用。

当采用滑动台型电力致动器时，通过从活塞22上拆卸下活塞杆24并且使用另一未示出的其中允许活塞杆24穿过的孔洞被闭合的杆外罩，可以很容易地将杆型变成滑动台型。

优选地，在根据本发明的实施例的致动器控制***10中结合一种自动减速比切换装置，其中当超过预设的预定转矩被施加到旋转驱动源14时，减速比被自动切换。在这种情况下，可以根据负载控制旋转驱动源的旋转速度。

图36的分解透视图示出第一自动减速比切换装置210。如图36所示，第一自动减速比切换装置210包括通过被分成两部分而构造成的外壳212a、212b以及行星齿轮机构214。

外壳212a是矩形。在外壳212a的内侧形成了锁定部分232a至232d，这些锁定部分是在内部齿轮220沿着朝向稍后所述的输入轴226的方向进行平行位移时与稍后所述的内部齿轮锁定接收部分230a至230d啮合的圆弧形凸出部分。另外，外壳212a具有轴承部分234a，用于旋转地支撑输入轴226。

与外壳212a类似，外壳212b也是矩形的。在外壳212b的内侧形成了锁定部分233a至233d，这些锁定部分是在内部齿轮220沿着朝向稍后描述的输出轴228的方向进行平行位移时与稍后所述的内部齿轮锁定接收部分231a至231d啮合的圆弧形凸出部分。另外，外壳212b具有轴承部分234b，用于旋转地支撑输出轴228。

行星齿轮机构214包括与输入轴226整体形成的单个太阳齿轮216；多个行星齿轮218a、218b、218c，这些行星齿轮与单个太阳齿轮216啮合，同时在太阳齿轮216的圆周方向上彼此相隔约120度角，并且进行公转(revolution)和旋转(rotation)；内部齿轮220；以及载体222。多个行星齿轮的数目不限于三个，而可以是两个或更多个。

载体222具有柱状失直径内部部分223，以及从内部部分223向着外壳212b伸出的输出轴228。太阳齿轮216被***到内部部分223中，并面向其内部。为内部部分223形成了多个窗口221，这些窗口彼此分别相隔相等的120度角。行星齿轮218a、218b、218c面向各个窗口221。

行星齿轮218a、218b、218c通过插销224而被载体222所支撑。如图38和39所示，插销224具有切除部分229a、229b，这些切除部分是通过切除其部分外圆周而形成的。间距225a、225b由切除部分229a、229b提供在行星齿轮218a、218b、218c和插销224之间。间隔225a、225b例如被填充了油或油脂。油或油脂最好具有高粘度。

大直径内部齿轮220与行星齿轮218a、218b、218c的外圆周侧啮合，行星齿轮218a、218b、218c与雕刻在内部齿轮220的内圆周上的内部轮齿啮合。与太阳齿轮216整体形成的输入轴226经由耦合构件(未示出)连接到未示出的旋转驱动源的旋转驱动轴。在此配置中，如图36所示，输入轴226和输出轴228被同轴提供。

太阳齿轮216、行星齿轮218a、218b、218c和内部齿轮220分别由螺旋状齿轮构成，这些螺旋状齿轮是由斜齿形成的。在此配置中，例如，具有高粘度的油或油脂被充满或施加到行星齿轮218a、218b、218c与载体222的内部部分223之间的缝隙处以及行星齿轮218a、218b、218c与内部齿轮220之间的缝隙处，以获得粘性阻力。

为了有效地获得粘性阻力，内部部分223与行星齿轮218a、218b、218c之间的间隔227最好不大于0.1mm(参见图40)。

太阳齿轮216、行星齿轮218a、218b、218c以及内部齿轮220的螺旋状齿轮中的每一个的转矩角(螺旋形沿螺纹的倾斜角度)未特别限定。但是，该转矩角最好约为30°至40°。用作沾性阻力构件的油或油脂或类似物的粘度未特别限定。但是该粘度最好约为10000至100000(cSt)(0.01m²/s至0.1m²/s)。另外，粘性阻力构件的粘性阻力也可通过剪切速度以及通过上述间距227的宽度以及油脂或类似物的粘度来改变。

伸出并弯曲的多个内部齿轮锁定接收部分230a至230d、213a至231d被形成于柱状内部齿轮220的末端处。如图50所示，内部齿轮锁定接收部分230a至230d、231a至231d具有突出的形状，以便沿圆周方向绘出对应于锁定部分232a至232d、232a至233d的曲线。内部齿轮锁定接收部分230a至230d、23a至231d以及锁定部分232a至232d、233a至233d充当内部齿轮锁定机构。

