CN107647815A - 一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，包括浴椅背板硬件安装架构平台、控制元件、驱动元件、传动模块、执行元件。其中，硬件安装架构平台实现控制元件、驱动元件、传动元件和执行元件的承载及定位作用。控制元件为一块可控制驱动元件动作的电路板。驱动元件为一个仅有双行程极限位态控制的中控锁。传动模块由三组齿条(板)、齿轮轴及其上两组齿轮组成，为运动形式转化的中间级机构。执行元件为两个活动销锁，经机构传动可实现高度精确的水平弹射或回拉运动。本发明的单中控锁双控执行器具有较高的传动精度及传动稳定性，并实现了双锁同状态位的控制。此外，若有运动行程缩放需求，可通过调节两级齿轮的传动比实现。

Description

一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器

技术领域

本发明涉及电动护理浴椅锁控装置技术领域，确切地说，是一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，该技术可使得浴椅的锁控装置具有较高的传动精度，良好的传动稳定性，精确的运动轨迹水平直线性；对比双锁双控装置，该技术还一定程度上降低了耗材成本和安装空间需求，并简化了设备状态监测及设备损坏检测程序。此外，该技术也可用于具有锁控装置需求且安装环境狭小、复杂的其他相关的养老助残医疗设备或智能家具上。

背景技术

随着我国人口老龄化趋势愈加显著，预计老年人口比例的不断增长将持续到2050年左右，届时老年人口将达到全国人口的三分之一，于此同时，老年残疾人亦是人口老龄化带来的严重问题之一，那么智能化的养老助残产品将持续成为制造业的研发热点。在智能化趋势的带动下，这些产品常常需要体现更多的自动化、功能多样化、人机交互化的特征，那么在实现这些特点的过程中，往往就需应用到一些必要的锁控装置技术进行机构的定位、限位、锁定等。具体而言，如一般的电动护理浴椅在正常情况下只需背板独立俯仰，而当需要实现其一些特定功能时，则要求背板与扶手实现联动俯仰，那么就需通过锁控装置来实现背板与扶手相对位置的固定，从而实现联动连接与动作；此外，该装置还受到浴椅背板其他部件，如电池安装槽等的干扰，因此对于装置的整体结构样式和安装形式具有特定的要求。

机构的限定位技术在实现机构姿态、形式多样性的过程中是颇具适用性的，但目前所见的护理浴椅上所采用的锁控装置实施方案缺乏足够的稳定性以及运动轨迹的精确性。因此对于机构的限定位技术之一的锁控装置技术进行研究，研发出具备高稳定性、精确性和可靠性、同时具备较为广泛适应性的锁控装置对于提高系列产品的稳定性、安全性，确保功能实现的完整性都具有非常重要的意义。

发明内容

本发明针对于所见浴椅的现有实施方案的不足，提供一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，该专利所述内容包括浴椅背板硬件安装架构平台、控制元件、驱动元件、传动模块、执行元件，使得浴椅的锁控装置具备了较高的传动精度，良好的传动稳定性，精确的运动轨迹水平直线性等性能，从而使得浴椅的功能实现具备更高的可靠性、稳定性，并且能够在一定程度上降低用材成本和安装空间需求。本发明属于一种自动化机器锁控装置，满足机构限定位及机构联动连接等需求。

一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，其特征在于：包括浴椅背板硬件安装架构平台、控制元件、驱动元件、传动模块、执行元件；

所述浴椅背板硬件安装架构平台为一块中凹型薄板，包括控制元件安装侧平台、驱动元件安装主平台、传动模块安装主平台；

所述控制元件为一块薄电路板，可通过其上控制元件第一定位孔、控制元件第二定位孔、控制元件第三定位孔、控制元件第四定位孔分别与控制元件安装侧平台的控制元件安装侧平台第一螺纹连接孔、控制元件安装侧平台第二螺纹连接孔、控制元件安装侧平台第三螺纹连接孔、控制元件安装侧平台第四螺纹连接孔实现定位配合、固连安装；

所述驱动元件为一个具备双行程极限位态的中控锁，可通过其上驱动元件第一定位孔、驱动元件第二定位孔分别与驱动元件安装主平台上的驱动元件安装主平台第一螺纹连接孔和驱动元件安装主平台第二螺纹连接孔实现定位配合、固连安装；

