CN112366888A - 一种无刷电机驱动的升降立柱和升降桌 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无刷电机驱动的升降立柱和升降桌，属于升降立柱技术领域，包括伸缩套管、无刷减速电机、控制无刷减速电机的主控单元、在驱动电机驱动下带动伸缩套管伸缩的传动总成，无刷减速电机和传动总成置于伸缩套管内并轴向连接，伸缩套管端部设有定位板，定位板和无刷减速电机在传动总成同侧设置，定位板内侧安装有应变片，应变片与主控单元电连接，升降立柱上升过程中轴向遇阻时，无刷减速电机向定位板方向挤压应变片，主控单元根据应变片形变时产生的电平变化信号发出制动和/或回退指令，检测灵敏度高，结构简单，便于装配，不易脱落，也不用破坏立柱原有结构，降低更改成本，通用性强，适用范围广。

Description

一种无刷电机驱动的升降立柱和升降桌

【技术领域】

本发明涉及升降立柱技术领域，具体涉及一种无刷电机驱动的升降立柱和升降桌。

【背景技术】

随着经济和科技的发展，智能化家居、办公已经成为主流趋势，如电动升降桌、电动升降床等，其升降主要靠电动升降立柱来实现，升降家具在升降过程中，遇到障碍物时，如果不及时停止，可能会破坏障碍物或家具自身结构，严重时还可能碰撞或挤压到人体，造成人身伤害，因此，在立柱上设置遇阻避让结构，使其具有遇到障碍物能停止或回退的功能非常重要，目前市场上有的升降立柱虽然也具有遇阻回退的功能，但有的性能并不完善，存在灵敏度和准确率低，从而发生误报的问题，或者结构复杂，成本太高。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，设计一种安装灵活、遇阻检测准确的无刷电机驱动的升降立柱。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种无刷电机驱动的升降立柱，包括伸缩套管、无刷减速电机、控制所述无刷减速电机的主控单元、在所述驱动电机驱动下带动所述伸缩套管伸缩的传动总成，所述无刷减速电机和所述传动总成置于所述伸缩套管内并轴向连接，所述伸缩套管端部设有定位板，所述定位板和无刷减速电机在传动总成同侧设置，所述定位板内侧安装有应变片，所述应变片与所述主控单元电连接，所述升降立柱上升过程中轴向遇阻时，所述无刷减速电机向定位板方向挤压所述应变片，所述主控单元根据所述应变片形变时产生的电平变化信号发出制动和/或回退指令。

采用本方案的有益效果：

1、在本方案中，应变片设在伸缩套管的定位板内侧，即位于定位板和无刷减速电机之间，并固定在定位板上，无刷减速电机和传动总成置于所述伸缩套管内并轴向连接，因此伸缩套管拉伸过程中，无刷减速电机会随之同步上升，正常上升时，定位板与无刷减速电机两者之间距离稳定，应变片产生的电平信号稳定，遇到障碍物轴向突然受力时，定位板与无刷减速电机之间相互挤压，应变片能够很灵敏的感受到此压力并相应的发生形变，其内阻变化，应变片与驱动电机的主控单元直接电连接，使主控单元能够迅速准确地接收到电平的变化并给驱动电机发出制动和/或反转指令，使电机停止转动和/或反向转动，从而使立柱停止在此位置不再继续上升或回退，防止造成物品破坏或人体伤害。

2、本方案中使用应变片作为遇阻检测件，灵敏度高，结构简单，便于装配，直接安装在定位板内即可，不易脱落，也不用破坏立柱原有结构，降低更改成本，而且此遇阻检测结构可以适用于各种类型的立柱上，通用性强，适用范围广。

3、本发明中驱动电机选用无刷减速电机，相较于现有技术中使用的安装方向与立柱垂直的带碳刷的电机，无刷减速电机使用寿命长、噪音小，可以安装在伸缩套管1内，并随伸缩套管1的升降同步上下移动，安装更灵活便捷，使用无刷电机的立柱具有很大的市场价值。

作为优选，所述定位板上设有回弹垫片，所述应变片贴在所述回弹垫片上。

作为优选，所述回弹垫片包括不锈钢回弹垫片或锰钢回弹垫片。

作为优选，所述无刷减速电机包括无刷电机和减速齿轮箱，所述减速齿轮箱位于所述无刷电机和所述传动总成之间，所述无刷电机与所述回弹垫片之间留有间隙，所述无刷电机外套设电机套管，所述电机套管相对所述无刷电机滑动，所述电机套管一端与所述减速齿轮箱连接，所述电机套管另一端靠近所述回弹垫片，所述升降立柱轴向遇阻时，所述电机套管另一端挤压所述回弹垫片。

