CN110686065B - 具有缓冲机制的线性致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种具有缓冲机制的线性致动器，包括致动本体、快释机构及缓冲构件，致动本体包括壳座、连接壳座的外管及穿接外管的伸缩管；快释机构安装在致动本体；缓冲构件配置在外管的一侧边，缓冲构件的一端连接外管或壳座，缓冲构件的另一端则连接伸缩管。借此，可降低伸缩管在快速缩回时的冲击力。

Description

具有缓冲机制的线性致动器
技术领域
本发明是关于线性致动器技术领域，尤其是指一种具有缓冲机制的线性致动器。
背景技术
线性致动器(Linear Actuator)被安装在电动病床、跑步机或轮椅等各方面，以作为仰角大小或位置高低的调整变换，已是相当的广泛和被大众所接受。
线性致动器主要包括一马达、一传动机构及一快释机构，马达具有一蜗杆，而传动机构包含一导螺杆及套接于导螺杆且与前述蜗杆相互啮合传动的一蜗轮，由马达驱动蜗杆旋转，进而带动蜗轮以及螺杆旋转，使得线性致动器的内管得以伸长或缩短，而达到调整仰角大小或位置高低的目的。其中线性致动器在电动病床应用上，为了应付紧急状况的发生而加装一快速释放机构，通过快释机构来对致动器的内管紧急缩回，如此可使病床能够达成迅速的调整变换，以争取最宝贵的黄金救援时间。
如中国专利公告号CN206904094U的专利文件揭露了一种电动推杆快速释放装置，快速释放装置设置在减速箱与导螺杆之间，在需要推杆能够快速释放时，只需从外部拉动触发拉杆，即可实现联轴作用断开达到快速释放。
另外，中国台湾专利公告号TWM275836的专利文件也揭露了一种病床致动器的快释结构，是于导螺杆与蜗轮间设有一压制杆，在进行快速释放时，可借由掣动压制杆以扳掣蜗轮与导螺杆分离，使导螺杆于无阻力状态下，该伸缩杆可快速旋转降下。
此外，中国专利公告号CN100552263C的专利文件也揭露了一种线性致动器，其快释机构包括两个圆筒联接部件，其中的一个圆筒联接部件固接在导螺杆并跟随转动，另一个圆筒连接部件固接在蜗轮并跟随转动，在各圆筒连接部件的对应端设有扭矩传动组件，利用各圆筒连接部件之间的离合，来使导螺杆和蜗轮一起传动或脱离传动。
但在快速释放的过程中，由于病床的特定部位是快速的向下坠落，其所产生的冲击极易造成病人遭受到二次伤害，因此如何在快速的下坠停止前提供一缓冲机制，则为本发明所要研究的主要课题。
再者，中国台湾专利公告号TWM539858的专利文件揭露了一种调整式轻力升降型掀床，是于床板底部安装有气压棒，当床板下降闭合时，床板利用床垫重量下降，借由气压棒提供缓冲，全程使床板缓慢下降闭合于床座上。
然而，已知的气压棒结合于病床的应用，是在病床的一处加装一气压棒来提供缓冲功能，传统的气压棒安装方式是安装于病床的床架用以提供缓冲。如此一来病床除了安装致动器外还须另外安装气压棒，不仅使得安装工序变得繁琐，也将使病床结构变得复杂且连带也使制造成本增加。
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种具有缓冲机制的线性致动器，其是通过缓冲构件的设置，可降低伸缩管在快速缩回时的冲击力。
为了达成上述的目的，本发明提供一种具有缓冲机制的线性致动器，是安装于一护理床，所述护理床具有一第一端、一第二端及位于所述第一端和所述第二端之间的一床架，所述床架设有一可调节部，该线性致动器包括一致动本体、一快释机构及一缓冲构件，该致动本体包括一壳座、一驱动机构及一传动机构，该驱动机构设置于该壳座内，该传动机构包含连接该壳座的一外管及穿接该外管的一伸缩管，该驱动机构驱动该传动机构以使该伸缩管能够相对于该外管做伸缩移动；该快释机构安装在该致动本体，且其包括一定位轮及一离合轮，该离合轮的一侧设置有数个容键槽，该定位轮的外周缘设置有数个凸键，各该凸键是可嵌入各该容键槽中，从而使该离合轮可操作性地对应于该定位轮产生分离或咬合；该缓冲构件配置在该外管的一侧边，且该缓冲构件的一端连接该外管，另一端则连接该伸缩管。
为了达成上述的目的，本发明还提供一种具有缓冲机制的线性致动器，包括一致动本体、一快释机构及一缓冲构件，该致动本体包括一壳座、连接该壳座的一外管及穿接该外管且能够相对于该外管移动的一伸缩管；该快释机构安装在该致动本体；该缓冲构件配置在该外管的一侧边，该缓冲构件的一端连接该壳座，另一端则连接该伸缩管。
本发明还具有以下功效，通过缓冲构件结合致动器，在组装病床时无须将缓冲构件与致动器分开组装，不仅简化了组装工序，且病床结构变得简单，从而降低了成本支出。
