CN114451751A - 一种线性驱动器的驱动组件、线性驱动器及电动升降座椅 - Google Patents

Abstract

本发明属于家居领域，特别涉及一种线性驱动器的驱动组件、线性驱动器及电动升降座椅。包括由外向内依次嵌套的第一圆管、第二圆管、空心丝杆和实心丝杆；实心丝杆上套装有实心丝杆螺母，实心丝杆螺母固定在箱体内；空心丝杆外套装有空心丝杆螺母，空心丝杆内设有第一花键槽，空心丝杆的一端连接在箱体内并沿空心丝杆的轴线做回转运动；实心丝杆的一端固定安装有与第一花键槽相适配的连接件；连接件驱动空心丝杆转动并在空心丝杆内滑动；第二圆管与空心丝杆螺母固定连接，空心丝杆螺母外部设有外花键；第一圆管的一端与箱体固定连接；第一圆管内设有第二花键槽，空心丝杆转动时驱动空心丝杆螺母在第二花键槽内滑动进而带动第二圆管进行直线运动。

Description

一种线性驱动器的驱动组件、线性驱动器及电动升降座椅

技术领域

本发明属于家居领域，特别涉及一种线性驱动器的驱动组件、线性驱动器及电动升降座椅。

背景技术

电动线性致动器是一种以电机为驱动元件将回转运动转化为直线运动的部件。一般用于智能家私、智能办公家具领域。常规的电动线性致动器为一个丝杆驱动一个螺母进行运动，后由于技术的进步产生了双驱动组件甚至多驱动组件，即多个丝杆驱动多个螺母运动。但是目前以双驱动组件甚至多驱动组件结构为核心制造的线性驱动器相对复杂，制造要求高、制造成本高。

儿童的身体是在不断生长的，过高或过低的学习桌椅都会对孩子的生长发育产生有害的影响，导致近视弯腰驼背等一系列身体问题，损害孩子健康。目前，为解决儿童身高不断变化与桌椅高度固定之间的矛盾，出现了手动调节高度的学习桌和手动调节高度的学习椅。现有的行业中，手动调节的学习椅主要是通过螺丝方式或外面夹紧方式固定，比较费时费力，不方便，需要成人操作，同时手动调节上下高度选择性少，不利于不同年龄段孩子的身体发育需求。

现有中国专利CN113142867A公开了一种座背电动升降学习椅，其座面和靠背分别由两个电机组件分别驱动两套丝杆和丝杆螺母运动，这种技术方案结构复杂，技术难度大，成本高。现亟需一种结构简单、制造成本低的电动升降学习座椅解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种线性驱动器的驱动组件、线性驱动器及电动升降座椅。

实现本发明目的的技术方案是：一种线性驱动器的驱动组件，包括由外向内依次嵌套的第一圆管、第二圆管、空心丝杆和实心丝杆；

所述实心丝杆上套装有实心丝杆螺母，所述实心丝杆螺母固定在箱体内；

所述空心丝杆外套装有空心丝杆螺母，所述空心丝杆内设有第一花键槽，所述空心丝杆的一端连接在所述箱体内并沿所述空心丝杆的轴线做回转运动；

所述实心丝杆的一端固定安装有与所述第一花键槽相适配的连接件；所述连接件驱动所述空心丝杆转动并在所述空心丝杆内滑动；

所述第二圆管与所述空心丝杆螺母固定连接，所述空心丝杆螺母外部设有外花键；

所述第一圆管的一端与所述箱体固定连接；所述第一圆管内设有第二花键槽，所述空心丝杆转动时驱动所述空心丝杆螺母在所述第二花键槽内滑动进而带动所述第二圆管进行直线运动。

