裝載機主要用于土壤、砂石、煤炭等散裝物料的裝卸、推運以及施工等作業(yè)，其廣泛應用于各類施工場所。當前，裝載機的工作系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓閥組、液壓油及相關管路等組成，通過機械能和液壓能的相互轉(zhuǎn)變驅(qū)動液壓油缸做伸縮運動，實現(xiàn)動臂的舉升、下降，鏟斗的翻轉(zhuǎn)。提出一種電動缸替代液壓缸的新型裝載機設想，可以提高工作效率，并且更加節(jié)能環(huán)保。

在目前的技術領域中，亦有通過角度傳感器及控制模塊等實現(xiàn)電液比例控制，無論是傳統(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，存在液壓管路連接復雜、易產(chǎn)生漏油、系統(tǒng)安裝不方便以及傳動效率低造成的能源浪費等問題，同時，液壓系統(tǒng)引起裝載機整機振動大，控制精度不高，導致裝載機可靠性降低，能耗增加，使用成本高。

1、鏟斗 2、搖臂拉桿 3、鏟斗伺服電動缸 4、動臂 5、動臂伺服電動缸 6、裝載機機體 7、電控手柄 8、整車控制器 9、電池組 10、搖臂

電動缸替代液壓缸的新型裝載機，結(jié)構(gòu)如上圖所示，在現(xiàn)有裝載機工作裝置系統(tǒng)中以伺服電動缸替代液壓油缸，電池組為電動缸供電，伺服電動缸包括行星滾柱絲杠和帶動行星滾柱絲杠運轉(zhuǎn)的伺服電機，伺服電機通過電纜接口連接電池組。伺服電機內(nèi)部含有控制模塊，控制模塊與整車控制器連接，整車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輸入控制模塊，便于整車控制器根據(jù)實際的工況精確控制伺服電機，不再需要外接角度傳感器，控制方便的同時，集成度也更高，簡化了安裝結(jié)構(gòu)。同時，電動缸外側(cè)外置限位機構(gòu)，安裝在絲杠上的限位塊，用于實現(xiàn)裝載機行程的精準控制和雙重保護的極限控制。

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

整個驅(qū)動系統(tǒng)采用電比例控制式的電控手柄，通過總線信號傳輸實現(xiàn)伺服電動缸驅(qū)動和控制，使得系統(tǒng)效率提高，且系統(tǒng)在不提升時幾乎不消耗能量。伺服電動缸具有工作行程與工作速度精確可控、可靠性高，不會產(chǎn)生漏油、系統(tǒng)安裝方便的優(yōu)點，采用行星滾柱絲杠進行運動轉(zhuǎn)換，具有轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長的優(yōu)點。并且可以滿足更大扭矩、更大推力的控制需求，運行噪音低，對環(huán)境無污染，制造成本低。伺服電動缸集成度高，方便整車安裝，純電控系統(tǒng)，對后續(xù)智能化、無人化、新能源裝載機的研究也有重要的意義。