CN109789005B - 电驱动装置 - Google Patents

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Abstract

电驱动装置包括壳体、带有具有第一旋转轴线(I)的驱动轴(2)和偏心地连接至所述驱动轴(2)的驱动销(3)的电动马达(1)、以及安装在所述壳体中以用于执行枢转并且通过齿轮机构被间接联接至所述驱动轴(2)的从动轴(12)，所述齿轮机构将所述驱动轴(2)的旋转运动转换为所述从动轴(12)的往复枢转运动，并且所述齿轮机构包括具有滑动支承件(6)的交叉滑块(7)，该滑动支承件(6)垂直于所述驱动轴(2)延伸并接纳所述驱动销(3)。所述交叉滑块(7)通过至少两个可枢转的连杆(8,9)被导入所述壳体中。所述从动轴(12)通过所述两个可枢转的连杆(8,9)被联接至所述交叉滑块(7)。

Description

电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电驱动装置，例如电动牙刷、电动毛发移除装置或电动皮肤处理装置。
背景技术
具有包括齿轮的驱动机构的电动牙刷已知例如来自DE 39 37 854 A1。驱动机构将电动马达的驱动轴的连续旋转运动转换为从动轴的往复枢转。EP 0 850 027 B1和EP 1357 854 B1公开了具有齿轮的其他驱动机构，其中该机构进一步产生驱动轴围绕旋转轴线的附加枢转。使用齿轮可能导致发出的声音变大。
US 2006/0101598 A1公开了一种电动牙刷，其具有将电动马达的驱动轴的连续旋转运动转换为从动轴的往复纵向移位的止转轭机构。
此外，US 5,381,576描述了一种电动牙刷，其包括壳体、带有具有第一旋转轴线的驱动轴和相对于旋转轴线偏心地连接至驱动轴的驱动销的电动马达、以及具有第二旋转轴线并安装在壳体中以用于执行围绕第二旋转轴线的枢转的从动轴。从动轴通过齿轮机构被间接联接至驱动销，该齿轮机构将驱动轴的旋转运动转换为从动轴的往复枢转。齿轮机构包括可弹性变形的传动构件。
WO 2006/130643 A2公开了一种用于涂敷化妆品的电驱动装置，其包括用于将驱动轴的旋转运动转换为从动轴围绕其纵向轴线的往复枢转运动的机构。该机构包括带有接纳偏心地布置的销的纵向槽的杆。该杆借助另一个杆连接至从动轴。
US 5,822,821和EP 0 110 327 A2公开了电驱动牙刷，其包括用于将驱动轴的旋转运动转换为从动轴围绕其纵向轴线的往复枢转运动的止转轭机构。
本发明的一个目的是提供发出的声音减小的电驱动装置。另一个目的是提供具有减少数量的组成部件的复杂度降低的电驱动装置。
发明内容
根据一个方面，提供了一种电驱动装置，其包括壳体、安装在壳体中并包括具有第一旋转轴线的驱动轴的电动马达、具有第二轴线并安装在壳体中以用于执行相对于壳体的运动的从动轴。从动轴可借助齿轮机构，例如包括止转轭机构的齿轮机构(即，开槽连杆机构)被间接联接至驱动轴，其将驱动轴的旋转运动转换为从动轴的往复枢转运动。驱动销可相对于旋转轴线偏心地连接至驱动轴。齿轮机构包括具有滑动支承件的交叉滑块，该滑动支承件垂直于第一旋转轴线延伸并且接纳驱动销。借助可直接地或例如经由适配器和/或弹簧间接地联接至壳体的至少两个可枢转的连杆，交叉滑块被导入壳体中。从动轴借助至少两个可枢转的连杆之一被联接至交叉滑块，从而将驱动轴的旋转运动转换为从动轴的往复枢转。偏心驱动销可直接连接至驱动轴，或者可例如借助一个或多个插入元件和/或齿轮间接连接至驱动轴。
电驱动装置可为用于不同应用的平台，例如作为牙刷、作为皮肤处理装置或作为毛发移除装置。
附图说明
图1示出根据第一实施方案的装置的透视图；
图2示出图1的装置的剖视图；
图3示出图1的装置的顶视图；
图4示出沿着图2中的线C-C截取的图1的装置的剖视图；
图5示出沿着图2中的线B-B截取的图1的装置的剖视图；并且
图6示出根据其他实施方案的装置的剖视图。
具体实施方式