进一步的，所述箱体由两个半箱构成，两个所述半箱的连接面上设置有相配合的第一限位槽、第二限位槽和限位台。

进一步的，所述实心丝杆螺母设置在第一限位槽内。

进一步的，所述空心丝杆上套装有轴承，所述轴承设置在第二限位槽内。

进一步的，所述空心丝杆的端部设有螺纹套，所述螺纹套位于所述轴承与限位台形成限位腔内。

进一步的，所述空心丝杆上设有卡簧，所述卡簧和所述空心丝杆螺母之间设有缓冲环。

进一步的，所述箱体上设有卡扣和孔，并通过卡扣和螺钉将两个半箱进行固定连接。

一种利用上述驱动组件的线性驱动器，包括电机组件、由外向内依次嵌套的外管组件、中管组件和内管组件。所述内管组件与所述电机组件固定连接，所述中管组件与第一圆管紧固连接，所述外管组件的一端与第二圆管紧固连接，所述电机组件的输出端与实心丝杆连接并驱动所述实心丝杆转动。

进一步的，所述内管组件通过连接板与电机组件紧固连接。

一种利用上述线性驱动器的电动升降座椅，包括靠垫组件、坐垫组件、底座组件；所述底座组件与线性驱动器的内管组件固定连接，所述靠垫组件与所述线性驱动器的外管组件固定连接，所述坐垫组件设置在靠垫组件下方并与所述线性驱动器的中管组件进行固定连接。

进一步的，所述底座组件设有容置电机组件的凹槽，凹槽内设置有倾斜安装面，所述线性驱动器通过连接板固定在底座组件的倾斜安装面上。

进一步的，所述线性驱动器与底座组件之间的倾斜角度为0°-20°。

进一步的，实心丝杆导程为5mm-8mm，空心丝杆导程为3mm-4mm。

进一步的，所述中管组件侧面设置有向外伸出的坐垫固定座；所述坐垫组件固定在坐垫固定座上。

进一步的，所述坐垫固定座垂直距离高度为270mm -520mm。

进一步的，所述靠垫组件通过安装环固定在外管组件外侧。

进一步的，电机组件的至少一面设置有缓冲垫。

进一步的，所述靠垫组件具有两个对称设置的分体式靠背，所述分体式靠背通过弹性装置和安装环与线性驱动器相连。

进一步的，所述线性驱动器还设置有推手。

进一步的，所述底座组件底端固定有若干滚轮。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：

（1）本发明设计了一种箱体结构的驱动组件，通过对实心丝杆驱动达到使驱动组件的第一圆管和第二圆管同时直线运动的效果，并且利用其原理设计了线性驱动器。学习椅的座面和靠背分别与线性驱动器的中管组件和外管组件连接，实现了一个电机可同时驱动学习椅的座面和靠背同时运动的效果。并通过将实心丝杆的导程和空心丝杆的导程设置不同的参数，达到使座面升降速度和靠背升降速度合理匹配的效果。

（2）本发明的学习椅线性驱动器，可以实现靠垫上下高低的电气化调节，方便、快捷，适合各年龄段、不同身高的儿童使用。

（3）本发明的电动升降学习椅结构简单、制造成本低，可实现面向普通消费者批量生产。

（4）学习椅的电控驱动部件，安装在学习椅底部，隐藏式安装，外形更美观，结构更安全。

（5）学习椅底部可设置充电电池，通过电池调节学习椅高度；无需插电，避免线束的杂乱无序和危险性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为线性驱动器的驱动组件剖视图；

图2为线性驱动器的驱动组件部分零件剖视图；

图3为线性驱动器的驱动组件第一圆管结构示意图；

图4为线性驱动器的驱动组件实心丝杆螺母结构示意图；

图5为线性驱动器的驱动组件空心丝杆螺母结构示意图；

图6为线性驱动器的驱动组件连接件结构示意图；

图7为线性驱动器的驱动组件箱体结构示意图；

图8为线性驱动器的驱动组件位于实心丝杆螺母处的局部剖视图；

图9为线性驱动器的驱动组件位于螺纹套处的局部剖视图；

图10为线性驱动器的剖视图；

图11为电动升降座椅的结构示意图；

图12为电动升降座椅的底座组件和线性驱动器连接处的局部剖视图；

图13为电动升降座椅的电机组件结构示意图。

附图中标记为：

1-靠垫组件、11-安装环、12-分体式靠背、13-弹性装置、2-坐垫组件、3-线性驱动器、31-外管组件、32-中管组件、321-坐垫固定座、33-电机组件、331-缓冲垫、34-内管组件、341-连接板、35-驱动组件、351-实心丝杆、352-箱体、352a-第一限位槽、352b-第二限位槽、352c-限位台、353-空心丝杆、353a-第一花键槽、354-第一圆管、354a-第二花键槽、355-第二圆管、356-实心丝杆螺母、357-空心丝杆螺母、357a-外花键、358-连接件、359-轴承、36-推手、360-螺纹套、361-卡簧、362-缓冲环、4-底座组件、41-滚轮。

