CN115699532A - 锁定防止线性致动器的电动马达旋转 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有改进电动马达的线性致动器。特别地，本发明着重于通过使用机电锁定机构来制动或锁定旋转的电动马达的改进技术方案。该机构使用螺线管，螺线管具有不旋转的锁定元件，不旋转的锁定元件可通过螺线管的动作而移位，并布置成用于与旋转的锁定元件接合。特别是，已经找到了解决方案，其中，可以配置对行程长度要求大大降低的小得惊人的螺线管，以有效地单向或双向锁定马达的旋转。

Description

锁定防止线性致动器的电动马达旋转

技术领域

本发明涉及具有改进电动马达的线性致动器。尤其是，本发明着重于制动或锁定电动马达的改进技术方案。在本说明书中，术语“马达”将是指电动马达。

线性致动器和电动马达适用于向用于提升或以其他方式移动负载的机器输出机械力。锁定或制动是需要的，以使这种提升机器的运动是不可逆的，特别是确保当给马达的电力切断时机器上的外力不会导致马达旋转。在提升机器中，这种锁定或制动使机器能够在马达断电后将负载保持原位。

背景技术

在一些应用中，普遍的做法是依赖提升机器和/或马达中的摩擦约束来实现足够程度的制动或锁定。马达的旋转机械力通常通过传动装置进行转换和传递，这不可避免地引入摩擦，从而帮助负载保持行为。某些传动装置，例如蜗轮蜗杆，可专门设计成实现高摩擦。配备这种传动装置的马达有时被称为“自锁”。另一种实现制动的方式是在机器的旋转轴上引入抱簧离合器。US 9369026中公开了与此有关的一个例子。当适当安装好时，抱簧离合器可施加当轴沿一个方向旋转时比沿另一个方向旋转时更高的摩擦力。

制动效果还可以通过配置马达来实现，该马达被专门设计为即使在马达切断时也表现出由马达的定子和转子之间的磁性相互作用引起的所谓定位转矩或齿槽转矩。

上述这些方案的缺点是不能提供足够安全和可靠的锁定。另一个缺点是，由于在机器和马达运行期间制动效果仍然存在，因此在克服摩擦和/或齿槽转矩时浪费了能量。由于制动效果取决于例如润滑、制造公差、磨损等因素，因此依赖摩擦并不总是令人满意的。依赖摩擦的另一个缺点是：例如在故障情况下时，在机器和马达的旋转轴上施加过大的扭矩。在这种情况下，旋转轴和马达将并非出于本意地进一步旋转，导致锁定不可靠。

还可以通过使用用于锁定的环形盘来实现防止电动机旋转的锁定(作为上述任一方案的补充或替代)。例如，在US 2008/0251329和EP 1320176中公开了与此相关的示例。附接到轴或其他旋转元件上的环形盘可以选择性地从与对置的固定布置环形盘脱离接合的位置移动到与固定环形盘接合并摩擦干涉的锁定或制动位置。通过外力可以使一个盘或另一个盘沿轴向移动。外力可以是任何已知的类型。在一些应用中，优选使用电磁力来启动这种马达锁，例如通过使用螺线管机构。该机构设置有弹簧复位装置。螺线管能够使锁定部件沿平行于马达轴轴线的方向移动。螺线管成形为供马达轴穿过的环。已知设计的螺线管居中地置于马达轴线上。这要求线圈绕组大且重。

这些方案还具有的缺点是不必要的庞大。依赖于两个环形盘的表面之间的摩擦力也是一个缺点，因为已知摩擦特性取决于外部因素，而在马达的寿命期间这些外部因素无法适当控制。如上提到的，依赖摩擦的另一个缺点是在马达的轴上施加过大的扭矩。在这种情况下，两个环形盘的表面之间的摩擦力将被克服，从而导致不可靠的锁定。不可接受的噪音与启动和停止马达时相对较大环的反复卡合有关。为了保证马达锁的可靠性，由于必须遵守严格的制造公差因此会产生成本。特别是对于仅需锁定一个方向旋转的马达来说，这些马达锁设计显得更加耐用并且具有比预期用途所需特征更多的特征。此外，对于双向锁定的马达锁来说，提出不那么庞大的设计将是有利的。

其他已知的马达锁定机构包括螺线管致动的销，其中，该销布置成选择性地接合齿轮或脱离齿轮。US 2010/0319477中公开了与此相关的一个例子。齿轮还用作机构的操作部件，以降低马达输出轴的转速。齿轮构成传动机构的一部分，并紧邻马达布置。这种布置的缺点是与锁不可靠的接合。它还需要具有长行程的大螺线管机构，从而导致庞大和昂贵的设计。另一个缺点是，在对马达轴施加过大扭矩的情况下，螺线管机构会损坏，导致机构故障。

还已知另一种可由螺线管致动的马达锁设计，其中，当沿马达轴的径向把销驱动到轴的纵向槽中时发生锁定。US 2017/0170708中公开了与此相关的一个例子。这种设计的另一个缺点是削弱了马达轴。这带来了另一个缺点：如果对马达轴施加过大的扭矩，较弱的马达轴会断裂。

对于上述齿轮锁中的销以及对于使用旋转环和固定环来锁定的方案而言，电磁致动的锁必须对抵抗两个方向的旋转都同样有效。这在锁发生故障的情况下会被视为一个缺点。如果无法释放锁，则马达不可能在任何方向旋转，从而使得更加难以从故障情况中恢复。

马达制动器或马达锁的一个重要应用领域是线性致动器，特别是主轴和螺母驱动式线性致动器。这些线性致动器包括驱动马达，通常除了主轴和螺母本身以外还具有另外的传动机构。这些装置越来越多地用于例如家具中，其中，它们用于将家具调整到用户可选择的设定并在电动马达切断的情况下保持该设定。

