CN101410651B - 线性致动器 - Google Patents

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Abstract

通过包括带有主轴螺母的从动轴的类型的线性致动器，用特殊设计的开关构造能够确定主轴螺母的外位置以及还可能确定其中间位置。此开关包括细长的导体(8a)和与其相邻的至少另一个短导体(8b)，并且其中用于主轴螺母的连接元件(10)装配有导电元件(9)，用于在两个导体(8a、8b)之间形成接触。利用在细长导体的端部处的两个短导体可实现用于螺母的端止动件，且利用两个端部导体之间更短的导体，可确定主轴螺母在其外位置之间的位置。

Description

线性致动器
技术领域
本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的线性致动器，其中电动马达驱动主轴。所述主轴设有被固定而防止转动的主轴螺母，该主轴螺母如Dietmar Koch(OKIN)的EP 0787267 B1中所述的直接地、或如LINAK A/S的EP 1322876 B1中所述的通过管形致动杆而连接至可调节元件，用于调节该可调节元件。
背景技术
主轴螺母的完全延伸位置可以以各种方法来确定。通常通过端止动件开关(end-stop switch)确定主轴螺母的内位置和外位置。例如EP 1322876 B1中所提及的，可使用在每个端部装配有端止动件开关的带形电路板来实现。电路板布置成平行于主轴并处于主轴的轨道中，使得主轴螺母在相应的外位置处启动开关。这需要围绕主轴的引导或保护管(也已知为外管)的特殊构造。带有开关的电路板通过电线或电缆连接至控制器。
在LINAK A/S的EP 0647799B1中提及另一构造，其中电路板上的端止动件开关布置在致动器的外壳中位于外管端部处，所述外管嵌在外壳中、以纵向可移动的方式靠着两个弹簧。在外位置，主轴螺母接合引导管中的止动件，其启动相应的端止动件开关。
在先提及的致动器类型中，开关可放置在两个端止动件开关之间，用于检测中间位置。对于它的这一方面，对于后提及的致动器类型是不可能的。
在外位置停止主轴螺母的不同的方法是通过机械止动件结合电流消耗的测量来实现。当螺母接合止动件中的一个时，电流的消耗将显著升高，并在特定的预定水平时切断通向马达的电流。该构造具有明显的缺陷，其在外位置是重负载的。于此，它也不可能检测中间位置。
为了连续地确定主轴螺母的位置，可使用连接至主轴或传动装置的旋转电位计或者磁或光编码器。通过计算旋转的数量并结合主轴的螺距，可获得主轴螺母位置的指示。这还可用于确定主轴螺母的外位置。当然，这是比简单的端止动件开关更昂贵的技术方案。而且，旋转电位计具有可能过量转动的缺陷，其导致位置的不正确确定。磁和光编码器具有这样的缺陷，即，如果主轴自己开始转动，会失去位置。当致动器停止在中间位置时，其能向回转动一点，或者可能作为致动器丧失自锁能力的结果而向回转动，例如由于构造中的过载或振动。因而位置确定通常要结合端止动件开关。
发明内容
本发明的目的是提供更易于生产和后勤维护的技术方案，其中还可能同时检测中间位置。
根据本发明，这可通过构造根据权利要求1的致动器来实现，其中端止动件开关安装在带有控制电子器件的电路板上，以及其中开关通过连接至主轴螺母的操作元件而被启动。通过将端止动件开关安装在电路板上，对于控制电子器件的布置和组装可获得明显的优点。当然需要从主轴螺母到端止动件开关的连接元件，但其可仅仅是简单的杆形元件，其一个端部在电路板上被引导。
在特定的实施例中，端止动件开关设计为两件平行的导体，以及其中连接元件装配有导电元件，用于在成对放置于主轴螺母的相应外位置的这些导体之间形成接触。这是一个简单、廉价且可靠的技术方案。有利地，所述导体是电路板上的印刷路径。
在进一步的开发技术中，至少另一对导体布置在这些端止动件之间，在其处可检测中间位置。中间导体对越多，可检测到的中间位置越多。利用合适数量的中间导体，可获得主轴螺母位置的表示。
有利地，导电元件是辊，其提供了导体上低的磨损。
由于本发明，有可能退回一步而实现了可由滑动电位计来构成开关，还提供了检测中间位置的能力。对于滑动电位计的例子，可提及来自ALPS Electric CO.，Ltd的RSAON11系列。而且，实现了可由触摸式开关来构成开关。
为了吸收可能的振动和类似事物以及以其他方式保护连接元件和电路板，连接元件可构造有振动吸收部分。有利地，连接元件由塑料制成，且在这里的振动吸收部分可设计为弯曲形状的部分。
连接元件通常比电路板长，为此它有利地被构造成带有铰链，使得它是可折叠的，从而它不从电路板的端部伸出。以该方式，确保连接元件在处理和运输期间不会损坏。连接元件不需要被展开直至其被安装到主轴螺母。
