CN104832615B - 线性致动器及其快速释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线性致动器及其快速释放装置，该快速释放装置的左联接部件和右联接部件可相对旋转地连接，右联接部件上设有与其同轴并同步转动的主动部件，在左联接部件上设有与主动部件传动配合并共同构成增速传动机构的从动部件，在从动部件上套有提供阻尼作用的螺旋弹簧，螺旋弹簧的一端相对左联接部件固定，螺旋弹簧的非固定端与弹簧松脱机构连接，通过反向旋转螺旋弹簧解除对从动部件的阻尼作用。该线性致动器的伸缩管上安装快速释放装置，并通过快速释放装置与负载连接。该线性致动器的快速释放装置适应性强，通过增减阻尼齿轮的数量即可提供不同的束紧力，而且通过阻尼齿轮和动力齿轮构成的行星齿轮传动机构，起到降低阻尼齿轮受力的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种线性致动器及其快速释放装置。
背景技术
线性制动器包括动力装置、丝杠传动装置和伸缩管，动力装置通过丝杠传动装置驱动伸缩管线性的伸出或收回，伸缩管带动负载动作，快速释放装置在动力装置发生故障时快速回收已经伸出的伸缩管及其上的负载。
中国专利文献CN1854562A公开了一种线性制动器及其快速释放装置，该快速释放装置包括旋转部、非旋转部及松脱弹簧,快速松脱装置同轴设置于伸缩管及负载接头之间,并通过松脱弹簧的弹簧束紧力结合或分离旋转部与非旋转部,可传递动力也可使负载在于无动力源供应下收回。另外,该快速释放装置还可借着调整松脱弹簧的扳开角度,而控制松脱弹簧的弹簧束紧力大小,以调整收回负载的速度及距离。
该种快速松脱装置的存在的问题是：松脱弹簧的束紧力仅由单根弹簧钢丝传递，易发生变形甚至折断，而且随着线性制动器推力的增大，需要配套更大直径或更长的松脱弹簧，以提供足够的弹簧束紧力，相应的松脱弹簧的松脱机构的结构强度也要增强，造成整个快速松脱装置的体积也越来也大，成本上升，增加装配和操作难度。
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的快速释放装置，提高快速释放装置的可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种线性致动器的快速释放装置，包括左联接部件和右联接部件，左联接部件和右联接部件可相对旋转连接，右联接部件上设有与其同轴并同步转动的主动部件，在左联接部件上设有与主动部件传动配合并共同构成增速传动机构的从动部件，在从动部件上套有提供阻尼作用的螺旋弹簧，螺旋弹簧的一端相对左联接部件固定，螺旋弹簧的另一端为非固定端，螺旋弹簧的非固定端与弹簧松脱机构连接，通过反向旋转螺旋弹簧解除对从动部件的阻尼作用。
进一步限定，主动部件和从动部件分别为内啮合或者外啮合的直齿轮；或者，主动部件和从动部件分别为内啮合或者外啮合的锥齿轮；或者，主动部件和从动部件分别为啮合的蜗轮和蜗杆。
进一步限定，主动部件为动力齿轮，从动部件为阻尼齿轮，动力齿轮和阻尼齿轮为外啮合的直齿轮，左联接部件和右联接部件以中心轴为转轴可旋转地连接，动力齿轮与右联接部件固定连接，阻尼齿轮安装在安装框架上，安装框架与左联接部件固定连接。
为使螺旋弹簧与阻尼齿轮更好的贴合，提高更大的束紧力，进一步限定，阻尼齿轮包括与螺旋弹簧配合的光杆部和与动力齿轮啮合的轮齿部，螺旋弹簧套在阻尼齿轮的光杆部上。
进一步限定，安装框架包括立柱和固定座，立柱的一端与左联接部件连接，立柱的另一端与固定座连接。
为了减小中心轴与右联接部件之间的旋转阻力，进一步限定，中心轴与左联接部件固定连接，中心轴与右联接部件之间设置轴承。
进一步限定，轴承包括推力轴承和滚动轴承。
为了适应不同推力的线性制动器，进一步限定，阻尼齿轮的数量为一个或一个以上，阻尼齿轮上配套有相应的螺旋弹簧。