发明内容

已知的电磁致动的马达锁的上述问题、缺点和劣势至少部分地通过如下给出的包括机电换能器的马达锁定机构来解决。特别是，已经发现了一些解决方案，其中，可以配置对行程长度要求大大降低的小得令人惊讶的机电螺线管，以有效地单向锁定防止旋转。将示出机电螺线管使不旋转的锁定部件在平行于马达轴轴线的方向上移动的实施例，而其他实施例则是机电螺线管使不旋转的锁定部件在正交于马达轴轴线的方向上移动。同时，通过布置两个具有相同减小行程长度的小型机电螺线管，还将展示双向锁。

根据本发明包括锁定机构的马达可以按照旋转的锁定元件来动作，例如专用锁定盘或专用锁定套筒。凸轮元件构造在锁定盘或锁定套筒上。每个凸轮都有与可接合侧相反的不可接合侧。在一些实施例中，不可接合侧是倾斜侧，而可接合侧则是陡峭侧。陡峭侧通常大致正交于锁定盘或锁定套筒的表面。这样的凸轮设计确保了凸轮抵抗剪切的高强度。凸轮是耐用的，并且允许旋转的锁定元件设计成比常规凸轮可用的更轻和更小。

根据本发明的马达锁定机构尤其着重于仅锁定防止在一个方向上的旋转，从而创造设计自由度并降低成本。这创建了一种重量轻但可靠的单向马达锁，即使在马达轴卡住并且防止马达在另一个方向旋转的锁定不容易释放的故障情况下，也能保持马达在一个方向上可运转，从而允许通过使旋转方向反转来退出故障情况。即使应用双向实施例，如果故障情况锁定一个螺线管机构，只要另一个螺线管机构未被锁定或不受故障影响从而能够操作，就可以通过反转来释放锁定。

旋转的锁定元件可以附接到马达轴的例如输出端或后端。在本文中，输出端和前端用作可互换术语。这同样适用于后端和尾端。

在锁定和解锁期间移动的元件的质量明显比其他已知设计中的小，从而导致任何干扰噪声变得可以忽略。在根据本发明的马达锁中，小型螺线管的小行程可通过由片簧偏压的枢轴臂来放大，其中，枢轴臂的远端承载不旋转的锁定元件。

机电螺线管包括线圈。线圈的一端作为螺线管的基部，以适用于将螺线管直接或间接固定到马达壳体。在线圈的相反顶侧，不旋转的锁定元件可在螺线管动作下移位，并布置成与旋转的锁定元件接合。当在负载下发生锁定时，这两个锁定元件接触，并且横向力作用在枢轴臂上从而作用在螺线管上。该力对枢轴臂进攻，枢轴臂仅由片簧的弯曲部或铰链部支撑，因为枢轴臂必须能够在伸出位置和缩回位置之间往复枢转。在一些实施例中，优选螺线管的支撑点是在不旋转的锁定元件的相反顶部附近，从而使螺线管抵抗倾转力而稳定。在优选实施例中，螺线管顶部处的支撑构件将支撑枢轴臂的一部分，在该部分中片簧弯曲或铰接。支撑构件将直接或间接固定在马达外壳上。

在一实施例中，马达锁定机构包括设置在马达轴和旋转的锁定元件之间的扭矩限制离合器。如果马达轴上的扭矩过大，扭矩限制离合器大体上预先动作并避免损坏锁定机构，即旋转的锁定元件。

在基本形式中，不希望在旋转的锁定元件上发生任何就过大扭矩而言的过载。然而，在某些情况下，例如在故障情况下，可能会发现会发生这种扭矩过载情况。如果在电动马达运行的同时致动锁定机构，则会出现一种这样的故障情况。另一种过载故障可以是在电动马达已经停止并通过锁定机构锁定的情况下过大扭矩施加到马达轴上。最关键的是，过载情况可以被表征为作用在旋转的锁定元件上的突然冲击。

由于部件小而轻的特点，马达锁可能会损坏。特别地，可能存在损坏旋转的锁定元件的凸轮本身或损坏旋转的锁定元件的整体结构或损坏不旋转的锁定元件的风险。

本发明的马达锁定机构通过在马达轴和旋转的锁定元件之间设置扭矩限制离合器，从而大体上预先动作并避免了损坏，从而解决了这个问题。

扭矩限制离合器可以相对于马达轴和旋转的锁定元件这两个元件而言被引入多个不同的位置：

在旋转的锁定元件的杯形端或中空端的内表面和马达轴的外侧之间，从而建立了与旋转的锁定元件集成在一起的离合器；

在马达轴的杯形端或中空远端的内侧和旋转的锁定元件的外侧之间；

在马达轴的近端部和远端部之间，从而使离合器距旋转的锁定元件离开一定距离。

还应注意，转矩限制离合器作用于的旋转的锁定元件可以是如上介绍的盘式或套筒式。

可以应用以下几种离合原理：

压电晶体机电离合器；

爪形离合器；

扭矩限制器；

离心离合器；

卡环-锁定环原理；

带单匝簧圈的螺旋弹簧；

带多匝簧圈的螺旋弹簧。

注意，当考虑通常包括螺旋卷绕丝的螺旋弹簧原理离合器时，多种材料和尺寸的丝都是可以的。此外，丝可以具有任何适当形式的横截面，例如圆形、矩形、梯形、椭圆形等。

螺旋弹簧扭矩限制离合器可包括：螺旋丝的第一端固定到马达轴或旋转的锁定元件，螺旋丝的第二端保持为自由端。或者，螺旋丝的第二端可以固定到与第一端固定到的元件相同的元件上。

在本公开中，术语扭矩限制离合器被定义为用于将作用在旋转的锁定元件上的扭矩限制为某个最大预定值的任何主动或被动机构。扭矩限制离合器的实施例包括但不限于上述特征中的任何特征以及任何组合。

