CN102562992A - 高载重线性致动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高载重线性致动器，包括驱动机构、蜗杆、蜗轮组件、导螺杆、伸缩管及外管，驱动机构包含机座及电动机，机座具有承接部和安置部，电动机固定在支承部；蜗杆自电动机延伸且穿入承接部中；蜗轮组件包含蜗轮及共同将蜗轮支承于安置部的二轴承，蜗轮与蜗杆相互啮合传动；导螺杆穿接蜗轮并受电动机的致动而产生旋转；伸缩管套设在导螺杆外部并与其相互螺接；外管套接在伸缩管外部，伸缩管受导螺杆的旋转驱动而相对外管产生线性伸缩移动。藉此，形成稳固的支承作用而能够应用于高载重的医疗设备上。

Description

高载重线性致动器

技术领域

本发明涉及一种致动器，尤其涉及一种用于医疗器材、电动椅等设备的高载重线性致动器。

背景技术

随着经济的发展和社会的富裕，国人在饮食方面大量的摄取高营养和高热量的食材，而使国人整体平均体重不断的被提高；受到前述原因的影响，从事医疗器材或电动椅等设备的制造厂商，必须针对广泛应用在前述设备的线性致动(Linear Actuator)进行创新改进，继续产制或设计出合乎市场需求的产品。

以往线性致动器主要是利用电动机搭配蜗杆及蜗轮等驱动组件来带动导螺杆旋转，同时通过导螺杆驱使螺接于其上的伸缩管作线性的伸出或缩回的动作；如此，以组合成一线性致动器。

由于传统的线性致动器配置结构仅能用在较低载重的医疗设备上，对于市场所需求的高载重线性致动器，因安全性负荷考虑和使用寿命问题，已无法满足线性致动器的阶段性产品需求。另外，用于高载重设备的线性致动器，其伸缩管在缩回过程中的速度，也是影响到使用者使用的舒适度和安全性等问题，其均是待加以改善克服。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种高载重线性致动器，其是藉助驱动机构和蜗轮组件的配置结构，以形成稳固的支承作用而能够应用在高载重的设备上。

为了达到上述的目的，本发明提供一种高载重线性致动器，包括一驱动机构、一蜗杆、一蜗轮组件、一导螺杆、一伸缩管及一外管，该驱动机构包含一机座及可产生正反转的一电动机，该机座具有一承接部和一安置部，该承接部包含一座体和自该座体延伸成型的一中空筒柱，该安置部包含连接在该中空筒柱的一环体，该电动机固定在该座体；该蜗杆自该电动机凸伸而出并且穿入该中空筒柱中；该蜗轮组件包含一蜗轮及共同将该蜗轮支承在该环体内部的二轴承，该蜗轮是与该蜗杆相互啮合传动；该导螺杆穿接该蜗轮并受该电动机的致动而产生旋转；该伸缩管套设在该导螺杆外部并与该导螺杆相互螺接；该外管套接在该伸缩管外部，该伸缩管受该导螺杆的旋转驱动而相对该外管产生线性伸缩移动。

本发明还具有以下功效，藉助机座和蜗轮组件的组合设计，不仅可提升蜗轮被支承在环体内的稳固性，且在组装和维修的过程均因被简化而缩短拆、组时间。通过减速传动机构的设置，利用各滚针与中介环的摩擦作用，以使导螺杆在特定方向的旋转受到阻碍而可达到减速作用。利用中介环可在扭力弹簧内部轻易转动，使传动机构的传动效能良好。导螺杆受力反推时，可使中介环、各滚针、被动轴套及导螺杆均不产生相对传动情况，以令导螺杆被牢牢的固定，而能有效地防止导螺杆与螺帽的自滑产生。各传动组件之间的摩擦力是随着负载的增加而增加，因此空载时没有不必要的摩擦力产生而不消耗能量，且伸缩管的缩入速度在不同负载下大致相同，因此可保持在速度恒定的情况作下降，而提高使用者的使用舒适感。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本发明线性致动器组合外观图；

