CN105276148B - 线性致动装置及其缓冲机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种线性致动装置及其缓冲机构，线性致动装置包括齿轮箱、马达结构、导螺杆、伸缩管、快释机构及缓冲机构，马达结构连接齿轮箱；导螺杆的一部分容置在齿轮箱内另一部分凸伸出；伸缩管具有与导螺杆螺接传动的螺帽；快释机构容置在齿轮箱内，快释机构包含套接在导螺杆的圆筒连接部件及蜗轮构件，圆筒连接部件跟随导螺杆转动，蜗轮构件受马达结构的驱动且可选择性地对应圆筒连接部件产生离合；缓冲机构套设在导螺杆的外周缘且介于螺帽和齿轮箱之间。藉此，可吸收伸缩管在快速下降过程中所产生的冲击力。

Description

线性致动装置及其缓冲机构

技术领域

本发明涉及一种线性致动装置，尤其涉及一种线性致动装置及其缓冲机构。

背景技术

将线性致动装置(Linear Actuator)安装在电动病床、跑步机、轮椅等各方面，以做为位置的高低或仰角大小的调整变换，已是相当的常见和广被接受；其中在对病患进行急救处理过程时，通常是通过一快释机构来对致动装置做快速释放，如此可使病床能做迅速的调整变换，以争取最宝贵的黄金救援时间，但在快速释放的过程中，也因为快速的下坠所产生的冲击极易造成病人可能的伤害，如何在快速的下坠停止前提供一缓冲作用，则为本发明所研究的主要课题。

现在的线性致动装置，主要包括一马达、一传动机构及一快释机构，马达具有一蜗杆，而传动机构包含一导螺杆及套接于导螺杆且与前述蜗杆啮合传动的一蜗轮，快释机构包括二圆筒联接部件，其中的一圆筒联接部件固接在导螺杆并跟随导螺杆转动，另一圆筒联接部件固接在蜗轮并跟随蜗轮转动，在各圆筒联接部件的对应端设有扭矩传动元件，利用各圆筒联接部件之间的离合，来使导螺杆和蜗轮一起传动或脱离传动。

然而，现在线性致动装置，在实际使用上仍存在有下述的问题点，由于其是在线性致动装置的旁边另外加装一气压棒来提供缓冲功能，但外加一气压棒将使病床结构复杂连带也使制造成本增加。另在重力加速度的作用下所产生的冲击力道，往往皆远大于气压棒所能承受的负载，不仅易让气压棒产生损坏，而且对于病患的保护又欠缺周全，而亟待加以克服解决。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种线性致动装置及其缓冲机构，其可吸收伸缩管在快速下降过程中所产生的冲击力。

为了达成上述的目的，本发明提供一种线性致动装置，包括一齿轮箱、一马达结构、一导螺杆、一伸缩管、一快释机构及一缓冲机构，该马达结构连接该齿轮箱；该导螺杆的一部分容置在该齿轮箱内，另一部分凸伸出该齿轮箱的外部；该伸缩管具有与该导螺杆螺接传动的一螺帽；该快释机构容置在该齿轮箱内，该快释机构包含套接在该导螺杆的一圆筒连接部件及形成在该圆筒连接部件侧边的一蜗轮构件，该圆筒连接部件跟随该导螺杆转动，该蜗轮构件受该马达结构的驱动且可选择性地对应该圆筒连接部件产生离合；该缓冲机构套设在该导螺杆的外周缘且介于该螺帽和该齿轮箱之间。

为了达成上述的目的，本发明提供一种线性致动装置的缓冲机构，所述线性致动装置包括一齿轮箱、一导螺杆及一伸缩管，所述伸缩管具有与所述导螺杆螺接传动的一螺帽，该缓冲机构套设在所述导螺杆的外周缘且介于所述螺帽和所述齿轮箱之间。

本发明还具有以下功效，利用板片所卷绕成的螺旋弹簧，具有较大的轴向承受力来承受各种不同大小的负载。藉由第一限位环和插脚的设置，不仅可稳定的对螺旋弹簧的一端进行固持，以令螺旋弹簧不产生径向偏摆来承受冲击力，进而可防止螺旋弹簧因为不正的作用力所产生的变形损坏。利用第二限位环固接在齿轮箱的承接口内，可提供螺旋弹簧不产生位移以作为轴向的限制作用。