当按上述方式构造而成的输入轴226、内部齿轮220和载体222被装置时，则输入轴226首先被***到外壳212a的承轴部分234a中，输出轴228被***到外壳212b的轴承部分234b中，内部齿轮220被安装在载体222的外侧。外壳212a和外壳212b彼此接合，以便输入轴226的太阳齿轮216与行星齿轮218a、218b、218c啮合，然后被拧紧。从而，行星齿轮机构214被容纳在外壳212a、212b中(参见图37)。

接下来，将对第一自动减速比切换装置210的操作进行说明。

首先，未示出的旋转驱动源被激励，并且旋转驱动源的旋转驱动力经由输入轴226被传递到太阳齿轮216。假设从输入轴226指向输出轴228的方向(图37中所示的箭头Z的方向)来看，旋转驱动力按顺时针方向旋转输入轴226和太阳齿轮216。

当低负载下的旋转力被传递到输入轴226时，行星齿轮218a、218b、218c进行公转(由网状箭头的方向指示，以下描述中也类似地示出)而不是旋转，内部齿轮220也沿箭头方向(由粗箭头的方向指示，以下描述中也类似地示出)做公转，并且载体222也按顺时针方向以整体方式进行公转(参见图42)。这是因为粘性阻力构件被用于太阳齿轮216、行星齿轮218a、218b、218c、内部部分223和内部齿轮220之间，从而静摩擦力被粘性阻力构件的粘性阻力所施加。

即，参见图42，当太阳齿轮216沿箭头方向(由阴影线箭头的方向指示，以下描述中也类似地示出)旋转时，由于低旋转，所以静摩擦力被内部部分223和内部齿轮220之间的粘性阻力构件所施加。因此，内部部分223、内部齿轮220、行星齿轮218a、218b、218c和太阳齿轮216以整体方式旋转。

然后，当超过预设的转矩的负载经由输出轴228被施加到载体222时，则太阳齿轮216被旋转，从而行星齿轮218a、218b、218c不进行公转而是按与太阳齿轮216的方向相反的逆时针方向(空白箭头的方向)旋转，而与行星齿轮218啮合的内部齿轮220按逆时针方向旋转(参见图43)。即当旋转速度被施加到输出轴228的负载所降低时，与输出轴228整体形成的载体222的旋转速度也被降低。

但是，内部齿轮220倾向于像它过去那样进行旋转。换言之，内部齿轮220的旋转速度高于载体222的旋转速度。因此，内部齿轮220和载体222之间的粘性阻力增大了。由于如上所述粘性阻力增大，因此沿轮齿的条纹方向产生推力，并且内部齿轮220沿图44所示的箭头Z1的方向移动，这是因为与其啮合的行星齿轮218a、218b、218c和内部齿轮220是螺旋形齿轮。

从而，内部齿轮锁定接收部分231b与锁定部分233b啮合，内部齿轮锁定接收部分231c与锁定部分233c啮合。内部齿轮220处于锁定状态，从而无法再移动。当内部齿轮220处于锁定状态时，则太阳齿轮216沿图42所示的阴影线箭头方向旋转，从而行星齿轮218a、218b、218c与载体222一起公转(参见图45)，同时按逆时针方向旋转，以将减小的旋转速度和增大的转矩传递到输出轴228。在此情况下，转矩与对应于行星齿轮218a、218b、218c和内部齿轮220之间的齿轮比的力相对应。

然后，旋转驱动方向被反转，以解除内部齿轮220的锁定状态。即太阳齿轮216被输入轴226按逆时针方向旋转。从而，如图46所示，行星齿轮218a、218b、218c与载体222一起按逆时针方向公转，同时根据太阳齿轮216的旋转而按顺时针方向旋转。

在太阳齿轮216开始按逆时针方向旋转之后，内部齿轮220立即处于锁定状态，即停止状态。因此，在载体222和内部齿轮220之间出现在相对旋转数目的差异，从而内部齿轮220和内部部分223之间的粘性阻力增大。由于内部齿轮220和内部部分223之间的粘性阻力增大并且行星齿轮218a、218b、218c和内部齿轮220分别是螺旋形齿轮，因此沿齿轮的柱状表面上螺旋式形成的轮齿的条纹方向产生了推力。

推力导致内部齿轮220沿着与Z1方向相反的方向做平行位移。内部齿轮220沿着与Z1方向相反的方向做平行位移，同时按顺时针方向旋转，内部齿轮220的内部齿轮锁定接收部分230与外壳212b的锁定部分232分离开，内部齿轮220被解除锁定状态。

