CN106402338A - 线性驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种线性驱动器，其包括电动机(1)、线性驱动单元(3)和将所述电动机(1)与所述线性驱动单元(3)连接起来的连接套筒(2)，所述连接套筒(2)包括一体构成的安装法兰(2-1)和齿轮箱壳体(2-2)并且用于容纳将所述电动机(1)的输出轴(6)的轴向输出扭矩横向传递至所述线性驱动单元(3)的传动组件，其特征在于，所述齿轮箱壳体(2-2)在其长度方向上的两侧具有安装端口(2-5、2-6)，所述安装端口各自至少局部形成有用于与所述线性驱动单元(3)匹配接合的连接适配部(2-5-1、2-6-1)，所述连接适配部(2-5-1、2-6-1)相对于所述电动机(1)的纵向平面形成对称分布状态，从而允许所述线性驱动单元(3)从任意一侧安装到所述齿轮箱壳体(2-2)上。

Description

线性驱动器
技术领域
本发明涉及一种线性驱动器，特别涉及一种具有对称结构的齿轮箱壳体的线性驱动器，从而使得该线性驱动器的线性驱动单元能够从所述齿轮箱壳体的任何一侧安装到所述齿轮箱壳体上。
背景技术
在现有技术中线性驱动器通常包括电动机和线性驱动单元，电动机的旋转运动通过传动机构使得线性驱动单元实现线性运动。一般来说，电动机与线性驱动单元的连接是通过安装法兰实现的。目前，为了使线性驱动单元相对于电动机具有更为灵活的安装方向，需要在线性驱动单元的外壳的两侧分别设置具有对称结构的安装法兰。这样造成了线性驱动器的安装体积的增大以及需要额外的部件。另外，在安装空间不足的情况下，电动机的外壳需要特别的复杂设计以满足线性驱动单元相对于电动机具有更为灵活的安装方向的需求。
此外，现有技术中的线性驱动器还缺少过载指示功能，其无法在线性驱动器的线性驱动单元发生过载时为使用者提供警告信息。
发明内容
为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供一种具有对称结构的齿轮箱壳体(gearbox housing)的线性驱动器(linear actuator)，从而使得该线性驱动器的线性驱动单元(linear actuator unit)能够从所述齿轮箱壳体的任何一侧安装到所述齿轮箱壳体。
根据本发明提出一种线性驱动器，该线性驱动器包括电动机(motor)、线性驱动单元和将所述电动机与所述线性驱动单元连接起来的连接套筒(joint sleeve)，所述连接套筒包括一体构成的安装法兰(mounting flange)和齿轮箱壳体(gearbox housing)并且用于容纳将所述电动机的输出轴的轴向输出扭矩横向传递至所述线性驱动单元的传动组件，所述齿轮箱壳体在其长度方向上的两侧具有安装端口(mounting interface)，所述安装端口至少局部形成有用于与所述线性驱动单元匹配接合的连接适配部(engaging portion)，所述安装端口的连接适配部相对于所述电动机的纵向平面形成对称分布状态，从而允许所述线性驱动单元从任意一侧安装到所述齿轮箱壳体上。
本发明通过对连接套筒的改进实现了线性驱动单元相对于电动机的灵活安装。
附图说明
本发明的所有技术特征基于这里所附的附图将会是显而易见的。
图1示出根据本发明的线性驱动器的立体图；
图2示出根据本发明的沿着线性驱动单元的纵向轴线B的线性驱动单元的剖视图；
图3示出根据本发明的沿着垂直于线性驱动单元的纵向轴线B的电动机的电动机纵向平面的连接套筒的剖视图，该连接套筒容纳着传动组件；
