CN109004794A - 一种双模式管状电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双模式管状电机，包括电动电机、手动机构、离合器以及刹车装置，离合器设于电动电机的一端，离合器包括由电磁铁制成的上离合、设置可沿轴向滑移的下离合，下离合随电磁铁的通电与上离合间做相吸连接或相斥分离，下离合上设置有保持下离合与上离合分离或抵接趋势的复位件；刹车装置包括与离合器间通过一连接轴连接的涡轮以及与手动机构间传动连接的蜗杆。在电磁铁和复位件的作用下，使得在电动电机启动时上、下离合分离，在电动电机停止时上、下离合连接，连接连接轴和转轴连接，在结合蜗轮蜗杆的不可逆传动，使得离合器连接时限制电动电机的转轴停转，实现刹车；而需要手动操作时又可以带动连接轴以及转轴转动。

Description

一种双模式管状电机

技术领域

本发明涉及一种管状电机，特别涉及一种双模式管状电机。

背景技术

管状电机广泛应用于各种电动升降门窗、遮阳系统、投影屏幕等领域，包括外部的电机管、电机总成、刹车总成、减速总成和行程控制总成，在通电情况下按动升降开关控制电机总成转动通过减速总成减速输出带动电机管转动，电机管转动再电动外管转动实现门窗或投影屏幕的升降。

其中，为了避免在断电时电机总成无法工作，在管状电机上还设置有手动操作机构，使得可以在断电时通过手动操作机构带动门窗或投影屏幕的升降。如授权公告号为CN202872553U、申请日为2013年4月10日的中国专利公开了一种手动管状电机，包括电机，设置在电机一端的减速装置，以及设置在电机另一端的行程装置，电机包括转子和套装在转子外的定子，行程装置包括由手动机构带动的长轴，电机和行程装置之间设置有离合机构，离合机构包括固定在转子末端的上离合，以及由长轴带动转动的并且能轴向移动从而与上离合配合的下离合，长轴穿入下离合的部分上设有使得下离合保持离开上离合趋势的弹性部件；手动管状电机还包括设置在电机和减速装置之间的刹车装置，刹车装置包括摩擦片，以及紧贴于所述摩擦片一侧的能由所述转子带动而与所述摩擦片分离的第一刹车片。

上述专利的手动操作机构，在通电运转时，刹车装置的第一刹车片带有吸铁，电机产生的电磁力吸附第一刹车片，第一刹车片通过磁性作用沿着转子朝向电机方向移动，第一刹车片和摩擦片分离，第二刹车片也不再与摩擦片紧贴，由此使得第一、第二刹车片、和摩擦片间有间隙，第一、第二刹车片、跟随转子转动，由此刹车装置不起作用，此时第二插销位于通孔内不与内侧面接触。上离合和下离合处于脱离状态，电机带动减速装置转动，减速装置的输出轴带动转轮转动，转轮带动传动管，从而带动负载和行程装置。

当管状电机断电时，拉动链条带动齿轮转动，从而带动行程装置的长轴转动。长轴通过第一插销带动下离合相对离合支撑件转动，由此，第一突起、第一内凹和第二内凹、第二突起不再对应，当第一突起转动到与第二突起相对的位置时，第二突起将推动第一突起，即使得下离合向上离合方向移动，直至下离合的卡槽和上离合的转轮臂卡合。在此过程中，第一插销在长形槽内作轴向的移动，弹性部件的末端由于与容置孔的末端抵接，当下离合向上离合方向移动时，弹性部件将被从末端向垫片方向压缩。当下离合和上离合卡合后，下离合可以带动上离合转动，即带动转子转动。此外，当拉动链条使得电机的转子转动时，第二插销沿着通孔倾斜的内侧面移动，推动刹车套管向电机方向移动，由此使得第一刹车片和摩擦片分离，第二刹车片也不再与摩擦片紧贴，第一、第二刹车片、跟随转子转动，此时刹车装置不起作用。由此转子的转动可以带动减速装置后带动负载转动。此时，下离合的第一推动部和离合支撑件的第二推动部在轴向上未完全脱离，仍有部分重叠，下离合转动对离合支撑件施加的力大于离合支撑件和离合座之间的摩擦力时，离合支撑件克服摩擦力与下离合同步转动。当停止手动操作时，弹性部件对下离合施加回复力使其与上离合脱离回到初始位置，而设置在刹车装置内的弹簧作用，使得第一刹车片和摩擦片接触，起到刹车的作用。

