CN102312970B - 线性致动器及其安全释放机构 - Google Patents

Abstract

一种线性致动器的安全释放机构，致动器具有导螺杆及伸缩管，安全释放机构包括螺帽、螺帽护套、伸缩管套筒及扭力弹簧，螺帽与导螺杆相互螺接传动；螺帽护套固接在螺帽的一侧且彼此连动，且其端部成型有凸块；筒套接螺帽护套并与伸缩管相互固接，在其端部设有与凸块相互嵌固或脱离连动的嵌槽，扭力弹簧结合在螺帽护套和伸缩管套筒，该扭力弹簧的旋向和所述导螺杆的旋向相同；当导螺杆旋转时，螺帽护套和套筒以凸块嵌入嵌槽而一起移动；当套筒受阻而停止移动时，凸块从嵌槽中脱离退出，螺帽护套和螺帽相对于套筒作自由转动。利用中断伸缩管向内缩入移动动作，而增进使用的安全性。

Description

线性致动器及其安全释放机构

技术领域

本发明有关于一种致动器，尤指一种用于医疗器材、电动椅等设备的线性致动器及其安全释放机构。

背景技术

线性致动器(Linear Actuator)主要利用电动机及蜗杆、蜗轮等驱动组件来带动一导螺杆旋转，同时利用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、电动椅等医疗器材或设备上，或其它需要作伸、缩运作的场域中。

一般线性致动器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首、末二极限位置处分别装设有极限开关，借以利用此等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。

然而，此等极限开关的设置位置仅能是装设在移动行程的首、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，在于提供一种线性致动器及其安全释放机构，其是在伸缩管向内缩入过程中遇到阻碍时，可使螺帽和螺帽护套相对于伸缩管套筒产生空转，以中断伸缩管持续向内缩入移动的动作，进而增进使用的安全性。

为了达成上述的目的，本发明提供一种线性致动器的安全释放机构，所述线性致动器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、一伸缩管套筒及一扭力弹簧，该螺帽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，该螺帽护套端部成型有多个凸块；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，并在该伸缩管套筒端部设有与该等凸块相互嵌固或脱离连动的多个嵌槽；该扭力弹簧以环形紧抱方式结合在该螺帽护套和该伸缩管套筒外表面；其中所述导螺杆旋转时，该螺帽护套和该伸缩管套筒是以该等凸块嵌入该等嵌槽而一起线性移动；当该伸缩管套筒受阻而停止移动时，该等凸块则从该等嵌槽中脱离退出，而使该螺帽护套和该螺帽相对于该伸缩管套筒作自由转动；该扭力弹簧的旋向和所述导螺杆的旋向相同。

为了达成上述的目的，本发明提供一种线性致动器，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；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及结合在该螺帽护套和该伸缩管套筒的一扭力弹簧，该螺帽护套端部成型有多个凸块，该伸缩管套筒端部设有与该等凸块相互嵌固或脱离连动的多个嵌槽；其中该导螺杆受该电动机驱动而旋转时，该螺帽护套和该伸缩管套筒是以该等凸块嵌入该等嵌槽而一起线性移动；当该伸缩管受到拉力时，该等凸块则从该等嵌槽中脱离退出，而使该导螺杆、该螺帽护套和该螺帽是一起相对于该伸缩管套筒作自由转动；该扭力弹簧的旋向和所述导螺杆的旋向相同。

本发明还具有以下功效，在伸缩管向内移入外管内部的行程中，若是伸缩管的移动受阻时，即可使螺帽护套与伸缩管套筒脱离连结关系，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。扭力弹簧在螺帽护套作反向旋转时，是以预扭方式来提供螺帽护套的各凸块与伸缩管套筒的各嵌槽对准定位。导引环是提供螺帽护套和螺帽的支承作用，可使外管能够因应实际的使用需求，制作成各种不同断面形状的管体；并且能够提供安全释放机构和外管的软性结合，而降低操作使用时的噪音。