为方便可靠的松脱螺旋弹簧12，提供一种结构合理的弹簧松脱机构，该弹簧松脱机构包括齿轮套和外套，齿轮套套在螺旋弹簧上，螺旋弹簧的非固定端与齿轮套连接，齿轮套的外壁上具有轮齿，外套可转动地安装在左、右联接部件之间，外套的内壁上具有与齿轮套啮合的轮齿，通过旋转外套驱动齿轮套旋转，以解除螺旋弹簧对阻尼齿轮的束紧。
进一步限定，齿轮套的内孔具有限制螺旋弹簧位置的挡圈，挡圈上部的齿轮套上具有让位缺口。
进一步限定，与齿轮套的两端相接触的左联接部件和固定座上具有对齿轮套的旋转运动进行导向的弧形凹槽。
为了防止螺旋弹簧外张过大，造成螺旋弹簧损坏，进一步限定，所述的齿轮套的齿轮结构为不完全齿轮结构，仅在齿轮套的局部旋转范围内具有轮齿。
一种线性致动器，包括动力源、丝杠驱动机构、伸缩管，动力源通过丝杠驱动机构驱动伸缩管伸出或收回，在伸缩管上安装本发明的线性致动器的快速释放装置，并通过快速释放装置与负载连接。
本发明的有益效果是：该线性致动器的快速释放装置适应性强，通过增减阻尼齿轮的数量即可提供不同的束紧力，适应性强，而且通过阻尼齿轮和动力齿轮的传动配合，降低了阻尼齿轮的受力，相应地只需要较小规格钢丝直径和螺旋直径的螺旋弹簧即能适应大推力的线性制动器。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的主视状态结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明的后视状态结构示意图；
图4是本发明的B-B剖视图；
图5是本发明的阻尼齿轮装配示意图；
图6是本发明的爆炸图；
图7是本发明的具有快速释放装置的线性致动器的结构示意图；
图8是本发明的主动部件和从动部件分别为内啮合的直齿轮的原理图；
图9是本发明的主动部件和从动部件分别为蜗轮和蜗杆的原理图；
图中，1.左联接部件，11.阻尼齿轮，111.光杆部，112.轮齿部，12.螺旋弹簧，13.立柱，15.固定座，14.中心轴，2.右联接部件，21.动力齿轮，31.推力轴承，32.滚动轴承，41.齿轮套，411.挡圈，412.让位缺口，42.外套，5.弧形凹槽，6.伸缩管，7.动力源，8.扭簧,9.丝母,10.丝杠,17.从动部件,16.主动部件。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6和7所示，一种线性致动器的快速释放装置，包括左联接部件1和右联接部件2，左联接部件1和右联接部件2可相对旋转连接，右联接部件2上设有与其同轴并同步转动的主动部件16，在左联接部件1上设有与主动部件16传动配合并共同构成增速传动机构的从动部件17，在从动部件17上套有提供阻尼作用的螺旋弹簧12，螺旋弹簧12的一端相对左联接部件1固定，螺旋弹簧12的另一端为非固定端，螺旋弹簧12的非固定端与弹簧松脱机构连接，通过反向旋转螺旋弹簧12解除对从动部件17的阻尼作用。
主动部件16为动力齿轮21，从动部件17为阻尼齿轮11，动力齿轮21和阻尼齿轮11为外啮合的直齿轮，左联接部件1和右联接部件2以中心轴14为转轴可旋转地连接，动力齿轮21与右联接部件2固定连接，阻尼齿轮11安装在安装框架上，安装框架与左联接部件1固定连接。
中心轴14的一端与左联接部件1固定连接，中心轴14的另一端的顶部具有螺纹孔，右联接部件2通过中心轴14的限位台阶和拧入螺纹孔的螺钉进行限位。右联接部件2的动力齿轮21与中心轴14的限位台阶之间设置推力轴承31，中心轴14的端部与右联接部件2之间设置滚动轴承32。
安装框架包括立柱13和固定座15，立柱13的一端与左联接部件1连接，立柱13的另一端与固定座15连接。立柱13的顶部具有螺纹孔，立柱13与固定座15之间通过拧入该螺纹孔的螺钉连接。
阻尼齿轮11包括与螺旋弹簧12配合的光杆部111和与动力齿轮21啮合的轮齿部112，螺旋弹簧12套在阻尼齿轮11的光杆部111上。
阻尼齿轮11的数量为一个或一个以上，阻尼齿轮11上配套有相应的螺旋弹簧12。