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本发明线性致动装置的组合示意图；

图2本发明的外管、缓冲机构和导螺杆的立体分解图；

图3本发明的马达结构、齿轮箱和导螺杆的立体分解图；

图4本发明的快释机构的立体分解图；

图5本发明的快释机构和导螺杆的组合剖视图；

图6本发明线性致动装置的组合剖视图；

图7本发明线性致动装置的使用状态剖视图。

其中，附图标记

本发明

10…齿轮箱

11…左壳体

12…右壳体

13…承接口

131…嵌槽

14…通槽

15…枢接座

20…马达结构

21…下壳罩

22…马达

221…蜗杆

23…上壳罩

30…导螺杆

301…定位段

31…前轴承

32…后轴承

40…伸缩管

41…内管体

42…螺帽

421…导块

43…耐冲击件

50…快释机构

51…圆筒连接部件

511…定位孔

512…凸键

52…蜗轮构件

521…离合段

522…受推段

523…齿轮段

524…键槽

53…压缩弹簧

54…套环

55…径向轴承

60…缓冲结构

61…螺旋弹簧

62…第一限位环

621…插脚

63…第二限位环

631…凸缘

64…插座

70…外管体

701…导槽

80…扳拉机构

81…扳柄

811…拨动臂

82…拉杆组件

821…拉杆

822…移动块

823…复位弹簧

90…后支座

95…前支座

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至图6所示，本发明提供一种线性致动装置及其缓冲机构，其中线性致动装置主要包括一齿轮箱10、一马达结构20、一导螺杆30、一伸缩管40、一快释机构50及一缓冲结构60。

在图3揭示的齿轮箱10主要包含一左壳体11及对应左壳体11罩合的一右壳体12，各壳体11、12皆呈一半圆弧状，藉以通过螺丝等螺固元件组接成一中空圆筒体，在齿轮箱10的前侧形成有一承接口13，并在承接口13的内壁面设有一嵌槽131；另在各壳体11、12的相对应位置分别开设有一通槽14及在通槽14的边缘形成有一枢接座15。

承上，马达结构20主要包含一下壳罩21、一马达22及一上壳罩23，马达22容置在下壳罩21内，并自马达22的中心延伸出一蜗杆221，上壳罩23对应下壳罩21罩合并将前述的齿轮箱10包覆固定，可通过螺丝等螺固元件对下壳罩21和上壳罩23进行组接，其中蜗杆221是延伸进入齿轮箱10内部，而马达22则通过其内部的磁极、线圈和电流等的运作以令蜗杆221可产生正、反方向的旋转。

在图3、图5和图6揭示的导螺杆30通过一前轴承31和一后轴承32的支承而使后段区域形成在齿轮箱10内，导螺杆30的其余部分则凸伸出齿轮箱10的外部，此导螺杆30为一非自锁性导螺杆，即是当伸缩管40被限制而不能产生旋转时，在伸缩管40受轴向推力或压力的作用下，将使导螺杆30能够相对于伸缩管40做自由旋转，以令伸缩管40产生线性位移。另在导螺杆30的螺牙端部设有一定位段301(见于图2)，此定位段301具有二相互平行的平面。

在图2揭示的伸缩管40包含一内管体41及固定在内管体41端部的一螺帽42，其中内管体41是套设在导螺杆30的外周缘，螺帽42是与前述的导螺杆30相互螺接传动，由于螺帽42为以塑钢(P.O.M)等材质所制成，因此伸缩管40更包含一耐冲击件43，其是以强度和硬度皆高的金属材料所制成，耐冲击件43固定在螺帽42远离内管体41的端面上。

在图4、图5和图6揭示的快释机构50容置在齿轮箱10内，且其包含一圆筒连接部件51及一蜗轮构件52，圆筒连接部件51套接在导螺杆30，蜗轮构件52亦套接在导螺杆30且形成在圆筒连接部件51的一侧边，在圆筒连接部件51的中心形成有一定位孔511，此定位孔511是对应于前述导螺杆30的定位段301套接，从而使圆筒连接部件51能够跟随导螺杆30做转动。另在圆筒连接部件51的外周缘间隔延伸有多个凸键512，蜗轮构件52包含一离合段521、自离合段521轴向延伸的一受推段522及自受推段522轴向延伸的一齿轮段523，其中齿轮段523是与前述蜗杆221相互啮合而受驱动，离合段521内部设有供前述各凸键512嵌入的多个键槽524，从而使蜗轮构件52可选择性地对应圆筒连接部件51产生分离或嵌合。