由上可知，现有技术中的刹车装置和离合器实现双模式功能的原理以及结构较为复杂，因此有必要设置一种结构更为简单的双模式管状电机。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的双模式管状电机，其具有电动和手动两者操作模式。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双模式管状电机，包括电动电机、手动机构、离合器以及刹车装置，所述离合器设于电动电机的一端，所述离合器包括由电磁铁制成的上离合、设置可沿轴向滑移的下离合，所述下离合随电磁铁的通电与上离合间做相吸连接或相斥分离，所述下离合上设置有保持下离合与上离合分离或抵接趋势的复位件；

所述刹车装置包括与离合器间通过一连接轴连接的涡轮以及与手动机构间传动连接的蜗杆。

如此设置，通过离合器实现连接轴与电动电机上转轴的连接，其中，在电磁铁和复位件的作用下，使得在电动电机启动时上、下离合分离，在电动电机停止时上、下离合连接，连接轴和转轴连接，而由于连接轴另一端与蜗轮蜗杆上的涡轮连接，涡轮无法带动蜗杆转动，此时连接轴无法发生转动，使得电动电机的转轴停转，实现刹车；而需要手动操作时，由于手动机构带动的是蜗杆转动，因此可以带动连接轴以及转轴转动。

进一步优选为：所述上离合固定于电动电动电机的转轴上；所述下离合由磁性材料制成，且周向限位、轴向滑移连接于连接轴上；所述电磁铁与电动电机间异步通、断电，所述复位件为一用于提供下离合与上离合分离趋势的复位弹簧。

如此设置，电动电机断电时，电磁铁通电，此时会产生磁性力使得上、下离合实现连接，电动电机通电使用时，电磁铁断电，此时在复位弹簧的作用下，下离合朝向远离上离合方向移动使得上、下离合分开。

进一步优选为：所述上离合固定于电动电机的转轴上；所述复位件为采用极性磁铁制成的下离合，所述下离合周向限位、轴向滑移连接于连接轴上；所述电磁铁与电动电机间同步通、断电，所述电磁铁与极性磁铁间随电磁铁通电相斥、断电相吸。

如此设置，在电动电机断电时，电磁铁也不通电，而由于下离合采用极性磁铁制成，会与此时的电磁铁产生相吸作用，带动下离合与上离合连接；而在电动电机通电时，电磁铁也通电，此时电磁铁朝向下离合的一端产生与极性磁铁相斥的电极，在排斥力的作用下上、下离合分离。

进一步优选为：所述上离合包括固定于电动电机的转轴上的铁芯、以及设于铁芯外且内壁上设置有通电线圈的固定套，所述铁芯随电动电机的转轴于固定套内转动。

如此设置，通过通电线圈的通电来产生磁性，同时，铁芯可以随电动电机转动，使得上、下离合连接后可以实现转轴与连接轴间的连接。

进一步优选为：所述铁芯的侧壁上设置有环形凸起A，所述环形凸起A朝向下离合的端面呈波浪形的卡接结构A；所述下离合上设置有与卡接结构A相互配合的波浪形的卡接结构B。

如此设置，通过两呈波浪形的卡接结构A和卡接结构B实现上、下离合之间的连接。

进一步优选为：所述卡接结构B的波峰上设置有四边形缺口，所述卡接结构A的波谷上设置有与四边形缺口配合的卡接块。

如此设置，通过缺口和卡接块的设置，可以使卡接结构A和卡接结构B连接更加稳固，不会因为产生轴向力而导致上、下离合间发生分离。

进一步优选为：所述铁芯的端部突出环形凸起A设置，所述卡接结构B朝向铁芯方向延伸形成可供铁芯插入的插接口。

如此设置，使得在下离合沿轴向移动的过程中，铁芯的端部突出的部分一直处于插接口中形成导向作用。

进一步优选为：所述下离合远离上离合的一端设置有供连接轴插入的多边形状的插口，所述插口的开口处设置有挡环，所述连接轴的一端设置有与插口配合的挡帽，所述复位弹簧套设于连接轴和插口间、两端分别抵接于挡环和挡帽之间。