执行清洁元件(例如刷毛)的摆动枢转的当前牙刷驱动系统被认为声音过大。具体地讲，期望提供发出的声音低于55dB(A)声功率级的电驱动装置，尤其是在83Hz的电流驱动频率下。噪音的一个重要因素是随时间推移的运动形式。速度是位移的一阶导数，加速度是运动的二阶导数。如果波形不是正弦波或谐波，则会产生较高的加速度并因此产生惯性力。这些周期力转换成支承反作用力并从而产生对装置的结构的激发，并且这可能引起元件以它们的自然频率摆动时发出非期望的噪音。噪音的另一个来源是两个物体相互撞击并产生咔哒咔哒的噪音。这例如在凸轮驱动系统中发生。
根据一个方面，提供了一种齿轮机构，该齿轮机构将驱动轴的旋转运动转换为从动轴的往复枢转，优选地为从动轴的正弦运动或从动轴的基本上正弦的运动。这有助于减小在装置的使用中产生的噪音。
根据一个方面，齿轮机构包括止转轭机构，其中通过至少两个可枢转的连杆将交叉滑块导入壳体中。齿轮机构的止转轭机构可将驱动轴的连续旋转运动转换为交叉滑块的正弦往复运动。例如，齿轮机构将驱动轴的连续旋转运动转换为从动轴的正弦或基本上正弦的往复旋转。交叉滑块的运动可为旋转运动，其可接近由平行杠杆设计通过至少两个可枢转的连杆以平行四边形形式引导的线性运动。例如，至少两个可枢转的连杆中的每一个例如借助轴承销可枢转地铰接到壳体的支承点，并且例如借助轴承销可枢转地铰接到交叉滑块的支承点，使得交叉滑块被引导为可在弯曲轨道上相对于壳体移动。介于壳体的支承点和交叉滑块的支承点之间的距离对于可枢转的连杆中的每一个可为相同的。交叉滑块可具有圆柱形开口，其限定滑块的滑动支承件，其中在滑动支承件中设置长孔以接纳驱动销。作为另外一种选择，驱动销可被直接导入交叉滑块的滑动支承件内。
根据本公开的一个方面，从动轴是壳体的支承点之一。在这一方面，从动轴的旋转轴线可为在该装置使用期间至少一个可枢转的连杆围绕其旋转的轴线。为了将连杆的枢转运动传送到从动轴，该从动轴可被旋转地约束到至少两个可枢转的连杆之一并且还可被能够旋转地导入壳体中。电驱动装置的此种设计提供了非常紧凑的齿轮机构，其仅需要几个组成部件。例如，在驱动销和从动轴之间的齿轮机构的组成部件的数量小于十个，优选七个或更少。与其他已知装置相比，减少的组成部件数量不仅由于更少的所需组成部件而降低了装置的成本，而且也对组装装置的人工和成本产生有益的影响。
壳体可为单个一体化组成部件，其适于包封和/或安装装置的其他组成部件。在其他实施方案中，壳体可包括不同的组成部件，例如外壳、插入件、底座和/或框架。根据一个方面，壳体可包括框架，其具有可旋转地引导从动轴的第一支承套管和可旋转地引导轴承销的第二支承套管，该轴承销是至少两个可枢转的连杆的另一个的支承点。此类框架可有助于引导和支承齿轮机构和从动轴。除此之外或作为另外一种选择，壳体可包括马达支承件和/或壳体外壳。
电驱动装置的齿轮机构可为在防止可枢转的连杆倾斜方面效果明显的配合机构，例如，如果至少两个可枢转的连杆中的每一个包括两个彼此平行延伸的杠杆部分。例如，每个连杆的杠杆部分可彼此连接并可各自包括支承套管，其分别接合从动轴和轴承销。
电驱动装置还可包括滑块，该滑块具有接纳驱动销的轴承。例如，滑块可被轴向导入交叉滑块的滑动支承件中。换句话讲，齿轮机构的工作方式可类似于将驱动销的连续旋转转换为交叉滑块和从动轴的往复枢转运动的止转轭机构。作为在交叉滑块内提供滑块的另选方案，驱动销可直接接合交叉滑块的滑动支承件，例如具有开槽孔的形式。
驱动销可直接固定(例如焊接)到马达的驱动轴。作为另外一种选择，另一个齿轮机构可插置在驱动轴和驱动销之间。例如，小齿轮可被旋转地约束至与环形齿轮啮合的驱动轴，该环形齿轮承载驱动销。这种附加的齿轮机构可具有使马达的电压或扭矩适于电驱动装置的各种要求的有益效果。如果电驱动装置为牙刷，它可包括标准DC马达。马达可在3V至4V的电压下，在4,800至7,200rpm的速度下具有至少2mNm的扭矩，例如2.5mNm的扭矩。这种电压可由锂离子电池或提供高于3V的电压和低内阻的任何其他电池组合供应。除此之外或作为另外一种选择，马达可连接至供应电源。
根据另一方面，可在从动轴与壳体之间设置密封件，例如用于防止电子组成部件受到灰尘和/或湿气的污染。例如，密封件可允许从动轴相对于壳体枢转。在这一方面，密封件可包括密封套管，其常由固定到从动轴并固定到壳体的可弹性变形的材料制成。