如上所述，当内部齿轮220被解除锁定状态时，行星齿轮218a、218b、218c、内部齿轮220和载体222再次根据太阳齿轮216逆时针方向的旋转(参见图47)以整体方式绕着太阳齿轮216按逆时针方向做公转，以恢复到图41所示的初始位置。

即当内部齿轮220被解除锁定状态之后太阳齿轮216按逆时针方向高速旋转时，行星齿轮218a、218b、218c在不导致其旋转的情况下按逆时针方向公转，而内部齿轮220也按逆时针方向旋转。

上述情况例示出了输入轴226和太阳齿轮216按顺时针方向旋转的状态。但是，当输入轴226和太阳齿轮216按逆时针方向旋转时，也获得相同或等同的操作和效果。

即，当输入轴226和太阳齿轮216按逆时针方向旋转，并且在此状态下超过预设的转矩的负载经由输出轴228被施加到载体222时，则内部齿轮锁定接收部分230b与锁定部分232b啮合，内部齿轮锁定接收部分230c与锁定部分232c啮合，内部齿轮220处于锁定状态，如图48所示。另外，当旋转驱动力被反转以便通过输入轴226按顺时针方向旋转太阳齿轮216时，内部齿轮220被解除锁定状态，以恢复到图41所示的初始状态。

另一方面，当内部齿轮220处于如图44所示的锁定状态时，可通过减小施加到输出轴228的负载来解除内部齿轮220的锁定状态。

即，在输出轴228上的负载减小的状态中，行星齿轮218a、218b、218c与载体222一起根据太阳齿轮216顺时针方向的旋转而按顺时针方向公转，同时按逆时针方向旋转，并且与行星齿轮218a、218b、218c啮合的内部齿轮220按顺时针方向旋转(参见图49)。

在此状态中，由于置于内部齿轮220和内部部分223之间的粘性阻力构件，内部齿轮220的旋转速度变得小于载体222的旋转速度，并且在载体222和内部齿轮220之间出现了相对旋转数目的差异。从而，内部齿轮220和内部部分223之间的粘性阻力增大。由于内部齿轮220和内部部分223之间的粘性阻力增大并且行星齿轮218和内部齿轮220是螺旋形齿轮，因此沿齿轮的柱状表面上螺旋式形成的轮齿的条纹的方向产生了推力。

另外，如图50所示，内部齿轮锁定接收部分231c和锁定部分233c中的每一个具有这样的形状：在圆周方向上绘出一条曲线。因此，当内部齿轮220按顺时针方向旋转时，与推力一起，还沿与Z1方向相反的方向施加了力，且内部齿轮220做平行位移。

即，内部齿轮220在按顺时针方向旋转的同时沿与Z1方向相反的方向做平行位移，内部齿轮锁定接收部分231a至231b与锁定部分233a至233d分离开来，内部齿轮220被解除锁定状态。

在第一自动减速比切换装置210中，螺旋形齿轮被用于太阳齿轮216、行星齿轮218a、218b、218c和内部齿轮220，并且粘性阻力构件被提供于内部齿轮220和为载体222提供的内部部分223之间。从而当超过预设的转矩的负载被施加到载体222时，内部齿轮220基于内部齿轮220和载体222之间的相对转速差异，沿着朝向输入轴226的方向或朝向输出轴228的方向做平行位移。从而，可以自动切换从输出轴228传递到致动器的位移构件的减速比。

当致动器的位移构件某次在外出路线中停止，然后位移构件再次沿外出路线的方向位移时，则也可容易地解除内部齿轮220锁定状态，并且自动改变减速比。另外，致动器的位移构件可以低转矩和高速度沿外出路线位移。

接下来将参考图51至53说明与第一自动减速比切换装置210相结合的按压装置270(致动器)。

按压装置270(致动器)是用于在必要时按压工件W的装置。按压装置270(致动器)基本上包括电动机272、自动减速单元274、固定减速比减速单元276、进给螺旋轴278、可移动构件280、管道282和引导装置284。可移动构件280和管道282充当致动器的位移构件。

在按压装置270中，进给螺旋轴278在作为旋转驱动源的电动机272的激励作用下被自动减速单元274和固定减速比减速单元276旋转。可移动构件280的具有螺旋凹槽的进给螺母(未示出)被引导装置284所引导，并且沿进给螺旋轴278的轴向移动。可移动构件280连接到前端处具有按压部分286的管道282，以与工件W邻接，以便按压工件W。管道282具有其中空内部。在此结构中，进给螺旋轴278被***到中空内部中。