如此设置，实现在电磁铁不通电时，下离合在复位弹簧的作用下与上离合分离，同时实现下离合与连接轴之间的周向限位。

进一步优选为：所述下离合远离上离合的一端设置有供连接轴插入的插口，所述下离合的侧壁上设置有贯穿侧壁于插口连通的腰型孔，所述连接轴上插设有可于腰型孔内活动的插销。

如此设置，实现对下离合的限定，使其周向固定，且在腰型孔的长度范围内可以轴向滑移。

进一步优选为：所述蜗杆的一端连接有第一传动齿轮，所述手动机构上设置有传动轴，所述传动轴上连接有与第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮。

如此设置，实现蜗杆与手动机构上的传动轴连接，从而通过拉动手动机构上的拉链来带动蜗杆转动，从而带动涡轮转动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在离合器与刹车装置的作用下实现手动、电动双模式操作，其中，刹车装置通过采用涡轮蜗杆的不可逆传动原理，使得在离合器将转轴和连接轴连接时，不仅实现对电动电机进行刹车，且可以通过手动操作进行控制；而在离合器分离时，转轴与连接轴分离，无法进行手动操作，而离合器的分、合采用电磁铁的磁性原理，结构上较为简单，且直接使用连接轴连接离合器和刹车装置即可。

附图说明

图1是实施例一的外形结构图；

图2是实施例一的内部结构示意图；

图3是实施例一中离合器的结构示意图；

图4是实施例一中手动机构的结构示意图；

图5是实施例二的局部结构示意图；

图6是实施例三的局部结构示意图。

图中，1、外管；2、手动机构；21、驱动齿轮；22、链条；23、传动轴；3、减速装置；4、电动电机；41、转轴；42、突起；5、离合器；51、上离合；511、固定套；511、卡接凸起；512、通电线圈；513、铁芯；5131、卡接结构A；5132、卡接块；52、下离合；521、卡接结构B；5211、四边形缺口；522、腰型孔；523、插接口；61、第一传动齿轮；62、第二传动齿轮；63、第三传动齿轮；64、第四传动齿轮；65、转动轴；66、第二锥齿轮；67、第一锥齿轮；7、连接轴；71、插销；8、行程开关；9、刹车装置；91、涡轮；92、蜗杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种双模式管状电机，如图1和图2所示，包括减速装置3、电动电机4、离合器5、刹车装置9、行程开关8、手动装置以及设于减速装置3、电动电机4、离合器5、刹车装置9和行程开关8外的外管1。

参照图2，减速装置3和离合器5分别设于电动电机4的两端，其中，减速装置3采用多级行星齿轮，其输出轴与电动电机4的转轴41连接固定（减速装置3在现有技术中公开以及比较充分，在本实施例中不做具体说明）。

离合器5包括上离合51和下离合52，其中，如图2和图3所述，上离合51为一电磁铁，其包括铁芯513、固定套511和通电线圈512，铁芯513固定插设于电动电机4的转轴41上可以随转轴41发生转动。固定套511采用塑料材质制成，其套设于铁芯513外，且在固定套511的一端设置有卡接凸起511，在电动电机4的外壳上设置有相应的突起42与卡接凸起511配合，实现固定套511的周向固定。通电线圈512呈螺旋状并绕设在固定套511的内壁上、其与铁芯513间设置有间隙避免两者接触产生摩擦力。