这些和其他特征的存在使本发明的马达锁定机构与其他已知电磁致动马达锁区别开。

通过讨论以下实施例可以进一步概括本发明：

一种线性致动器，包括：电动马达；由可逆的电动马达驱动的主轴；和主轴螺母，安装在主轴上并固定成防止旋转，主轴螺母设置成在两个末端位置之间移动。电动马达包括定子和转子，定子附接到马达壳体上，转子包括马达轴，电动马达能够被电控制成选择性地使转子沿两个相反角度方向之一旋转。电动马达还包括机电锁定机构，机电锁定机构包括：机电换能器，相对于马达壳体不可动地附接，并包括不旋转的锁定元件，机电换能器能够被电控制成选择性地使不旋转的锁定元件在伸出位置和缩回位置之间变换；以及旋转的锁定元件，附接到马达轴，并包括至少一个凸轮，凸轮在朝向机电换能器的方向上突出，其中，所述至少一个凸轮包括与可接合侧相反的不可接合侧。不旋转的锁定元件布置成在朝向旋转的锁定元件的方向上突出，并且通过选择性地接合所述至少一个凸轮的可接合侧来与所述至少一个凸轮干涉地锁定。机电换能器配置成当机电换能器通电时通过将不旋转的锁定元件保持在不与所述至少一个凸轮的可接合侧接合的位置来控制接合，并且机电换能器还包括弹簧元件，弹簧元件布置成当机电换能器不通电时将不旋转的锁定元件保持在与所述至少一个凸轮的可接合侧接合的位置。这样，机电锁定机构配置成锁定马达轴以防止马达轴在一个旋转方向上的旋转，从而单向锁定电动马达。

在线性致动器的一实施例中，机电换能器是机电螺线管，机电螺线管包括线圈和不旋转的锁定元件。然而，也可以使用其他类型的机电换能器。作为示例，可以提及压电致动器或微致动器。

当马达被锁定并且处于负载下时，压缩性负载保持力从旋转的锁定元件传递到不旋转的锁定元件。枢轴臂可以与旋转的锁定元件的带有可接合凸轮侧的一侧上的表面形成角度。该角度可以小于30度、或小于15度、或小于12度、或小于9度，且例如大于3度或大于6度。

在线性致动器的一实施例中，机电螺线管包括枢轴臂，其中，枢轴臂的远端构成不旋转的锁定元件，并且枢轴臂还包括电枢，电枢配置成由线圈中的电流致动，并且弹簧元件包括片簧，片簧配置成把枢轴臂在朝向旋转的锁定元件的方向上偏压。值得注意的是，由于线性致动器的传动比，即由主轴以及变速器或减速器导致的传动比，施加到在例如高度可调节桌子中的线性致动器的强力将在致动器的马达轴处减小到相当小的力。因此，即使在致动器上负载很重的情况下，也可以通过采用带有用片簧作为弹簧元件的小型机电螺线管的锁定机构来锁定。

在线性致动器的一实施例中，机电螺线管由超小型信号继电器实现。在这种情况下，继电器的触点组可以被省略、闲置或用来提供指示锁定机构是否锁定的反馈信号。

在线性致动器的一实施例中，机电换能器还包括支撑构件，支撑构件不可动地附接到马达壳体并且配置成把机电螺线管支撑成抵抗倾转力和剪切力。该支撑构件还有助于确保即使在致动器上有重负载时用片簧作为弹簧元件的小型机电螺线管也足以锁定。

在线性致动器的一实施例中，马达轴的纵向轴线偏离螺线管线圈的纵向轴线。

在线性致动器的一实施例中，马达轴的纵向轴线和螺线管线圈的纵向轴线彼此平行但不重合。

在线性致动器的一实施例中，旋转的锁定元件成形为锁定盘，其中，所述至少一个凸轮定位在盘的、朝向螺线管的、原本大致平坦的侧上，其中，盘布置成邻近螺线管以允许不旋转的锁定构件能够与所述至少一个凸轮的可接合侧接合。

在线性致动器的一实施例中，马达轴的纵向轴线和螺线管线圈的纵向轴线彼此正交。

在线性致动器的一实施例中，旋转的锁定元件构造为锁定套筒，所述至少一个凸轮定位在套筒的、朝向螺线管的、原本大致圆形的曲面上，其中，套筒布置成邻近螺线管以允许不旋转的锁定构件能够与所述至少一个凸轮的可接合侧相互作用。

在线性致动器的一实施例中，锁定机构布置在马达轴的输出端。

在线性致动器的一实施例中，锁定机构布置在马达的马达轴的后端。

在线性致动器的一实施例中，马达包括设置在旋转的锁定元件和马达轴之间的扭矩限制离合器。扭矩限制离合器可以是具有多匝簧圈的螺旋弹簧，其中，簧圈紧密抓握地连接到马达轴，并且螺旋弹簧的自由端附接到旋转的锁定元件中的狭缝中。

在一实施例中，马达包括便于检测旋转的旋转构件，例如用于霍尔传感器的环形磁体或用于光学传感器的光学盘。旋转构件固定地布置在马达轴上，并且至少一个旋转传感器，即霍尔传感器或光学传感器，直接或间接地固定到马达壳体上。

在线性致动器的一实施例中，所述至少一个旋转传感器机械地连接和电连接到印刷电路板，印刷电路板相对于马达壳体不可动地附接。

在线性致动器的一实施例中，印刷电路板还保持机电换能器并向机电换能器提供电连接。

在一实施例中，马达包括能够接收来自所述至少一个旋转传感器的信号的控制器，其中，控制器包括处理器，控制器配置成对电动马达施加位置、速度和方向控制。此外，控制器能够通过接通或断开给线圈的电流来使不旋转的锁定元件在伸出位置和缩回位置之间切换。

在一实施例中，机电锁定机构包括：旋转的锁定元件，包括沿彼此相反方向布置的两组凸轮；以及两个机电换能器，每个机电换能器布置成使机电换能器的不旋转的锁定元件选择性地与两组相反布置的凸轮中的相应一组凸轮的可接合侧接合。

在另一实施例中，马达壳体的外部显示出平坦的几何形状，并且优选地在每一侧具有两个平行的平表面，平表面通过弧形表面连接起来。

本发明还包括致动器系统，包括：如上所述的线性致动器；控制盒，控制盒至少包括电源和驱动电路，驱动电路配置成驱动线性致动器的电动马达；以及电缆，将线性致动器连接到控制盒中的驱动电路。