具体实施方式

实施例1

见图1至图6，本发明一种线性驱动器的驱动组件35，具有由外向内依次嵌套的第一圆管354、第二圆管355、空心丝杆353和实心丝杆351。

实心丝杆351上套装有实心丝杆螺母356，实心丝杆螺母356固定在箱体352内；箱体352为两个半箱组合而成。箱体352上设有卡扣和孔，并通过卡扣和螺钉将两个半箱进行固定连接。

空心丝杆353外套装有空心丝杆螺母357，空心丝杆353内设有第一花键槽353a，空心丝杆353的一端连接在箱体352内并沿空心丝杆353的轴线做回转运动；空心丝杆353上设有卡簧361，卡簧361和空心丝杆螺母357之间设有缓冲环362。

实心丝杆351的一端固定安装有与第一花键槽353a相适配的连接件358；连接件358驱动空心丝杆353转动并在空心丝杆353内滑动；

第二圆管355与空心丝杆螺母357固定连接，空心丝杆螺母357外部设有外花键357a；

第一圆管354的一端与箱体352固定连接；第一圆管354内设有第二花键槽354a，并套设在与其相适配的所述外花键357a上，空心丝杆353转动时驱动空心丝杆螺母357在第二花键槽354a内滑动进而带动第二圆管355进行直线运动。

见图7，为方便安装，箱体352由两个半箱构成，两个半箱的连接面上设置有相配合的第一限位槽352a、第二限位槽352b和限位台352c。

见图8，实心丝杆螺母356设置在第一限位槽352a内。

见图9，空心丝杆353上套装有轴承359，轴承359设置在第二限位槽352b内。空心丝杆353的端部设有螺纹套360，螺纹套360位于轴承359与限位台352c形成限位腔内。

第一圆管354通过卡槽固定于箱体352，并对箱体352起支撑作用。即若固定第一圆管354，仅对实心丝杆351进行驱动，可以实现实心丝杆351向上运动，第二圆管355向下运动的目的。并根据此结构设计了线性驱动器3。

驱动组件35的工作原理如下：假设箱体352相对静止不动，通过电机作为本发明驱动组件35的动力来源，驱动实心丝杆351进行转动。由于实心丝杆螺母356固定于箱体352内，且与实心丝杆351属于螺旋传动，因此实心丝杆351被电机驱动做回转运动的同时，还相对于箱体352进行线性运动。

另外，实心丝杆351的一端固定安装有与第一花键槽353a相适配的连接件358；当实心丝杆351转动时，连接件358驱动空心丝杆353转动。连接件358由于是与实心丝杆351固定连接，因而在空心丝杆353的第一花键槽353a内滑动。

由于空心丝杆353转动安装在箱体352内，当空心丝杆353转动时，与空心丝杆353相适配进行螺旋传动的空心丝杆螺母357由于与第一圆管354进行了滑动约束，因此产生直线运动，进而带动与空心丝杆螺母357固定连接的第二圆管355进行直线运动。通过设置旋向，使得实心丝杆351向上伸出时，空心丝杆螺母357向下运动。此时即可实现实心丝杆351转动一圈，实心丝杆351向上直线运动一个实心丝杆351的导程，第二圆管355向下运动一个空心丝杆353的导程的目的。

实施例2

见图10，一种线性驱动器3，本发明包括电机组件33、由外向内依次嵌套的外管组件31、中管组件32和内管组件34，包括实施例1描述的线性驱动器的驱动组件35。

见图10，内管组件34与驱动组件35中的实心丝杆351转动连接，并与实心丝杆351同步伸缩。中管组件32与第一圆管354紧固连接，外管组件31的一端与第二圆管355紧固连接。电机组件33的输出端与实心丝杆351连接并驱动实心丝杆351转动。内管组件34通过连接板341与电机组件33紧固连接。

