CN102252073A - 线性驱动装置及其安全释放机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种线性驱动装置及其安全释放机构，该安全释放机构应用于具有导螺杆及伸缩管的线性驱动装置，安全释放机构包括螺帽、螺帽护套、伸缩管套筒、离合组件及螺旋弹簧，螺帽是以与导螺杆相互螺接传动；螺帽护套固接在螺帽的一侧边且彼此连动；伸缩管套筒一端套接螺帽护套另一端与伸缩管相互固接，并在伸缩管套筒外周缘成型有多个嵌槽；离合组件套接在该伸缩管套筒外部，且其成型有与各嵌槽相互嵌固或脱离连动的多个凸块；螺旋弹簧环抱螺帽护套和离合组件。借此，本发明公开的具有上述安全释放机构的线性驱动装置，可以克服各传动组件的驱动崩裂或损坏，更能增进操作使用的安全性。

Description

线性驱动装置及其安全释放机构

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，尤其涉及一种用于医疗器材、电动椅等设备的线性驱动装置及其安全释放机构。

背景技术

线性驱动装置(Linear Actuator)主要是利用电动机及蜗杆、蜗轮等驱动组件来带动一导螺杆旋转，同时借由导螺杆驱使螺接于其上的伸缩管相对于套设在伸缩管外部的外管作线性的伸出或缩回的动作，由于其结构及安装等各方面条件均较气、油压缸简单与方便，因此已被广泛地应用在病床、电动椅等设备上，或其它需要作伸、缩运作的场域中。

一般线性驱动装置在使用安全性的考虑下，都会在外管内部且对应于伸缩管移动行程的内、外二极限位置处分别装设有极限开关，借以利用此些极限开关与电动机的电性连接来控制电动机的启动或停止，进而使伸缩管不被过度的伸出或缩入而造成传动组件的崩裂或损坏情况。另外，此些极限开关的设置位置仅能装设在行程的首、末端处，当应用在电动椅等设备时，由于移动行程中的其它位置则不具有任何的安全防范作用，因而会发生有孩童不慎被电动椅等设备夹伤或夹断的不幸事件；着实有待加以改善。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种线性驱动装置及其安全释放机构，其是在伸缩管向外移出或向内缩入到极限位置时，螺帽可以脱离受导螺杆的驱动平移而跟随转动，不仅可以克服各传动组件的驱动崩裂或损坏，更能增进操作使用的安全性。

为了达到上述的目的，本发明提供一种线性驱动装置的安全释放机构，所述线性驱动装置具有一导螺杆及一伸缩管，该安全释放机构包括一螺帽、一螺帽护套、一伸缩管套筒、一离合组件及一螺旋弹簧，该螺帽是以与所述导螺杆相互螺接传动；该螺帽护套固接在该螺帽的一侧边且彼此连动；该伸缩管套筒一端套接该螺帽护套另一端则与所述伸缩管相互固接，并在该伸缩管套筒外周缘成型有多个嵌槽；该离合组件套接在该伸缩管套筒外部，且其成型有与该多个嵌槽相互嵌固或脱离连动的多个凸块；该螺旋弹簧环抱该螺帽护套和该离合组件；其中所述导螺杆正向旋转时，该螺旋弹簧是以束紧方式来带动该螺帽护套、该离合组件和该伸缩管套筒一起线性移动；反之，所述导螺杆反向旋转且所述伸缩管移动受阻时，该螺帽护套则脱离受该螺旋弹簧的弹性夹掣，而与该螺帽一起连同所述导螺杆转动。

为了达到上述的目的，本发明还提供一种线性驱动装置，包括一驱动机构、一导螺杆、一外管、一伸缩管及一安全释放机构，该驱动机构包含一机座及固定在该机座且可产生正反转的一电动机；该导螺杆受该电动机驱动而产生旋转；该外管套设在该导螺杆外部且固定于该机座一端，在该外管远离该机座的一端安置有一阻挡组件；该伸缩管穿接在该外管内部且能够相对其作伸缩移动；该安全释放机构包括与该导螺杆相互螺接传动的一螺帽、固接在该螺帽一侧边且彼此连动的一螺帽护套、一端套接该螺帽护套另一端则与该伸缩管相互固接的一伸缩管套筒、套接在该伸缩管套筒外部且对应该阻挡组件配设的一离合组件、及环抱该螺帽护套和该离合组件的一螺旋弹簧，该伸缩管套筒外周缘成型有多个嵌槽，该离合组件成型有与该多个嵌槽相互嵌固或脱离连动的多个凸块；其中该导螺杆受该电动机驱动而正向旋转时，该螺旋弹簧是以束紧方式来带动该螺帽护套、该离合组件和该伸缩管套筒一起线性移动，在该离合组件行经该阻挡组件的位置时将被推离与该伸缩管套筒的连动关系，而使该伸缩管和该伸缩管套筒终止移出动作。

