CN110332292A - 单向自锁装置及具有该单向自锁装置的线性致动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单向自锁装置及具有该单向自锁装置的线性致动器，该单向自锁装置，包括第一阻尼部件和第二阻尼部件，第一阻尼部件和第二阻尼部件上具有啮合的单向斜齿，单向斜齿的其中一侧齿面为斜面，单向斜齿的该斜面用于在第一阻尼部件朝特定方向旋转时在第一阻尼部件和第二阻尼部件之间产生朝外的轴向力，该轴向力作用在第一阻尼部件和/或第二阻尼部件的外端部与外部摩擦件构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。一种线性致动器，具有上述的单向自锁装置，单向自锁装置的第一阻尼部件与线性致动器的旋转部件驱动连接。本发明的有益效果是：本阻尼装置具有摩损量自动补偿，有效寿命长，输出的单向阻尼稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种单向自锁装置及具有该单向自锁装置的线性致动器。
背景技术
在现代化的办公环境中，出于对健康和舒适性的考虑，要求办公桌、电脑桌、会议桌等具有升降功能，办公人员可根据自己的身高、坐姿调节桌面的高低，提高舒适性，或直接站着工作，这有利于缓解颈、腰的疲劳和劳损。高度可调节的桌子至少由2条升降柱组成，实际使用过程中，如果升降柱没有可靠的自锁机构，升降柱会在桌面负载的作用下缓慢下滑，导致桌面失衡倾斜，更严重的导致桌面垮塌，因此，提高自锁可靠性成为了现阶段产品必须攻克的一个技术难点。
在中国专利文献CN100425874C公开了一个致动器，尤其是线性致动器包括借助于传动装置驱动调节部件的可逆马达。为了提高致动器的自锁能力，致动器配有自锁弹簧，自锁弹簧的一端固定到致动器的旋转部件以便自锁弹簧在圆柱形部分上沿旋转方向被带动，自锁弹簧在那里处于相对静止状态。当关闭马达时，致动器上的负荷尽量移动调节部件，自锁弹簧的运动被阻止，从而围绕圆柱形部分自锁弹簧收紧。
这类结构一般自锁弹簧只能提供较小的扭矩来弥补较小的自锁力，只能缓解自锁力不足，而不能消除自锁力不足带来的隐患，而且自锁弹簧加工精度要求高，安装工艺相对繁琐，且自锁弹簧在多次运行以后会产生自锁力衰减，从而自锁力大幅度下降，导致升降柱的可靠性变差。
在中国专利文献CN108466994A中公开了一种传动装置和升降立柱，在该专利文献的升降立柱在一个制动扭簧的基础上，通过额外增加的一个制动扭簧，提供额外的自锁力，提升制动效果。但是其依然不能避免自锁弹簧在多次运行以后会产生自锁力衰减的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提高自锁可靠性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单向自锁装置，其特征是：包括第一阻尼部件和第二阻尼部件，第一阻尼部件和第二阻尼部件上具有单向斜齿，第一阻尼部件和第二阻尼部件同轴旋转设置并通过单向斜齿相互啮合，单向斜齿的其中一侧齿面为斜面，单向斜齿的该斜面用于在第一阻尼部件朝特定方向旋转时在第一阻尼部件和第二阻尼部件之间产生朝外的轴向力，该轴向力作用在第一阻尼部件和/或第二阻尼部件的外端部与外部摩擦件构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。
进一步限定，第二阻尼部件的外端面和/或侧面与外部部件构成摩擦副，用于对第二阻尼部件产生初始旋转阻力。
进一步限定，单向斜齿的一侧齿面为斜面，另一侧齿面为竖直面，或单向斜齿的两个齿面都为同向倾斜的斜面。
进一步限定，单向斜齿位于第一阻尼部件和第二阻尼部件的相邻的端面，或者单向斜齿位于第一阻尼部件和第二阻尼部件的相邻的侧面。
进一步限定，第一阻尼部件上具有轴结构，第二阻尼部件套在第一阻尼部件的轴结构上同轴旋转设置。
一种线性致动器，具有上述的单向自锁装置，单向自锁装置的第一阻尼部件与线性致动器的旋转部件驱动连接。
进一步限定，该线性致动器包括驱动壳和丝杆驱动装置，丝杆驱动装置的驱动端穿过驱动壳与驱动壳内的电机驱动连接，第一阻尼部件和第二阻尼部件套装在丝杆驱动装置的驱动端上，并位于驱动壳的外侧，第一阻尼部件与驱动端驱动连接，第一阻尼部件朝特定方向旋转时产生的轴向力作用在第二阻尼部件的外端部与驱动壳的外侧构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。