图2本发明的驱动机构和蜗轮组件立体分解图；

图3为图2的另一视角图；

图4为图2的各组件组合剖视图；

图5本发明线性致动器之的立体分解图；

图6本发明的减速传动机构立体分解图；

图7本发明的减速传动机构组合剖视图；

图8本发明线性致动器之的组合示意图；

图9本发明线性致动器组合剖视图。

其中，附图标记

10…驱动机构

11…机座                    111…承接部

112…座体              113…中空筒柱

115…安置部            116…圆形环体

1161…后台阶           117…盖板

1171…前台阶           12…电动机

20…蜗杆

30…蜗轮组件

31…蜗轮               311…环形齿面

312…中空心轴          313…前容槽

314…后容槽            315…内齿

32…前轴承             33…后轴承

40…导螺杆

41…螺牙段             42…圆轴段

421…外定位平面

50…伸缩管

51…管体               52…螺帽

521…嵌块

60…外管

61…沟槽

65…后支承机构

651…半罩              652…滚珠轴承

653…插槽

70…减速传动机构

71…从动轮             711…外齿

72…爪环               721…卡槽

722…爪臂              723…间隔槽

73…被动轴套           731…内平面

732…凸条              733…凹槽

74…滚针               75…中介环

76…扭力弹簧           761…定位段

77…限位挡盖

80…外壳

90…电气单元

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附的附图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所示，本发明提供一种高载重线性致动器，此致动器主要应用在数百公斤或千公斤以上的负载，包括一驱动机构10、一蜗杆20、一蜗轮组件30、一导螺杆40、一伸缩管50(如图8所示)及一外管60。

请参阅图2至图4所示，驱动机构10包含一机座11及可产生正反转的一电动机12，机座11具有一承接部111和一安置部115，承接部111由一板状座体112和自座体112向上延伸成型的一中空筒柱113所构成，电动机12是通过螺丝(图未示出)锁固在座体112下方。安置部115包含一圆形环体116和一盖板117，圆形环体116与座体112和中空筒柱113为一体构成。另在圆形环体116的内侧形成有一后台阶1161；盖板117则是通过螺丝(图未示出)锁固在圆形环体116的一侧边，盖板117在对应圆形环体116的一侧也形成有一前台阶1171(如图3所示)。

蜗杆20可为前述电动机12的轴心而从电动机12中心凸伸而出，也可以连接方式自电动机12的中心延伸而出，在电动机12固定于前述座体112时，蜗杆20是穿入中空筒柱113内部，且其自由端是利用轴套承接而安置在中空筒柱113，藉以增加固持的稳定度。

蜗轮组件30包含一蜗轮31、一前轴承32及一后轴承33，蜗轮31具有一环形齿面311和连接环形齿面311的一中空心轴312，在环形齿面311和中空心轴312之间形成有前、后容槽313、314，另在中空心轴312的后侧成型有一内齿轮315(如图3所示)，环形齿面311是与前述蜗杆20相互啮合传动。参阅图4，前轴承32套接在中空心轴312并容设在前容槽313内，前轴承32外周缘的一部分区域是裸露出环形齿面311的外部，此前轴承32的裸露区域是固接在盖板117的前台阶1171内；同理，后轴承33也套接在中空心轴312并容设在后容槽314内，后轴承33外周缘的一部分区域是裸露出环形齿面311的外部；此后轴承33的裸露区域是固接在圆形环体116的后台阶1161内；如此，以将蜗轮31共同支承于安置部115的圆形环体116和盖板117内。

请参阅图5所示，导螺杆40具有一螺牙段41及自螺牙段41延伸的一圆轴段42，在圆轴段42远离螺牙段41的一端设有一外定位平面421，导螺杆40的一端是穿接在前述蜗轮31的中空心轴312内(如图9所示)，另一端则朝远离机座11的方向向外延伸，此导螺杆40是以电动机12驱动蜗杆20并带动蜗轮31来产生旋转动作。