图4示出根据本发明的连接套筒的立体图；
图5示出根据本发明的连接套筒的剖视图，其中没有示出传动组件；
图6示出根据本发明的沿着线性驱动单元的纵向轴线的连接套筒的剖视图；
图7A和7B分别示出了根据本发明的线性驱动单元相对于电动机的不同的安装方向。
具体实施方式
以下将结合附图对根据本发明的示例性实施例进行详细说明。
图1示出根据本发明的线性驱动器的立体图，该线性驱动器包括电动机1、连接套筒2和线性驱动单元3，其中线性驱动单元3通过连接套筒2与电动机1连接，电动机1的旋转运动最终转变成线性驱动单元3的线性运动。作为示例，图1仅示出线性驱动单元3相对于电动机1和连接套筒2的一个安装方向，在图1中位于电动机1和连接套筒2的右侧。图1中还示出电动机1的纵向轴线A以及线性驱动单元3的纵向轴线B，纵向轴线A垂直于纵向轴线B。
通过下面的进一步详细说明，本领域技术人员可以清楚地理解该线性驱动单元3也可以相对于电动机1和连接套筒2具有另一个安装方向，即在图1中位于电动机1和连接套筒2的左侧。
图4示出根据本发明的连接套筒2的立体图。所述连接套筒2包括一体形成的安装法兰2-1和齿轮箱壳体2-2，其中所述安装法兰2-1与所述电动机1连接，所述齿轮箱壳体2-2用于容纳传动组件(图4中未示出)，这些传动组件将所述电动机1的输出轴6的轴向(沿纵向轴线A方向)输出扭矩横向(沿轴线B方向)传递至所述线性驱动单元3。所述安装法兰2-1大致上呈喇叭状，在其圆周边缘处设置有多个法兰安装孔2-2-1，多个紧固螺钉可以通过彼此对齐的法兰安装孔2-2-1和电动机安装孔(图4中未示出)将所述安装法兰2-1连接到电动机1。
所述电动机1具有电动机纵向平面，如图6中的点划线C所示。电动机1的输出轴6的旋转轴线A位于该电动机纵向平面中，所述电动机的结构相对于该电动机纵向平面基本上是对称的。所述电动机纵向平面C垂直于所述线性驱动单元3的纵向轴线B。所述齿轮箱壳体2-2的长度方向(横向方向)沿着所述纵向轴线B，所述齿轮箱壳体2-2的轴线与所述纵向轴线B是同轴的。
依如图4所示，所述安装法兰2-1和所述齿轮箱壳体2-2相对于所述电动机的电动机纵向平面C具有对称结构，从而使得所述线性驱动单元3能够从所述齿轮箱壳体2-2的任何一侧(见图7A和7B)安装到所述齿轮箱壳体2-2上。
如图5所示，所述齿轮箱壳体2-2具有齿轮箱上部通孔2-3以及齿轮箱下部通孔2-4；所述齿轮箱上部通孔2-3的上部通孔轴线与所述电动机的输出轴的旋转轴线A基本上是同轴的；所述齿轮箱下部通孔2-4的下部通孔轴线与所述线性驱动单元的纵向轴线B基本上是同轴的；所述上部通孔轴线垂直于所述下部通孔轴线，所述齿轮箱上部通孔2-3与所述齿轮箱下部通孔2-4是连通的，用于容纳传动组件。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，所述传动组件包括彼此旋转配合的蜗杆(wormshaft)4和蜗轮(worm wheel)5，其中所述蜗杆4通过键连接4-1与所述电动机的输出轴6连接并且设置在所述齿轮箱上部通孔2-3中，所述蜗轮5通过键连接与所述线性驱动单元3中的螺杆连接并且设置在所述齿轮箱下部通孔2-4中。如图2所示，所述螺杆包括光轴部分3-1和螺杆部分3-2。
根据本发明的另一个实施例，所述传动组件还可以是彼此旋转配合的锥形齿轮(bevel gear)(未示出)，所述锥形齿轮中的其中之一通过键连接与所述电动机的输出轴6连接并且设置在所述齿轮箱上部通孔2-3中，所述锥形齿轮中的另一个通过键连接与所述线性驱动单元3中的螺杆连接并且设置在所述齿轮箱下部通孔2-4中。
