CN101220855A - 线性致动装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种线性致动装置及其制造方法，其中，线性致动装置包含有马达、离合器、推杆机构、可变电阻及极限开关组件。离合器具有第一端及与之啮合的第二端，其中第一端通过第一传动组件耦合至马达输出端。推杆机构主要包含有回转螺杆、直进螺帽与套管，其中套管连接于啮合回转螺杆的直进螺帽，回转螺杆自离合器中央穿设而出，耦合至离合器的第二端。可变电阻通过第二传动构件耦合至推杆机构的回转螺杆，其阻值与回转螺杆的回转角度成比例。此外，极限开关组件通过第三传动组件耦合至推杆机构的回转螺杆，用于检测回转螺杆的回转角度的起点与终点。

Description

线性致动装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种线性致动装置及其制造方法，尤其涉及一种利用极限开关的控制与可变电阻的调整，而达成定位精准的线性致动装置。

背景技术

由于现代自动化制造业技术水准日渐提高，线性致动器是自动化机具中不可或缺的一项组件。目前一般所见的线性致动器多是以外壳、马达、传动机构及推杆所组成，马达将旋转动力经由传动机构传至推杆上；推杆则包含螺杆及延伸管，其中螺杆具螺杆轴及螺帽；螺帽将螺杆轴的旋转动力转换成直线推力，并带动连接于螺帽上的延伸管，再以延伸管带动工作物。同时，传动机构或马达也可单独连接可变电阻或极限开关。连接可变电阻时，通过调节该可变电阻值的大小，使线性致动器达成多段式定位。或者，单独连接极限开关时，通过调节极限开关达成控制该推杆行程的起点与终点以及切断电源使马达停止运转等功能。

只是当公知的线性致动器的推杆遇到外力阻碍而无法延伸时，线性致动器虽可凭借离合器跳脱来保护推杆与其推动的装置，但离合器跳脱后，感应器却无法反馈位置信号，致使推杆无法明确定位，造成控制上的困扰。

因此，如何提供定位精确、具有较佳操作性能的线性制动装置，乃为业界亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述背景技术的问题，本发明提供一种线性致动装置，包含有马达、离合器、推杆机构、可变电阻及极限开关组件。其中，马达具有马达输出端，离合器具有第一端及与之啮合的第二端，该第一端通过第一传动组件耦合至该马达输出端。另外，推杆机构主要包含有回转螺杆、直进螺帽与套管，其中，该套管连接于该直进螺帽，而该回转螺杆自该离合器中央穿设而出，分别耦合至该离合器的第二端与啮合于该直进螺帽。此外，可变电阻通过第二传动构件耦合至该推杆机构的回转螺杆，该可变电阻的阻值与该回转螺杆的回转角度成比例。且极限开关组件通过第三传动组件耦合至该推杆机构的回转螺杆，用于检测该回转螺杆的回转角度的起点与终点。

其中，本发明的线性致动装置，解决传统的线性致动装置的定位不良。当推杆遇到外力阻碍而无法延伸，离合器工作时，因本发明创新的机构设计，线性致动装置可维持推杆精准的定位，提供更佳的操作性能。同时本发明还运用齿轮组连结推杆机构、可变电阻与极限开关，解决零件尺寸配合的困难并降低了昂贵的制造成本。