所述控制元件可通过电路连接实现对驱动元件的动作控制；

所述传动模块包括第一齿条、第一滑轨、齿轮轴组件、第二齿条板、第二滑轨组件、第三齿条板、第三滑轨组件；

所述第一齿条可通过其上第一齿条销钩与驱动元件锁头的驱动元件销孔实现定位配合、铰链连接，继而实现驱动元件到第一齿条的运动传动；

所述第一滑轨可通过焊接与传动模块安装主平台实现水平固连，其具体焊接位置可通过安装配合需要进行调节；

所述第一齿条上的第一齿条滑台嵌入第一滑轨的第一滑轨滑槽中，从而实现第一齿条的定位以及第一滑轨对于第一齿条的水平运动轨迹导向控制；

所述齿轮轴组件包括齿轮轴、齿轮轴定位平板、定位平板第一支承轴、定位平板第二支承轴、第一轴用挡圈、第二轴用挡圈；

所述齿轮轴定位平板可通过与定位平板第一支承轴、定位平板第二支承轴、传动模块安装主平台上的第一支承轴定位槽和第二支承轴定位槽的配合实现定位；

所述齿轮轴可通过分别与第一轴用挡圈、第二轴用挡圈的配合实现在齿轮轴定位平板与传动模块安装主平台间的轴向定位，并与齿轮轴定位平板实现相互限位，且相对于齿轮轴定位平板与传动模块安装主平台可绕轴向单自由度转动；

所述齿轮轴包括第一齿轮、第二齿轮；第一齿轮与第一齿条啮合，继而实现第一齿条到齿轮轴的运动传动；

所述第二齿条板、第三齿条板分别与齿轮轴上的第二齿轮上下边进行啮合，继而实现齿轮轴到第二齿条板、第三齿条板的运动传动；

所述第二滑轨组件包括第二滑轨、第一垫套、第二垫套、限位螺纹销；

所述第二滑轨可通过第一垫套、第二垫套与传动模块安装主平台实现定位配合、固连安装；

所述限位螺纹销可通过传动模块安装主平台上的第一限位销安装槽与第二滑轨实现定位配合、固连安装；

所述第二齿条板上的第二齿条板滑台嵌入第二滑轨的第二滑轨滑槽中，从而实现第二齿条板的定位以及第二滑轨对于第二齿条板的水平运动轨迹导向控制；其中，所述限位螺纹销与第二齿条板上的第二齿条板滑台内凹槽实现定位配合，从而实现了对第二齿条板运动行程的限位；

所述第三齿条板、第三滑轨组件与第二齿条板、第二滑轨组件的结构及安装方式完全相似，保证第三齿条板与与第二齿条板运动的同步性；

所述执行元件包括第一活动销锁、第二活动销锁；

所述第一活动销锁可通过其上的第一活动销锁螺纹连接孔与第二齿条板上的第二齿条板螺纹连接孔实现定位配合，铰链连接，继而实现第二齿条板到第一活动销锁的运动传动；

所述第二活动销锁与第一活动销锁的结构及安装方式完全对称，保证第二活动销锁与第一活动销锁运动的对称性与同步性；

所述驱动元件仅具备两运动行程极限位态，不存在运动行程中间位态，在工作前锁头处于行程初始极限位，在工作时处于行程终止极限位；

所述第二齿条板上的通孔为第二齿条板走线孔，用于控制元件上元器件的走线布置；

若有运动行程缩放需求，可通过改变所述第一齿轮和第二齿轮的齿数比，保持其他元件结构和安装形式基本不变来改变其传动比，从而实现运动行程的精确缩放。

本发明的优点在于：

1、本发明通过两级齿轮齿条传动，实现了直线运动到圆周回转运动，再到直线运动的传动，因此可以较大程度地确保传动级末端活动销锁所需的水平直线运动轨迹的精确性；此外，齿轮齿条传动具有传动精确、稳定性高的优点，使得活动销锁的运动过程具备更高的稳定性、可靠性；

2、本发明活动销锁运动行程易实现缩放，只需要通过改变齿轮轴上两齿轮的齿数比从而改变其传动比，继而实现对运动行程进行缩放，无需对整个装置的结构尺寸或形式进行过多调整，因此能适应运动行程需求不同的情况，故具有较广的适应性；

3、本发明通过单锁动作输入实现双动作输出控制，对比“双锁双控”在一定程度上减小了耗材成本和安装空间，因此能够适应安装空间狭小、复杂等情况，故具有较高的适应性；

4、本发明通过单锁动作输入实现双动作输出控制，实现了双动作输出具有“同进同出”的同步性运动状态，因此将会在一定程度上简化了设备状态监测及设备损坏检测及其他相关程序，便于后续故障排查与维修。