如图4所示，所述齿轮箱壳体2-2在其长度方向上相对于所述电动机的电动机纵向平面C具有对称的安装端口2-5、2-6，其中所述安装端口2-6因视角原因未能完全示出，在图6中展示得更为清楚。所述安装端口2-5和2-6至少局部形成有用于与所述线性驱动单元3匹配接合的连接适配部2-5-1和2-6-1，所述连接适配部2-5-1和2-6-1相对于所述电动机1的电动机纵向平面C形成对称分布状态，从而允许所述线性驱动单元3从任意一侧安装到所述齿轮箱壳体2-2上。
如图2所示，所述线性驱动单元3通过第一螺杆支撑构件8在其中一个安装端口处获得支撑，通过第二螺杆支撑构件13在另一个安装端口处获得支撑；其中所述第一螺杆支撑构件和第二螺杆支撑构件均具有与任意一个安装端口2-5、2-6的连接适配部2-5-1、2-6-1匹配安装的端口契合部8-1和13-1，从而允许所述线性驱动单元3能够从任意一个方向上安装在所述齿轮箱壳体2-2内。
在本实施例中，所述第一螺杆支撑构件为前端盖(front cover)8，用于为所述线性驱动单元3提供在所述齿轮箱壳体中的前点支撑；所述第二螺杆支撑构件为滚动轴承(bearing)13，用于为所述线性驱动单元3提供在所述齿轮箱壳体中的后点支撑；所述前端盖8的端口契合部8-1和所述滚动轴承13的端口契合部13-1(即轴承外圈)均包含与所述安装端口2-5、2-6的连接适配部2-5-1、2-6-1的内径尺寸设计一致的契合表面，从而允许所述前端盖8和所述滚动轴承13在两个所述安装端口上换位安装。
依如图2所示，所述齿轮箱壳体2-2还设置有用于从所述滚动轴承13一侧封闭所述安装端口的后端盖(rear cover)9，所述后端盖9的端口契合部9-1能够与两个所述安装端口2-5、2-6中的任何一个的连接适配部2-5-1、2-6-1配合。
所述线性驱动单元3通过一体适配的适配轴(bushing)3-3同时在所述前端盖8和所述滚动轴承13上获得转动支撑，所述适配轴3-3套设在所述线性驱动单元3的光轴部分3-1的外围，用于弥补所述光轴部分3-1与所述前端盖8和所述滚动轴承13之间的径向匹配尺寸不足。
所述适配轴3-3与所述前端盖8之间设置低摩擦耐磨材料的轴衬(axlebushing)12，为所述线性驱动单元3提供转动支撑，所述轴衬12起到轴承的作用，用于防止所述前端盖8与所述适配轴3-3之间的材料磨损。
所述光轴部分3-1和所述后端盖9之间设置有过载指示器(overloadindicator)。
所述过载指示器包括设置在所述光轴部分3-1的端部上的气囊7和设置在所述后端盖9上的尖刺9-2(prick)，当轴向负荷超过极限值时，所述后端盖9的变形幅度足以促使所述尖刺9-1刺破所述气囊7。
所述尖刺9-2和所述气囊7由塑料制成。
所述适配轴3-3被设置为与所述传动组件的蜗轮5一体同步转动，所述电动机1的输出轴6被设置为与所述传动组件的蜗杆4一体同步转动，通过所述蜗轮5与所述蜗杆4的配合，所述线性驱动器将所述电动机的轴向(轴线A方向)输出扭矩转换为所述线性驱动单元3的横向(轴线B方向)旋转扭矩。
在图6示出的连接套筒2的剖视图中，可以看出所述连接套筒2的所述齿轮箱壳体2-2的内外结构相对于所述电动机1的电动机纵向平面C是对称的，从而允许所述线性驱动单元3能够从对称的安装端口2-5、2-6中的任何一个与所述连接套筒2连接。