下离合52采用极性磁铁为材料制成、其通过一连接轴7与行程装置连接，其中，在下离合52远离上离合51的一端端面上设置有供连接轴7插入的插口，下离合52的侧壁上设置有腰型孔522，且该腰型孔522沿下离合52的轴心线方向设置且与插口连通，连接轴7插入插口内穿过一穿过腰型孔522的插销71与下离合52连接。下离合52朝向上离合51的的一端端面所带电极与电磁铁通电时所带电极相反，即电磁铁通电时上离合51和下离合52相互排斥、断电时下离合52会吸住铁芯513进行连接。

其中，电磁铁与电动电机4同步通、断电。

如图3所示，在铁芯513靠近下离合52的一端端部的外侧壁上设置有环形凸起A，环形凸起A朝向下离合52的端面呈波浪形的卡接结构A5131，铁芯513的端部突出环形凸起A设置；下离合52上设置有与卡接结构A5131相互配合的波浪形的卡接结构B521，卡接结构B521朝向铁芯513方向延伸形成可供铁芯513插入的插接口523，在上离合51和下离合52的连接、分离过程中，铁芯513的端部一直位于插接口523内。

其中，在卡接结构B521的波峰上设置有四边形缺口5211，卡接结构A5131的波谷上设置有与四边形缺口5211配合的卡接块5132，在上离合51与下离合52连接时，卡接块5132插接入四边形缺口5211中形成稳定的连接。

参照图2，连接轴7的另一端贯穿行程开关8与刹车装置9连接，刹车装置9包括涡轮91和蜗杆92，涡轮91固定连接在连接轴7的端部。蜗杆92与涡轮91啮合，在蜗杆92的一端连接有第一传动齿轮61，第一传动齿轮61与第二传动齿轮62啮合，第二传动齿轮62连接于一传动轴23上，传动轴23与手动机构2连接。

上述手动机构2包括驱动齿轮21和链条22，链条22与驱动齿轮21啮合，驱动齿轮21连接于传动轴23上。

工作原理：

手动操作时，电动电机4不通电，此时电磁铁也不通电，即铁芯513没有磁性，此时下离合52由于带磁性会与铁芯513间产生相吸，此时卡接结构A5131和卡接结构B521间啮合，且卡接块5132插设于四边形缺口5211中，使得上离合51与下离合52连接实现电动电机4的转轴41与连接轴7间的连接。在拉动链条22时，带动驱动齿轮21转动，驱动齿轮21转动带动传动轴23转动，进而带动第二传动齿轮62转动，有第一传动齿轮61与第二传动齿轮62别啮合，从而通过第一传动齿轮61带动蜗杆92转动，再传递到涡轮91上带动连接轴7转动，最后通过连接的离合器5带动电动电机4的转轴41转动，经过减速装置3后输出。

电动操作时，电动电机4通电，此时电磁铁也通电，铁芯513槽向下离合52的一端产生与下离合52相反的极性，形成排斥将下离合52玩外推开，此时离合器5断开，电动电机4直接经过减速装置3后输出。在电动电机4断电时，电磁铁也断电，此时铁芯513上的极性消失，下离合52与铁芯513间产生吸力实现上离合51与下离合52间的连接，而由于连接轴7另一端连接在由蜗轮蜗杆92组成的刹车装置9上，利用蜗轮蜗杆92不可逆的传动使得转轴41我发带动连接轴7转动，故转轴41被强制停止转动，实现刹车。

实施例2：如图5所示，与实施例1的不同之处在于，下离合52由磁性材料制成，其可以与电磁铁间产生吸力，但本身不具有磁性。下离合52远离上离合51的一端设置有供连接轴7插入的正六边形状的插口，插口的端部设置有挡板，在连接轴7的端部设置有正六边形的挡帽，挡帽与插口配合实现下离合52与连接轴7间的周向限位连接，在插口和连接轴7间设置有复位弹簧作为复位件，复位弹簧套设于连接轴7上，且两端分别与挡帽和挡环抵接。