因此，本发明的主要目的在于提供一种线性致动装置，具有较佳的定位精度。

本发明的次一目的在于提供一种线性致动装置，具有较佳的操作性能。

本发明的再一目的在于提供一种线性致动装置，具有较低的制造成本。

本发明的又一目的在于提供一种线性致动装置制造方法，其特征是运用此方法制造的线性致动装置，具有较佳的定位精度。

本发明的次一目的在于提供一种线性致动装置制造方法，其特征是运用此方法制造的线性致动装置，具有较佳的操作性能。

本发明的再一目的在于提供一种线性致动装置制造方法，其特征是运用此方法制造的线性致动装置，具有较低的制造成本。

附图说明

图1为本发明所提供的线性致动装置的剖面示意图；

图2为本发明所提供的线性致动装置的内部示意图；

图3为本发明所提供的线性致动装置的另一内部示意图；

图4位本发明的线性致动装置的制造方法流程示意图。

主要元件标记说明

线性致动装置          1

马达                  2

马达输出端            21

马达齿轮              22

离合器                3

第一端                31

第二端                32

推杆机构              4

回转螺杆              41

直进螺帽              42

套管                  43

可变电阻              5

输入轴                51

齿轮                  52

极限开关组件          6

机械式开关            61

作动块                62

第一传动组件          7

第二传动构件          8

第三传动组件          9

壳体(Housing)         10

具体实施方式

由于本发明为披露一种线性致动装置，其中所利用的致动基本原理、基本元件与彼此间的结合与运作方式，已为所属技术领域的技术人员所能明了，因此下文中的说明，不再作完整描述。同时，下文中所对照的附图，仅表示与本发明特征有关的结构示意，并未也不需要依据实际尺寸完整绘制，在此先行说明。

首先请参照图1，为本发明所提供的第一较佳实施例，为一种线性致动装置的剖面示意图。线性致动装置1包含有马达2、离合器3、推杆机构4、可变电阻5及极限开关组件6。其中，马达2具有马达输出端21，离合器3具有第一端31及与之啮合的第二端32，该第一端31通过第一传动组件7耦合至该马达输出端21。另外，推杆机构4主要包含有回转螺杆41、直进螺帽42与套管43，其中，该套管43连接于该直进螺帽42，而该直进螺帽42则啮合于该回转螺杆41，另一方面，该回转螺杆41自该离合器3中央穿设而出，并耦合至该离合器3的第二端32。此外，可变电阻5通过第二传动构件8耦合至该推杆机构4的回转螺杆41，该可变电阻5的阻值与该回转螺杆41的回转角度成比例。且极限开关组件6通过第三传动组件9耦合至该推杆机构4的回转螺杆41，用于检测该回转螺杆41的回转角度的起点与终点。

该推杆机构4主要包含有回转螺杆41、直进螺帽42与套管43，当该回转螺杆41回转时，将带动直进螺帽42产生直线运动，由此，使该套管43产生直线运动。且该套管43承受特定外力时，该离合器3工作，第一端31与第二端32产生相对运动，第二端32与回转螺杆41停止转动，该可变电阻5输出当时的电阻值信号。

在本实施例中，该马达2可为直流感应马达、交流感应马达、步进马达或是伺服马达。且该马达2的输出端21进一步包含有马达齿轮22，该马达齿轮22与第一传动组件7耦合，如图2所示。另外，离合器3具有第一端31及与之啮合的第二端32，该第一端31与第一传动组件7耦合。当离合器3工作时，该第一端31与第二端32分离，解除啮合状态(图中未示)。

上述的线性致动装置1，进一步包含有控制回路(图中未示)用以控制该马达2的运转与停止。其中该可变电阻5与该极限开关组件6的电气输出信号皆传递至该控制回路(图中未示)。其中该极限开关组件6包含有至少一个机械式开关61与至少一个用以触动该机械式开关61的驱动块62，请参考图3，该机械式开关62以机械反应来产生开/闭的电气输出信号。同理，该极限开关组件6可设置光电式开关与用以驱动该光电式开关的驱动块，该光电式开关以光电反应来产生开/闭的电气输出信号。或者，该极限开关组件6可设置磁性开关用以驱动该磁性开关的驱动块，该磁性开关以磁反应来产生开/闭的电气输出信号。机械式开关、光电式开关或磁性开关均包含于本实施例中极限开关组件可等效推及的范畴内。另外，该可变电阻5采用多线圈的设计，并具有输入轴51，该可变电阻5的电阻值随该输入轴51的回转角度呈线性变化。且该可变电阻5的输入轴51进一步包含有齿轮52与该第二传动组件8耦合。

此外，在上述实施例的线性致动装置中，第一传动组件7为正齿轮组，如图2所示，或采用选自于由冠齿轮、伞齿轮、斜齿轮、戟齿轮、正时皮带与皮带轮、链条与链轮、以及交叉螺旋齿轮等所构成的群组。第二传动组件8为冠齿轮组。第三传动组件9为正齿轮组，如图3所示，或采用选自于由冠齿轮、伞齿轮、斜齿轮、戟齿轮、正时皮带与皮带轮、链条与链轮、以及交叉螺旋齿轮等所构成的群组。再者，该线性致动装置进一步包含壳体(Housing)10以收容相关的组件。

