CN101514740A - 线性致动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性致动器，包含设为皆呈中空多角管状且相互依序内外套合限位的一外管、一中管及一内管结构，外管内部的底座上设一推移装置及一卷动装置，推移装置由相互螺配的螺杆及在中管底部限制的浮动螺帽配合，可拉引一拉撑件带动推动内管，另经由中管上的滑轮配合钢索分别固定内、外管间，以同时产生轴向位移，并由卷动装置的卷动轴卷动一钢索，使连动各管位移时可放开或收回钢索，使整体回缩时，更为稳定确实，更使伸缩动作时更为稳定。

Description

线性致动器

技术领域

本发明涉及一种线性致动器，具体涉及一种可伸缩时互相在径向上限位及稳定轴向伸缩位移为目的的传动装置。

背景技术

目前线性致动器的使用范围相当广泛，主要是利用马达驱动带动其它机构伸缩动作，就常见线性致动器90的技术，请参考美国专利US6880416第1、2图所示，线性致动器90设有三节式的伸缩管91、92、93，三节式伸缩管91、92、93内设置一马达94，马达94驱动一螺杆结构95，螺杆结构95设有三螺杆96、97、98，三螺杆96、97、98分别与线性致动器90的各伸缩管91、92、93连接，且马达94驱动三螺杆91、92、93相对轴向位移，便能够驱动各伸缩管91、92、93进行伸缩。

上述型态及结构虽可伸缩移动但仍然存在以下缺失：

1.结构复杂组装不便：三螺杆96、97、98分别推动线性致动器90的各伸缩管91、92、93，三段式的螺杆结构造成制作线性致动器90时结构复杂化，组装十分的不便利。

2.成本高：上述的线性致动器90的各伸缩管91、92、93分别连结设置三螺杆96、97、98，如此的三螺杆96、97、98结构设计，使制造线性致动器90的成本提高。

另请参考欧洲专利EP0982018第3、4图所示，其中，线性致动器80设为相同圆形三节式的伸缩管81、82、83，圆形三节式的伸缩管81、82、83内设置一马达84及一螺杆85，马达84及螺杆85设于伸缩管81内，且马达84驱动螺杆85旋转，螺杆85由螺纹配合带动一撑杆，且于撑杆顶部具有一滑轮86，即产生轴向的位移，且滑轮86又以动滑轮方式配合链条连动另一伸缩管83产生轴向位移，而以此驱动圆形三节式伸缩管81、82、83进行伸缩。

上述型态及结构虽可伸缩，但其仍然存在如下缺失：

1.易造成内部损坏：三节式伸缩管81、82、83设为圆形管状，圆形管状的三节式伸缩管81、82、83无卡制限位结构，如此设计容易造成马达84驱动螺杆85旋转时，造成内部结构因径向旋转磨擦损坏，不符合实用性便利性的目的。

2.连动会相互干涉不顺：螺杆85经由撑杆顶部的滑轮86位移经链条带动伸缩管83依序连动伸缩管82等结构，而且，伸缩管82底部与螺杆85间尚有相互定位限制的结构，在定位限制的结构与链条拉动的过程极易在移动的过程中产生不必要的干涉，对整体伸缩的作业产生不良的影响，故有改良的必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种线性致动器，它可以伸缩时互相限位及稳定轴向伸缩位移。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种线性致动器，包括：

一中空多角管状形态的外管，该外管供相同形态的一中管及一内管穿设；

一推移装置设于外管底部，该推移装置与一卷动装置啮合带动；

一拉撑件端设于内管底部，且该拉撑件一端连结外管固定不动，拉撑件中段被推移装置推动，同时啮合带动卷动装置；

中管底部端处设有接合盘，接合盘中央套设有一推柱，该推柱顶部设有滑轮顶向拉撑件中段处，并在接合盘一端部处设有一滑轮，该滑轮配设有一钢索，钢索一端固定在外管内侧，另一端通过于中管至内管内，固定在内管顶端；