在致动器系统中，致动器系统包括线性致动器机构，线性致动器机构具有心轴和螺母，由根据上述任一实施例的电动马达驱动，这种致动器机构能够在加载模式中使用，其中，负载通常预期为单向的，使得马达轴在抵抗预期负载的方向上的旋转需要比在随预期负载旋转的相反方向上大得多的功率。与此有关的一个例子可以是高度可调节的桌子，在桌子顶部放置有重负载，其中，致动器机构配置成分别升高和降低桌子。在这种情况下，升高桌子(因为马达可以被视为抵抗预期负载工作)所需的功率要比降低桌子(在马达将随预期负载工作)所需要的功率大得多。在这种情况下，锁定机构的单向性确保了锁定机构配置成锁定马达轴以防止在桌子下降(即马达随预期负载工作)的方向(锁定方向)上旋转。相应地，锁定机构不会在相反方向(非锁定方向)锁定，在该相反方向上，由于升高桌子所以马达抵抗预期负载工作。本发明还涉及这种高度可调节的桌子。

在本发明的实施例中，马达包括控制器和角位置传感器。控制器包括数据采集和数据处理能力，并且配置成使用传感器信号来确定马达轴的角位置、角速度、总转数等。

结合控制器的其他任务，控制器可以配置成控制用于驱动不旋转的锁定元件的螺线管的定时以及通断。在马达沿任一方向运转的运转阶段，并且当控制器被指令在保持负载的同时停止马达时，控制器可以配置成采取有助于所需马达锁定操作的动作。停止指令可以通过例如用户按下按钮或通过来自外部控制系统的信号来发出。

根据本发明，可以采用特定的控制方案来设定和解除马达锁定。

为了设定锁定，以下操作可以应用：

在马达工作以移动负载的同时，以及当外部干预(例如来自用户或外部控制系统)指令控制器应停止马达时，控制器配置成执行以下操作。在停止马达旋转之后，控制器可以配置成在短预定时间间隔内检查角位置传感器信号：马达停止，但仍是通电的。当在所述时间间隔期间内控制器可以满足没有旋转发生时，控制器配置成切断给马达、控制器以及螺线管的电力。

这使马达锁的不旋转的锁定元件移位，从而使其锁定边缘与锁定盘或锁定套筒形状的旋转的锁定元件接触，其中，锁定边缘的尖锐突起将卡锁凸轮的可接合侧，从而有效地锁定马达以防止在锁定方向上旋转，之后马达可被断电。

当解除锁定时，将根据在解除锁定之后要发生的旋转方向来确定适当控制。这里，控制将取决于解除锁定后所需工作方向是在锁定方向还是在非锁定方向而异。

当预期方向为非锁定方向时，控制方式配置成简单地接通控制器、螺线管和马达。

当预期方向处于锁定方向时，控制器配置成接通螺线管，但尚未使马达开始在锁定方向旋转。作为下一步骤，控制器可以配置成使马达运转以在非锁定方向上递增地工作，从而创建了有利释放锁定。

非锁定方向上的旋转只需足以确保不旋转的锁定元件能够从旋转的锁定元件的凸轮脱开。例如，锁定盘或锁定套筒上的凸轮数量可以确定马达在非锁定方向上的最少旋转。因此，如果凸轮数量是n，则控制器实现的最少旋转可以是360度的1/n。