伸缩管50具有一管体51和固接在管体51端部的一螺帽52，螺帽52是与前述导螺杆40相互螺接传动(如图9所示)，在螺帽52的外周缘凸伸有多个嵌块521。

外管60套接在伸缩管50的管体51外部(如图1所示)，在外管60内部设有供前述各嵌块521嵌入的多个沟槽61(如图9所示)，以限制伸缩管50的旋转作动，在伸缩管50受导螺杆40的旋转驱动后将相对于外管60作线性伸缩移动。

本发明的线性致动器还包括一后支承机构65(如图5所示)，其主要包括二个半罩651及被二半罩651所共同夹掣固定的一滚珠轴承652，此滚珠轴承652是供前述导螺杆40末端穿接安置；如此，可更提高导螺杆40和伸缩管50的作动稳定度。另在二半罩651的接合处开设有一插槽653。

请参阅图6及图7所示，本发明的线性致动器还包括一减速传动机构70，其是套接在前述导螺杆40且介于后支承机构65和蜗轮组件30之间，此减速传动机构70主要包含一从动轮71、一爪环72、一被动轴套73、多个滚针74、一中介环75、一扭力弹簧76及一限位挡盖77；从动轮71是套接在导螺杆40的圆轴段42位置，且其具有一部分穿接蜗轮31的内齿315的多个外齿711；爪环72设有与前述外齿711相互卡固的多个卡槽721，此爪环72成型有多个爪臂722，并在任二相邻爪臂722之间形成有一间隔槽723。

被动轴套73设有一内定位平面731，另在被动轴套73外周缘延伸有多个凸条732，于任意二个相邻凸条732之间形成有一凹槽733，被动轴套73是套接在导螺杆40，并以其内定位平面731和前述圆轴段42的外定位平面421相互嵌固而一起转动，且被动轴套73是容置在爪环72的各爪臂722内；各滚针74分别插接在前述各间隔槽723和各凹槽733所围设形成的空间中；中介环75套接在爪环72外周缘并与各滚针74相互接触。扭力弹簧76弯折有一定位段761，此扭力弹簧76是以弹力束紧前述中介环75的外周缘，定位段761则是穿入前述插槽653而固定。限位挡盖77是套接在被动轴套73的一侧，并且封住爪环72和各滚针74的端面(如图9所示)。

请参阅图8及图9所示，本发明的线性致动器还包括一外壳80，此外壳80包覆在驱动机构10及减速传动机构70外部，并供后支承机构65支承及供外管60的一侧来穿接置放。

此外，本发明的线性致动器还包括一电气单元90(如图1所示)，其是配设在外壳80的内部且位于前述电动机12的一侧边位置。

请参阅图8，使用时当蜗轮31受蜗杆20正向驱动而作顺时针方向旋转时，也即是导螺杆40的带动伸缩管50向内缩入外管60内部；请参阅图7，各爪臂722将推动中介环75及各滚针74作转动，藉助扭力弹簧76的旋向与蜗轮31旋转方向相同，且其定位段761固定在半罩651的插槽653内(如图5所示)，而令扭力弹簧76对中介环75产生束紧的卡掣止动(即中介环75被紧抱而不能产生转动)，使各爪臂722驱动各滚针74及中介环75的摩擦力增加，而降低导螺杆40旋转速度；如此，此线性致动器安装在电动床或椅时，可使伸缩管50缩入外管60内部的速度较为缓慢，以增加使用者的使用舒适度。

当蜗轮31受蜗杆20反向驱动而作逆时针方向旋转时，也即是导螺杆40带动伸缩管50向外伸出外管60外部；续请参阅图7，各爪臂722将推动中介环75及各滚针74作转动，由于扭力弹簧76的旋向与蜗轮31旋转方向相反，扭力弹簧76将因为中介环75的转动而产生松开状态，此时中介环75、扭力弹簧76及各滚针74之间摩擦阻尼小，而使中介环75可在扭力弹簧76内部轻易转动；如此，即可令内部机构的传动效能良好。

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 (13)