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为本发明的安全释放机构立体分解图；

图2为本发明的安全释放机构组合外观图；

图3为本发明的安全释放机构组合剖面图；

图4为本发明线性致动器立体分解图；

图5为本发明线性致动器组合外观图；

图6为本发明的安全释放机构及外管组合剖面图；

图7为本发明线性致动器的伸缩管向外移出使用状态剖面图；

图8为本发明线性致动器的伸缩管向内缩入使用状态剖面图(一)；

图9为本发明线性致动器的伸缩管向内缩入使用状态剖面图(二)；

图10为本发明的安全释放机构另一实施例立体分解图。

其中，附图标记

1、1' 安全释放机构

10 螺帽

11 大直径圆筒柱    12 小直径圆筒柱

13 第一内螺纹      14 第一外螺纹

20、20' 螺帽护套

21、21' 第一圆柱段 211 容置槽

212 挡环           22 第二圆柱段

23 凸块            24 第二内螺纹

30 伸缩管套筒

31 中心孔          32 嵌槽

33 凸环            34 第二外螺纹

40 扭力弹簧

50 导引环          51 嵌块

60 限位件

8 线性致动器

81 驱动机构

811 机座           812电动机

813 蜗杆           814 蜗轮

82 导螺杆          83 外管

831 沟槽           84 伸缩管

841 支座           85 极限开关

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

请参阅图1、2及图3所示，本发明提供一种线性致动器及其安全释放机构，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及一扭力弹簧40。

螺帽10可为塑料材料(如:POM)所制成，其由一大直径圆筒柱11及自大直径圆筒柱11一端延伸的一小直径圆筒柱12所构成，而大致呈一凸字状，此螺帽10的中心部份设有一第一内螺纹13，在小直径圆筒柱12外表面则具有一第一外螺纹14。

螺帽护套20为一阶梯状圆筒柱，其主要由一第一圆柱段21及自第一圆柱段21一端向外延伸的一第二圆柱段22所构成，第一圆柱段21的外缘直径大于第二圆柱段22的外缘直径，另在第一圆柱段21外部设有一容置槽211，而于容置槽211两侧分别形成有一挡环212。又，在第一圆柱段21与第二圆柱段22相接处间隔成型有多个凸块23。再者，在此螺帽护套20的中心部份设有与前述第一外螺纹14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22外周缘的一中心孔31，以使伸缩管套筒30可相对于螺帽护套20作自由转动，在此伸缩管套筒30靠近螺帽护套20的一端设有与前述各凸块23相互嵌固或脱离连动的多个嵌槽32，并在此等嵌槽32的一侧边处外表面延伸成型有一凸环33；又于此凸环33一侧边的伸缩管套筒30上成型有一第二外螺纹34。

本实施例的扭力弹簧40为一右旋扭力弹簧，其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和伸缩管套筒30外表面，且其二端面分别与前述挡环212和凸环33相互抵贴，此扭力弹簧40在螺帽护套20作正向旋转时，是以束紧方式来提供螺帽护套20和伸缩管套筒30的旋转驱动；而在螺帽护套20作反向旋转时，是以预扭方式来提供螺帽护套20的各凸块23与伸缩管套筒30的各嵌槽32对准定位，即是在伸缩管套筒30相对于螺帽护套20作转动后，仍然能够确保各凸块23和各嵌槽32的对应嵌合。

进一步，本发明的安全释放机构1更包括一导引环50，其大致呈一C字型，此导引环50是套接在螺帽护套20的容置槽211中，借以提供螺帽护套20和螺帽10的支承作用，且螺帽护套20和螺帽10能够相对于导引环50作自由转动。另外在此导引环50外周面凸伸有间隔配置的多个嵌块51。

更进一步，本发明的安全释放机构1更包括一限位件60，限位件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至图6所示，本发明提供一种线性致动器，此线性致动器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13(参阅图3所示)相互螺接传动。此外，导螺杆82的外螺纹旋向是与前述扭力弹簧40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，并在外管83内部设有前述导引环50的各嵌块51相互嵌合的多个沟槽831(如图6所示)，以使导引环50仅能沿着外管83的轴心线方向作线性移动。

伸缩管84的一端设有与前述第二外螺纹34相互螺固连接的内螺纹(如图7所示)，此伸缩管84是穿接在外管83内部且能够相对外管83作轴向伸出或缩入移动；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841一般皆套接在一轴杆(图未示出)而不产生转动。

此外，本发明的线性致动器8更包括二极限开关85，此二极限开关85是被分别安置在外管83内部且电性连接电动机812，并且对应于安全释放机构1移动行程的首、末端位置来安装，借以利用螺帽10的大直径圆筒柱11的首末端倒角部份来触压此二极限开关85，而使电动机812停止驱动的动作。

请参阅图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(参阅图4所示)，在导螺杆82作正向旋转(顺时针方向旋转)时，且伸缩管84右侧的支座841被固定而不转动的情况下，将使螺帽护套20的各凸块23分别嵌入伸缩管套筒30的各嵌槽32中，而扭力弹簧40则以环形束紧方式来提供螺帽护套20和伸缩管套筒30的辅助结合，如此可使安全释放机构1和伸缩管84被导螺杆82的旋转而一起作轴向移出动作；在螺帽10的大直径圆筒柱11移动至外侧极限开关85的位置时，将以其倒角部份的斜面来触碰极限开关85(参阅图8所示)，而使电动机812的驱动动作中断，此时伸缩管84则不再继续作向外伸出的动作。