当电动机272被驱动时，低负载下电动机272的旋转力旋转太阳齿轮216。从而，行星齿轮218a、218b、218c、内部齿轮220和载体222以整体方式绕着太阳齿轮216按顺时针方向公转(参见图42)。从而对应于输入轴226的旋转数目的旋转被传递到输出轴228，以导致高速旋转。旋转经由固定减速比减速单元276从输出轴228被传递以旋转进给螺旋轴278。可移动构件280的具有螺旋凹槽的进给螺母被引导装置284所引导，并沿进给螺旋轴278的轴向移动。从而，286从图51所示的初始位置朝向工件W高速位移(参见图52)。

如图53所示，位移按压部分286与工件W邻接，超过预设的转矩的负载经由输出轴228从按压装置270被施加到载体222。在此情况下，太阳齿轮216被旋转，从而行星齿轮218a、218b、218c按与太阳齿轮216的方向相反的逆时针方向旋转，同时行星齿轮218a、218b、218c不进行公转。与行星齿轮218a、218b、218c相啮合的内部齿轮220按逆时针方向旋转(参见图43)。从而，推力作用在内部齿轮220上，内部齿轮220沿Z1方向做平行位移。

作为内部齿轮220沿Z1方向做平行位移的结果，如图44所示，内部齿轮锁定接收部分231b与锁定部分233b啮合，内部齿轮锁定接收部分231c与锁定部分233c啮合，内部齿轮220处于锁定状态。当内部齿轮220处于锁定状态时，则行星齿轮218与载体222一起根据太阳齿轮216的旋转按顺时针方向公转，同时在逆时针方向旋转(参见图45)，并且增大的转矩经由输出轴228被传递到按压装置270的按压部分286。从而，工件W被按压部分286所按压(参见图53)。从而对工件W执行了按压处理，和/或执行了用于移动工件W的位置的操作。

在内部齿轮220的锁定状态中获得的减速比由1/(1+Z(C)/Z(A))表示，其中Z(A)表示太阳齿轮216的轮齿的数目，Z(C)表示内部齿轮220的轮齿的数目。从输出轴228得出的输出转矩与从输入轴226引入的输入转矩的(1+Z(C)/Z(A))倍一样大。例如，当太阳齿轮216的轮齿数目为12，内部齿轮220的轮齿数目为66时，则获得了6.5倍的高转矩。

当在如上所述工件被按压部分286按压之后，施加到电动机272的电流极性被反转时，太阳齿轮216被输入轴226按逆时针方向旋转。行星齿轮218a、218b、218c与载体222一起根据太阳齿轮216的旋转按逆时针方向公转，同时按顺时针方向旋转(参见图46)。

从而，推力作用在内部齿轮220上。内部齿轮220在按顺时针方向旋转的同时沿与Z1方向相反的方向做平行位移。内部齿轮220的内部齿轮锁定接收部分230与外壳212b的锁定部分232分离开来，并且内部齿轮220被解除锁定状态。

当内部齿轮220被解除锁定状态时，行星齿轮218a、218b、218c、内部齿轮220、载体222又再根据太阳齿轮216在逆时针方向上的旋转以整体方式绕太阳齿轮216按逆时针方向公转(参见图47)。

从而，对应于输入轴226的旋转速度被直接传递到输出轴228，以导致高速旋转。按压部分286在被引导装置284引导的同时，沿与工件W分离的方向高速移动。从而可以恢复到图51所示的初始位置。

根据第一自动减速比切换装置210，当超过预设的转矩的负载经由输出轴228从致动器被施加到载体222时，已按与太阳齿轮216相同的旋转方向旋转的内部齿轮220按与太阳齿轮216不同的方向旋转。从而，内部齿轮锁定接收部分230a至230d、231a至231d与锁定部分232a至232d、233a至233d啮合，内部齿轮220的旋转停止，内部齿轮220被锁定。当内部齿轮220处于锁定状态时，则经由输出轴228传递的减速比被自动切换，并且致动器的位移构件以高转矩和低速度位移。

另一方面，为了使位移构件将位移方向从外出路线变为返回路线，旋转驱动源的电流极性被反转。这样，如上所述太阳齿轮216被反转，并且内部齿轮220被解除锁定状态。因此，从输出轴228传递到用于构成致动器的位移构件的减速比被自动切换。位移构件可以低转矩和高速度沿返回路线位移。