1.一种高载重线性致动器，其特征在于，包括：

一驱动机构，包含一机座及能够产生正反转的一电动机，该机座具有一承接部和一安置部，该承接部包含一座体和自该座体延伸成型的一中空筒柱，该安置部包含连接在该中空筒柱的一环体，该电动机固定在该座体；

一蜗杆，自该电动机凸伸而出并且穿入该中空筒柱中；

一蜗轮组件，包含一蜗轮及共同将该蜗轮支承在该环体内部的二轴承，该蜗轮与该蜗杆相互啮合传动；

一导螺杆，穿接该蜗轮并受该电动机的致动而产生旋转；

一伸缩管，套设在该导螺杆外部并与该导螺杆相互螺接；以及

一外管，套接在该伸缩管外部，该伸缩管受该导螺杆的旋转驱动而相对该外管产生线性伸缩移动。

2.根据权利要求1所述的高载重线性致动器，其特征在于，该安置部还包含固接在该环体侧边的一盖板，该环体和该中空筒柱为一体构成。

3.根据权利要求2所述的高载重线性致动器，其特征在于，该蜗轮具有与该蜗杆啮合传动的一环形齿面和连接该环形齿面的一中空心轴，在该环形齿面和中空心轴之间形成有一前容槽和一后容槽，该二轴承套接在该中空心轴的两端且分别容设在该前容槽和后容槽内。

4.根据权利要求3所述的高载重线性致动器，其特征在于，该二轴承的外周缘分别裸露出该环形齿面的外部，该环体的内侧形成有一后台阶，该盖板在对应该环体的一侧形成有一前台阶，该二轴承的裸露部分分别支承在该前台阶和该后台阶。

5.根据权利要求1所述的高载重线性致动器，其特征在于，该蜗轮具有与该蜗杆啮合传动的一环形齿面和连接该环形齿面的一中空心轴，在该环形齿面和中空心轴之间形成有一前容槽和一后容槽，该二轴承套接在该中空心轴的两端且分别容设在该前容槽和后容槽内。

6.根据权利要求1所述的高载重线性致动器，其特征在于，还包括一后支承机构，该后支承机构包括二个半罩及被该二半罩所共同夹掣固定的一滚珠轴承，该滚珠轴承供该导螺杆穿接安置。

7.根据权利要求6所述的高载重线性致动器，其特征在于，还包括一减速传动机构，该减速传动机构套接在该导螺杆且介于该后支承机构和该蜗轮组件之间。

8.根据权利要求1所述的高载重线性致动器，其特征在于，还包括一减速传动机构，该减速传动机构包含一从动轮、一爪环、一被动轴套、多个滚针、一中介环及一扭力弹簧，该从动轮套接该导螺杆并穿接该蜗轮，该爪环套接该从动轮以与该蜗轮和该从动轮同步连动，该被动轴套套接该导螺杆并穿接在该爪环内，该多个滚针穿接在该被动轴套和该中介环之间，该扭力弹簧以弹力束紧该中介环的外周缘。

9.根据权利要求8所述的高载重线性致动器，其特征在于，该蜗轮设有多个内齿，该从动轮成型有与该多个内齿相互配合卡固的多个外齿，该爪环也设有与该多个外齿相互卡固的多个卡槽。

10.根据权利要求8所述的高载重线性致动器，其特征在于，该爪环成型有多个爪臂，在任意二个相邻该爪臂之间形成有一间隔槽，该被动轴套外周缘延伸有多个凸条，于任意二个相邻该凸条之间形成有一凹槽，该滚针容置在该间隔槽和该凹槽所围设成空间中，且该多个滚针被该中介环所圈设。

11.根据权利要求8所述的高载重线性致动器，其特征在于，该导螺杆具有一外定位平面，该被动轴套设有与该外定位平面相互卡固的一内定位平面。

12.根据权利要求8所述的高载重线性致动器，其特征在于，还包括一外壳，该外壳包覆在该驱动机构及该减速传动机构外部，并供该外管的一侧穿接置放。

13.根据权利要求12所述的高载重线性致动器，其特征在于，还包括一电气单元，该电气单元配设在该外壳的内部且位于该电动机的一侧边。

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