推移装置包含相互螺配的一螺杆及一浮动螺帽，螺杆枢设于外管底部且供马达驱动，浮动螺帽内径与螺杆螺合带动，另在外部与推柱底部接合，浮动螺帽外部另套设在接合盘上，且相对设有导引径向限位结构；

卷动装置设有一转动盘、一卷动轴及一钢索，转动盘与螺杆相互啮合，转动盘中心用于卷动轴穿套，钢索绕在卷动轴外部，钢索另一端固定在内管顶部，同步与螺杆转动收放钢索。

本发明由螺杆带动浮动螺帽，使浮动螺帽推动推柱轴向位移，同时带动拉撑件连动内管产生轴向位移，同时以钢索连动中、外管部份伸缩，且以多角管状的形态能互相限位伸缩，使该线性致动器能够达到伸缩顺畅不产生干涉，且相互限位稳定位移，同时卷动装置的卷动轴卷绕钢索，放开或卷回钢索使内管在产生轴向位移的同时可确实而稳定的伸展或回收使线性致动器，能够达到稳定伸缩以及相互径向限位的实用性目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是现有结构的侧视示意图；

图2是现有伸缩结构的侧视示意图；

图3是另一现有结构的侧视示意图；

图4是另一现有结构的俯视示意图；

图5是本发明的俯视示意图；

图6是本发明的局部结构立体示意图；

图7是本发明的图6剖面动作示意图；

图8是本发明的图6剖面另一伸缩动作示意图。

图中附图标记为，10、外管；11、固定柱；12、固定座；13、滑轮；20、中管；21、接合盘；210、容置部；211、导滑部；212、穿部；213、剖槽；22、推柱；220、内螺部；23、枢接体；230、插设部；231、枢接部；24、滚轮件；25、滑轮；26、钢索；30、内管；40、推移装置；41、螺杆；410、啮合部；42、浮动螺帽；420、外螺部；421、导滑部；50、拉撑件；51、第一固定端；52、第二固定端；60、卷动装置；61、转动盘；610、齿部；62、卷动轴；63、钢索；80、线性致动器；81、伸缩管；82、伸缩管；83、伸缩管；84、马达；85、螺杆；86、滑轮；90、线性致动器；91、伸缩管；92、伸缩管；93、伸缩管；94、马达；95、螺杆结构；96、螺杆；97、螺杆；98、螺杆。

具体实施方式

请配合参阅图5至图7所示的一种线性致动器，其包含一中空多角管状形态的外管10，外管10供相同于外管形态的一中管20及一内管30穿设，且外管10、中管20及内管30的多角管形态可相互的进行轴向的伸缩且径向相互间有所限制，可保持伸缩作动的稳定性，而多角管状的各管10、20、30形态可为中空三角、四角或五角形状；外管10底部中央处设一推移装置40，推移装置40与一卷动装置60啮合带动，而推移装置40可带动内管30以及中管20产生轴向位移，内管30内部设有一拉撑件50，且拉撑件50一端连结外管10固定不动，另一端固定于内管30底部，拉撑件50中段被推移装置40推动，使拉撑件50另一端拉动内管30并推动中管20产生轴向位移，同时啮合带动卷动装置60，使卷动装置60稳定带动内管30产生轴向伸缩位移，使线性致动器能够达到在干涉最少状态保持在各管相互径向限位伸缩、稳定位移的实用性目的。

外管10设一中空多角管状结构，外管10内底部供推移装置40设置，外管10近推移装置40处设有一固定柱11，固定柱11供拉撑件50固定，且外管10供中管20及内管30依序穿设。

中管20设为中空多角管状结构，且中管20底部设有一外形与中管20相同的三角盘状接合盘21。请配合图6所示，接合盘21中央处设有一圆凹陷形孔的容置部210，容置部210供推移装置40及一中空柱状的推柱22套设，容置部210环绕内侧等分处延伸缩方向各设一凹陷长槽状的导滑部211。导滑部211供推移装置40套设及限位，推柱22朝容置部210端设有内螺部220，内螺部220供推移装置40中的相对构件螺设。推柱22另一端形成立体Y型的枢接体23，枢接体23一端设圆柱状的插设部230，插设部230插设固定于推柱22端部，枢接体23另一端为U形状的枢接部231，枢接部231供一滑轮状的滑轮24枢设，滑轮24跨设有一拉撑件50。