此动作确保了片簧远端上的尖锐突起将移离压紧凸轮可接合侧的压紧位置。在该初始增量之后，控制器配置成在确定锁定已被释放之后使马达沿锁定方向旋转。

因此，以下用于操作致动器机构的方法也用于总结本发明：

在一实施例中，以下内容适用于操作致动器的方法，致动器包括根据上述实施例之一的电动马达。该方法可用以在操作致动器机构的同时停止和锁定马达。方法包括以下步骤：

使用致动器机构移动负载；

在马达工作以移动负载的同时，向控制器提供指示马达应停止的信号；

使用电控装置停止电动马达的旋转；

在预定时间间隔期间内连续检查角位置传感器信号；

保持马达处于停止状态，但仍通电；以及

当在所述时间间隔期间内控制器能够确定没有发生旋转时，切断给马达、螺线管以及马达控制系统的电力。

在一实施例中，以下内容适用于操作致动器的方法，致动器包括根据上述实施例之一的电动马达。方法可用于解锁和启动马达，然后沿锁定方向操作致动器机构。方法包括以下步骤：

在切断给马达、马达控制系统以及螺线管的电力的情况下，通过例如用户按下按钮或通过外部控制系统发出信号，来向致动器提供信号，以启动锁定方向的操作；

接通给控制器的电力；

接通螺线管，但尚未使马达开始旋转；

使用致动器机构在非锁定方向上递增工作，以便通过令控制器使马达在非锁定方向上转动至少一个旋转增量来解锁，从而确定锁定机构已释放；

在该初始增量之后，令控制器使马达沿锁定方向旋转。

附图说明

本发明的这些和其他特征和优点将从以下对本发明的详细描述中清楚可见，其中：

图1a示意性示出线性致动器的示例；

图1b示出致动器系统的示例，其中，线性致动器由控制盒控制；

图2a是根据本发明的线性致动器中的马达的第一实施例的局部分解图；

图2b是根据本发明的线性致动器中的马达的第二实施例的透视图；

图3是旋转的锁定元件的透视图；

图4a是机电螺线管的透视图；

图4b和图4c示出机电螺线管的更多细节；

图5是锁定机构接合时的侧视图；

图6a和图6b示出根据本发明的马达的第一实施例的侧视图和透视图；

图7a和图7b示出根据本发明的马达的第二实施例的侧视图和透视图；

图8a和图8b示出基于第一实施例的根据本发明马达第三实施例的侧视图和透视图；

图9a和图9b示出基于第二实施例的根据本发明马达第四实施例的侧视图和透视图；

图10至图13示出基于第一实施例的带有锁定机构的电动马达的第五实施例，该锁定机构包括扭矩限制离合器；

图14至图18示出基于第二实施例的带锁定机构的电动马达的第六实施例，该锁定机构包括扭矩限制离合器；

图19至图22示出基于第二实施例和第六实施例的带锁定机构的电动马达的第七实施例；

图23示出根据本发明第一实施例的马达的后端的透视图，是在马达壳体移除的情况下示出；

图24示出带有线性致动器的高度可调节的桌子，其中，放置在桌子顶部的重物使桌子处于负载下。

图1至图9示出了带有蜗轮蜗杆机构的马达实施例。这仅用于例示目的。本发明不限于任何特定的马达驱动装置。

具体实施方式

图1a示意性地示出了线性致动器1的示例。线性致动器1包括电动马达10、变速器或减速器3(通常具有多个级)、具有螺纹5的主轴4、与螺纹5接合的主轴螺母6、和管状致动元件7。在致动元件7的端部处布置有安装支架8，以用于将线性致动器1安装到例如承载元件上。主轴螺母6被直接或间接地固定以防止旋转。在一些线性致动器中，主轴螺母直接连接到例如承载元件，而不使用致动元件。当通过马达10使主轴4旋转时，主轴螺母6沿着主轴4移动，从而将旋转转换为主轴螺母6和/或致动元件7在两个末端位置之间的线性运动。此外，线性致动器1包括布置在马达10上的机电锁定机构40。该锁定机构将在下文中更详细地描述。注意，对于某些马达类型，电动马达10可以直接驱动主轴4，从而可以免去变速器3。尽管可以使用其他类型的电动马达，但是电动马达10通常是可逆的直流电动马达。

通常，线性致动器用在由控制盒控制的致动器系统中。这种致动器系统9的示例在图1b中示出。经由电缆12，线性致动器1连接到控制盒13，控制盒13至少包括电源14、控制器15和用于线性致动器1的驱动电路16。驱动电路16以及致动器1的电动马达10由来自控制器15的控制信号控制。通常，控制器15包括微型计算机。控制盒13通常放在使用线性致动器1的设备上。该设备可以代表多种不同应用中的任何一种，例如卡车、农业机械、工业自动化设备、医院病床和护理床、休闲床和休闲椅、桌子或高度可调节的其他家具以及多种其他类似应用。电源14通常通过电力电缆17连接到市电交流供电网。此外，控制盒13可以连接到遥控器18，以允许线性致动器1的操作由致动器附近的人控制。遥控器18和控制盒13之间的连接可以是如图1b所示的有线连接，但也可以使用无线通信系统，例如无线电链路或红外链路。控制盒还可以配置成控制具有多个线性致动器的致动器系统。那么，控制盒则包括用于每个线性致动器的驱动电路。每个驱动电路以及因此各致动器的各电动马达也由来自控制器的各控制信号分别单独控制，这意味着一些或所有致动器马达可以同时运行。

图2a是局部分解图，示出了根据本发明的线性致动器中具有锁定机构40的马达10的第一实施例。

电动马达10配备有机电锁定机构40，其中，马达10包括定子和转子(未示出)。定子附接到马达壳体20上。马达壳体20包括伸长的壳体部，壳体部的外部例如表现为扁平的几何形状并成形为具有两个平行的平表面26，其中，这两个平表面示出为由在每侧的弧形表面24、25连接。在存在空间约束的情况下(例如在线性致动器中)，具有这种扁平外部几何形状的马达10是可取的。马达壳体20还包括后壳体部22和端盖23。

转子包括马达轴31，马达轴31在一端处包括在适于用作输出端的前端处的突出部(未示出)。在图2a的示例中，输出端被连接成驱动蜗轮蜗杆机构11的蜗杆。在后端32处，马达轴31由轴承34支撑。

马达10适于被电控制成选择性地在顺时针方向旋转和逆时针方向旋转二者之间切换。

锁定机构40包括不可动地附接到马达壳体20、22、23上的机电螺线管41。机电螺线管41是一种机电换能器，包括线圈42和枢轴臂43。在下文中，机电螺线管也将仅称为螺线管。注意，也可以使用其他类型的机电换能器来代替机电螺线管41。

锁定机构40还包括旋转的锁定元件45，在该实施例中示出为直接或间接附接到马达轴31上的盘形锁定元件。

锁定机构40还包括不旋转的锁定元件44，图2a示出了旋转的锁定元件45和不旋转的锁定元件44设置成彼此接合，此接合可由螺线管41选择性地控制。

马达轴31包括纵向轴线33。螺线管41包括线圈42，螺线管线圈42包括纵向轴线53。图2a实施例中的马达10示出，马达轴纵向轴线33平行于线圈纵向轴线53但不重合。因此，两个轴线彼此偏移。

旋转的锁定元件45包括纵向轴线48。如图2a所示，马达轴31的纵向轴线33和旋转的锁定元件45的纵向轴线48重合。旋转的锁定元件45与马达轴31共同旋转，即它们的旋转运动是相同的。

图2a还示出了马达10，其中，旋转的锁定元件45包括朝螺线管41的方向突出的至少一个凸轮47(所示为三个凸轮)，枢轴臂43的不旋转的锁定元件44朝旋转的锁定元件45的方向突出。不旋转的锁定元件44设置成当其与至少一个凸轮47接合时进入锁定位置。这是当供给到螺线管41的线圈的电流被切断时实现的。

旋转的锁定元件45包括面向枢轴臂43的表面49。

图2a还示出，螺线管41的基部固定在印刷电路板50上，印刷电路板则固定在后壳体部22上。在线圈的相反顶侧，不旋转的锁定元件44由支撑构件27支撑，从而使螺线管42稳定以便不受倾转力和剪切力的影响。支撑构件27布置成在枢轴臂的铰接端支撑枢轴臂43。支撑构件27形成为端盖23的一体部分。