附图说明

图1为本发明中执行器整体结构示意图；

图2为本发明中执行器浴椅背板硬件安装架构平台示意图；

图3为本发明中执行器整体结构前俯视概览图；

图4为本发明中执行器传动模块示意图；

图5为本发明中执行器第二齿条板仰视图；

图中，1-浴椅背板硬件安装架构平台，11-控制元件安装侧平台，111-控制元件安装侧平台第一螺纹连接孔，112-控制元件安装侧平台第二螺纹连接孔，113-控制元件安装侧平台第三螺纹连接孔，114-控制元件安装侧平台第四螺纹连接孔，12-驱动元件安装主平台，121-驱动元件安装主平台第一螺纹连接孔，122-驱动元件安装主平台第二螺纹连接孔，13-传动模块安装主平台，131-第一支承轴定位槽，132-第二支承轴定位槽，133-第一限位销安装槽，2-控制元件，21-控制元件第一定位孔，22-控制元件第二定位孔，23-控制元件第三定位孔，24-控制元件第四定位孔，3-驱动元件，31-驱动元件第一定位孔，32-驱动元件第二定位孔，33-驱动元件销孔，4-传动模块，41-第一齿条，411-第一齿条销钩，412-第一齿条滑台，42-第一滑轨，421-第一滑轨滑槽，43-齿轮轴组件，431-齿轮轴，4311-第一齿轮，4312-第二齿轮，432-齿轮轴定位平板，433-定位平板第一支承轴，434-定位平板第二支承轴，435-第一轴用挡圈、436-第二轴用挡圈，44-第二齿条板，441-第二齿条板滑台，442-第二齿条板滑台内凹槽，443-第二齿条板螺纹连接孔，444-第二齿条板走线孔，45-第二滑轨组件，451-第二滑轨，4511-第二滑轨滑槽，452-第一垫套，453-第二垫套，454-限位螺纹销，46-第三齿条板，47-第三滑轨组件，5-执行元件，51-第一活动销锁，511-第一活动销锁螺纹连接孔，52-第二活动销锁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明为一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，包括浴椅背板硬件安装架构平台1、控制元件2、驱动元件3、传动模块4、执行元件5五部分，如图1所示。

执行器的浴椅背板硬件安装架构平台1为一块中凹型薄铝板，结合安装于其上的各部分电器或机构功能的不同，可具体划分为控制元件安装侧平台11、驱动元件安装主平台12、传动模块安装主平台13三大部分，如图2所示。

控制元件2为一块薄电路板，可通过其上控制元件第一定位孔21、控制元件第二定位孔22、控制元件第三定位孔23、控制元件第四定位孔24分别与控制元件安装侧平台11的控制元件安装侧平台第一螺纹连接孔111、控制元件安装侧平台第二螺纹连接孔112、控制元件安装侧平台第三螺纹连接孔113、控制元件安装侧平台第四螺纹连接孔114实现定位配合、固连安装；

驱动元件3为一个具备双行程极限位态的中控锁，可通过其上驱动元件第一定位孔31、驱动元件第二定位孔32分别与驱动元件安装主平台12上驱动元件安装主平台第一螺纹连接孔121和驱动元件安装主平台第二螺纹连接孔122实现定位配合、固连安装，从而使得驱动元件3动作轨迹位于水平直线上；工作前锁头处于行程初始极限位，在工作时锁头处于行程终止极限位；

控制元件2与驱动元件3可通过电路连接实现，继而实现控制元件2对驱动元件3的动作控制，二者的安装位置和安装形式如图3所示；

传动模块4包括第一齿条41、第一滑轨42、齿轮轴组件43、第二齿条板44、第二滑轨组件45、第三齿条板46、第三滑轨组件47，整体结构及传动示意如图3、4所示；其中，第一滑轨42可通过焊接与传动模块安装主平台13实现水平固连，其具体焊接位置可通过安装配合需要进行调节；第一齿条41可通过其上“L型”第一齿条销钩411与驱动元件3锁头的驱动元件销孔33通过铰链连接实现定位配合，与此同时，第一齿条41上的“T型”第一齿条滑台412嵌入第一滑轨42的“T型”第一滑轨滑槽421中，从而实现第一齿条41的定位以及第一滑轨42对于第一齿条41的水平运动轨迹导向控制，继而实现驱动元件3到第一齿条41的水平运动传动；