充当内部阻力的粘性耦合部分236也可被提供在输出轴228和载体222之间，以便即使在输出轴228的旋转数目小于输入轴226的旋转数目的情况下也能有效地将旋转速度和转矩传递到输出轴228，并且输入轴226的旋转数目和输出轴228的旋转数目的差异在第一自动减速比切换装置210中变大。

具有粘性耦合部分236的第二自动减速比切换装置210A在图54中示出。在第二自动减速比切换装置210A中，粘性耦合部分236被提供在载体222一侧。

粘性耦合部分236包括多个圆盘238，这些圆盘具有中心孔洞，并且在彼此相隔预定间距的同时堆叠在输出轴228上。与载体222整体提供的圆盘239***在彼此相分离的多个圆盘238之间。例如，多个圆盘238、239之间的间隔被充满了具有高粘度的油或油脂。

接下来，第三自动减速比切换装置210B在图55中示出。在第三自动减速比切换装置210B中，与第二自动减速比切换装置210A相比，内部齿轮锁定解除机构240被提供在内部齿轮220A的外圆周端面上。

正如图56中还示出的，内部齿轮锁定解除机构240包括弹簧附接部分242、弹簧244a、244b以及内部齿轮锁定接收部分230a至230d、231a至231d。

在沿轴向***在基本上中心的位置处以环形方式提供的弹簧附接部分242的同时，在内部齿轮220A的外圆周表面上形成了凹槽。弹簧244a、244b螺旋式地缠绕在凹槽周围。另外，分别伸出的多个内部齿轮锁定接收部分230a至230d、231a至231d被形成在内部齿轮220的柱状末端处。在第三自动减速比切换装置210B中，使用了弹簧244a、244b。但是并不限于弹簧构件，只要提供了弹性构件就行。例如，还可以使用橡胶或类似物。磁体可用作内部齿轮锁定解除机构240，以便确保与弹性构件的弹性力等同的功能。

从而，第三自动减速比切换装置210B可被结合到图51至53所示的按压装置270中。从图2所示的状态开始，当按压部分286朝向工件W位移预定的距离以便与工件W邻接，并且超过预设的转矩的负载经由输出轴228从按压装置270被施加到载体222时，则行星齿轮218a、218b、218c根据太阳齿轮216的旋转按与太阳齿轮216的方向相反的逆时针方向旋转，而不进行公转，并且与行星齿轮218相啮合的内部齿轮220A按逆时针方向旋转(参见图43)。从而，推力作用在内部齿轮220A上，并且内部齿轮220A沿Z1方向做平行位移。

内部齿轮220A沿Z1方向做平行位移，内部齿轮锁定接收部分231与锁定部分233啮合，内部齿轮220A处于锁定状态。当内部齿轮220A处于锁定状态时，行星齿轮218与载体222一起，根据太阳齿轮216的旋转按顺时针方向公转，同时按逆时针方向旋转(参见图45)。增大的转矩经由输出轴228被传递到按压装置270的按压部分286。从而，工件W被按压部分286按压(参见图53)。

然后，在通过按压部分286按压工件W之后，提供到电动机272的电流极性被反转。从而，太阳齿轮216被输入轴226按逆时针方向旋转。行星齿轮218与载体222一起根据太阳齿轮216的旋转按逆时针方向公转，同时按顺时针方向旋转(参见图46)。

从而，推力作用在内部齿轮220A上。内部齿轮220A在按顺时针方向旋转的同时沿与Z1方向相反的方向做平行位移。内部齿轮220A的内部齿轮锁定接收部分231与外壳212b的锁定部分233分离开来，并且220A被解除锁定状态。

根据第三自动减速比切换装置210B，可通过为内部齿轮220A提供内部齿轮锁定解除机构240，来迅速解除内部齿轮锁定接收部分230、231以及锁定部分232、233的锁定状态。

接下来，图57示出第四自动减速比切换装置210C。如图57所示，第四自动减速比切换装置210C包括外壳212a、212b以及行星齿轮机构214B。行星齿轮机构214B被容纳在外壳212a、212b中。

形成了具有突出形状的锁定部分254，用于其中的外壳212a，该锁定部分254可在载体222B沿朝向输入轴226的方向做平行位移时与稍后所述的载体锁定接收部分252啮合。形成了具有突出形状的锁定部分255，用于其中的外壳212b，该锁定部分255可在载体222沿朝向输出轴228B的方向做平行位移时与稍后所述的载体锁定接收部分253啮合。锁定部分254、255具有突出形状，以在圆周方向上绘出曲线。提供了轴承部分234c，以可旋转地支撑内部齿轮220B。