在图2a所示根据本发明的线性致动器的电动马达10的实施例中，可以看出，马达10包括便于检测旋转的旋转构件51。旋转构件51设置在马达轴31上并与马达轴共同旋转。旋转构件51可以为各种构造，例如用于霍尔传感器的环形磁体或用于光学传感器的光学盘。电动马达10还包括至少一个旋转传感器52，例如霍尔传感器或光学传感器，传感器52直接或间接地固定在壳体上。图2a示出了两个霍尔传感器，这在某些应用中可以是优选的。

所述至少一个旋转传感器52机械连接和电连接到印刷电路板50，印刷电路板直接或间接地固定到壳体20、22、23，并且印刷电路板50还保持螺线管41并提供其电连接。然而，这不是唯一的选择。同样可行的是，旋转传感器52和螺线管41可以各自独立地附接和连接。

图2b示出了本发明的第二实施例，在第二实施例中，锁定机构60的旋转的锁定元件成形为锁定套筒63，其中，至少一个凸轮61(所示为四个凸轮)位于套筒的、面向螺线管64的、原本大体上是圆形的曲面62上。锁定套筒63布置成邻近螺线管64，以允许不旋转的锁定元件65与所述至少一个凸轮61的可接合侧66相互作用。

该第二实施例还包括图2b中未示出的端盖。

马达轴31包括纵向轴线。螺线管64包括线圈，螺线管线圈包括纵向轴线。图2实施例中的电动马达10示出了马达轴纵向轴线与线圈纵向轴线正交。这两个轴线因此彼此偏移。

参考图2a中的第一实施例，图3示出了成形为锁定盘的旋转的锁定元件45，其中，所述至少一个凸轮47(所示为三个凸轮)位于盘的、面向螺线管41的、原本大体上是平面的侧上。锁定盘45布置成邻近螺线管41，以允许不旋转的锁定构件44与凸轮47的陡峭侧相互作用。

图3示出，每个凸轮47具有与可接合侧76(此处示出为陡峭侧)相反的不可接合侧75(此处示出为倾斜侧)，陡峭侧大致正交于旋转的锁定元件45的表面。可接合侧也可以具有能够与不旋转的锁定构件44锁定的其他形式。注意，不可接合侧75不能被接合，因为它背离不旋转的锁定构件44。它不是必须为倾斜的。即使它不倾斜，它也同样是不可接合的。如下所述，是枢轴臂的布置和角度性使得不可接合侧75为不可接合。图3示出，与常规凸轮相比，旋转的锁定元件设计成尺寸小、质量轻、但要考虑高强度，该强度是通过将不可接合侧75设计成具有大面积来实现的。

通过使用锁定机构40防止旋转能够使电动马达10单向锁定，仅在一个旋转方向上锁定：顺时针方向或逆时针方向。这是通过以下方式来实现的：改造位于旋转的锁定元件45的表面上的环形区域46的形貌构造，使得只有当试图沿旋转方向之一旋转时环形区域46的形貌锁定地接合不旋转的锁定元件44。

旋转的锁定元件45包括图2a所示的旋转轴线48。

如图4a所示，第一实施例的锁定机构40包括相对于马达壳体20、22、23不可动地附接的机电螺线管41，其中，螺线管包括线圈42、可形成为角形支架的轭72、和枢轴臂43形式的可动电枢74。机电螺线管41示例的更多细节如图4b和图4c所示。

电枢74应由磁性材料制成。枢轴臂43带有形成在电枢74远端的不旋转的锁定元件44。电枢74铰接到轭72上并且由附接于轭72上并弯曲成大致90度的片簧73来保持就位，从而当机电螺线管41未通电时，枢轴臂43以及因此不旋转的锁定元件44都保持在伸出位置。这种情况如图4b所示。当电流通过线圈42时，它产生磁场，从而通过以超过片簧73所提供力的磁力将电枢朝线圈42吸引来致动电枢74。这意味着枢轴臂43以及因此不旋转的锁定元件44被带到缩回位置。这种情况如图4c所示。当通过线圈的电流再次被切断时，通过片簧73提供的力使枢轴臂43返回到伸出位置。

注意，由于线性致动器的传动比，即由主轴4以及变速器或减速器3引起的传动比，施加到在例如高度可调桌子中的线性致动器的强力将在致动器马达轴处减小到相当低的力。因此，即使在致动器上负载很重的情况下，也可以利用带有诸如图4a和图4b所示使用片簧73作为弹簧元件那样的小型机电螺线管的锁定机构将其锁定。

在一实施例中，机电螺线管因此可以通过超小型信号继电器来实现。在这种情况下，继电器的触点组可以被省略、闲置、或用来提供指示锁定机构是否锁定的反馈信号。作为这种反馈信号的一例可以列举的是：当锁定机构在锁定之后要被释放时，线圈将通电。然而，不旋转的锁定元件会向上压靠凸轮的可接合侧，从而难以脱开。在这种情况下，继电器触点将指示尽管线圈通电但不旋转的锁定元件仍处于伸出位置，并且马达可以被控制成在可以开始沿锁定方向的意欲旋转之前在非锁定方向上递增旋转以释放锁定。作为另一例可以列举的是：当线圈断电并且不旋转的锁定元件因此处于伸出和锁定位置时，继电器触点可以连接(即短接)马达端子。这将增加马达的齿槽转矩，从而在例如旋转的锁定元件中有机械缺陷的情况下马达在锁定方向上的最终速度将至少降低。

螺线管41适于被电控制以选择性地使不旋转的锁定元件44在伸出位置和缩回位置之间切换，如虚线35所示。当机电螺线管41、64不通电时，弹簧元件或片簧73将使枢轴臂43以及因此不旋转的锁定元件44保持在与旋转的锁定元件45、63接合的伸出位置。因此，当没有电流流过线圈42的绕组时，不旋转的锁定元件处于伸出位置。