本线性驱动器3所实现的效果为，电机组件33驱动实心丝杆351转动，与实心丝杆351连接的内管组件34以及电机组件33保持静止，与第一圆管354固定连接的中管组件32相对于内管组件34进行线性运动，与第二圆管355固定连接的外管组件31相对于中管组件32进行线性运动。内管组件34通过连接板341与电机组件33紧固连接。

实施例3

见图11至图13，一种电动升降座椅，包括靠垫组件1、坐垫组件2、底座组件4和实施例2中的线性驱动器3；底座组件4与线性驱动器3的内管组件34固定连接，靠垫组件1与线性驱动器3的外管组件31固定连接，坐垫组件2设置在靠垫组件1下方并与线性驱动器3的中管组件32进行固定连接。

底座组件4设有容置电机组件33的凹槽，凹槽内设置有倾斜安装面，线性驱动器3通过连接板341固定在底座组件4的倾斜安装面上。

根据学习椅设计原理，随着孩童成长，其身高成长的同时，对座面深度和靠垫深度都要增加。因此，线性驱动器3与底座组件4之间的倾斜角度为0°-20°，在靠垫上升时，不但有垂直向上的运动，也有水平方向的运动，相应增加了座面深度和靠垫深度。

通过将实心丝杆351导程和空心丝杆353的导程设置成不同的参数，实现座面和靠垫不同速度的运动。例如，实心丝杆351导程为a mm，转速为n rps，座面线性运动速度为V₁=a·n mm/s。空心丝杆353导程为b mm，其转速同样为n rps，靠垫相对于座面的运动速度为V₂= b·n mm/s。靠垫相对于底座的运动速度为V₃= a·n+b·n mm/s。优选地，根据实际测试，实心丝杆351导程为5mm-8mm，空心丝杆353导程为3mm-4mm。

中管组件32侧面设置有向外伸出的坐垫固定座321；坐垫组件2固定在坐垫固定座321上。靠垫组件1通过安装环11固定在外管组件31外侧。电机组件33的至少一面设置有缓冲垫331。坐垫固定座321垂直距离高度为270mm -520mm。

靠垫组件1具有两个对称设置的分体式靠背12，分体式靠背12通过弹性装置13和安装环11与线性驱动器3相连。线性驱动器3还设置有推手36。底座组件4底端固定有若干滚轮41。

本套座椅线性驱动器3的主要特色是在一个电机组件33的驱动下，实现坐垫组件2和靠垫组件1的电动升降。选用合理的导程，实现坐垫组件2和靠垫组件1距离的科学配比，满足不同身高孩子的学习需求。学习椅的座面和靠背分别与线性驱动器的中管组件32和外管组件31连接，实现了一个电机可同时驱动学习椅的座面和靠背同时运动的效果。并通过将实心丝杆351的导程和空心丝杆353的导程设置不同的参数，达到使座面升降速度和靠背升降速度合理匹配的效果。学习椅的电控驱动部件，安装在学习椅底部，隐藏式安装，外形更美观，结构更安全。学习椅底部可设置充电电池，通过电池调节学习椅高度；无需插电，避免线束的杂乱无序和危险性。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种线性驱动器的驱动组件，其特征在于：包括由外向内依次嵌套的第一圆管（354）、第二圆管（355）、空心丝杆（353）和实心丝杆（351）；

所述实心丝杆（351）上套装有实心丝杆螺母（356），所述实心丝杆螺母（356）固定在箱体（352）内；

所述空心丝杆（353）外套装有空心丝杆螺母（357），所述空心丝杆（353）内设有第一花键槽（353a），所述空心丝杆（353）的一端连接在所述箱体（352）内并沿所述空心丝杆（353）的轴线做回转运动；

所述实心丝杆（351）的一端固定安装有与所述第一花键槽（353a）相适配的连接件（358）；所述连接件（358）驱动所述空心丝杆（353）转动并在所述空心丝杆（353）内滑动；