本发明还具有以下功效，可以省略现有结构必须装设的极限开关，而可大幅度的简化结构和降低组件使用成本。在伸缩管向内移入外管内部的行程中，若是伸缩管受到的阻力大于螺旋弹簧束紧螺帽护套的弹性夹掣力(或称摩擦阻尼)时，即可使螺帽护套脱离螺旋弹簧的束紧作用(因螺帽护套的转动方向和螺旋弹簧的旋向相反)，而大大地提高使用者使用的安全性，并可有效地抑止孩童被夹伤或夹断的不幸事件。本发明的螺旋弹簧由连续性缠绕的多个环圈所构成，任二相邻环圈之间形成有一间隔空隙，借以使螺旋弹簧能够产生轴向伸张或收缩。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1本发明的安全释放机构立体分解图；

图2本发明的安全释放机构组合外观图；

图3本发明的安全释放机构组合剖面图；

图4本发明线性驱动装置立体分解图；

图5本发明线性驱动装置组合剖面图；

图6本发明线性驱动装置的伸缩管向外移出使用状态剖面图(一)；

图7本发明线性驱动装置的伸缩管向外移出使用状态剖面图(二)；

图8本发明线性驱动装置的伸缩管向内缩入使用状态剖面图(一)；

图9本发明线性驱动装置的伸缩管向内缩入使用状态剖面图(二)。

其中，附图标记

安全释放机构1

螺帽10

第一内螺纹11                第一外螺纹12

螺帽护套20

挡墙21                      第一圆柱段22

第二圆柱段23                第二内螺纹24

伸缩管套筒30

中心孔31                    凸环32

嵌槽321                     第二外螺纹33

离合组件40

挡环41                      凸块42

螺旋弹簧50

环圈51                      间隔空隙52

限位盖60

线性驱动装置8

驱动机构81

机座811            电动机812

蜗杆813            蜗轮814

导螺杆82

外管83

阻挡组件831

伸缩管84

支座841

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1、图2及图3所示，本发明是提供一种线性驱动装置及其安全释放机构，此安全释放机构1主要包括一螺帽10、一螺帽护套20、一伸缩管套筒30、一离合组件40及一螺旋弹簧50。

螺帽10可为塑料材料(如：POM)所制成，其由一大直径圆筒柱及自大直径圆筒柱一端延伸的一小直径圆筒柱所构成，而大致呈一“凸”字状，此螺帽10的中心部分设有一第一内螺纹11，在小直径圆筒柱外表面则具有一第一外螺纹12。

螺帽护套20为一阶梯状圆筒柱，其主要由一挡墙21、自挡墙21一端向外延伸的一第一圆柱段22、及自第一圆柱段22一端向外延伸的一第二圆柱段23所构成，并在此螺帽护套20的中心部分设有与前述第一外螺纹12相互螺固连接的一第二内螺纹24。

伸缩管套筒30具有套接在前述第二圆柱段23外周缘的一中心孔31(如图3所示)，在此伸缩管套筒30中间部位的外表面延伸成型有一凸环32，并在此凸环32间隔成型有多个嵌槽321；另在凸环32一侧边的伸缩管套筒30上成型有一第二外螺纹33。

离合组件40亦为一圆筒体，其是套接在伸缩管套筒30外部，此离合组件40的一端向外延伸有一挡环41，并于此挡环41的外端面延伸有与前述嵌槽321相互嵌固或脱离连动的多个凸块42。

本实施例的螺旋弹簧50为一右旋螺旋弹簧，并由连续性缠绕的多个环圈51所构成，此多个环圈51之间形成有一个或一个以上的间隔空隙52，即此间隔空隙52是可为连续性形成或局部形成，借以使此螺旋弹簧50能够产生轴向伸张或收缩，此螺旋弹簧50是以环形紧抱方式结合在前述螺帽护套20的第一圆柱段22和离合组件40外表面，且此螺旋弹簧50的两端是可抵顶在前述挡墙21和挡环41之间，借以利用其弹性作用力而轴向推动离合组件40朝伸缩管套筒30方向靠拢。

此外，本发明的安全释放机构1还包括一限位盖60，此限位盖60是穿入伸缩管套筒30内部以与螺帽护套20的第二内螺纹24相互螺接，借以限制伸缩管套筒30的轴向位移量。