例如已知来自Dietmar Koch的DE3842078C2、Eckhart Dewert和Linak A/S的WO 2005/122840A1的在每一端部带有驱动器的特殊类型的线性致动器。此类型的线性致动器(双致动器)用于床和扶手椅，以分别调节靠背靠枕(back rest section)和搁脚部分、靠背(back)和座位(seat)。在此类型的致动器中，带有控制电子器件和开关的电路板放置在两个驱动单元之间。仅需要一个单一的开关，例如在两个部分布置成彼此相互依赖地运行的情况下，床边的一个单一的开关用于驱动靠背部分，例如搁脚部分与靠背部分相配合地被强制控制。适宜地，开关布置成与每个驱动单元连接，其提供了进行更简单地控制的基础，且部分可被单独控制。这还提供了增强的安全性，部分不会超过其运动路径。
附图说明
将在下面参照附图而更全面地解释本发明的一个实施例，其中：
图1示出了穿过双致动器的纵向剖面，
图2示出了放大比例的来自图1的致动器的电路板，
图3示出了放大比例的连接至电路板的连接杆的端部，
图4示出了端止动件的图示，
图5示出了电路板上印刷电路径的特殊分开，
具体实施方式
图1所示的线性双致动器用于可调节的床，其中在致动器的每一端部设置相同的驱动单元。这些驱动单元包括由低压DC马达2通过蜗杆传动器3而驱动的主轴1。成形为类似方形的滑动元件的主轴螺母4安装在主轴1上并在致动器5的外壳中被引导，从而防止其转动，该转动将导致其根据所述主轴的转动方向而在所述主轴1上前后滑动。在致动器的外壳的中间，安装基于环型变压器6和控制电路板7的电源。
用于主轴螺母的运行的端止动件一体形成在电路板7中，其具有实质上是印刷导体8的两个平行路径。安装在连接杆10的端部上的金属辊9在这些导体8之间形成成对的接触。金属辊9安装在被螺旋弹簧19压成与导体8接触的臂上。该连接杆通过连接杆10端部的枢轴11在主轴螺母的孔或切口中的卡扣锁定而连接至主轴螺母4。连接杆装配有两个鳍状物12、13，其进入电路板中的纵向凹槽14中。鳍状物12、13在电路板的另外一侧上伸出，在该处它们装配有两个横向肋12a、13a，并且靠着电路板滑动，从而防止杆脱离接合。在凹槽14的端部，电路板具有较大的开口15，用于鳍状物12、13插入凹槽14中。杆10具有曲形部(弯曲部)16，吸收振动和冲击，且以该方法防止这些振动和冲击传输到电路板。而且，连接杆具有铰链17，使得其在运输和搬运期间可折叠。在组装过程期间，连接杆10被展开并被引导穿过外壳的横向壁18中的孔，并且连接至主轴螺母4。
如显示，马达2由两个继电器K1A，K1B；K2A，K2B控制，其中继电器线圈K1B；K2B连接至两个平行的导电路径8。如显示，路径中的一个8a是不间断的，而另一路径8b在较长的中间段8b3的每一端部处具有两个短段8b1、8b2。当主轴螺母4移动时，辊9在导电的路径8a、8b上随其同步移动。当主轴螺母4到达图1左边的外位置时，辊9同时到达路径8a、8b的端部，并且端部短段8b1和路径8之间的接触被接通，其导致继电器致动开关K1A而改变位置，以切断通向马达2的电流。当主轴螺母4到达另一端部、即图的右边时，相似的情况发生。由此，辊接通路径8a和端部短段8b2之间的接触，其导致继电器致动开关K2A改变以切断通向马达2的电流。这里描述了端止动件与致动器左侧的驱动单元连接，但在致动器右端部的端止动件相应地构造。
如图5中所示，端止动件的原理可进一步开发成位置检测。这可通过将导电路径8进一步分隔成例如9个更短的子距离(sub distance)来完成，以及通过另外地移动(displacing)该分隔而可实现双倍的位置确定。如所显示的，当辊9离开在一侧的一段子路径时，辊9仍与在另一侧的子路径接触。变化也指示了用于控制器检测新位置的信号中的变化。在外位置，最后一个子距离或“岛”仍作为端止动件工作。
因此，由于本发明，创造了用于单和双致动器的新的端止动件概念，优势在于，其主要布置在控制电路板上，且以此方式一个单一的电路板就足够了。因此，避免了沿主轴布置的传统的端止动件开关。以此，组装过程明显地容易了。在带有电路板上的两个平行电路径和与其连接的滑动连接的第一开发技术中，可完全避免端止动件开关。在其进一步的开发技术中，主轴螺母的位置检测可以以相对简单方式完成。而且，该位置检测是绝对位置检测，其中在断电或手动调节的情况下不会失去位置。同时，该构造提供了进行具有记忆功能的控制的可能性，其中一个或更多位置可存储在存储器中并通过按钮被再调用，以自动调节到预定的位置，例如适合于特定使用者的特定的就座位置。而且，本发明提供了用于在上述技术方案之间进行选择的基础，整体上带有相同基本构造的滑动电位计或普通开关。