作为优选，所述减速齿轮箱为行星减速齿轮箱。

作为优选，所述应变片贴在回弹垫片面向定位板的一侧，所述应变片与所述定位板之间设有绝缘垫。

作为优选，所述电机套管与所述回弹垫片之间设有橡胶垫片，所述绝缘垫、所述回弹垫片和所述橡胶垫片通过安装螺钉固定在所述定位板上。

作为优选，伸缩套管的上端或下端设有定位板，所述应变片设在所述伸缩套管的上端或下端。

作为优选，所述伸缩套管为方管套管或圆管套管。

本发明采用的另一个技术方案如下：

一种升降桌，包括桌面，所述桌面下方设有上述任一方案中所述的无刷电机驱动的升降立柱。

发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对发明做进一步的说明：

图1为本发明无刷电机驱动的升降立柱结构示意图。

图2为本发明无刷电机驱动的升降立柱去除伸缩套管后分解示意图。

图3为本发明无刷电机驱动的升降立柱去除伸缩套管剖视图。

图4为图3中A处放大图。

附图标记：

附图标记：伸缩套管1；定位板101；回弹垫片2；绝缘垫3；安装螺钉4；橡胶垫片5；无刷减速电机6；无刷电机601；减速齿轮箱602；电机套管603；传动总成7。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”说明书或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一：

如图1至图4所示，一种无刷电机驱动的升降立柱，包括伸缩套管1、无刷减速电机6、控制无刷减速电机6的主控单元、在驱动电机驱动下带动伸缩套管1伸缩的传动总成7，无刷减速电机6和传动总成7置于伸缩套管1内并轴向连接，伸缩套管1端部设有定位板101，定位板101和无刷减速电机6在传动总成7同侧设置，定位板101内侧安装有应变片，应变片与主控单元电连接，升降立柱上升过程中轴向遇阻时，无刷减速电机6向定位板101方向挤压应变片，主控单元根据应变片形变时产生的电平变化信号发出制动和/或回退指令。

在本方案中，应变片设在伸缩套管1的定位板101内侧，即位于定位板101和无刷减速电机6之间，并固定在定位板101上，无刷减速电机6和传动总成7置于伸缩套管1内并轴向连接，因此伸缩套管1拉伸过程中，无刷减速电机6会随之同步上升，正常上升时，定位板101与无刷减速电机6两者之间距离稳定，应变片产生的电平信号稳定，遇到障碍物轴向突然受力时，定位板101与无刷减速电机6之间相互挤压，应变片能够很灵敏的感受到此压力并相应的发生形变，其内阻变化，应变片与驱动电机的主控单元直接电连接，使主控单元能够迅速准确地接收到电平的变化并给驱动电机发出制动和/或反转指令，使电机停止转动和/或反向转动，从而使升降立柱停止在此位置不再继续上升或回退，防止造成物品破坏或人体伤害。本方案中使用应变片作为遇阻检测件，灵敏度高，结构简单，便于装配，直接安装在定位板101内即可，不易脱落，也不用破坏升降立柱原有结构，降低更改成本，而且此遇阻检测结构可以适用于各种类型的升降立柱上，通用性强，适用范围广。本发明中驱动电机选用无刷减速电机6，相较于现有技术中使用的安装方向与升降立柱垂直的带碳刷的电机，无刷减速电机6使用寿命长、噪音小，可以安装在伸缩套管1内，并随伸缩套管1的升降同步上下移动，安装更灵活便捷，使用无刷电机601的升降立柱具有很大的市场价值。

本实施例中伸缩套管1为方管套管或圆管套管，伸缩套管1的上端和/或下端设有定位板101，应变片可以设在伸缩套管1的上端或下端。

为了进一步提高检测效果，如图2～4所示，定位板101上设有回弹垫片2，应变片贴在回弹垫片2上，回弹垫片2优选寿命长、价格低、回弹效果好的不锈钢回弹垫片或锰钢回弹垫片，通过回弹垫片2的形变来带动应变片的形变，本实施例中的回弹垫片2薄且光滑，进一步减少不稳定表面，如粗糙、振动明显的表面造成的检测误差，也保护应变片，防止其被破坏，延长其使用寿命，应变片贴在回弹垫片2面向定位板101的一侧，定位板101一般为金属，为了避免接触导电，应变片与定位板101之间设有绝缘垫(图中未示出)。