进一步限定，第一阻尼部件与驱动端通过内外花键结构驱动连接。
进一步限定，驱动壳外侧具有阻尼器箱，第二阻尼部件设置在阻尼器箱中，第二阻尼部件的侧面与阻尼器箱构成摩擦副。
进一步限定，第二阻尼部件的侧面套有阻尼套，用于与阻尼箱构成摩擦副；或者，阻尼套安装在阻尼箱，用于与第二阻尼部件的侧面构成摩擦副。
进一步限定，驱动端套装有轴承，轴承、第一阻尼部件、第二阻尼部件在驱动端上由下至上设置，驱动壳外侧具有安装箱，在安装箱内具有上下两段安装孔，两段安装孔将安装箱分为上侧的阻尼器箱和下侧的轴承箱，第一阻尼部件和第二阻尼部件设置在阻尼器箱的安装孔中，轴承设置在轴承箱的安装孔中，在轴承箱和阻尼器箱的安装孔之间具有台阶，对轴承进行上限位，在轴承箱的安装孔的下部具有卡槽，在卡槽内安装弹性挡圈，对轴承进行下限位。
本发明的有益效果是：本阻尼装置具有摩损量自动补偿，有效寿命长，输出的单向阻尼稳定可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的单向阻尼装置的正转时的工作原理图。
图2是本发明的单向阻尼装置的反转时的工作原理图。
图3是本发明的单向阻尼装置的分解图。
图4是本发明的线性致动器的分解状态的剖视图。
图5是本发明的线性致动器的组织状态的剖视图。
图中，1.第一阻尼部件，1-1.轴结构，2.第二阻尼部件，3-1.齿面，4.驱动壳，5.丝杆驱动装置，5-1.丝杆，6-1.阻尼器箱，6-2.轴承箱，7.轴承，8.弹性挡圈，9.外部摩擦件，10.联轴器从动件，11.螺钉，12.阻尼套。
具体实施方式
一种单向自锁装置，包括第一阻尼部件1和第二阻尼部件2，第一阻尼部件1和第二阻尼部件2上具有单向斜齿，第一阻尼部件1和第二阻尼部件2同轴旋转设置并通过单向斜齿相互啮合，单向斜齿的其中一侧齿面为斜面，单向斜齿的该斜面用于在第一阻尼部件1朝特定方向旋转时在第一阻尼部件1和第二阻尼部件2之间产生朝外的轴向力，该轴向力作用在第二阻尼部件2的外端部与外部摩擦件9构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。具体地，单向斜齿位于第一阻尼部件1和第二阻尼部件2的相邻的端面，单向斜齿的一侧齿面3-1为斜面，另一侧齿面3-1为竖直面，如图3所示。
下面通过图1、2和3说明该单向自锁装置的工作原理，将上述的朝特定方向旋转具体是指朝反向旋转。
在图2中，第一阻尼部件1反向旋转并且在轴向不可移动，第一阻尼部件1与第二阻尼部件2的单向斜齿的作用齿面为斜面，该斜面在第一阻尼部件1和第二阻尼部件2之间将第一阻尼部件1的旋转动力转换为朝外的轴向力，该轴向力驱动第二阻尼部件2产生轴向位移并接触到外部摩擦件9，与外部摩擦件9构成的摩擦副，同时轴向力作用在第二阻尼部件2的外端部与外部摩擦件9构成的摩擦副上，产生很大的摩擦自锁阻尼，实现单向阻尼装置的摩擦自锁。
在图1中，第一阻尼部件1正转时，第一阻尼部件1与第二阻尼部件2的单向斜齿的作用齿面为竖直面，该竖直面不会将第一阻尼部件1的旋转动力转换的轴向力，单向斜齿将驱动第二阻尼部件2克服所受的初始旋转阻力一起旋转，该单向阻尼装置处于非自锁状态。
第二阻尼部件2与外部部件之间具有摩擦副，该摩擦副用于对第二阻尼部件2产生初始旋转阻力。该初始旋转阻力用于在第一阻尼部件1反向旋转，克服单向斜齿的作用齿面之间的摩擦力，使第二阻尼部件2不会在单向斜齿的作用齿面之间的摩擦力的作用下随第一阻尼部件1一起反向旋转，导致作用齿面不能将第一阻尼部件1的旋转动力转换为朝外的轴向力。
在图4的具体实施例中，通过第二阻尼部件2的侧面与阻尼器箱6-1构成摩擦副产生初始旋转阻力。当然也不排除，仅利用第二阻尼部件自身的惯性产生初始旋转阻力；或者，通过第二阻尼部件2的外端面与外部摩擦件9构成摩擦副，产生初始旋转阻力；或者同时利用第二阻尼部件自身的惯性、第二阻尼部件2的外端面与外部摩擦件9构成摩擦副、第二阻尼部件2的侧面与外部摩擦件9构成摩擦副，产生初始旋转阻力。