第二实施例

请参考图4，为本发明所提供的第二较佳实施例，为一种线性致动装置制造方法的流程图，包含以下步骤：

(a).步骤S40，提供马达2，该马达2具有马达输出端21；

(b).步骤S41，提供离合器3，该离合器3具有第一端31及与之啮合的第二端32，该第一端31通过第一传动组件7耦合至该马达输出端21；

(c).步骤S42，提供推杆机构4，主要包含有回转螺杆41、直进螺帽42与套管43，其中该套管43连接于该直进螺帽42，该直进螺帽42啮合于该回转螺杆41，该回转螺杆41自该离合器3中央穿设而出，并耦合至该离合器3的第二端32；

(d).步骤S43，提供可变电阻5，通过第二传动构件8耦合至该推杆机构4的回转螺杆41，该可变电阻5的阻值与该回转螺杆41的回转角度成比例；以及

(e).步骤S44，提供极限开关组件6，通过第三传动组件9耦合至该推杆机构4的回转螺杆41，用于检测该回转螺杆41的回转角度的起点与终点。

其中，线性致动装置1的马达2、离合器3、推杆机构4、可变电阻5及极限开关组件6的特征与相互连结关系如先前的第一较佳实施例所述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于所属技术领域的技术人员应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所披露的精神下所完成的等效变更或改进，均应包含在本申请的权利要求中。

Claims (10)

1.一种线性致动装置，包含有

马达，具有马达输出端；

离合器，具有第一端及与其啮合的第二端；

推杆机构，主要包含有回转螺杆、直进螺帽与套管，其中该套管连接于该直进螺帽，该直进螺帽啮合于该回转螺杆；

可变电阻，其阻值与该回转螺杆的回转角度成比例；以及

极限开关组件，用于检测该回转螺杆的回转角度的起点与终点；

其特征在于：

该马达输出端通过第一传动组件耦合至该离合器的第一端，该离合器的第二端与自该离合器中央穿设而出的推杆机构的回转螺杆耦合，且该回转螺杆通过第二传动构件耦合至该可变电阻与通过第三传动组件耦合至该极限开关组件。

2.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该马达是选自于由直流感应马达、交流感应马达、步进马达以及伺服马达等所构成的群组。

3.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该推杆机构的回转螺杆回转时，将带动直进螺帽产生直线运动，由此使该套管产生直线运动。

4.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该推杆机构的套管承受特定外力时，该离合器工作，第二端与回转螺杆停止转动，该可变电阻输出当时的电阻值信号。

5.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该极限开关组件是选自于由机械式开关、光电式开关以及磁性开关等所构成的群组。

6.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该极限开关组件进一步包含有至少一驱动块，用以驱动该极限开关。

7.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该第一传动组件是选自于由正齿轮、冠齿轮、伞齿轮、斜齿轮、戟齿轮、正时皮带与皮带轮、链条与链轮、以及交叉螺旋齿轮等所构成的群组。

8.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该第二传动组件是选自于由正齿轮、冠齿轮、伞齿轮、斜齿轮、戟齿轮、正时皮带与皮带轮、链条与链轮、以及交叉螺旋齿轮等所构成的群组。

9.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于该第三传动组件是由正齿轮、冠齿轮、伞齿轮、斜齿轮、戟齿轮、正时皮带与皮带轮、链条与链轮、以及交叉螺旋齿轮等所构成的群组。

10.一种线性致动装置的制造方法，包含有

提供马达，该马达具有马达输出端；

提供离合器，该离合器具有第一端及与其啮合的第二端；

提供推杆机构，主要包含有回转螺杆、直进螺帽与套管，其中该套管连接于该直进螺帽，该直进螺帽啮合于该回转螺杆；

提供可变电阻，其阻值与该回转螺杆的回转角度成比例；以及

提供极限开关组件，用于检测该回转螺杆的回转角度的起点与终点；

其特征在于：

该马达输出端通过第一传动组件耦合至该离合器的第一端，该离合器的第二端与自该离合器中央穿设而出的推杆机构的回转螺杆耦合，且该回转螺杆通过第二传动构件耦合至该可变电阻与通过第三传动组件耦合至该极限开关组件。

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