裝載機(jī)主要用于土壤、砂石、煤炭等散裝物料的裝卸、推運(yùn)以及施工等作業(yè)，其廣泛應(yīng)用于各類(lèi)施工場(chǎng)所。當(dāng)前，裝載機(jī)的工作系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓閥組、液壓油及相關(guān)管路等組成，通過(guò)機(jī)械能和液壓能的相互轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)液壓油缸做伸縮運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂的舉升、下降，鏟斗的翻轉(zhuǎn)。提出一種電動(dòng)缸替代液壓缸的新型裝載機(jī)設(shè)想，可以提高工作效率，并且更加節(jié)能環(huán)保。

在目前的技術(shù)領(lǐng)域中，亦有通過(guò)角度傳感器及控制模塊等實(shí)現(xiàn)電液比例控制，無(wú)論是傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)還是電液比例控制系統(tǒng)，由于液壓系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，存在液壓管路連接復(fù)雜、易產(chǎn)生漏油、系統(tǒng)安裝不方便以及傳動(dòng)效率低造成的能源浪費(fèi)等問(wèn)題，同時(shí)，液壓系統(tǒng)引起裝載機(jī)整機(jī)振動(dòng)大，控制精度不高，導(dǎo)致裝載機(jī)可靠性降低，能耗增加，使用成本高。

1、鏟斗 2、搖臂拉桿 3、鏟斗伺服電動(dòng)缸 4、動(dòng)臂 5、動(dòng)臂伺服電動(dòng)缸 6、裝載機(jī)機(jī)體 7、電控手柄 8、整車(chē)控制器 9、電池組 10、搖臂

電動(dòng)缸替代液壓缸的新型裝載機(jī)，結(jié)構(gòu)如上圖所示，在現(xiàn)有裝載機(jī)工作裝置系統(tǒng)中以伺服電動(dòng)缸替代液壓油缸，電池組為電動(dòng)缸供電，伺服電動(dòng)缸包括行星滾柱絲杠和帶動(dòng)行星滾柱絲杠運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過(guò)電纜接口連接電池組。伺服電機(jī)內(nèi)部含有控制模塊，控制模塊與整車(chē)控制器連接，整車(chē)控制器連接有電比例控制式的電控手柄。行星滾柱絲杠上安裝有位置傳感器，位置傳感器可將位置信號(hào)輸入控制模塊，便于整車(chē)控制器根據(jù)實(shí)際的工況精確控制伺服電機(jī)，不再需要外接角度傳感器，控制方便的同時(shí)，集成度也更高，簡(jiǎn)化了安裝結(jié)構(gòu)。同時(shí)，電動(dòng)缸外側(cè)外置限位機(jī)構(gòu)，安裝在絲杠上的限位塊，用于實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)行程的精準(zhǔn)控制和雙重保護(hù)的極限控制。

一個(gè)完整的電動(dòng)缸應(yīng)包括動(dòng)力控制機(jī)構(gòu)、位置反饋機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。動(dòng)力控制機(jī)構(gòu)包括電機(jī)及電機(jī)控制系統(tǒng)。位置反饋機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)軸同軸設(shè)置的磁感應(yīng)傳感器，磁感應(yīng)傳感器的輸出信號(hào)送入電機(jī)控制系統(tǒng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)組件和平移組件，轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括軸承室、絲杠、設(shè)置在軸承室內(nèi)的兩個(gè)壓力軸承，絲杠的一端設(shè)置有外螺紋，其另一端與齒輪副中的一個(gè)齒輪軸同軸固連，其中部圓周側(cè)面上設(shè)置與絲杠軸心方向垂直的限位軸臺(tái)。限位軸臺(tái)設(shè)置在軸承室內(nèi)，兩個(gè)軸承分別設(shè)置在限位軸臺(tái)的軸向兩邊。平移組件包括限位座、設(shè)置在限位座內(nèi)的執(zhí)行桿、可與絲杠組合成滾珠絲杠副或滑動(dòng)絲杠副的法蘭。如果執(zhí)行桿的伸出端沒(méi)有被限制轉(zhuǎn)動(dòng)，則需要在執(zhí)行桿的圓周側(cè)面設(shè)置兩個(gè)外凸的限位塊。同時(shí)，在限位座上設(shè)置可供兩個(gè)限位塊沿軸向滑動(dòng)的兩個(gè)限位槽，此時(shí)限位座還需要設(shè)置兩個(gè)用于密閉限位槽的蓋板，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)缸的行程保護(hù)。

整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用電比例控制式的電控手柄，通過(guò)總線(xiàn)信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)伺服電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)和控制，使得系統(tǒng)效率提高，且系統(tǒng)在不提升時(shí)幾乎不消耗能量。伺服電動(dòng)缸具有工作行程與工作速度精確可控、可靠性高，不會(huì)產(chǎn)生漏油、系統(tǒng)安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，采用行星滾柱絲杠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，具有轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。并且可以滿(mǎn)足更大扭矩、更大推力的控制需求，運(yùn)行噪音低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，制造成本低。伺服電動(dòng)缸集成度高，方便整車(chē)安裝，純電控系統(tǒng)，對(duì)后續(xù)智能化、無(wú)人化、新能源裝載機(jī)的研究也有重要的意義。