用电流使线圈42励磁，导致片簧73和枢轴臂43朝向线圈42弹性弯曲，从而使电枢74移动靠近线圈42，这样就将不旋转的锁定元件44置于缩回位置。

图5示出了本发明第一实施例中旋转的锁定元件45(此处示出为盘)和不旋转的锁定元件44之间的接合原理。在图中，给螺线管的电流被切断，枢轴臂43处于伸出位置。

图5还示出了不旋转的锁定元件44是电枢74的远端。

枢轴臂43的电枢74由支撑构件27(见图2a)支撑成抵抗倾转力和剪切力，支撑构件27在点78处不可动地附接到壳体20、22、23。

在图5中，77表示旋转的锁定元件45和不旋转的元件44之间的接合点。如果外部负载起作用试图沿图中所示向右移动点77的方向旋转盘45，则这将会因枢轴臂43和凸轮47的可接合侧76之间的接合而被有效地防止。

然而，如果外部负载试图使旋转的锁定元件或盘45沿图中所示向左移动点77的方向旋转，则这即使在枢轴臂43处于伸出位置的情况下也是可以的。假定外部负载足够大，则由于枢轴臂43的挠性，枢轴臂43以及从而不旋转的锁定元件44将滑动越过凸轮。

图5还示出，在伸出位置，枢轴臂43的电枢74抵接凸轮47的可接合侧76(见图3)，其中，电枢74与旋转的锁定元件45的下侧形成角度79。锁定和负载保持力将作为压缩力传递到枢轴臂43的电枢74中，随后大部分传递至支撑构件27(见图2a)。

类似地，在根据图2b的第二实施例中，凸轮62位于曲面上，当类似图5所示那样的类似布置定位时，凸轮的可接合侧61的位置处的切线也将与枢轴臂的电枢74形成角度。在图2b中，旋转的锁定元件63成形为套筒并且螺线管线圈的纵向轴线与马达轴31的纵向轴线正交，那么显然锁定和负载保持力也将作为压缩力传递到枢轴臂的电枢中。

总体上，图2b和图5所示实施例中的负载保持力都是从旋转的锁定元件传递到不旋转的锁定元件的力。

本发明的特征是，角度79例如小于30度，或小于15度，或小于12度，或小于9度，且例如大于3度或大于6度。保持角度79较小的好处是允许螺线管紧邻旋转的锁定元件45放置。这使得可以构建紧凑的马达锁。以这样的小角度79布置马达锁进一步确保了锁定动作的单向性。

图6至图9示出了根据本发明的机电锁定机构的四种布置。它们是因旋转的锁定元件的选择和旋转的锁定元件放置在马达哪一端的选择而异的。图6a和图6b示出了布置在后端71处具有盘元件的机电锁定机构的第一实施例。图7a和图7b示出了布置在后端71处具有套筒元件的机电锁定机构的第二实施例。图8a和图8b示出了基于第一实施例设置在输出端70处具有盘元件的机电锁定机构的第三实施例。图9a和图9b示出了基于第二实施例设置在输出端70处具有套筒元件的机电锁定机构的第四实施例。

在根据本发明的机电锁定机构的另一实施例中，马达包括设置在马达轴和旋转的锁定元件之间的扭矩限制离合器。

接下来将描述其他实施例：一般来说，在旋转的锁定元件45、63上不应发生任何过载(就过大扭矩而言)。但是，在某些情况下，例如故障情况下，发现会发生这种扭矩过载情况。如果在电动马达10运行期间致动锁定机构40、60，则会出现一种这样的故障情况。另一种过载故障可以是在电动马达10已经停止并通过锁定机构40、60锁定的情况下在马达轴31上施加过大扭矩。最关键的是，过载情况可被表征为作用在旋转的锁定元件45、63上的突然冲击。

由于小而轻部件的特征，锁定机构40、60可能被损坏。特别地，可能存在损坏旋转的锁定元件45、63的凸轮本身或损坏旋转的锁定元件45、63的整体结构或损坏不旋转的锁定元件44的整体结构的风险。

图10至图13示出了基于第一或第四实施例的机电锁定机构的第五实施例，其中，锁定机构40、60包括具有多匝簧圈的螺旋弹簧36形式的扭矩限制离合器，布置在马达轴31和旋转的锁定元件45之间。为简化本发明的图示，未示出蜗轮蜗杆机构11和马达壳体22、23。

在该第五实施例中，锁定机构40、60如第一实施例中那样操作。螺旋弹簧36形式的扭矩限制离合器设置在旋转的锁定元件45、63的杯形端或中空端38的内表面和马达轴31的外侧之间，从而建立了与旋转的锁定元件45、63集成到一起的离合器。螺旋弹簧36的自由端37搁置在旋转的锁定元件45、63中的狭缝39中。螺旋弹簧36的簧圈连接到马达轴31，例如紧密的抓握，使得当不旋转的锁定元件44处于缩回位置时旋转的锁定元件45、63随马达轴31一起旋转。如图12所示，旋转的锁定元件45、63围绕马达轴31的一部分，但可以相对于马达轴旋转，因此仅通过螺旋弹簧36进行驱动性连接。

在正常操作中，螺旋弹簧36不会在马达轴31上滑动。螺旋弹簧的握力将被调整到足够强以防止这种滑动发生。螺旋弹簧36和马达轴31之间的摩擦将足够大，以避免在正常操作中的任何滑动。

只有在故障情况下，当过大的扭矩可能施加到旋转的锁定元件45、63上时，扭矩才会导致螺旋弹簧36和马达轴31之间发生滑动。因此，扭矩限制离合器大体上可以预先动作并避免锁定机构40、60的损坏。

当不旋转的锁定元件44处于伸出位置时，旋转的锁定元件45、63保持在不旋转位置，即保持不旋转。对于马达轴31也是如此，通过旋转的锁定元件45、63保持马达轴31不旋转，从而沿顺时针方向或逆时针方向单向锁定电动马达10。

图14至图18示出了基于第二或第三实施例的机电锁定机构的第六实施例，其中，锁定机构40、60包括螺旋弹簧67形式的扭矩限制离合器，布置在马达轴31和旋转的锁定元件63之间。锁定机构40、60可由外壳28覆盖，如图14所示。