接合盘21一端设有一四方形穿透的穿部212，穿部212供固定柱11及拉撑件50穿设，接合盘21另一端设有一字型的剖槽213，且剖槽213的开口端处分别枢设有一滑轮25，滑轮25配设一钢索26，钢索26一端固定在外管10内侧，另一端依序通过于中管20底部接合盘21的剖槽213至内管30内，且固定于内管30顶端。

内管30设为中空多角管状结构，且内管30穿设在中管20内，且内管30底部供拉撑件50一端固定。

推移装置40包含相互螺配的一螺杆41及一浮动螺帽42，螺杆41枢设在外管10底部且供马达驱动，浮动螺帽42内径与螺杆41螺合带动外，另于外部设有外螺部420，外螺部420螺设在推柱22的内螺部220，且浮动螺帽42螺设后套设限位在接合盘21的容置部210内，浮动螺帽42外围等分处延伸缩方向分别设有多个导滑部421，各导滑部421分别限位于接合盘21的导滑槽211。

拉撑件50跨置在推柱21的滑轮22上，拉撑件50设有一第一固定端51及一第二固定端52，第一固定端51一端固定在固定柱11端部，第二固定端52固定在内管30底部。

拉撑件50可为皮带、链条或钢索。

另请配合图7所示，卷动装置60设有一圆盘状的转动盘61、一卷动轴62及一钢索63，转动盘61设有齿部610，齿部610与推移装置40的螺杆41的啮合部410啮合转动，转动盘61与角柱状的卷动轴62系呈相互枢套的结构形态，而在卷动轴62外部设置钢索63为依序缠绕的形态，而钢索63另一端经一枢设在固定柱11上的滑轮13至内管30顶端固定。

另请参考图7为本发明未位移动作时，其中，马达驱动推移装置40的螺杆41，旋动，并由浮动螺帽42外部为接合盘21的容置部210配合导滑槽211与导滑部421产生轴向的浮动以及径向的限位，浮动螺帽42即可保持不转动的形态，与螺杆41产生相对的运动，沿轴向移动，同时推动推柱22以及滑轮24推顶拉撑件50中段处连动内管30产生轴向上下伸缩移动；同时，螺杆41的啮合部410同时啮合转动卷动装置60的转动盘61之齿部610，转动盘61同时转动卷动轴62，卷动轴62同时配合滑轮13及钢索63的牵引，以将钢索63放出使整体可在一定的预力状态下，产生轴向伸缩移动，至图8所示的位置，而待螺杆41反转时，亦可同时带动钢索63回收，使内管30回压缩回时，更为稳定，以达到高稳定轴向伸缩位移的实用性目的。

由前述的结构实可得到以下的功能：

稳定限位伸缩：外管10、中管20及内管30设为中空多角管状结构，且外管10供中管20及内管30穿设，如此的多角管状结构设计可达到外管10、中管20及内管30能够于产生轴向伸缩位移时互相限位的功效。

中管与浮动螺帽间的浮动裕度增加整体伸缩的顺畅性：中管的接合盘21与推移装置40间形成一轴向方向的裕度，使中管20被钢索26拉动的同时与推移装置40具有一定程度的裕度，可减少伸缩时的干扰现象，以提高伸缩的顺畅度，纵使在钢索26产生不当的伸展或收缩时，均可确保其伸缩的顺畅性。

稳定度高：螺杆41的螺旋配合浮动螺帽42定位在中管20接合盘21并推动推柱22轴向上下伸缩移动，且推柱22枢设的滑轮24及拉撑件50以动滑轮的方式连动内管30轴向上下伸缩移动外，更配合卷动装置60同时收放钢索63而可达到整体伸缩的作业中，可确实的保持一定的预力，使伸缩更为确实而稳定，达到高稳定伸缩的实用性目的。

