CN101232220A - 电动线性驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动线性驱动器，包括壳体(1)和设置在壳体(1)内的电机(2)、蜗杆(3)、蜗轮(4)和丝杆(5)，该蜗轮(4)被只可相对壳体(1)转动地限位在壳体(1)中、丝杆(5)两端分别设置有限位块(6)和推块(7)，该丝杆(5)从蜗轮(4)的中心轴贯穿而过且啮合在蜗轮(4)的中心轴孔(41)之中，而且壳体(1)内开设有与限位块(6)相适应的滑槽(13)，限位块(6)就可滑动地嵌设在该滑槽(13)之中。与现有技术相比，本发明将电机的转动输出转换成丝杆的线性移动，通过推块就可推动床架底托上的摇臂，从而实现床架一端的升起、下降，而且部件较少，结构设计紧凑，体积非常小巧，在实际应用时，完全脱离床架的结构，易于生产加工，拆装和维护工作也十分方便。

Description

电动线性驱动器
技术领域
本发明涉及一种驱动器，尤其涉及一种在能将电机的转动输出转换成线性移动的电动线性驱动器。
背景技术
目前，在医院和家庭所用的床架中，许多床架的一端或者两端可以升降，调整整个床面的弯折角度，以使床面上的使用者躺卧更加舒适，或者为医疗提供特殊的需要。这种床架需要在其下面安装一种驱动器，如专利号为ZL02237921.5(公告号为CN2559269Y)的中国实用新型专利《自动升降式电动床》，就公开了一种技术方案。该驱动装置包括设置在床架横梁上的升降限位支架、固定在床架纵梁架间的电机驱动轴、焊接在电机驱动轴上的摇臂和活动连接块，床架的背板由固定轴与床架连接并能以固定轴为圆心做升降运动，床架背板上焊有槽形板，摇臂端头上的滑轮置于背板的槽形板槽形轨道内，可逆转的电机安装在床架的电机支架上，并通过丝杆螺母套筒与电机驱动轴上的活动连接块相连。该驱动装置通过电机驱动丝杆螺母套筒向前推动电机驱动轴，并配合升降限位支架、摇臂而推动床架背板使其翘起，反之则使床架背板下降。由于该驱动装置需要直接与床架的主梁紧密相连，床架的结构设置需与驱动装置相配，提高了对床架的加工要求，且整个驱动装置部件较多，体积也非常庞大，不利于生产加工，而且给维修带来很多不便；同时，丝杆螺母套筒、电机驱动轴以及其他传动部件在动作时位移和转动幅度都相当大，产生的工作噪音会明显降低使用舒适度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷而提供一种结构紧凑、体积小巧、易于生产加工和维护且无工作噪音的电动线性驱动器，它能将电机的转动输出转换成线性移动，继而可推动支撑床架端部的传动机构，从而实现床架一端的升起、下降。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该电动线性驱动器，其特征在于包括有壳体和设置在壳体内的下列部件：
一可逆转的电机；
一蜗杆，可由所述电机的输出轴驱动而转动；
一蜗轮，其中心轴相对所述蜗杆垂直设置且与蜗杆传动相连，并且，该蜗轮被只可相对所述壳体自由转动地限位在所述壳体中；
一丝杆，其内外两端分别设置有限位块和推块，并且，该丝杆从所述蜗轮的中心轴贯穿而过且啮合在所述蜗轮的中心轴孔之中；
而且，所述壳体内部开设有与所述限位块相适应的滑槽，所述限位块就可滑动地嵌设在该滑槽之中。
由于蜗轮被限位在壳体内，不能相对壳体移动而只能相对壳体转动，同时，虽然蜗轮与啮合在蜗轮中心轴孔中的丝杆之间可相对转动，但又由于丝杆端部的限位块只能沿壳体的滑槽作线性的移动，而不能相对壳体转动，从而使丝杆只能沿壳体的滑槽作线性移动，也即，电机工作时，所述蜗杆带动蜗轮相对壳体转动，而丝杆则在蜗轮的带动下连同所述的限位块和推块沿壳体的滑槽作线性的限位移动。