所述第二圆管（355）与所述空心丝杆螺母（357）固定连接，所述空心丝杆螺母（357）外部设有外花键（357a）；

所述第一圆管（354）的一端与所述箱体（352）固定连接；所述第一圆管（354）内设有第二花键槽（354a）并套设在与其相适配的所述外花键（357a）上，所述空心丝杆（353）转动时驱动所述空心丝杆螺母（357）在所述第二花键槽（354a）内滑动进而带动所述第二圆管（355）进行直线运动。

2.根据权利要求1所述的线性驱动器的驱动组件，其特征在于：所述箱体（352）由两个半箱构成，两个所述半箱的连接面上设置有相配合的第一限位槽（352a）、第二限位槽（352b）和限位台（352c）。

3.根据权利要求2所述的线性驱动器的驱动组件，其特征在于：所述实心丝杆螺母（356）设置在第一限位槽（352a）内。

4.根据权利要求2所述的线性驱动器的驱动组件，其特征在于：所述空心丝杆（353）上套装有轴承（359），所述轴承（359）设置在第二限位槽（352b）内。

5.根据权利要求4所述的线性驱动器的驱动组件，其特征在于：所述空心丝杆（353）的端部设有螺纹套（360），所述螺纹套（360）位于所述轴承（359）与限位台（352c）形成限位腔内。

6.根据权利要求1所述的线性驱动器的驱动组件，其特征在于：所述空心丝杆（353）上设有卡簧（361），所述卡簧（361）和所述空心丝杆螺母（357）之间设有缓冲环（362）。

7.根据权利要求2所述的线性驱动器的驱动组件，其特征在于：所述箱体（352）上设有卡扣和孔，并通过卡扣和螺钉将两个半箱进行固定连接。

8.一种利用权利要求1-7任一所述线性驱动器的驱动组件的线性驱动器，其特征在于：包括电机组件（33）、由外向内依次嵌套的外管组件（31）、中管组件（32）和内管组件（34），所述内管组件（34）与所述电机组件（33）固定连接，所述中管组件（32）与第一圆管（354）紧固连接，所述外管组件（31）的一端与第二圆管（355）紧固连接，所述电机组件（33）的输出端与实心丝杆（351）连接并驱动实心丝杆（351）转动。

9.根据权利要求8所述的线性驱动器，其特征在于：所述内管组件（34）通过连接板（341）与电机组件（33）紧固连接。

10.一种利用权利要求8-9任一所述线性驱动器的电动升降座椅，其特征在于：包括靠垫组件（1）、坐垫组件（2）、底座组件（4）；所述底座组件（4）与线性驱动器（3）的内管组件（34）固定连接，所述靠垫组件（1）与所述线性驱动器（3）的外管组件（31）固定连接，所述坐垫组件（2）设置在靠垫组件（1）下方并与所述线性驱动器（3）的中管组件（32）进行固定连接。

11.根据权利要求10所述的电动升降座椅，其特征在于：所述底座组件（4）设有容置电机组件（33）的凹槽，凹槽内设置有倾斜安装面，所述线性驱动器（3）通过连接板（341）固定在底座组件（4）的倾斜安装面上；所述线性驱动器（3）与底座组件（4）之间的倾斜角度为0°-20°。

12.根据权利要求10所述的电动升降座椅，其特征在于：实心丝杆（351）导程为5mm-8mm，空心丝杆（353）导程为3mm-4mm。

13.根据权利要求10所述的电动升降座椅，其特征在于：所述中管组件（32）侧面设置有向外伸出的坐垫固定座（321）；所述坐垫组件（2）固定在坐垫固定座（321）上；所述坐垫固定座（321）垂直距离高度为270mm -520mm；所述靠垫组件（1）通过安装环（11）固定在外管组件（31）外侧。

14.根据权利要求10所述的电动升降座椅，其特征在于：电机组件（33）的至少一面设置有缓冲垫（331）；所述靠垫组件（1）具有两个对称设置的分体式靠背（12），所述分体式靠背（12）通过弹性装置（13）和安装环（11）与线性驱动器（3）相连。

15.根据权利要求10所述的电动升降座椅，其特征在于：所述线性驱动器（3）的上部还设置有推手（36）；所述底座组件（4）底端固定有若干滚轮（41）。

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