在图1、2和3中轴向力驱动第二阻尼部件轴向移动并接触到外部摩擦件9，与外部摩擦件9构成的摩擦副，同时轴向力作用在该摩擦副产生很大的摩擦自锁阻尼，实现单向阻尼装置的摩擦自锁。当然也不排除，第二阻尼部件轴向位置不动，轴向力驱动第一阻尼部件轴向移动并接触到外部摩擦件9产生很大的摩擦自锁阻尼，实现单向阻尼装置的摩擦自锁；或者第一阻尼部件1和第二阻尼部件2一起轴向分离，与各自一侧的外部摩擦件9构成摩擦副，实现摩擦自锁。
在图1、2和3中单向斜齿的一侧齿面3-1为斜面，另一侧齿面3-1为竖直面。当然也不排除，单向斜齿的两个齿面3-1都为同向倾斜的斜面，在第一阻尼部件1正转时，在第一阻尼部件1和第二阻尼部件2之间产生朝内的轴向力，促使第二阻尼部件2与外部摩擦件9分离，解除自锁状态。
在图1、2和3中单向斜齿位于第一阻尼部件1和第二阻尼部件2相邻的端面。当然单向斜齿也可位于第一阻尼部件1和第二阻尼部件2的相邻的侧面。
如图4和5所示，一种单向自锁装置的具体应用，具体应用于一种线性致动器，该线性致动器包括驱动壳4和丝杆驱动装置5，丝杆驱动装置5的驱动端穿过驱动壳4与驱动壳4内的电机驱动连接，丝杆驱动装置5的驱动端上具有单向自锁装置。在图4中丝杆驱动装置5的驱动端为丝杆5-1的端部。
单向自锁装置包括第一阻尼部件1和第二阻尼部件2，第一阻尼部件1和第二阻尼部件2上具有单向斜齿，第一阻尼部件1和第二阻尼部件2同轴旋转设置并通过单向斜齿相互啮合，单向斜齿的其中一侧齿面为斜面，单向斜齿的该斜面用于在第一阻尼部件1朝特定方向旋转时在第一阻尼部件1和第二阻尼部件2之间产生朝外的轴向力，该轴向力作用在第二阻尼部件2的外端部与外部摩擦件9构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。具体地，单向斜齿位于第一阻尼部件1和第二阻尼部件2的相邻的端面，单向斜齿的一侧齿面3-1为斜面，另一侧齿面3-1为竖直面。单向斜齿位于第一阻尼部件1和第二阻尼部件2的相邻的端面。
第一阻尼部件1和第二阻尼部件2套装在丝杆驱动装置5的驱动端上，并位于驱动壳4的外侧，第一阻尼部件1上具有轴结构1-1，第二阻尼部件2套在第一阻尼部件1的轴结构1-1上同轴旋转设置。第一阻尼部件1与驱动端通过内外花键结构驱动连接，第一阻尼部件1朝特定方向旋转时产生的轴向力作用在第二阻尼部件2的外端部与驱动壳4的外侧构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。
驱动端套装有轴承7，轴承7、第一阻尼部件1、第二阻尼部件2在驱动端上由下至上设置，驱动壳4外侧具有安装箱，在安装箱内具有上下两段安装孔，两段安装孔将安装箱分为上侧的阻尼器箱6-1和下侧的轴承箱6-2，第一阻尼部件1和第二阻尼部件2设置在阻尼器箱6-1的安装孔中，在阻尼箱6-1中安装阻尼套12，用于与第二阻尼部件2的侧面构成摩擦副，产生初始旋转阻力。轴承7设置在轴承箱6-2的安装孔中，在轴承箱6-2和阻尼器箱6-1的安装孔之间具有台阶，对轴承7进行上限位，在轴承箱6-2的安装孔的下部具有卡槽，在卡槽内安装弹性挡圈8，对轴承7进行下限位，在轴承7和驱动端之间还套有轴套。阻尼套12的材质为尼龙，通过粘结的方式固定安装在阻尼箱6-1中，第一阻尼部件1和第二阻尼部件2的材质为金属或塑料等。当然也不排除阻尼套12套在第二阻尼部件2与阻尼箱构成摩擦副。
在图4和5中第一阻尼部件1与驱动端通过内外花键结构驱动连接。也不排除，第一阻尼部件1通过紧固件直接固定在驱动端上；或者，第一阻尼部件1通过注塑的方式直接注塑固定在驱动端上，实现与驱动端的固定。
在图4和5中，驱动壳4内的电机通过联轴器与驱动端驱动连接，联轴器主动件上具有蜗轮，电机的输出轴上具有蜗杆，蜗杆通过蜗轮驱动联轴器主动件旋转，联轴器主动件和联轴器从动件10通过卡爪啮合传动，联轴器从动件10套在驱动端的头部，并通过螺钉和驱动端的头部的螺孔进行安装，并且联轴器从动件10和驱动端的头部之间通过内外花键结构进行传动，驱动端通过轴承7、驱动端上的台阶和联轴器从动件10进行轴向限位，也不排除可以省略轴承7，驱动轴直径通过第二阻尼部件1和联轴器的从动件进行轴向限位，驱动壳4外侧仅具有阻尼器箱6-1；或者将轴承7用轴套替代。在图4和5中驱动壳及驱动壳内的电机及联轴器为现有技术，故仅显示了与本发明相关的局部结构。