请参阅图4及图5所示，本发明提供一种线性驱动装置，此线性驱动装置8主要包括一驱动机构81、一导螺杆82、一外管83、一伸缩管84及前述安全释放机构1。

其中驱动机构81包含一机座811、固定在机座811且可产生正反转的一电动机812、自电动机812中心向外延伸的一蜗杆813、及容置在机座811内部并与蜗杆813相互啮合传动的一蜗轮814。

导螺杆82的一端是穿接于前述安全释放机构1且固接在蜗轮814中，另一端则朝远离机座811的方向延伸，此导螺杆82是以电动机812驱动蜗杆813并带动蜗轮814来产生旋转动作，此导螺杆82的外螺纹是与前述螺帽10的第一内螺纹11相互螺接传动(参阅图3所示)。此外，导螺杆82的外螺纹旋向是与前述螺旋弹簧50旋向相同。

外管83套设在导螺杆82外部且固定在机座811的一端，在外管83远离机座811一端的内部空间安置有一阻挡组件831，本实施例的阻挡组件831为一“C”字型阻挡环，此阻挡组件831是对应于前述离合组件40配设。

伸缩管84的一端设有与前述第二外螺纹33相互螺固连接的内螺纹，此伸缩管84是穿接在外管83内部且能够相对外管83作轴向伸缩移动；前述阻挡组件831一般皆是设置在伸缩管84向外移出的最大极限位置处；另在伸缩管84远离伸缩管套筒30的一端螺固有一支座841，此支座841一般皆套接在轴杆(图未示出)而无法产生转动。

请参阅图6及图7所示，使用时借助电动机812带动蜗杆813转动，而可驱动蜗轮814及导螺杆82同步旋转，在导螺杆82作正向旋转(顺时针方向旋转)时，伸缩管84右侧的支座841在不转动的情况下，将使安全释放机构1和伸缩管84被导螺杆82的旋转而一起作轴向移出动作，此时螺帽护套20和离合组件40之间是利用螺旋弹簧50的径向收缩而紧抱连动。在安全释放机构1和伸缩管84持续被向外移出到接近极限位置时(如图7所示)，离合组件40的挡环41将被阻挡组件831推离伸缩管套筒30，而使各凸块42脱离与各嵌槽321的嵌固；在导螺杆82继续作旋转的情况下，螺帽10、螺帽护套20、离合组件40及螺旋弹簧50将跟随导螺杆82作相同方向旋转，伸缩管套筒30和伸缩管84因与离合组件40脱离连动关系而终止移动(即不继续向外移出)。

请参阅图8及图9所示，在导螺杆82作反向旋转(逆时针方向旋转)时，安全释放机构1和伸缩管84将被导螺杆82的旋转而一起作轴向缩回动作；在伸缩管84缩回的行程中若受到较大的阻力时，螺帽10和螺帽护套20的转向是受导螺杆82的影响，在螺帽护套20的转向与螺旋弹簧50的旋向相反时，将使螺旋弹簧50夹掣在螺帽护套20外表面的一段产生向外扩张(如图9所示)，进而使螺帽10和螺帽护套20跟随导螺杆82而作相同方向旋转(即空转)，此时伸缩管84将停止向内缩回的移动。另外，在伸缩管84缩回的行程末端处，连接于支座841的对象(图未示出)将因为已经相互抵靠或叠合，将使伸缩管84的缩回受到较大的阻力，进而能使伸缩管84如前述情况而停止向内缩回的移动。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种线性驱动装置的安全释放机构，所述线性驱动装置具有一导螺杆及一伸缩管，其特征在于，该安全释放机构包括：

一螺帽，以与所述导螺杆相互螺接传动；

一螺帽护套，固接在该螺帽的一侧边且彼此连动；

一伸缩管套筒，一端套接该螺帽护套另一端则与所述伸缩管相互固接，并在该伸缩管套筒外周缘成型有多个嵌槽；

一离合组件，套接在该伸缩管套筒外部，该离合组件成型有与该多个嵌槽相互嵌固或脱离连动的多个凸块；以及

一螺旋弹簧，环抱该螺帽护套和该离合组件；

其中所述导螺杆正向旋转时，该螺旋弹簧是以束紧方式来带动该螺帽护套、该离合组件和该伸缩管套筒一起线性移动；反之，所述导螺杆反向旋转且所述伸缩管移动受阻时，该螺帽护套则脱离受该螺旋弹簧的弹性夹掣，而与该螺帽一起连同所述导螺杆转动。

2.根据权利要求1所述的线性驱动装置的安全释放机构，其特征在于，该螺帽一侧的外周缘成型有一第一外螺纹，在该螺帽护套的中心部分设有与该第一外螺纹相互螺固连接的一第二内螺纹。