弹簧松脱机构用于反向旋转螺旋弹簧12解除对阻尼齿轮11的束紧，即凡是能够反向旋转螺旋弹簧12的机构，都属于本发明所述的弹簧松脱机构，本发明提供了一种单向弹簧松脱机构，该单向弹簧松脱机构包括齿轮套41和外套42，齿轮套41套在螺旋弹簧12上，螺旋弹簧12的非固定端与齿轮套41连接，齿轮套41的外壁上具有轮齿，外套42可转动地安装在左联接部件1和右联接部件2之间，外套42的内壁上具有与齿轮套41啮合的轮齿，通过旋转外套42驱动齿轮套41旋转，以解除螺旋弹簧12对阻尼齿轮11的束紧。
螺旋弹簧12的一端通过插入左联接部件1上的插孔实现固定，为防止螺旋弹簧12脱出插孔，齿轮套41的内孔具有限制螺旋弹簧12位置的挡圈411，，挡圈411上部的齿轮套41上具有让位缺口412。
与齿轮套41的两端相接触的左联接部件1和固定座15上具有对齿轮套41的旋转运动进行导向的弧形凹槽5。
齿轮套41的齿轮结构为不完全齿轮结构，仅在齿轮套的局部旋转范围内具有轮齿，防止螺旋弹簧12外张过大，造成螺旋弹簧12损坏。
一种线性致动器，包括动力源7、丝杠驱动机构、伸缩管6，动力源7通过丝杠驱动机构驱动伸缩管6伸出或收回，在伸缩管6上安装本发明的线性致动器的快速释放装置，并通过快速释放装置与负载连接。
具有该该快速释放装置的线性致动器的工作过程如下：
首先，线性致动器的动力源7驱动丝杠驱动机构中的丝杠10旋转，再由丝杠10驱动固定在伸缩管6上的丝母9，在没有外力旋转弹簧松脱机构的外套42时，线性致动器内的螺旋弹簧12紧紧的束紧阻尼齿轮11，致使安装阻尼齿轮11的左联接部件1、安装动力齿轮21的右联接部件2、负载和伸缩管6耦合成为一个不可旋转的整体，丝杠10的旋转运动，转换为丝母9的线性移动，伸缩管6伸出。
当伸缩管6伸出，通过控制器令线性驱动器的动力源7反向转动，丝杠10随之反向旋转，伸缩管6及固定在其上的丝母9在重力或压力作用下缩回。
在断电或动力源7失效时，为快速的收回已伸出的伸缩管6和负载，只需要旋转弹簧松脱机构的外套42，外套42驱动齿轮套41的旋转，齿轮套41带动螺旋弹簧12的非固定端朝螺旋弹簧12的螺旋方向的相反方向旋转，使螺旋弹簧12外张、直径变大，螺旋弹簧12对阻尼齿轮11束紧边小，当螺旋弹簧12的束紧力小于动力齿轮21对阻尼齿轮11的旋转力时，阻尼齿轮11将处于可旋转状态，伸缩管6相对负载处于可旋转状态，负载的压力将驱动固定为一体的伸缩管6及丝母9在丝杠10上旋转，实现回收伸缩管6。释放外套42后，外套42将在扭簧8的作用下复位，螺旋弹簧12亦随之复位。
在一个实施例中，动力齿轮21齿数为20，阻尼齿轮11齿数为10，在线性致动器正常伸出时，如采用一个阻尼齿轮11，由于速比关系，螺旋弹簧12为阻尼齿轮11提供的束紧力矩只要大于动力齿轮21上承受的力矩的1/2，即可使左联接部件1和右联接部件2耦合为一个不可相对转动的整体，实际使用中，如果采用三个阻尼齿轮11，螺旋弹簧12需要提供的束紧力只需要大于约动力齿轮21上承受的力矩的1/6，即可使左联接部件1和右联接部件2耦合为一个不可相对转动的整体。
通过上述发明内容的描述，本领域的普通技术人员可以了解到，在本发明中，主动部件16和从动部件17还可以分别为内啮合的直齿轮,如图8所示；或者，主动部件16和从动部件17分别为内啮合或者外啮合的锥齿轮；或者，主动部件16和从动部件17分别为啮合的蜗轮和蜗杆，如图9所示。立柱13还可以固定在固定座15上，中心轴14还可以固定在右联接部件2上。
Claims (13)
1.一种线性致动器的快速释放装置，其特征是：包括左联接部件(1)和右联接部件(2)，左联接部件(1)和右联接部件(2)可相对旋转地连接，
右联接部件(2)上设有与其同轴并同步转动的主动部件(16)，在左联接部件(1)上设有与主动部件(16)传动配合并共同构成增速传动机构的从动部件(17)，在从动部件(17)上套有提供阻尼作用的螺旋弹簧(12)，螺旋弹簧(12)的一端相对左联接部件(1)固定，螺旋弹簧(12)的另一端为非固定端，螺旋弹簧(12)的非固定端与弹簧松脱机构连接，通过反向旋转螺旋弹簧(12)解除对从动部件(17)的阻尼作用。