在图4和5中，单向自锁装置位于丝杆驱动装置5的驱动端，也不排除第一阻尼部件1设置与线性致动器的其他旋转部件上，第一阻尼部件由该旋转部件驱动，如电机的输出轴上，甚至可以在线性致动器中增设一个通过齿轮传动机构进行传动，与电机或者丝杆同步转动的旋转轴，单向自锁装置设置在该旋转轴。
Claims (11)
1.一种单向自锁装置，其特征是：包括第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)，第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)上具有单向斜齿，第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)同轴旋转设置并通过单向斜齿相互啮合，
单向斜齿的其中一侧齿面为斜面，单向斜齿的该斜面用于在第一阻尼部件(1)朝特定方向旋转时在第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)之间产生朝外的轴向力，
该轴向力作用在第一阻尼部件(1)和/或第二阻尼部件(2)的外端部与外部摩擦件(9)构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。
2.根据权利要求1所述的单向自锁装置，其特征是：所述的第二阻尼部件(2)的外端面和/或侧面与外部部件构成摩擦副，用于对第二阻尼部件(2)产生初始旋转阻力。
3.根据权利要求1所述的单向自锁装置，其特征是：所述的单向斜齿的一侧齿面(3-1)为斜面，另一侧齿面(3-1)为竖直面，或单向斜齿的两个齿面(3-1)都为同向倾斜的斜面。
4.根据权利要求1所述的单向自锁装置，其特征是：所述的单向斜齿位于第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)的相邻的端面，
或者单向斜齿位于第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)的相邻的侧面。
5.根据权利要求1所述的单向自锁装置，其特征是：所述的第一阻尼部件(1)上具有轴结构(1-1)，第二阻尼部件(2)套在第一阻尼部件(1)的轴结构(1-1)上同轴旋转设置。
6.一种线性致动器，其特征是：具有权利要求1、2、3、4或5所述的单向自锁装置，单向自锁装置的第一阻尼部件(1)与线性致动器的旋转部件驱动连接。
7.根据权利要求6所述的线性致动器，其特征是：包括驱动壳(4)和丝杆驱动装置(5)，丝杆驱动装置(5)的驱动端穿过驱动壳(4)与驱动壳(4)内的电机驱动连接，第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)套装在丝杆驱动装置(5)的驱动端上，并位于驱动壳(4)的外侧，第一阻尼部件(1)与驱动端驱动连接，第一阻尼部件(1)朝特定方向旋转时产生的轴向力作用在第二阻尼部件(2)的外端部与驱动壳(4)的外侧构成的摩擦副上，实现摩擦自锁。
8.根据权利要求7所述的线性致动器，其特征是：所述的第一阻尼部件(1)与驱动端通过内外花键结构驱动连接。
9.根据权利要求7所述的线性致动器，其特征是：所述的驱动壳(4)外侧具有阻尼器箱(6-1)，第二阻尼部件(2)设置在阻尼器箱(6-1)中，第二阻尼部件(2)的侧面与阻尼器箱(6-1)构成摩擦副。
10.根据权利要求9所述的线性致动器，其特征是：所述的第二阻尼部件(2)的侧面套有阻尼套(12)，用于与阻尼箱(6-1)构成摩擦副；或者，阻尼套(12)安装在阻尼箱(6-1)，用于与第二阻尼部件(2)的侧面构成摩擦副。
11.根据权利要求7所述的线性致动器，其特征是：所述的驱动端套装有轴承(7)，轴承(7)、第一阻尼部件(1)、第二阻尼部件(2)在驱动端上由下至上设置，
驱动壳(4)外侧具有安装箱，在安装箱内具有上下两段安装孔，两段安装孔将安装箱分为上侧的阻尼器箱(6-1)和下侧的轴承箱(6-2)，第一阻尼部件(1)和第二阻尼部件(2)设置在阻尼器箱(6-1)的安装孔中，轴承(7)设置在轴承箱(6-2)的安装孔中，在轴承箱(6-2)和阻尼器箱(6-1)的安装孔之间具有台阶，对轴承(7)进行上限位，在轴承箱(6-2)的安装孔的下部具有卡槽，在卡槽内安装弹性挡圈(8)，对轴承(7)进行下限位。
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