在本实施例中，无刷减速电机6包括无刷电机601和减速齿轮箱602，减速齿轮箱602位于无刷电机601和传动总成7之间，无刷电机601与回弹垫片2之间留有间隙，减速齿轮箱602的外周略大于无刷电机601的外周，无刷电机601外套设电机套管3，电机套管3相对无刷电机601滑动，电机套管3一端与减速齿轮箱602连接，电机套管3另一端靠近回弹垫片2，升降立柱轴向遇阻时，电机套管3另一端挤压回弹垫片2，减速齿轮箱602优选行星减速齿轮箱602。

采用上述结构，升降立柱在上升过程中遇阻时，升降立柱受到挤压，传动总成7推动减速齿轮箱602进而推动电机套管3，电机套管3挤压回弹垫片2，将对应变片造成形变，本升降立柱中应变片设置在定位板101内侧，靠近无刷电机601但又与无刷电机601不接触，从而既能灵敏地感受到障碍物带来的压力，又减少了电机转动时振动导致的误报，进一步提高了障碍物检测的灵敏度和准确率。

需要说明的是，无刷减速电机6挤压回弹垫片2可以有多种实施方式，本实施例只是优选列举了其中一种方式，在发明的其他实施方式中，无刷减速电机6对回弹垫片2的挤压结构并不局限于本实施例的这种结构。

为了对障碍物产生的阻力进行缓冲，将阻力以更柔和的方式通过外部固件传递至应变片上，电机套管3与回弹垫片2之间设有橡胶垫片5，从而延长应变片和回弹垫片2的寿命，绝缘垫、回弹垫片2和橡胶垫片5通过安装螺钉4固定在定位板101上，使其成为一个整体模块，后续更易与外部部件安装，也防止搬运过程中各小部件脱落丢失。

实施例二：

一种升降桌，包括桌面，桌面下方设有上述实施例中所述的无刷电机驱动的升降立柱。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种无刷电机驱动的升降立柱，包括伸缩套管、无刷减速电机、控制所述无刷减速电机的主控单元、在所述驱动电机驱动下带动所述伸缩套管伸缩的传动总成，其特征在于，所述无刷减速电机和所述传动总成置于所述伸缩套管内并轴向连接，所述伸缩套管端部设有定位板，所述定位板和无刷减速电机在传动总成同侧设置，所述定位板内侧安装有应变片，所述应变片与所述主控单元电连接，所述升降立柱上升过程中轴向遇阻时，所述无刷减速电机向定位板方向挤压所述应变片，所述主控单元根据所述应变片形变时产生的电平变化信号发出制动和/或回退指令。

2.根据权利要求1所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，所述定位板上设有回弹垫片，所述应变片贴在所述回弹垫片上。

3.根据权利要求2所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，所述回弹垫片包括不锈钢回弹垫片或锰钢回弹垫片。

4.根据权利要求3所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，所述无刷减速电机包括无刷电机和减速齿轮箱，所述减速齿轮箱位于所述无刷电机和所述传动总成之间，所述无刷电机与所述回弹垫片之间留有间隙，所述无刷电机外套设电机套管，所述电机套管相对所述无刷电机滑动，所述电机套管一端与所述减速齿轮箱连接，所述电机套管另一端靠近所述回弹垫片，所述升降立柱轴向遇阻时，所述电机套管另一端挤压所述回弹垫片。

5.根据权利要求4所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，所述减速齿轮箱为行星减速齿轮箱。

6.根据权利要求2所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，所述应变片贴在回弹垫片面向定位板的一侧，所述应变片与所述定位板之间设有绝缘垫。

7.根据权利要求6所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，所述电机套管与所述回弹垫片之间设有橡胶垫片，所述绝缘垫、所述回弹垫片和所述橡胶垫片通过安装螺钉固定在所述定位板上。

8.根据权利要求1～7任一项所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，伸缩套管的上端或下端设有定位板，所述应变片设在所述伸缩套管的上端或下端。

9.根据权利要求1所述的无刷电机驱动的升降立柱，其特征在于，所述伸缩套管为方管套管或圆管套管。

10.一种升降桌，包括桌面，其特征在于，所述桌面下方设有权利要求1～9任一项中所述的无刷电机驱动的升降立柱。

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