齿轮轴组件43包括齿轮轴431、齿轮轴定位平板432、定位平板第一支承轴433、定位平板第二支承轴434、第一轴用挡圈435、第二轴用挡圈436；其中，齿轮轴定位平板432可通过与定位平板第一支承轴433、定位平板第二支承轴434、传动模块安装主平台13上的第一支承轴定位槽131和第二支承轴定位槽132的配合实现单向轴向定位；所述齿轮轴431可通过分别与第一轴用挡圈435、第二轴用挡圈436的配合实现在齿轮轴定位平板432与传动模块安装主平台13间的轴向定位，并相对于齿轮轴定位平板432与传动模块安装主平台13可绕轴向单自由度转动，同时反过来也对齿轮轴定位平板432的实现了单向轴向定位，从而形成齿轮轴431与齿轮轴定位平板432相互限位；

齿轮轴431包括模数、齿数完全相同的的第一齿轮4311和第二齿轮4312；第一齿轮4311与第一齿条41啮合，继而实现第一齿条41到齿轮轴431的运动传动；第二齿条板44、第三齿条板46分别与齿轮轴431上的第二齿轮4312上下边进行啮合，继而实现齿轮轴431到第二齿条板44、第三齿条板46的运动传动；

第二滑轨组件45包括第二滑轨451、第一垫套452、第二垫套453、限位螺纹销454；其中，第二滑轨451可通过第一垫套452、第二垫套453与传动模块安装主平台13实现定位配合、固连安装；其中，限位螺纹销454可通过传动模块安装主平台13上的第一限位销安装槽133与第二滑轨451实现定位配合、固连安装；

第二齿条板44上的“T型”第二齿条板滑台441嵌入第二滑轨451的“T型”第二滑轨滑槽4511中，从而实现第二齿条44板的定位以及第二滑轨451对于第二齿条板44的水平运动轨迹导向控制；其中，限位螺纹销454与第二齿条板44上的第二齿条板滑台内凹槽442实现定位配合，从而实现了对第二齿条板44运动行程的限位，如图5所示；此外，第二齿条板44上的通孔为第二齿条板走线孔444，可用于控制元件2上元器件的走线布置；

第三齿条板46、第三滑轨组件47与第二齿条板44、第二滑轨组件45的结构及安装方式完全相似，从而保证了第三齿条板46与第二齿条板44运动的同步性；

执行元件5包括第一活动销锁51、第二活动销锁52；其中，第一活动销锁51可通过其上的第一活动销锁螺纹连接孔511与第二齿条板44上的第二齿条板螺纹连接孔443铰链连接实现定位配合，继而实现第二齿条板44到第一活动销锁51的运动传动，如图3所示；

第二活动销锁52与第一活动销锁51的结构及安装方式完全对称，保证第二活动销锁52与第一活动销锁51运动的对称性与同步性。

Claims (4)

1.一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，其特征在于：包括浴椅背板硬件安装架构平台(1)、控制元件(2)、驱动元件(3)、传动模块(4)、执行元件(5)；

所述浴椅背板硬件安装架构平台(1)为一块中凹型薄板，包括控制元件安装侧平台(11)、驱动元件安装主平台(12)、传动模块安装主平台(13)；

所述控制元件(2)为一块薄电路板，可通过其上控制元件第一定位孔(21)、控制元件第二定位孔(22)、控制元件第三定位孔(23)、控制元件第四定位孔(24)分别与控制元件安装侧平台(11)的控制元件安装侧平台第一螺纹连接孔(111)、控制元件安装侧平台第二螺纹连接孔(112)、控制元件安装侧平台第三螺纹连接孔(113)、控制元件安装侧平台第四螺纹连接孔(114)实现定位配合、固连安装；

所述驱动元件(3)为一个具备双行程极限位态的中控锁，可通过其上驱动元件第一定位孔(31)、驱动元件第二定位孔(32)分别与驱动元件安装主平台(12)上的驱动元件安装主平台第一螺纹连接孔(121)和驱动元件安装主平台第二螺纹连接孔(122)实现定位配合、固连安装；

所述控制元件(2)可通过电路连接实现对驱动元件(3)的动作控制；

所述传动模块(4)包括第一齿条(41)、第一滑轨(42)、齿轮轴组件(43)、第二齿条板(44)、第二滑轨组件(45)、第三齿条板(46)、第三滑轨组件(47)；