在具体应用时，所述推块可以推动床架底托上的摇臂以及支撑床架端部的支撑轴等传动机构，从而实现床架一端的升起、下降。
其中，所述蜗轮只可相对所述壳体自由转动地被限位在壳体中的实现方式可以采用现有的各种技术，为保证蜗轮可相对壳体自由转动，简单的，可以采用如下方式：所述蜗轮两侧分别设置有左右两个轴承，并且，所述壳体内部设置有两个分别卡设所述左右轴承的左右容槽。这样，所述的左右轴承分别卡设在相应的容槽内而使蜗轮不能相对壳体移动，同时，轴承又可保证蜗轮相对壳体的自由转动。
丝杆虽然由于受到内外两端上限位块和推块的左右限位，但如果丝杆移动到左限位或右限位的位置时电机仍不停止工作，就会损坏部件，甚至烧毁电机，因此，所述壳体内还可以设置有可控制电机使其停止工作的限位开关，通过限位开关来保护电机以及其他零部件。
所述的限位开关可以采用现有的各种技术，比如采用电磁式的霍尔元件、干簧管等，或采用机械式的微动开关等。为便于实施，所述限位开关可以是在所述壳体内的滑槽附近从内到外分别设置的可与所述限位块侧壁发生碰触的停止降触动开关和停止升触动开关，该停止升触动开关和停止降触动开关都可控制电机使其停止工作，这样，所述限位块在作线性限位移动过程中，其侧壁可与该停止升、降触动开关接触，触动这些开关即可使电机停止工作，起到保护零部件和电机的作用。
所述壳体内还可以设置有一可控制电机工作的控制电路板，所述的停止升触动开关和停止降触动开关就与该控制电路板相连，通过对控制电路板的设计，可以实现手动控制电机工作，也可以实现远程控制电机的工作，在实际应用中就是对床架的升降高度的控制。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过蜗杆、蜗轮、丝杆以及限位块的设置，使电机驱动蜗杆、蜗轮转动，而丝杆由于不能相对壳体转动，这样蜗轮的转动就会带动丝杆沿着壳体内的滑槽作线性移动，从而能将电机的转动输出转换成丝杆的线性移动，在实际应用时，通过丝杆端部的推块就可推动床架底托上的摇臂，从而实现床架一端的升起、下降，而且，本发明的电动线性驱动器部件较少，结构设计紧凑，体积非常小巧，在实际应用时，完全脱离床架的结构，易于生产加工，拆装和维护工作也十分方便；同时，本发明的电动线性驱动器部件移动幅度相对较小，无工作噪音；再者，本发明的电动线性驱动器在推起床架端部使其升起时，对床架端部的支撑力落在丝杆与蜗轮之间，这就降低了对推块等其他部件材料的要求，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中丝杆移动到降限位位置状态下的结构示意图(去掉了上壳体和连接线路)；
图3为本发明实施例中丝杆移动到升限位位置状态下的结构示意图(去掉了上壳体和连接线路)；
图4为图2的俯视图；
图5为图1的立体分解图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～图5所示，本发明实施例设置有两个电动线性驱动器，而可分别推动两个设置在床架底托上的摇臂10，就单个电动线性驱动器而言，其包括壳体1和设置在壳体1内的可逆转的电机2、设置在电机2输出轴上的蜗杆3、蜗轮4、丝杆5和可控制电机2工作的控制电路板8；
其中，为便于装配，所述壳体1包括上壳体11和下壳体12，所述电机2就设置在下壳体12的底部内，而电机2的输出轴穿过下壳体12而进入到壳体1内部；
所述蜗轮4的中心轴相对所述蜗杆3垂直设置，且蜗轮4与蜗杆3啮合而与蜗杆3传动相连，并且，该蜗轮4两侧分别设置有左右两个轴承42、43，所述壳体1内部设置有两个分别卡设左右轴承42、43的左右容槽14、15，从而使该蜗轮4被限位在壳体1中而只可相对壳体1自由转动；