2.根据权利要求1所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的主动部件(16)和从动部件(17)分别为内啮合或者外啮合的直齿轮；
或者，主动部件(16)和从动部件(17)分别为内啮合或者外啮合的锥齿轮；
或者，主动部件(16)和从动部件(17)分别为啮合的蜗轮和蜗杆。
3.根据权利要求1所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的主动部件(16)为动力齿轮(21)，从动部件(17)为阻尼齿轮(11)，动力齿轮(21)和阻尼齿轮(11)为外啮合的直齿轮，左联接部件(1)和右联接部件(2)以中心轴(14)为转轴可相对旋转地连接，动力齿轮(21)与右联接部件(2)固定连接，阻尼齿轮(11)安装在安装框架上，安装框架与左联接部件(1)固定连接。
4.根据权利要求3所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的阻尼齿轮(11)包括与螺旋弹簧(12)配合的光杆部(111)和与动力齿轮(21)啮合的轮齿部(112)，螺旋弹簧(12)套在阻尼齿轮(11)的光杆部(111)上。
5.根据权利要求3所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的安装框架包括立柱(13)和固定座(15)，立柱(13)的一端与左联接部件(1)连接，立柱(13)的另一端与固定座(15)连接。
6.根据权利要求3所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的中心轴(14)与左联接部件(1)固定连接，中心轴(14)与右联接部件(2)之间设置轴承。
7.根据权利要求6所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的轴承包括推力轴承(31)和滚动轴承(32)。
8.根据权利要求3或4或5或6或7所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的阻尼齿轮(11)的数量为一个或一个以上，阻尼齿轮(11)上配套有相应的螺旋弹簧(12)。
9.根据权利要求3或4或5或6或7所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的弹簧松脱机构包括齿轮套(41)和外套(42)，齿轮套(41)套在螺旋弹簧(12)上，螺旋弹簧(12)的非固定端与齿轮套(41)连接，齿轮套(41)的外壁上具有轮齿，外套(42)可转动地安装在左联接部件(1)和右联接部件(2)之间，外套(42)的内壁上具有与齿轮套(41)啮合的轮齿，通过旋转外套(42)驱动齿轮套(41)旋转，以解除螺旋弹簧(12)对阻尼齿轮(11)的阻尼作用。
10.根据权利要求9所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的齿轮套(41)的内孔具有限制螺旋弹簧(12)位置的挡圈(411)，挡圈(411)上部的齿轮套(41)上具有让位缺口(412)。
11.根据权利要求9所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：与齿轮套(41)的两端相接触的左联接部件(1)和固定座(15)上具有对齿轮套(41)的旋转运动进行导向的弧形凹槽(5)。
12.根据权利要求9所述的线性致动器的快速释放装置，其特征是：所述的齿轮套(41)的齿轮结构为不完全齿轮结构，仅在齿轮套的局部旋转范围内具有轮齿。
13.一种线性致动器，包括动力源、丝杠驱动机构、伸缩管，动力源通过丝杠驱动机构驱动伸缩管伸出或收回，其特征是：在所述的伸缩管上安装权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的线性致动器的快速释放装置，并通过快速释放装置与负载连接。
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