行星齿轮机构214B包括与输入轴226整体形成的太阳齿轮216；多个行星齿轮218a、218b、218c，这些行星齿轮与单个太阳齿轮216啮合，同时在太阳齿轮216的圆周方向上彼此相隔约120度角，以进行公转和旋转；内部齿轮220；以及载体222。载体222B具有直径较大的柱状内部部分223B，以及沿与内部部分223B相同的方向伸出的输入轴226。直径较小的太阳齿轮216被***到内部部分223B中，并且行星齿轮218a、218b、218c面向为载体222B提供的窗口221。与输出轴228B整体提供的大直径内部齿轮220B被提供在行星齿轮218a、218b、218c的外圆周侧上。行星齿轮218a、218b、218c还与内部齿轮220B的内圆周上的内部轮齿相啮合。

形成了多个载体锁定接收部分252、253，其中每一个从柱状载体222B的末端伸出。载体锁定接收部分52、253具有突出形状，以在圆周方向中绘出对应于锁定部分254、255的曲线。载体锁定接收部分252、253以及锁定部分254、255充当载体锁定装置。

接下来将说明210C的操作。电动机272被驱动，并且低负载下电动机272的旋转力旋转太阳齿轮216。从而，行星齿轮218、内部齿轮220B和载体222B整体地绕着太阳齿轮216按顺时针方向公转(参见图42)。从而，对应于输入轴226的旋转数目的旋转数目被传递到输出轴228B，以便进行高速旋转。进给螺旋轴278通过输出轴228B经由固定减速比减速单元276而被旋转。可移动构件280的具有螺旋凹槽的进给螺母在被引导装置284引导的同时沿进给螺旋轴278的轴向移动。从而，按压部分286从图51所示的初始位置沿靠近工件W的方向高速位移(参见图52)。

如图53所示，当按压部分286与工件W邻接，并且超过预设的转矩的负载经由输出轴228B从按压装置270被施加到内部齿轮220B时，则行星齿轮218a、218b、218c按与太阳齿轮216的旋转方向相反的逆时针方向旋转，同时在太阳齿轮216旋转时行星齿轮218a、218b、218c不公转，并且与行星齿轮218a、218b、218c相啮合的内部齿轮220B按逆时针方向旋转(参见图43)。从而，推力作用在载体222B上，并且载体222B沿Z方向做平行位移。

载体222B沿Z方向做平行位移，载体锁定接收部分253与锁定部分255啮合，锁定状态被给出。当载体222B处于锁定状态中时，行星齿轮218a、218b、218c与载体222B一起根据太阳齿轮216的旋转进行公转，同时按逆时针方向旋转(参见图45)。增大的转矩经由输出轴228B被传递到按压装置270的按压部分286，从而工件W被按压部分286所按压(参见图53)。

然后，当在通过按压部分286按压工件W之后，提供到电动机272的电流极性被反转时，太阳齿轮216经由输入轴226按逆时针方向旋转。在太阳齿轮216旋转时，行星齿轮218a、218b、218c与载体222B一起按逆时针方向公转，同时按顺时针方向旋转(参见图46)。从而，推力作用在载体222B上。载体222B在按顺时针方向旋转的同时沿与Z方向相反的方向做平行位移。载体222B的载体锁定接收部分253与锁定部分255分离开来，并且载体222B被解除锁定状态。

当载体222B被解除锁定状态时，行星齿轮218a、218b、218c、内部齿轮220、载体222又再根据太阳齿轮216在逆时针方向上的旋转以整体方式绕太阳齿轮216按逆时针方向公转(参见图47)。从而，对应于输入轴226的旋转速度的旋转速度被直接传递到输出轴228B，以导致高速旋转。按压部分286在被引导装置284引导的同时，沿与工件W分离的方向高速移动，以便成功恢复到图51所示的初始位置。

根据第四自动减速比切换装置210C，当超过预设的转矩的负载经由输出轴228B从致动器被施加到内部齿轮220B时，已按与太阳齿轮216相同的旋转方向旋转的行星齿轮218a、218b、218c和载体222B按与太阳齿轮216不同的方向旋转。从而，载体锁定接收部分252、253与锁定部分254、255啮合，载体222B的旋转停止，以实现锁定。