承上，快释机构50还包含一压缩弹簧53、套环54和一径向轴承55，压缩弹簧53的一端套接在蜗轮构件52，压缩弹簧53的另一端则容置在套环54内，径向轴承55则被夹掣在前述的后轴承32和套环54之间，径向轴承55是提供压缩弹簧53、套环54跟随蜗轮构件52旋转时的顺畅性。

在图2和图6揭示的缓冲机构60套设在导螺杆30的外周缘且介于螺帽42和齿轮箱10之间。缓冲机构60包括一螺旋弹簧61、一第一限位环62及一第二限位环63，螺旋弹簧61为板片状工具钢所卷绕形成，且此板片的剖断面为一矩形，螺旋弹簧61的一端穿接在第一限位环62内，第一限位环62的周面向外凸伸有二插脚621，在平行于伸缩管40的移动路径设有一插座64，前述插脚621对应于插座64插接，藉以提供螺旋弹簧61不产生偏摆以作为径向的限制作用，前述的耐冲击件43是以朝向第一限位环62的方向固定在螺帽42端部。螺旋弹簧61的另一端容置在第二限位环63内，第二限位环63固接在前述齿轮箱10的承接口13内，并在第二限位环63的外周缘凸伸有嵌入前述嵌槽131的一凸缘631，此第二限位环63主要是用以提供螺旋弹簧61不产生位移以作为轴向的限制作用。

在图2和图6揭示，本发明的线性致动装置更包括一外管体70，此外管体70是沿着导螺杆30的外周缘套设，且外管体70的一端是与前述的齿轮箱10相互抵接并被下壳罩21和上壳罩23包覆固定，前述伸缩管35穿接在外管体70内部，并通过在外管体70内壁设有多个导槽701及在螺帽42的外周面凸伸有分别与各导槽701嵌合的多个导块421，从而使伸缩管35仅能够相对于外管体70做轴向线性移动。

在图3揭示，本发明的线性致动装置更包括一扳拉机构80，此扳拉机构80主要包含一扳柄81和一拉杆组件82，其中扳柄81呈一U字型，通过螺栓等元件穿设枢接在前述齿轮箱10的各枢接座15，在扳柄81的开口端向内延伸有一对拨动臂811，此对拨动臂811是对应于前述通槽14伸入齿轮箱10内部，且拨动臂811抵贴在前述蜗轮构件52的受推段522端面位置(见于图6)。拉杆组件82安装在马达结构20的上壳罩23，且其主要包含一拉杆821、固定在拉杆821上一移动块822及一复位弹簧823，拉杆821穿接上壳罩23，移动块822则对应于扳柄81的封闭端套接，复位弹簧823则弹性夹掣在上壳罩23的内壁面和移动块822之间。

在图3和图7揭示，本发明的线性致动装置更包括一后支座90和一前支座95，后支座90是套设后轴承32并被齿轮箱10的各壳体11、12固定，前支座95套接在伸缩管40远离螺帽42的端部。

请参阅图6所示，操作时是将后支座90和前支座95分别固定在一电动病床(图未示出)上，利用蜗杆221的旋转来驱使蜗轮构件52转动，并以蜗轮构件52带动导螺杆30旋转，由于伸缩管40是被外管体70所拘限，因此在导螺杆30旋转的过程中，伸缩管40将相对于导螺杆30产生轴向的线性移动，进而令电动病床的前段产生仰起的动作。

请参阅图7所示，当病患在急救过程中必须以平躺方式来进行电击等动作时，拉动拉杆821以令移动块822驱动扳柄81，扳柄81将以枢接座15为旋转中心产生逆时针方向的旋动，此时各拨动臂811将推动蜗轮构件52朝远离圆筒连接部件51的方向移动，以令圆筒连接部件51的凸键512和蜗轮构件52的键槽524产生脱离释放，利用病患的自身重量或医护人员对电动病床的前段施加压力，伸缩管40在承受前述的压力后，将令导螺杆30产生快速旋转而缩入外管体70内，以耐冲击件43直接冲击在第一限位环62，并且藉助螺旋弹簧61的弹性作用力和回复力，来吸收伸缩管40和螺帽42在快速下降时的冲击力。