附图说明
图1为本发明线性致动器的组合外观图。
图2为本发明线性致动器的另一视角组合外观图。
图3为本发明中的缓冲构件和致动本体的立体分解图。
图4为本发明线性致动器的部分区域组合放大图。
图5为本发明中的快释机构和致动本体的组合配置图。
图6为图5的部分组件的组合剖视图。
图7为本发明中的上壳体、制动组件和连杆的立体分解图。
图8为本发明中的上壳体、制动组件和连杆的组合示意图。
图9为本发明中的伸缩管和缓冲构件的杆体移出后的使用状态图。
图10为本发明中的拉线被致动后的使用状态图。
图11为本发明中的扳拉组件和制动组件被致动后的使用状态图。
图12为图11中的制动组件和离合轮的使用状态图。
图13为图12中的部分组件的组合剖视图。
图14为本发明中的伸缩管和缓冲构件的杆体移入后的使用状态图。
图15为本发明线性致动器的另一实施例的组合外观图。
图16 为本发明线性致动器的又一实施例的立体分解图。
图17为本发明线性致动器的又一实施例的组合外观图。
图18为本发明线性致动器的又一实施例的局部剖视图。
图19 为本发明线性致动器应用于护理床的组合示意图。
附图中的符号说明：
1、1A、1B…具有缓冲机制的线性致动器；10…致动本体；11…壳座；111…下壳体；112…上壳体；113…顶抵块；12…电动机；121…蜗杆；13…导螺杆；14…外管；141…定位槽；142…导引管；143…底座；1431…剖槽；1432…连通孔；144…弹扣组件；1441…锁固件；1442…弹性体；1443…穿扣件；1444…导移斜面；15…伸缩管；151…螺帽；152…穿孔；16…前轴承；17…后轴承；18…蜗轮；30…快释机构；31…定位轮；311…凸键；32…离合轮；321…容键槽；33…导引组件；34…止挡兼推移组件；341…盘体；342…凸柱；343…间隔块；345…扭力弹簧；346…第一扭臂；347…第二扭臂；35…扳拉组件；351…扳柄；352…连杆；353…拉线；354…螺栓；50…缓冲构件；51…筒体；52…杆体；53…套环；54…螺栓；55…连接组件；551…长条体；552…槽道；553…固定柱；50A…端头；50B…扣孔；70…后支座；75…前支座；9…护理床；91…第一端；92…第二端；93…床架；94…可调节部。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
请参阅图1至图8所示，本发明提供了一种具有缓冲机制的线性致动器1，其主要包括一致动本体10、一快释机构30及一缓冲构件50。
致动本体10主要包括一壳座11、一驱动机构及一传动机构。
壳座11主要包括一下壳体111及一上壳体112，上壳体112和下壳体111皆以塑料材料所制成，其中下壳体111由一圆管段及自圆管段的一端延伸成型的一半壳罩所构成，圆管段远离半壳罩的一端为封闭状，上壳体112也为一半壳罩，以与下壳体111的半壳罩相互对应罩合，并在下壳体111和上壳体112之间可以通过螺丝等螺固组件予以结合。
本实施例的驱动机构为一电动机12，其是安装在下壳体111的圆管段内部，且其具有一蜗杆121，此电动机12可通过内部的磁极、线圈和电流等的运作，从而使蜗杆121可产生正、反方向的旋转。
本实施例的传动机构主要包括一导螺杆13、一外管14及一伸缩管15，其中导螺杆13是通过一前轴承16和一后轴承17的套接，而使导螺杆13的后段支承在下壳体111内部(见于图5和图6所示)，导螺杆13的其余部分则凸伸出壳座11的外部，并在前轴承16后侧的导螺杆13上套接有对应于前述蜗杆121并且相互啮合的一蜗轮18，其中本实施例的导螺杆13为一非自锁性导螺杆，即是当伸缩管15被限制而不能产生旋转时，在伸缩管15受轴向推力或压力的作用下，将使导螺杆13能够相对于伸缩管15做自由旋转，从而以使伸缩管15可产生线性位移。
外管14为一中空体，其是沿着导螺杆13的外周缘套设，且外管14的一端是被下壳体111和上壳体112所包覆固定。
在伸缩管15的端部连接有一螺帽151，其中伸缩管15是套设在导螺杆13的外周缘，并且以螺帽151与前述的导螺杆13相互螺接传动，其中螺帽151的外周缘设有与外管14相互嵌合的槽沟和挡块(图未示出)，从而使螺帽151和伸缩管15仅能够在外管14内部做线性移动，而不能够做旋转运动。
快释机构30主要包括一定位轮31及一离合轮32，定位轮31和离合轮32大致皆呈一圆筒体，并且在离合轮32的一侧设置有数个容键槽321，在定位轮31的外周缘设置有数个凸键311；同理，各凸键和各容键槽也可在定位轮和离合轮之间互换设置。各凸键311是可嵌入各容键槽321中，从而使离合轮32可操作性地对应于定位轮31产生分离或咬合。