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(如图8所示)；在伸缩管84缩回的行程中若受到拉力(阻碍或阻挡)时，伸缩管套筒30将受到伸缩管84的牵制而停止移动，但是螺帽10和螺帽护套20则受到导螺杆82的持续转动，而使各凸块23脱离与各嵌槽32的连动关系，在螺帽护套20脱离和伸缩管套筒30的连动后，螺帽10和螺帽护套20将跟随导螺杆82的转动而一起旋转(即空转)(如图9所示)，且由于伸缩管套筒30是固定不动，且由于扭力弹簧40的旋向和导螺杆82的旋转方向相反，此扭力弹簧40并不对螺帽护套20和伸缩管套筒30产生拘限，而使螺帽10和螺帽护套20可在伸缩管套筒30和导引环50之间作自由转动，进而能使伸缩管84停止向内缩回的移动。

请参阅图10所示，本发明的安全释放机构除了可为上述实施例外，亦可如本实施例型态，此安全释放机构1'的螺帽护套20'的第一圆柱段21'是与内孔为圆形的一外管(图未示出)相配合组装，借以利用第一圆柱段21'的外周缘受外管内壁的支承，在伸缩管84缩回的行程受阻时，此螺帽护套20是可以在伸缩管套筒30和外管内壁之间作自由转动，进而能使伸缩管84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 (12)

1.一种线性致动器的安全释放机构，所述线性致动器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，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，该螺帽护套端部成型有多个凸块；

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，并在该伸缩管套筒端部设有与该凸块相互嵌固或脱离连动的多个嵌槽；以及

一扭力弹簧，以环形紧抱方式结合在该螺帽护套和该伸缩管套筒外表面；

其中所述导螺杆旋转时，该螺帽护套和该伸缩管套筒是以该凸块嵌入该嵌槽而一起线性移动；当该伸缩管套筒受阻而停止移动时，该凸块则从该嵌槽中脱离退出，而使该螺帽护套和该螺帽相对于该伸缩管套筒作自由转动；该扭力弹簧的旋向和所述导螺杆的旋向相同。

2.如权利要求1所述的线性致动器的安全释放机构，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份设有与该第一外螺纹相互螺固连接的一第二内螺纹。

3.如权利要求1所述的线性致动器的安全释放机构，其特征在于，该螺帽护套包含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，该第二圆柱段是供该伸缩管套筒套设连接。

4.如权利要求3所述的线性致动器的安全释放机构，其特征在于，其更包括一导引环，该第一圆柱段外部设有供该导引环套接的一容置槽。

5.如权利要求4所述的线性致动器的安全释放机构，其特征在于，该导引环呈一C字型。

6.如权利要求1所述的线性致动器的安全释放机构，其特征在于，其更包括一限位件，该限位件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。

7.一种线性致动器，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；

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及结合在该螺帽护套和该伸缩管套筒的一扭力弹簧，该螺帽护套端部成型有多个凸块，该伸缩管套筒端部设有与该凸块相互嵌固或脱离连动的多个嵌槽；

其中该导螺杆受该电动机驱动而旋转时，该螺帽护套和该伸缩管套筒是以该凸块嵌入该嵌槽而一起线性移动；当该伸缩管受到拉力时，该凸块则从该嵌槽中脱离退出，而使该导螺杆、该螺帽护套和该螺帽是一起相对于该伸缩管套筒作自由转动；该扭力弹簧的旋向和所述导螺杆的旋向相同。

8.如权利要求7所述的线性致动器，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份设有与该第一外螺纹相互螺固连接的一第二内螺纹。

9.如权利要求7所述的线性致动器，其特征在于，该螺帽护套包含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，该第二圆柱段是供该伸缩管套筒套设连接。

10.如权利要求9所述的线性致动器，其特征在于，其更包括一C字型导引环，该第一圆柱段外部设有供该导引环套接的一容置槽。

11.如权利要求10所述的线性致动器，其特征在于，该导引环外周面凸伸有间隔配置的多个嵌块，该外管内部设有与该等嵌块相互嵌合的多个沟槽，以使该导引环仅能沿着该外管的轴心线方向作线性移动。

12.如权利要求7所述的线性致动器，其特征在于，其更包括一限位件，

该限位件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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