如图2所示，所述螺杆部分3-2采用摩擦丝杠或滚珠丝杠，其中所述光轴部分3-1通过键连接与所述线性驱动单元3的适配轴3-3固定连接，所述螺杆部分3-2上设置螺母(nut)3-4，所述线性驱动单元的内管(innertube)3-5的一端套设在所述螺母3-4上，从而所述螺母3-4相对于所述螺杆部分3-2的旋转运动导致所述内管3-5相对于所述螺杆部分3-4的线性运动。所述内管3-5的另一端设置有连接孔(attachment hole)3-7，用于连接其它需要进行线性运动的外部部件。
所述适配轴3-3套设在所述光轴部分3-1和所述过载指示器上。在所述适配轴3-3的外侧的中部设置所述蜗轮5，在所述适配轴3-3的外侧靠近所述后端盖9的位置上设置滚动轴承13，该滚动轴承13的内圈通过设置在适配轴3-3的外侧上的肩部3-3-1和挡环3-3-2被保持到位，该滚动轴承13的外圈的侧面由所述后端盖9抵靠。所述蜗轮5通过设置在所述适配轴3-3的外侧上的该肩部3-3-1和另一挡环被保持到位。
在所述适配轴3-3的外侧靠近所述螺杆部分3-2的位置上设置轴衬12，该轴衬12位于所述前端盖8和所述适配轴3-3之间，起到滚动轴承的作用。
所述线性驱动单元3还包括外管(outer tube)3-6，该外管3-6的一端与所述前端盖8连接，该外管3-6的另一端支撑所述内管3-5，所述内管3-5的至少一部分被容纳在所述外管3-6中能够相对于所述外管3-6进行伸缩往复的线性运动。
如图3所示，在所述蜗杆4与所述电动机1的输出轴6连接的一端和所述安装法兰2-1的内壁之间设置蜗杆支撑轴承11，用于支撑所述蜗轮4随着电动机1的输出轴的旋转。
图7A和7B分别示出了根据本发明的线性驱动单元3相对于电动机1的不同的安装方向，图7A示出线性驱动单元3相对于电动机1的一个安装方向，在图7A中位于电动机1的右侧，而图7B示出该线性驱动单元3也可以相对于电动机1具有另一个安装方向，即在图7B中位于电动机1的左侧。这种灵活的安装方向正是通过如图6和其它附图所示的所述连接套筒2的所述齿轮箱壳体2-2的内部结构和外部结构相对于所述电动机的电动机纵向平面是对称的这一特点实现的，例如图6示出了对称的安装端口2-5、2-6，即所述连接套筒2的两侧，所述线性驱动单元3能够从对称的安装端口2-5、2-6中的任何一个与所述连接套筒2连接。
基于本发明的上述构造，线性驱动单元3通过连接套筒2可以实现相对于电动机1的灵活的安装方向，其中该连接套筒2包括相对于电动机纵向平面具有对称结构的齿轮箱壳体2-2，该线性驱动单元3可以从齿轮箱壳体2-2的两侧中的任何一侧安装到所述齿轮箱壳体2-2，相应地，所述线性驱动器的前端盖8和后端盖9均可以连接到相对于所述电动机1的电动机纵向平面对称的安装端口2-5、2-6上。
基于本发明的上述构造，不需要在线性驱动单元的外壳的两侧分别设置具有对称结构的安装法兰，不会造成线性驱动器的安装体积的增大以及不需要额外的部件。另外，在安装空间不足的情况下，电动机的外壳无需特别的复杂设计以满足线性驱动单元相对于电动机具有更为灵活的安装方向的需求。
此外，本发明的所述光轴部分3-1和所述后端盖9之间设置有过载指示器。所述过载指示器包括设置在所述光轴部分3-1的端部上的气囊7和设置在所述后端盖9上的尖刺9-2，当轴向负荷超过极限值时，所述后端盖9的变形幅度足以促使所述尖刺9-2刺破所述气囊7，从而为使用者提供发生过载的警告信息。