在图1所示的实施方案中，示出采取电动牙刷形式的电驱动装置的一部分。电驱动装置包括具有限定第一旋转轴线I的驱动轴2的马达1。
在如图1至图5所示的示例性实施方案中，驱动轴2被直接连接并旋转地约束至驱动销3，例如通过驱动销3的焊接或胶合连接至从动轴2上。该装置还包括在附图中未完全示出的壳体。在图1中，示出了接纳马达1并且可永久连接至未示出的壳体外壳的框架或马达支承件4。
驱动销3被旋转地导入滑块5中，该滑块可至少部分地具有基本上圆柱形的外部形状。滑块5被导入交叉滑块7的滑动支承件6中。滑动支承件6可具有接纳滑块5的圆柱形孔的形式。此外，滑动支承件6可在其下侧设置有长孔，如图2所示，使得驱动销3能够穿过用于接合滑块5的交叉滑块7。
借助第一可枢转的连杆8和第二可枢转的连杆9，交叉滑块7被支承在壳体中，例如被支承在马达支承件4上。借助呈轴承销形式的支承点10，交叉滑块7连接至可枢转的连杆8和9。在相应的可枢转的连杆8和连杆9的相对侧上，设置有另外的支承点，其为用于可枢转的连杆8的轴承销和用于可枢转的连杆9的形成轴承销的从动轴12的形式。换句话讲，交叉滑块7借助可枢转的连杆8和连杆9来支承，使得交叉滑块7可围绕相应的支承点在圆形路径上旋转。由于交叉滑块7的旋转角度较小，交叉滑块7的运动接近于纵向往复运动。
在如图1至图5所示的示例性实施方案中，可枢转的连杆8和连杆9中的每一个包括两个杠杆部分，即，如图1和图2所示的上杠杆部分和下杠杆部分，它们彼此连接以形成相应的可枢转的连杆。杠杆部分中的每一个设置有孔或轴承套管，使得相应的可枢转的连杆在两个位置处与相应的支承点接合。这提供了交叉滑块7的实心可枢转支承件。
可枢转的连杆8可相对于轴承销旋转，或者可被旋转地约束至轴承销。可枢转的连杆9被旋转地约束至从动轴12，使得可枢转的连杆9的旋转被直接传送到限定第二旋转轴线II的从动轴12。
如例如图2或图5所示，可设置另外的框架13以支承轴承销和从动轴12。框架13可刚性地附接到马达支承件4和/或装置的主壳体或外壳。例如，框架13可设置有接纳轴承销和从动轴12的附加轴承套管。
在下文中，将更详细地说明如图1至图5所示的电驱动装置的功能。在马达1启动时，驱动轴2围绕第一旋转轴线I旋转，并且驱动销3围绕第一旋转轴线I偏心地旋转。驱动销3的运动被传送到滑块5和交叉滑块7。这导致交叉滑块7的往复旋转受到可枢转的连杆8和连杆9的引导。交叉滑块7的这种运动可为正弦运动或基本上正弦的运动。交叉滑块7的旋转经由可枢转的连杆9被传送至从动轴12，以执行围绕第二旋转轴线II的往复旋转。从动轴12的这种往复旋转可被进一步传送到例如牙刷的刷头(图中未示出)。
在如图1至图5所示的示例性实施方案的驱动销3和从动轴12之间的齿轮机构仅由七个组成部件组成，即，滑块5、交叉滑块7、可枢转的连杆8和连杆9、轴承销。通过省略滑块5，即，通过将驱动销3直接导入例如交叉滑块7的槽状滑动支承件中，可进一步减少组成部件的数量。
图6示出驱动销3相对于马达1的驱动轴2的可供选择的布置方式。在该实施方案中，另一个齿轮机构被插置在驱动轴2和驱动销3之间。更详细地讲，小齿轮14被设置在与环形齿轮15啮合的驱动轴2上，该环形齿轮继而承载驱动销3。在驱动轴2和驱动销3之间的齿轮比可按需进行调整，例如根据马达1的扭矩和/或电压进行调整。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
附图标号
1 马达
2 驱动轴
3 销
4 马达支承件
5 滑块
6 滑动支承件
7 交叉滑块
8 连杆
9 连杆
10 支承点
11 支承点
12 从动轴
13 框架
14 小齿轮
15 环形齿轮
I 第一旋转轴线
II 第二旋转轴线

Claims (14)

1.一种电驱动装置，其包括：
壳体，
电动马达(1)，所述电动马达(1)安装在所述壳体中并包括具有第一旋转轴线(I)的驱动轴(2)，
从动轴(12)，所述从动轴(12)具有第二轴线(II)并安装在所述壳体中以用于执行相对于所述壳体的运动，