Claims (9)

1、一种线性致动器；其特征在于，包括：

一中空多角管状形态的外管，该外管供相同形态的一中管及一内管穿设；

一推移装置设于所述外管底部，该推移装置与一卷动装置啮合带动；

一拉撑件端设于所述内管底部，且该拉撑件一端连结外管固定不动，所述拉撑件中段被所述推移装置推动，同时啮合带动卷动装置；

所述中管底部端处设有接合盘，所述接合盘中央套设有一推柱，该推柱顶部设有滑轮顶向拉撑件中段处，并在所述接合盘一端部处设有一滑轮，该滑轮配设有一钢索，所述钢索一端固定在外管内侧，另一端通过于中管至内管内，固定在内管顶端；

所述推移装置包含相互螺配的一螺杆及一浮动螺帽，所述螺杆枢设于外管底部且供马达驱动，所述浮动螺帽内径与螺杆螺合带动，另在外部与所述推柱底部接合，所述浮动螺帽外部另套设在所述接合盘上，且相对设有导引径向限位结构；

所述卷动装置设有一转动盘、一卷动轴及一钢索，所述转动盘与螺杆相互啮合，所述转动盘中心用于所述卷动轴穿套，所述钢索绕在所述卷动轴外部，所述钢索另一端固定在所述内管顶部，同步与螺杆转动收放所述钢索。

2、如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述外管内底部设有一推移装置，近该推移装置处另设有一固定柱，该固定柱与所述拉撑件一端固定。

3、如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述中管底部设有一外形与中管相同的三角盘状接合盘，该接合盘中央处设有一圆凹陷形孔的容置部，所述容置部供所述推移装置及一中空柱状的推柱套设，所述容置部环绕内侧等分处延伸缩方向各设一凹陷长槽状的导滑部，该导滑部供所述推移装置套设及限位，所述推柱朝所述容置部端设有内螺部，该内螺部供所述推移装置中的相对构件螺设，所述推柱另一端形成立体Y型的枢接体，该枢接体一端设圆柱状的插设部，所述插设部插设固定在所述推柱端部，所述枢接体另一端为U形状的枢接部，该枢接部供一滑轮枢设，所述滑轮供所述拉撑件活动地配设。

4、如权利要求1-3中任意一项所述的线性致动器，其特征在于，所述接合盘一端设有一四方形穿透的穿部，该穿部供一固定柱及所述拉撑件穿设，所述接合盘另一端设有一字型的剖槽，且该剖槽的开口端处分别枢设有一滑轮，所述滑轮配设一钢索，该钢索一端固定于外管内侧，另一端依序通过于中管底部接合盘的剖槽至内管内，且固定在内管顶端。

5、如权利要求1或3所述的线性致动器，其特征在于，所述推移装置的浮动螺帽外部设有外螺部，该外螺部螺设于所述推柱相对端的内螺部，且所述浮动螺帽螺设后套设限位在所述接合盘的容置部内，所述浮动螺帽外围等分处延伸缩方向分别设有多个导滑部，所述各导滑部分别限位于所述接合盘的导滑槽。

6、如权利要求1或3所述的线性致动器，其特征在于，所述拉撑件跨置在所述推柱的滑轮上，所述拉撑件设有一第一固定端及一第二固定端，所述第一固定端一端固定在固定柱端部，所述第二固定端固定在内管底部。

7、如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述拉撑件可为皮带、链条或钢索。

8、如权利要求1或3所述的线性致动器，其特征在于，所述卷动装置设有一圆盘状的转动盘、一卷动轴及一钢索，所述转动盘设有齿部，该齿部与所述推移装置的螺杆相对设置的啮合部啮合转动，所述转动盘与卷动轴呈相互枢套的结构形态，而在所述卷动轴外部设置钢索为依序缠绕的形态，所述钢索另一端经一枢设在固定柱上的滑轮至内管顶端固定。

9、如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述外管、中管及内管为中空三角、四角或五角形状。

Images