Claims (11)

1.一种线性致动器，其包括：包含马达(2)的外壳(5)，其中马达(2)带有马达轴；传动装置(3)，该传动装置(3)的输入侧与所述马达轴可操作地连接；其一端部可操作地连接至所述传动装置(3)的输出侧的主轴(1)；安装在所述主轴(1)上并被保持不能转动的主轴螺母(4)；带有控制电子器件的电路板(7)和用于确定所述主轴螺母的位置的至少一个开关，其特征在于，所述开关安装在带有控制电子器件的所述电路板(7)上，所述开关通过刚性的或总体上基本为刚性的连接元件(10)致动，该连接元件连接至主轴螺母(4)使得所述连接元件永久地跟随所述主轴螺母的运动，该线性致动器在每一端部包括一个经由传动装置(3)被马达(2)驱动的驱动单元，其中所述驱动单元由所述主轴(1)和所述主轴螺母(4)构成，带有控制电子器件的所述电路板(7)和所述开关布置在两个驱动单元之间。
2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述开关构造为彼此相邻布置的导体(8)，所述连接元件(10)装配有在这些导体之间的导电元件(9)。
3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，在相应于所述主轴螺母(4)的行程的距离中，通过所述导体(8b)的一对子距离(8b1、8b2)构成端止动件开关。
4.如权利要求2或3所述的致动器，其特征在于，所述导体(8a、8b)分成多个子距离，用于与端止动件一起确定所述主轴螺母(4)的中间位置。
5.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述导电元件是辊(9)。
6.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述开关是滑动电位计。
7.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述开关是触摸式开关。 
8.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述连接元件(10)是杆形元件，其一端部在所述电路板(7)上被引导。
9.如权利要求1或8所述的致动器，其特征在于，所述连接元件(10)具有振动吸收部分(16)。
10.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述连接元件(10)是可折叠的。
11.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，与每个驱动单元连接的开关安装在所述电路板上。 
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