应当理解，有关线性驱动器的各种变更和改进，只要符合随附权利要求书的限定，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种线性驱动器，该线性驱动器包括电动机(1)、线性驱动单元(3)和将所述电动机(1)与所述线性驱动单元(3)连接起来的连接套筒(2)，所述连接套筒(2)包括一体构成的安装法兰(2-1)和齿轮箱壳体(2-2)，用于容纳将所述电动机(1)的输出轴(6)的轴向输出扭矩横向传递至所述线性驱动单元(3)的传动组件，其特征在于，
所述齿轮箱壳体(2-2)在其长度方向上的两侧具有安装端口(2-5、2-6)，所述安装端口各自至少局部形成有用于与所述线性驱动单元(3)匹配接合的连接适配部(2-5-1、2-6-1)，所述连接适配部(2-5-1、2-6-1)相对于所述电动机(1)的纵向平面形成对称分布状态，允许所述线性驱动单元(3)从任意一侧安装到所述齿轮箱壳体(2-2)上。
2.根据权利要求1所述的线性驱动器，其特征在于，所述线性驱动单元(3)通过第一螺杆支撑构件(8)在其中一个安装端口(2-5、2-6)处获得支撑，通过第二螺杆支撑构件(13)在另一个安装端口(2-6、2-5)处获得支撑；
所述第一螺杆支撑构件(8)和第二螺杆支撑构件(13)均具有能够与任意一个安装端口的连接适配部(2-5-1、2-6-1)匹配安装的端口契合部(8-1、13-1)。
3.根据权利要求2所述的线性驱动器，其特征在于，所述第一螺杆支撑构件为前端盖(8)，用于为所述线性驱动单元(3)提供在所述齿轮箱壳体中的前点支撑；所述第二螺杆支撑构件为滚动轴承(13)，用于为所述线性驱动单元(3)提供在所述齿轮箱壳体中的后点支撑；所述前端盖的端口契合部(8-1)和所述滚动轴承的端口契合部(13-1)均包含与所述安装端口的连接适配部(2-5-1、2-6-1)的内径尺寸设计一致的契合表面，从而允许所述前端盖(8)和所述滚动轴承(13)在两个所述安装端口上换位安装。
4.根据权利要求3所述的线性驱动器，其特征在于，所述齿轮箱壳体(2-2)还设置有用于从所述滚动轴承(13)一侧封闭所述安装端口的后端盖(9)，所述后端盖(9)的端口契合部(9-1)能够与两个所述安装端口中的任何一个的连接适配部(2-5-1、2-6-1)配合。
5.根据权利要求4所述的线性驱动器，其特征在于，所述线性驱动单元(3)通过一体适配的适配轴(3-3)在所述前端盖(8)和所述滚动轴承(13)上获得转动支撑。
6.根据权利要求5所述的线性驱动器，其特征在于，所述适配轴(3-3)与所述前端盖(8)之间设置低摩擦耐磨材料的轴衬(12)，为所述线性驱动单元(3)提供转动支撑。
7.根据权利要求6所述的线性驱动器，其特征在于，所述光轴部分(3-1)和所述后端盖(9)之间设置有过载指示器。
8.根据权利要求7所述的线性驱动器，其特征在于，所述过载指示器包括设置在所述光轴部分(3-1)的端部上的气囊(7)和设置在所述后端盖(9)上的尖刺(9-2)，当轴向负荷超过极限值时，所述后端盖(9)的变形幅度足以促使所述尖刺(9-2)刺破所述气囊(7)。
9.根据权利要求8所述的线性驱动器，其特征在于，所述尖刺(9-2)和所述气囊(7)由塑料制成。
10.根据权利要求9所述的线性驱动器，其特征在于，所述适配轴(3-3)被设置为与所述传动组件的蜗轮(5)一体同步转动，所述电动机(1)的输出轴(6)被设置为与所述传动组件的蜗杆(4)一体同步转动，通过所述蜗轮(5)与所述蜗杆(4)的配合，所述线性驱动器将所述电动机的轴向输出扭矩转换为所述线性驱动单元(3)的横向旋转扭矩。
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