其中定位轮31是套接在导螺杆13上并且固定，从而使定位轮31能够跟随导螺杆13做旋转，离合轮32通过一导引组件33套接在导螺杆13并且形成在定位轮31的一侧边，离合轮32是可以在导引组件33上做可操作性地的轴向移动。
导螺杆13是受到电动机12的蜗杆121与蜗轮18的啮合所驱动，其中在离合轮32和定位轮31咬合时，定位轮31和离合轮32是一起受到导螺杆13传动而旋转；在离合轮32和定位轮31分离时，导螺杆13是受伸缩管15的推力而自由旋转。
进一步地，本实施例的快释机构30还包括一止挡兼推移组件34，其主要包括一盘体341及一扭力弹簧345，在盘体341的底面连接有一凸柱342，并于盘体341的顶面设置有数个间隔块343；扭力弹簧345设置在盘体341的中心位置，且扭力弹簧345具有一第一扭臂346和一第二扭臂347，第一扭臂346的端部是固定在前述上壳体112(如图8所示)，第二扭臂347是配置在任意两个间隔块343之间(如图7所示)。
进一步地，本实施例的快释机构30还包括一扳拉组件35，此扳拉组件35主要包含一扳柄351、一连杆352和一拉线353(见于图9)，扳柄351的一端是枢接在上壳体112外部并且通过一螺栓354穿设以与连杆352的一端连接，连杆352的另一端连接在盘体341上，拉线353则连接在扳柄351的另一端。另外在上壳体112对应扳柄351枢接处的一侧设有一顶抵块113，用以提供扳柄351做顶抵移动。
本实施例的缓冲构件50为一气压缸，其具有一筒体51及穿接筒体51的一杆体52，此缓冲构件50是配置在外管14外部的一侧边，且筒体51远离杆体52的一端是通过一套环53固定在外管14上，杆体52远离筒体51的一端是通过一连接组件55连接在伸缩管15。
进一步地，在外管14邻近壳座11的一端设有一定位槽141，套环53嵌设在定位槽141内，并且通过一螺栓54穿设筒体51的端部及紧束套环53而固定。同理，筒体51也可通过焊接方式固定在外管14上。
进一步地，在伸缩管15暴露出外管14的一端开设有一穿孔152，连接组件55包括一长条体551及一固定柱553，长条体551是连接在前述杆体52的端部且在长条体551开设有一槽道552，固定柱553的一端是穿设固定在伸缩管15的穿孔152中，且固定柱553的另一端则容置在前述槽道552中。其中槽道552的长度大于固定柱553的另一端的外径，以在固定柱553与槽道552的内壁间形成一间隔，借以避免固定柱553对长条体551的直接冲击。
进一步地，本发明具有缓冲机制的线性致动器1还包括一后支座70和一前支座75，后支座70是套设在后轴承17的后侧并被上壳体112和下壳体111所包夹固定，前支座75是套接在伸缩管15远离螺帽151的端部。
请参阅图5和图6所示，在常态下，凸柱342是嵌设在离合轮32的凹槽中，扭力弹簧345的第一扭臂346固定在前述上壳体112(如图8所示)，第二扭臂347是对应于间隔块343做弹性抵推，是以在盘体341受到扭力弹簧345的弹性作用力下，将使凸柱342对离合轮32产生止挡作用，并使离合轮32和定位轮31保持在咬合状态。
请参阅图9及图19所示，前述具有缓冲机制的线性致动器1是可安装在一护理床9上，其中护理床9具有一第一端91、一第二端92及位于第一端91和第二端92之间的一床架93，床架93上设有一可调节部94，使用时是将后支座70固定在床架93，前支座75则连接可调节部94，利用电动机12的蜗杆121旋转来驱使蜗轮18转动，并以蜗轮18带动导螺杆13旋转，由于伸缩管15受到外管14所局限，因此在导螺杆13旋转的过程中，伸缩管15将相对于导螺杆13产生轴向的线性移动，进而使电动病床的前段产生仰起的动作，同时通过固定柱553带动杆体52朝着远离筒体51的方向做线性移动。
请参阅图10至图14所示，当病患在急救过程中必须以平躺方式来进行电击等动作时，拉动拉线353将使扳柄351产生旋动，通过扳柄351的旋动来带动连杆352致动盘体341做旋动，并利用盘体341的旋动来带动凸柱342将离合轮32朝着远离定位轮31的方向移动，从而使离合轮32和定位轮31产生脱离释放(如图12和图13所示)。通过病患的自身重量或医护人员对电动病床的前段施加压力，伸缩管15在承受前述的作用力后，将以螺帽151来驱动导螺杆13产生快速的旋转，并且缩入外管14内部，通过此缓冲构件50的设置，在伸缩管15缩入外管14的过程中，可以吸收伸缩管15在快速下降时的冲击力，从而可降低对病患所造成的伤害，并可提升使用者的使用舒适感。