其中，电磁铁与电动电机4异步通、断电。

工作原理：

手动操作时，电动电机4不通电，此时电磁铁通电，使得铁芯513带磁性与下离合52间产生吸力，克服复位弹簧的弹性力将下离合52吸到上离合51上进行连接。

电动操作时，电动电机4通电，此时电磁铁不通电，由于电磁铁不通电使得铁芯513与下离合52间的吸力消失，此时下离合52在复位弹簧的弹性力作用下与上离合51分离。

实施例3：如图6所示，与实施例1的不同之处在于，蜗杆92的一端设置有第一锥齿轮67，第一锥齿轮67与第二锥齿轮66啮合，第二锥齿轮66与连接有一第三传动齿轮63的转动轴65连接，第三传动齿轮63与第四传动齿轮64啮合，第四传动齿轮64通过一驱动轴与驱动齿轮21连接，其中，传动轴23轴与连接轴7共轴心设置。

Claims (10)

1.一种双模式管状电机，包括电动电机(4)、手动机构(2)、离合器(5)以及刹车装置(9)，所述离合器(5)设于电动电机(4)的一端，其特征是：所述离合器(5)包括由电磁铁制成的上离合(51)、设置可沿轴向滑移的下离合(52)，所述下离合(52)随电磁铁的通电与上离合(51)间做相吸连接或相斥分离，所述下离合(52)上设置有保持下离合(52)与上离合(51)分离或抵接趋势的复位件；

所述刹车装置(9)包括与离合器(5)间通过一连接轴(7)连接的涡轮(91)以及与手动机构(2)间传动连接的蜗杆(92)。

2.根据权利要求1所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述上离合(51)固定于电动电动电机(4)的转轴(41)上；所述下离合(52)由磁性材料制成，且周向限位、轴向滑移连接于连接轴(7)上；所述电磁铁与电动电机(4)间异步通、断电，所述复位件为一用于提供下离合(52)与上离合(51)分离趋势的复位弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述上离合(51)固定于电动电机(4)的转轴(41)上；所述复位件为采用极性磁铁制成的下离合(52)，所述下离合(52)周向限位、轴向滑移连接于连接轴(7)上；所述电磁铁与电动电机(4)间同步通、断电，所述电磁铁与极性磁铁间随电磁铁通电相斥、断电相吸。

4.根据权利要求2或3所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述上离合(51)包括固定于电动电机(4)的转轴(41)上的铁芯(513)、以及设于铁芯(513)外且内壁上设置有通电线圈(512)的固定套(511)，所述铁芯(513)随电动电机(4)的转轴(41)于固定套(511)内转动。

5.根据权利要求4所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述铁芯(513)的侧壁上设置有环形凸起A，所述环形凸起A朝向下离合(52)的端面呈波浪形的卡接结构A(5131)；所述下离合(52)上设置有与卡接结构A(5131)相互配合的波浪形的卡接结构B(521)。

6.根据权利要求5所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述卡接结构B(521)的波峰上设置有四边形缺口(5211)，所述卡接结构A(5131)的波谷上设置有与四边形缺口(5211)配合的卡接块(5132)。

7.根据权利要求5所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述铁芯(513)的端部突出环形凸起A设置，所述卡接结构B(521)朝向铁芯(513)方向延伸形成可供铁芯(513)插入的插接口(523)。

8.根据权利要求2所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述下离合(52)远离上离合(51)的一端设置有供连接轴(7)插入的多边形状的插口，所述插口的开口处设置有挡环，所述连接轴(7)的一端设置有与插口配合的挡帽，所述复位弹簧套设于连接轴(7)和插口间、两端分别抵接于挡环和挡帽之间。

9.根据权利要求3所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述下离合(52)远离上离合(51)的一端设置有供连接轴(7)插入的插口，所述下离合(52)的侧壁上设置有贯穿侧壁于插口连通的腰型孔(522)，所述连接轴(7)上插设有可于腰型孔(522)内活动的插销(71)。

10.根据权利要求1所述的一种双模式管状电机，其特征是：所述蜗杆(92)的一端连接有第一传动齿轮(61)，所述手动机构(2)上设置有传动轴(23)，所述传动轴(23)上连接有与第一传动齿轮(61)啮合的第二传动齿轮(62)。