所述丝杆5从蜗轮4的中心轴贯穿而过且啮合在蜗轮4的中心轴孔41之中，并且，所述丝杆5的内外两端分别设置有限位块6和推块7，其中，限位块6通过螺母而紧固在丝杆5的内侧端，而推块7则直接固定在丝杆5的外侧端；
而且，所述壳体1的下壳体12内部开设有与所述限位块6相适应的滑槽13，限位块6就可滑动地嵌设在该滑槽13之中，所述丝杆5就连同限位块6和推块7沿着该壳体1内的滑槽13作来回的线性、限位移动；
同时，在所述壳体1内的滑槽13附近从内到外分别设置有一停止降触动开关91和一停止升触动开关92，该停止升触动开关92和停止降触动开关91可在所述限位块6移动过程中与其侧壁发生碰触，并且，该停止升触动开关92和停止降触动开关91作为机械式的限位开关，都与所述的控制电路板8相连而可控制电机2使其停止工作。
在本实施例中，所述丝杆5与蜗轮4采用金属材料，而所述推块7采用工程塑料制作。
该电动线性驱动器的工作原理如下：
在电动线性驱动器处于未推动状态下，丝杆5内端的限位块6正好碰触到停止降触动开关91而位于降限位位置，参见图2；床架端部需要升起时，通过控制电路板8使电机2开始正相工作，蜗杆3带动蜗轮4相对壳体1转动，而丝杆5则在蜗轮4的带动下连同限位块6和推块7沿壳体1的滑槽13向外侧移动，使推块7推动床架底托上的摇臂10，通过摇臂10再驱动嵌设在壳体1凹槽中的支撑轴，参见图4中虚线所绘的部件，实现床架的升起；当丝杆5移动到升限位位置时，其内端的限位块6正好碰触到停止升触动开关92，而使电机2停止工作，参见图3；而当床架端部需要下降时，通过控制电路板8而使电机2开始反相工作，丝杆5连同推块7和限位块6沿着滑槽13往回移动，当限位块6碰触到停止降触动开关91时，电机2停止工作，此时，丝杆5又重新回到了降限位位置。
在实际应用过程中，该电动线性驱动器除了在丝杆5移动到升、降限位位置时会停止工作，使用者可通过控制电路板8而随意使丝杆5移动到升、降限位位置之间的任意位置，从而根据实际所需而调整床架的升降高度。

Claims (5)

1.一种电动线性驱动器，其特征在于包括有壳体(1)和设置在壳体(1)内的下列部件：
一可逆转的电机(2)；
一蜗杆(3)，可由所述电机(2)的输出轴驱动而转动；
一蜗轮(4)，其中心轴相对所述蜗杆(3)垂直设置且与蜗杆(3)传动相连，并且，该蜗轮(4)被只可相对所述壳体(1)自由转动地限位在所述壳体(1)中；
一丝杆(5)，其内外两端分别设置有限位块(6)和推块(7)，并且，该丝杆(5)从所述蜗轮(4)的中心轴贯穿而过且啮合在所述蜗轮(4)的中心轴孔(41)之中；
而且，所述壳体(1)内部开设有与所述限位块(6)相适应的滑槽(13)，所述限位块(6)就可滑动地嵌设在该滑槽(13)之中。
2.根据权利要求1所述的电动线性驱动器，其特征在于：所述蜗轮(4)被只可相对所述壳体(1)自由转动地限位在壳体(1)中，采用如下方式实现：所述蜗轮(4)两侧分别设置有左右两个轴承(42、43)，并且，所述壳体(1)内部设置有两个分别卡设所述左右轴承(42、43)的左右容槽(14、15)。
3.根据权利要求1或2所述的电动线性驱动器，其特征在于：所述壳体(1)内还设置有可控制电机(2)使其停止工作的限位开关。
4.根据权利要求3所述的电动线性驱动器，其特征在于：所述限位开关是在所述壳体(1)内的滑槽(13)附近从内到外分别设置的可与所述限位块(6)的侧壁发生碰触的停止降触动开关(91)和停止升触动开关(92)。
5.根据权利要求4所述的电动线性驱动器，其特征在于：所述壳体(1)内还设置有一可控制所述电机(2)工作的控制电路板(8)，所述的停止升触动开关(92)和停止降触动开关(91)就与该控制电路板(8)相连。
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