其中缓冲构件50的缓冲力是可以调整的。换句话说，借由调整缓冲构件50所使用的气压缸内部气体量，在快速释放初期不提供缓冲力，可调节部94可全速进行快速释放，在床架93的可调节部94趋近于水平时由缓冲构件50提供缓冲力，以减少吸收伸缩管15在快速下降时的冲击力，一方面达到快速释放的目的，另一方面不会因为缓冲构件50所提供的缓冲力而拉长快速释放的时间。
请参阅图15所示，本发明具有缓冲机制的线性致动器，除了可以如上述实施例外，也可如本实施例的形态，本实施例具有缓冲机制的线性致动器1A，致动本体10、快释机构30和缓冲构件50大致皆与前述实施例相同。但是，缓冲构件50的筒体51的一端是通过一螺栓54枢接在壳座11的下壳体111上，如此也具有前述实施例的等同效果。
同理，也可用焊接方式将筒体51的一端固定于壳座11的下壳体111上，以取代螺栓54的固定方式。
请参阅图16至图18所示，本实施例的具有缓冲机制的线性致动器1B与前述各实施例的差异在于:外管14的侧边延伸有一导引管142及一底座143，且缓冲构件50具有一端头50A，并在端头50A开设有一扣孔50B，本实施例的导引管142的剖断面呈一“C”字状，其是提供给前述的缓冲构件50做容置，在底座143装设有一弹扣组件144，底座143设有一剖槽1431及与剖槽1431相通的一连通孔1432，弹扣组件144主要包括一锁固件1441、一弹性体1442及一穿扣件1443，穿扣件1443是容设在连通孔1432且暴露于剖槽1431中，并在暴露于剖槽1431中的端部设有一导移斜面1444，弹性体1442则被夹持在锁固件1441和穿扣件1443之间。
安装时是将缓冲构件50装入导引管142的内部时，可通过缓冲构件50的端头50A对应于导移斜面1444做推压，从而使穿扣件1443被埋入连通孔1432内，并在端头50A的扣孔50B对正于穿扣件1443的位置时，即能通过弹性体1442对穿扣件1443所产生的弹性作用力，而使穿扣件1443穿入扣孔50B而达成快速安装。
以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非因此即局限本发明的专利范围，举凡运用本发明说明书及图式内容所做的等效结构变化，均理同包含于本发明的权利范围内，合予陈明。

Claims (20)

1.一种具有缓冲机制的线性致动器，是安装于一护理床，该护理床具有一第一端、一第二端及位于该第一端和该第二端之间的一床架，该床架设有一可调节部，其特征在于，该线性致动器包括：
一致动本体，包括一壳座、一驱动机构及一传动机构，该驱动机构设置于该壳座内，该传动机构包含连接该壳座的一外管及穿接该外管的一伸缩管，该驱动机构驱动该传动机构以使该伸缩管能够相对于该外管做伸缩移动；
一快释机构，安装在该致动本体，该快释机构包括一定位轮及一离合轮，该离合轮的一侧设置有数个容键槽，该定位轮的外周缘设置有数个凸键，各该凸键是能够嵌入各该容键槽中，从而使该离合轮可操作性地对应于该定位轮产生分离或咬合；以及
一缓冲构件，配置在该外管的一侧边，该缓冲构件的一端连接该外管，另一端则连接该伸缩管。
2.如权利要求1所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该缓冲构件是配置在该外管的外部，且该缓冲构件具有一筒体及穿接该筒体的一杆体，该筒体远离该杆体的一端是固定在该外管，该杆体远离该筒体的一端是连接在该伸缩管。
3.如权利要求2所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该筒体是通过一套环固定在该外管，该杆体是通过一连接组件连接在该伸缩管。
4.如权利要求3所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该外管邻近该壳座的一端设有一定位槽，该套环嵌设在该定位槽内，并且通过一螺栓穿设该筒体的端部及紧束该套环而固定。
5.如权利要求3所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该连接组件包括一长条体及一固定柱，该长条体是连接在该杆体的端部，该伸缩管设有一穿孔，该固定柱的一端是穿设且固定在该穿孔中。
6.如权利要求5所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该长条体开设有一槽道，该固定柱的另一端则容置在该槽道中，且该槽道的长度大于该固定柱的该另一端外径。