其中所述从动轴(12)借助齿轮机构被间接联接至所述驱动轴(2)，所述齿轮机构将所述驱动轴(2)的旋转运动转换为所述从动轴(12)的往复运动，
其特征在于，
驱动销(3)相对于所述旋转轴线(I)被偏心地连接至所述驱动轴(2)，所述齿轮机构包括具有滑动支承件(6)的交叉滑块(7)，所述滑动支承件(6)垂直于所述第一旋转轴线(I)延伸并接纳所述驱动销(3)，其中所述交叉滑块(7)通过呈平行四边形形式的平行杠杆设计借助至少两个可枢转的连杆(8, 9)被导入所述壳体中，并且
所述从动轴(12)借助所述至少两个可枢转的连杆(8, 9)之一被联接至所述交叉滑块(7)，从而将所述驱动轴(2)的旋转运动转换为所述从动轴(12)的往复枢转，其中，所述至少两个可枢转的连杆(8, 9)中的每一个能够枢转地铰接到所述壳体的支承点，并且能够枢转地铰接到所述交叉滑块(7)的支承点，使得所述交叉滑块(7)被引导为能够在弯曲轨道上相对于所述壳体移动。
2.根据权利要求1所述的电驱动装置，其特征在于，所述从动轴(12)为所述壳体的支承点之一。
3.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述从动轴(12)被旋转地约束至所述至少两个可枢转的连杆(8，9)之一，并且能够旋转地导入所述壳体中。
4.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，对于所述可枢转的连杆(8, 9)中的每一个，介于所述壳体的支承点与所述交叉滑块(7)的支承点之间的距离是相同的。
5.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述壳体包括框架(13)，所述框架(13)具有能够旋转地引导所述从动轴(12)的第一套管和能够旋转地引导轴承销的第二套管，所述轴承销是所述至少两个可枢转的连杆(8，9)的另一个的支承点。
6.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述壳体包括马达支承件(4)和壳体外壳。
7.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述至少两个可枢转的连杆(8，9)中的每一个包括两个彼此平行延伸的杠杆部分。
8.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，滑块(5)具有接纳所述驱动销(3)的轴承，其中所述滑块(5)被轴向地导入所述交叉滑块(7)的滑动支承件(6)中。
9.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述驱动销(3)被直接导入所述交叉滑块(7)的滑动支承件(6)中。
10.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述驱动销(3)被直接固定到所述驱动轴(2)。
11.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，小齿轮(14)被旋转地约束至与环形齿轮(15)啮合的所述驱动轴(2)，所述环形齿轮(15)承载所述驱动销(3)。
12.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，在所述从动轴(12)与所述壳体之间设置密封件，其中所述密封件允许所述从动轴(12)相对于所述壳体的枢转。
13.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，所述齿轮机构将所述驱动轴(2)的连续旋转运动转换为所述交叉滑块(7)的正弦往复移位。
14.根据权利要求1或2所述的电驱动装置，其特征在于，在所述驱动销(3)与所述从动轴(12)之间的所述齿轮机构的组成部件的数量为七个或更少。
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