3.根据权利要求1所述的线性驱动装置的安全释放机构，其特征在于，该螺帽护套包含一挡墙、自该挡墙一端向外延伸的一第一圆柱段、及自该第一圆柱段一端向外延伸的一第二圆柱段，该伸缩管套筒套接在该第二圆柱段外周缘，该螺旋弹簧远离该离合组件的一侧则套接在该第一圆柱段外周缘。

4.根据权利要求3所述的线性驱动装置的安全释放机构，其特征在于，该伸缩管套筒的外表面延伸成型有一凸环，并在该凸环间隔成型有该多个嵌槽，该离合组件的一端向外延伸有一挡环，并于该挡环的外端面延伸有与该多个嵌槽相互嵌固或脱离连动的该多个凸块。

5.根据权利要求4所述的线性驱动装置的安全释放机构，其特征在于，该螺旋弹簧的两端分别抵贴于该螺帽护套的该挡墙和该离合组件的该挡环。

6.根据权利要求1所述的线性驱动装置的安全释放机构，其特征在于，该螺旋弹簧的旋向和所述导螺杆的旋向相同。

7.根据权利要求6所述的线性驱动装置的安全释放机构，其特征在于，该螺旋弹簧包含连续性缠绕的多个环圈，该多个环圈之间形成有至少一间隔空隙。

8.根据权利要求1所述的线性驱动装置的安全释放机构，其特征在于，还包括一限位盖，该限位盖是穿入该伸缩管套筒内部以与该螺帽护套相互固接，以限制该伸缩管套筒的轴向位移量。

9.一种线性驱动装置，其特征在于，包括：

一驱动机构，包含一机座及固定在该机座且可产生正反转的一电动机；

一导螺杆，受该电动机驱动而产生旋转；

一外管，套设在该导螺杆外部且固定于该机座一端，在该外管远离该机座的一端安置有一阻挡组件；

一伸缩管，穿接在该外管内部且能够相对其作伸缩移动；以及

一安全释放机构，包括与该导螺杆相互螺接传动的一螺帽、固接在该螺帽一侧边且彼此连动的一螺帽护套、一端套接该螺帽护套另一端则与该伸缩管相互固接的一伸缩管套筒、套接在该伸缩管套筒外部且对应该阻挡组件配设的一离合组件、及环抱该螺帽护套和该离合组件的一螺旋弹簧，该伸缩管套筒外周缘成型有多个嵌槽，该离合组件成型有与该多个嵌槽相互嵌固或脱离连动的多个凸块；

其中该导螺杆受该电动机驱动而正向旋转时，该螺旋弹簧是以束紧方式来带动该螺帽护套、该离合组件和该伸缩管套筒一起线性移动，在该离合组件行经该阻挡组件的位置时将被推离与该伸缩管套筒的连动关系，而使该伸缩管和该伸缩管套筒终止移出动作。

10.根据权利要求9所述的线性驱动装置，其特征在于，该螺帽一侧的外周缘成型有一第一外螺纹，在该螺帽护套的中心部分设有与该第一外螺纹相互螺固连接的一第二内螺纹。

11.根据权利要求9所述的线性驱动装置，其特征在于，该螺帽护套包含一挡墙、自该挡墙一端向外延伸的一第一圆柱段、及自该第一圆柱段一端向外延伸的一第二圆柱段，该伸缩管套筒套接在该第二圆柱段外周缘，该螺旋弹簧远离该离合组件的一侧则套接在该第一圆柱段外周缘。

12.根据权利要求11所述的线性驱动装置，其特征在于，该伸缩管套筒的外表面延伸成型有一凸环，并在该凸环间隔成型有该多个嵌槽，该离合组件的一端向外延伸有一挡环，并于该挡环的外端面延伸有与该多个嵌槽相互嵌固或脱离连动的该多个凸块。

13.根据权利要求12所述的线性驱动装置，其特征在于，该螺旋弹簧的两端分别抵贴于该螺帽护套的该挡墙和该离合组件的该挡环。

14.根据权利要求9所述的线性驱动装置，其特征在于，该螺旋弹簧的旋向和所述导螺杆的旋向相同。

15.根据权利要求14所述的线性驱动装置，其特征在于，该螺旋弹簧包含连续性缠绕的多个环圈，该多个环圈之间形成有至少一间隔空隙。

16.根据权利要求9所述的线性驱动装置，其特征在于，该安全释放机构还包括一限位盖，该限位盖是穿入该伸缩管套筒内部以与该螺帽护套相互固接，以限制该伸缩管套筒的轴向位移量。

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