当载体222B处于锁定状态时，经由内部齿轮220B传递的减速比被自动切换。构成致动器的位移构件在外出路线的末端位置附近以高转矩和低速度位移。另一方面，当位移构件从外出路线位移到返回路线时，旋转驱动源的电流极性被反转，并且太阳齿轮216被反转，以解除载体222B的锁定状态。因此，从输出轴228B传递到致动器的位移构件的减速比被自动切换。构成致动器的位移构件可沿返回路线以低转矩和高速度位移。

接下来，图58示出第五自动减速比切换装置210D。如图58所示，在第五自动减速比切换装置210D中，与第四自动减速比切换装置210C相比，在载体222C的圆周边缘部分提供了环形凹槽，并且在凹槽中提供了环形弹簧260a、260b。

从而，当第五自动减速比切换装置210D被结合到按压装置270中时，按压部分286在图52所示的状态中朝向工件W位移预定距离，以与工件W邻接。当超过预设的转矩的负载经由输出轴228C从按压装置270被施加到内部齿轮220C时，太阳齿轮216被旋转，从而行星齿轮218按与太阳齿轮216的方向相反的逆时针方向旋转，而不进行公转。与行星齿轮218a、218b、218c相啮合的内部齿轮220C按逆时针方向旋转(参见图43)。从而推力作用在载体222C上，并且载体222C沿Z方向做平行位移。

载体222C沿Z方向做平行位移，载体锁定接收部分253与锁定部分255啮合，载体222C处于锁定状态。当载体222C处于锁定状态中时，行星齿轮218a、218b、218c与载体222C一起根据太阳齿轮216的旋转进行公转，同时按逆时针方向旋转(参见图45)。增大的转矩经由输出轴228C被传递到按压装置270的按压部分286，从而工件W被按压部分286所按压(参见图53)。

然后，当在通过按压部分286按压工件W之后，提供到电动机272的电流极性被反转时，太阳齿轮216经由输入轴226按逆时针方向旋转。在太阳齿轮216旋转时，行星齿轮218a、218b、218c与载体222C一起按逆时针方向公转，同时按顺时针方向旋转(参见图46)。

从而，推力作用在载体222C上。载体222C在按顺时针方向旋转的同时沿与Z方向相反的方向做平行位移。载体222C的载体锁定接收部分253与锁定部分255分离开来，并且载体222C被解除锁定状态。载体222C的载体锁定接收部分253与外壳212b的锁定部分255分离开来，并且载体222C被解除锁定状态。在此过程期间，载体222C由于弹簧260b的弹性力而经历与Z1方向相反的方向上的平行位移。载体222C迅速被解除锁定状态。

根据第五自动减速比切换装置210D，为载体222C提供了弹簧260a、260b，从而可以迅速地解除载体锁定接收部分252、253和锁定部分254、255的锁定状态。

通过结合使用第五自动减速比切换装置210D和固定减速比减速单元276，可获得的宽范围的减速比。例如，当自动减速单元274的减速比为1∶4，并且固定减速比减速单元276的减速比为1∶4时，则相对于行星齿轮294的输入，减速比可大1∶4到1∶16的范围中变化。图59的纵向截面图示出了自动减速单元274和固定减速比减速单元276彼此相连的状态。

从而，在按压装置270中，电动机272的旋转运动被第一自动减速比切换装置210从输出轴228传递到固定减速比减速单元276。如图59所示，在固定减速比减速单元276中，与输出轴228相啮合的太阳齿轮290被旋转，以旋转行星齿轮294，该行星齿轮294***销292可旋转地支撑并且与太阳齿轮290相啮合。另外，与行星齿轮294相啮合的内部齿轮296被旋转。被传递到内部齿轮296的旋转速度经由输出轴298和耦合器300被传递到输出轴302。耦合器300和输出轴302通过粘性耦合部分308彼此相连。输出轴302被螺钉304拧到轴306上。

在此配置中，连接到输出轴228的致动器不限于按压装置270。显然致动器可包括线性或旋转地往复运动的机构，例如未示出的其中活塞杆(位移构件)往复运动的液压汽缸、其中滑块(位移构件)往复运动的线性致动器、旋转致动器以及其中钳位臂(位移构件)往复运动的钳位装置。另外致动器也不限于这些装置。

图60示出卡盘装置310，作为一种钳位装置。从电动机312提供来的旋转驱动力经由包含第一自动减速比切换装置210的自动减速单元314和固定减速比减速单元316而被传递到输出轴318。当输出轴318被旋转时，拧到螺钉320上的耦合器322以及拧到螺钉324上的进给螺母326被旋转。当进给螺母326被旋转时，拧到进给螺母326上的进给螺旋轴328沿轴向移动。当进给螺旋轴328移动时，夹持部分322可通过臂330夹持工件W。