7.如权利要求2所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该筒体是通过焊接固定在该外管，该杆体是通过一连接组件连接在该伸缩管。
8.如权利要求1所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该传动机构还包括一导螺杆，该伸缩管具有一螺帽，该导螺杆的一端通过一前轴承和一后轴承的套接并支承在该壳座内，该导螺杆的另一端则延伸进入该外管内部以与该螺帽螺接传动。
9.如权利要求8所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该定位轮是套接在该导螺杆并且固定，从而使该定位轮能够跟随该导螺杆做旋转，该离合轮通过一导引组件套接在该导螺杆并且形成在该定位轮的一侧边，该离合轮是能够在该导引组件上移动，从而使该离合轮能够相对于该定位轮产生分离或咬合。
10.如权利要求9所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该快释机构还包括一止挡兼推移组件，该止挡兼推移组件包括一盘体及一扭力弹簧，该盘体连接有一凸柱并且该盘体设置有数个间隔块，该扭力弹簧设置在该盘体上，该扭力弹簧具有一第一扭臂和一第二扭臂，该第一扭臂的端部是固定在该壳座，该第二扭臂是配置在任意两个该间隔块之间。
11.如权利要求10所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该快释机构还包括一扳拉组件，该扳拉组件包含一扳柄、一连杆和一拉线，该扳柄的一端是枢接在该壳座外部并且通过一螺栓穿设以与该连杆的一端连接，该连杆的另一端连接在该盘体上，该拉线则连接在该扳柄的另一端。
12.如权利要求1所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该缓冲构件为一气压缸。
13.如权利要求1所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该外管延伸有一导引管及一底座，该缓冲构件是容置在该导引管内，且该缓冲构件的一端是通过一弹扣组件固定在该底座。
14.如权利要求13所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该缓冲构件具有一端头，该端头设有一扣孔，该底座设有一剖槽及与该剖槽相通的一连通孔，该端头容置在该剖槽中，该弹扣组件包括容设在该连通孔并且暴露于该剖槽的一穿扣件，该穿扣件是对应于该扣孔穿接。
15.如权利要求14所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该弹扣组件还包括一锁固件及一弹性体，该弹性体是容置在该连通孔中且被弹性夹持在该锁固件和该穿扣件之间。
16.如权利要求14所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该穿扣件在暴露于该剖槽中的端部设有一导移斜面。
17.一种具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，包括:
一致动本体，包括一壳座、连接该壳座的一外管及穿接该外管且能够相对于该外管移动的一伸缩管；
一快释机构，安装在该致动本体；以及
一缓冲构件，配置在该外管的一侧边，该缓冲构件的一端连接该壳座，该缓冲构件的另一端则连接该伸缩管。
18.如权利要求17所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该缓冲构件是配置在该外管的外部，且该缓冲构件具有一筒体及穿接该筒体的一杆体，该筒体远离该杆体的一端是通过一螺栓固定在该壳座，该杆体远离该筒体的一端是连接在该伸缩管。
19.如权利要求18所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该杆体是通过一连接组件连接在该伸缩管，该连接组件包括一长条体及一固定柱，该长条体是连接在该杆体的端部，该伸缩管设有一穿孔，该固定柱的一端是穿设且固定在该穿孔中。
20.如权利要求19所述的具有缓冲机制的线性致动器，其特征在于，该长条体开设有一槽道，该固定柱的另一端则容置在该槽道中，且该槽道的长度大于该固定柱的该另一端外径。
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