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 (11)

1.一种线性致动装置，其特征在于，包括：

一齿轮箱；

一马达结构，连接该齿轮箱；

一导螺杆，一部分容置在该齿轮箱内，另一部分凸伸出该齿轮箱的外部；

一伸缩管，具有与该导螺杆螺接传动的一螺帽；

一快释机构，容置在该齿轮箱内，该快释机构包含套接在该导螺杆的一圆筒连接部件及形成在该圆筒连接部件侧边的一蜗轮构件，该圆筒连接部件跟随该导螺杆转动，该蜗轮构件受该马达结构的驱动且能够对应该圆筒连接部件产生离合；以及

一缓冲机构，套设在该导螺杆的外周缘且介于该螺帽和该齿轮箱之间；

该缓冲机构包括一螺旋弹簧及一第一限位环，该螺旋弹簧的一端穿接在该第一限位环内；该第一限位环的周面凸伸有多个插脚，在平行于该伸缩管的移动路径设有一插座，各该插脚对应该插座插接；该伸缩管更包含一耐冲击件，该耐冲击件固定在该螺帽朝向该第一限位环的端面上。

2.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于，该螺旋弹簧为以板片所卷绕形成。

3.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于，该缓冲机构更包括一第二限位环，该齿轮箱形成有一承接口，该第二限位环固接在该承接口，该螺旋弹簧的另一端容置在该第二限位环内。

4.根据权利要求3所述的线性致动装置，其特征在于，该承接口的内壁面设有一嵌槽，该第二限位环的外周缘凸伸有嵌入该嵌槽的一凸缘。

5.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于，该蜗轮构件包含一离合段、自该离合段轴向延伸的一受推段及自该受推段轴向延伸的一齿轮段，该离合段对应该圆筒连接部件结合，该马达结构包含一马达，该马达的中心延伸出一蜗杆，该齿轮段受该蜗杆驱动。

6.根据权利要求5所述的线性致动装置，其特征在于，更包括一扳拉机构，该扳拉机构包含一扳柄和一拉杆组件，该扳柄枢接在该齿轮箱，该扳柄延伸有一组拨动臂，各该拨动臂分别抵贴在该受推段侧边，该马达结构包含一上壳罩，该拉杆组件安装在该上壳罩，该拉杆组件包含一拉杆、固定在该拉杆的一移动块及一复位弹簧，该移动块套接该扳柄，该复位弹簧套接该拉杆且弹性夹掣在该上壳罩和该移动块之间。

7.根据权利要求1所述的线性致动装置，其特征在于，该快释机构更包含一压缩弹簧、一套环和一径向轴承，该压缩弹簧的一端套接在该蜗轮构件，该压缩弹簧的另一端容置在该套环内，该径向轴承的端面抵接在该套环侧边。

8.一种线性致动装置的缓冲机构，其特征在于，所述线性致动装置包括：一齿轮箱、一导螺杆及一伸缩管，所述伸缩管具有与所述导螺杆螺接传动的一螺帽，该缓冲机构套设在所述导螺杆的外周缘且介于所述螺帽和所述齿轮箱之间，该缓冲机构包括一螺旋弹簧，该缓冲机构还 包括一第一限位环，该螺旋弹簧的一端穿接在该第一限位环内，该第一限位环的周面凸伸有多个插脚，在平行于所述伸缩管的移动路径设有一插座，各该插脚对应该插座插接。

9.根据权利要求8所述的线性致动装置的缓冲机构，其特征在于，该螺旋弹簧为以板材所卷绕形成。

10.根据权利要求8所述的线性致动装置的缓冲机构，其特征在于，该缓冲机构更包括一第二限位环，该第二限位环固接在所述齿轮箱，该螺旋弹簧的另一端容置在该第二限位环内。

11.根据权利要求10所述的线性致动装置的缓冲机构，其特征在于，所述齿轮箱设有一嵌槽，在该第二限位环的外周缘凸伸有嵌入所述嵌槽的一凸缘。