图61示出当仅提供旋转驱动源14并且为旋转驱动源14配备自动减速比切换装置(例如第一自动减速比切换装置210)时转矩相对于所获速度的特性。正如可从图61中清楚理解的，与只提供旋转驱动源14的情况相比，当旋转驱动源14被配备有自动减速比切换装置时，可以很容易地相对于速度控制转矩。

图62的透视图示出用于方向控制的驱动器簇。

用于方向控制的连接到多个电力致动器11(电子柱体)的多个驱动器118可被连续堆叠，以提供该簇。在此配置中，用于方向控制的多个驱动器118被未示出的用于传送电信号(例如串行信号)的连接器以总线方式耦合。最好额外提供一个单元，用于生成例如AC 100至200V或DC 24V，以便供电。用于方向控制的多个驱动器118通过长轨道构件350以可拆卸的方式连续堆叠。最好分别为驱动器118和电源发生单元分别提供风扇。

虽然已详细示出和描述了本发明的某些优选实施例，但是应该理解可在不脱离所附权利要求书的范围的情况下进行各种变化和修改。

Claims

1. 一种致动器控制***，包括电力致动器(11)，该电力致动器(11)具有将被经由一个驱动力传递轴传递来的旋转驱动源(14)的旋转驱动力所位移的一个位移构件，还包括为所述电力致动器(11)提供的控制单元，其中

所述电力致动器(11)具有缓冲机构，其吸收施加到所述位移构件上的冲击；

所述位移构件包括活塞(22)以及滑动螺母(52)，所述滑动螺母(52)沿所述活塞(22)的轴向被固位在所述活塞(22)的孔洞中、并且可在所述驱动力传递轴的螺旋旋转作用下与所述活塞(22)以一体方式位移；

所述控制单元包括电流检测装置，其检测要提供到所述旋转驱动源(14)的电流；比较装置，其将来自所述电流检测装置的检测信号与预设的参考电流相比较；以及限流装置，其限制所述电流，以便在受激励状态下负载被施加到所述旋转驱动源(14)、并且所述旋转驱动源(14)的驱动轴被停止以给出受限状态时，将要提供给所述旋转驱动源(14)的所述电流不超过所述参考电流；以及

所述缓冲机构包括活塞减震器(56a、56b)，所述活塞减震器是分别在所述滑动螺母(52)的轴向上的两端处提供的弹性构件，并且吸收施加到所述活塞(22)的冲击，其中当所述冲击被所述活塞减震器(56a、56b)所吸收时，所述滑动螺母(52)和所述活塞(22)被提供为可沿所述驱动力传递轴的轴向相对位移。

2. 如权利要求1所述的致动器控制***，其中所述缓冲机构包括第一末端减震器(36a)，被提供在外壳(12)面向所述活塞(22)的一端；以及第二末端减震器(36a)，其是为与所述外壳(12)相隔预定距离的杆外罩(16)提供的。

3. 如权利要求1所述的致动器控制器***，还包括自动减速比切换装置(210)，其响应于施加到所述旋转驱动源(14)的所述负载，自动切换减速比。

4. 如权利要求1所述的致动器控制***，还包括柔性耦合机构(74)，其被提供在所述电力致动器(11)的驱动力传递轴和所述旋转驱动源(14)之间，其中

所述柔性耦合机构(74)具有偏心差允许功能，以允许所述驱动力传递轴的轴线和所述旋转驱动源(14)的所述驱动轴的轴线之间沿平行方向的位移；以及角偏差允许功能，以允许所述驱动力传递轴的所述轴线和所述旋转驱动源(14)的所述驱动轴的所述轴线之间的相交。

5. 如权利要求4所述的致动器控制***，其中所述柔性耦合机构(74)包括一对套节(76a、76b)，其由金属材料形成并且具有相同的形状，并且是以在圆周方向上偏差预定角度的相位来组装的；以及弹性构件(78)，其具有十字形垂直截面，由弹性材料形成，并且被可旋转地提供于所述套节对(76a、76b)之间。

6. 如权利要求1所述的致动器控制***，其中避免任何偏转的圈状构件(67)被安装到所述电力致动器(11)的所述驱动力传递轴的一端。

7. 如权利要求1所述的致动器控制***，其中润滑油留存构件(69a、69b)被提供在所述滑动螺母(52)和所述驱动力传递轴之间的滑动部分处。