所述第一齿条(41)可通过其上第一齿条销钩(411)与驱动元件(3)锁头的驱动元件销孔(33)实现定位配合、铰链连接，继而实现驱动元件(3)到第一齿条(41)的运动传动；

所述第一滑轨(42)可通过焊接与传动模块安装主平台(13)实现水平固连，其具体焊接位置可通过安装配合需要进行调节；

所述第一齿条(41)上的第一齿条滑台(412)嵌入第一滑轨(42)上的第一滑轨滑槽(421)中，从而实现第一齿条(41)的定位以及第一滑轨(42)对于第一齿条(41)的水平运动轨迹导向控制；

所述齿轮轴组件(43)包括齿轮轴(431)、齿轮轴定位平板(432)、定位平板第一支承轴(433)、定位平板第二支承轴(434)、第一轴用挡圈(435)、第二轴用挡圈(436)；

所述齿轮轴定位平板(432)可通过与定位平板第一支承轴(433)、定位平板第二支承轴(434)、传动模块安装主平台(13)上的第一支承轴定位槽(131)和第二支承轴定位槽(132)的配合实现定位；

所述齿轮轴(431)可通过分别与第一轴用挡圈(435)、第二轴用挡圈(436)的配合实现在齿轮轴定位平板(432)与传动模块安装主平台(13)间的轴向定位，并与齿轮轴定位平板(432)实现相互限位，且相对于齿轮轴定位平板(432)与传动模块安装主平台(13)可绕轴向单自由度转动；

所述齿轮轴(431)包括第一齿轮(4311)、第二齿轮(4312)；第一齿轮(4311)与第一齿条(41)啮合，继而实现第一齿条(41)到齿轮轴(431)的运动传动；

所述第二齿条板(44)、第三齿条板(46)分别与齿轮轴(431)上的第二齿轮(4312)上下边进行啮合，继而实现齿轮轴(431)到第二齿条板(44)、第三齿条板(46)的运动传动；

所述第二滑轨组件(45)包括第二滑轨(451)、第一垫套(452)、第二垫套(453)、限位螺纹销(454)；

所述第二滑轨(451)可通过第一垫套(452)、第二垫套(453)与传动模块安装主平台(13)实现定位配合、固连安装；

所述限位螺纹销(454)可通过传动模块安装主平台(13)上的第一限位销安装槽(133)与第二滑轨(451)实现定位配合、固连安装；

所述第二齿条板(44)上的第二齿条板滑台(441)嵌入第二滑轨(451)的第二滑轨滑槽(4511)中，从而实现第二齿条板(44)的定位以及第二滑轨(451)对于第二齿条板(44)的水平运动轨迹导向控制；其中，所述限位螺纹销(454)与第二齿条板(44)上的第二齿条板滑台内凹槽(442)实现定位配合，从而实现了对第二齿条板(44)运动行程的限位；

所述第三齿条板(46)、第三滑轨组件(47)与第二齿条板(44)、第二滑轨组件(45)的结构及安装方式完全相似，保证第三齿条板(46)与第二齿条板(44)运动的同步性；

所述执行元件(5)包括第一活动销锁(51)、第二活动销锁(52)；

所述第一活动销锁(51)可通过其上第一活动销锁螺纹连接孔(511)与第二齿条板(44)上的第二齿条板螺纹连接孔(443)实现定位配合，铰链连接，继而实现第二齿条板(44)到第一活动销锁(51)的运动传动；

所述第二活动销锁(52)与第一活动销锁(51)的结构及安装方式完全对称，保证第二活动销锁(52)与第一活动销锁(51)运动的对称性与同步性。

2.如权利要求1所述一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，其特征在于：所述驱动元件(3)仅具备两运动行程极限位态，不存在运动行程中间位态，在工作前锁头处于行程初始极限位，在工作时处于行程终止极限位。

3.如权利要求1所述一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，其特征在于：所述第二齿条板(44)上的通孔为第二齿条板走线孔(444)，用于控制元件(2)上元器件的走线布置。

4.如权利要求1所述一种用于浴椅的单中控锁双输出控制执行器，其特征在于：若有运动行程缩放需求，可通过改变所述第一齿轮(4311)和第二齿轮(4322)的齿数比，保持其他元件结构和安装形式基本不变来改变其传动比，从而实现运动行程的精确缩放。