在该第六实施例中，锁定机构40、60如第一和第二实施例中那样操作。螺旋弹簧67形式的扭矩限制离合器设置在旋转的锁定元件63的杯形端或中空端68的内表面和马达轴31的外侧之间，从而建立了与旋转的锁定元件63集成到一起的离合器。螺旋弹簧67的自由端69搁置在旋转的锁定元件63的狭缝39中。螺旋弹簧67的簧圈连接到马达轴31，例如紧密的抓握，使得当不旋转的锁定元件65处于缩回位置时旋转的锁定元件63随马达轴31一起旋转。如图18所示，旋转的锁定元件63围绕马达轴31的一部分，但可以相对于马达轴旋转，因此仅通过螺旋弹簧63进行驱动性连接。

当不旋转的锁定元件65处于如图17所示的伸出位置时，旋转的锁定元件63保持在不旋转位置，即保持不旋转。对于马达轴31也是如此，通过旋转的锁定元件63保持马达轴不旋转，从而沿顺时针方向或逆时针方向单向锁定电动马达10。

如果对马达轴31施加过大的力，电动马达10的第六实施例能够以与第五实施例中描述的类似方式预先动作并避免锁定机构40、60的损坏。

图19至图22示出了基于第二和第六实施例的机电锁定机构的第七实施例。在该第七实施例中，机电锁定机构是双向的。为了简化图示，仅示出了电动马达的马达轴31和机电锁定机构90。

锁定机构90具有旋转的锁定元件91，该旋转的锁定元件被构造为锁定套筒，具有沿彼此相反方向布置的两排凸轮。这意味着一排凸轮具有面向顺时针旋转方向的可接合侧，另一排凸轮面向逆时针旋转方向。每排凸轮包括四个凸轮。锁定机构90包括两个螺线管92、93，它们都附接到同一印刷电路板94，但在印刷电路板的相反两侧。两个螺线管92、93中的每一个都具有与其连接的不旋转的锁定元件95、96。如上述各实施例那样，不旋转的锁定元件95、96布置成能够与凸轮99、100的可接合侧97、98接合。图21和图22示出了分别属于一排凸轮的每个凸轮99、102的可接合侧97、98和不可接合侧101、102。每个可接合侧97、98的平面彼此面对，但不在同一平面内。两排凸轮的可接合侧97、98相对于它们各自螺线管的不旋转的锁定元件95、96布置成使得在不旋转的锁定元件95、96中的一个与对应的一排凸轮的可接合侧101、102接合的情况下的旋转的锁定元件91的角位置与对于另一个不旋转的锁定元件而言的相应位置不同。这样做的原因是为了避免两个不旋转的锁定元件同时承受负载。以这种方式布置凸轮确保了在任何时候都可以通过反转来释放至少一个旋转方向。

锁定机构90还包括旋转的锁定元件91的杯形端或中空端104的螺旋弹簧103。螺旋弹簧103的两个自由端104、105可旋转移位地布置在旋转的锁定元件91中的狭缝中。

当不旋转的锁定元件95、96处于伸出位置并且从而接合凸轮99、100的可接合侧97、98时，旋转的锁定元件91保持在不旋转位置，即保持不旋转。对于马达轴31也是如此，通过旋转的锁定元件91保持马达轴不旋转，从而在顺时针方向和逆时针方向上双向锁定电动马达10。

原则上，锁定机构90仅单向锁定电动马达10，因为马达轴上的负载将要么是顺时针方向要么是逆时针方向。根据情况而定，马达轴31上的负载可以例如从顺时针方向转变到逆时针方向。在这种情况下，锁定机构90仍然能够锁定电动马达。

具有锁定机构90的电动马达也可能经历上述故障情况，其中，过大的负载施加到不旋转的锁定元件91上。在这种情况下，螺旋弹簧103的簧圈将相对于电动马达轴31滑动，如上所述，当马达轴31旋转时在马达轴上施加摩擦力。同样，这也大体上预先动作并避免锁定机构90的损坏。

图23示出了电动马达80包括控制器81，控制器适于接收来自所述至少一个旋转传感器83的信号82，其中，控制器包括处理器84，并且控制器能够对电动马达施加位置、速度和方向控制。此外，控制器能够通过接通或断开给线圈86的电流来接通或断开锁定机构85。

图24所示的桌子包括由电动马达10驱动的致动器机构90。致动器机构适用于升降桌子，其中，马达轴抵抗预期负载的旋转(从而升高桌子)需要比在随着预期负载旋转的相反方向(降低桌子)大得多的功率。在锁定机构的实施例1至实施例6的情况下，锁定机构40、60的单向性表现为适于锁定以防止在重物向下推动桌子的方向上旋转。

具体地，图24示出了致动器机构110的一个可行的实施例，其中，根据螺母和主轴原理工作的线性致动器包括驱动致动器的马达10。负载111示出为呈待升降的重物的形式。致动器的加载模式配置成通过以已知方式将马达的旋转转换为伸缩线性致动器长度的移动来可控地升降重物。在这种情况下，当马达10抵抗负载旋转时，重物向上行进。当马达随负载旋转时，重物向下行进。由此可见，向上移动重物需要比向下移动重物大得多的功率。马达10的锁定机构40、60具有单向性的特征，因为马达的锁定仅在当电动马达被关闭和锁定时防止致动器机构90向下移动的方向上起作用。

如果给锁定机构的电流意外中断，则会发生故障情况。如果这种中断发生在桌子下降期间，则螺线管将失去励磁，从而不旋转的锁定元件将与旋转的锁定元件突然接触。旋转的锁定元件的旋转将立即停止。由于桌子的惯性，冲击可能大到足以损坏锁定机构。如果例如不旋转的锁定元件或旋转的锁定元件损坏，则桌子就不受控地以增大的速度不断下降。扭矩限制离合器36的存在在经适当调节时将导致离合器36和马达轴31之间发生滑动。这将防止锁定机构损坏。相反，桌子将要么继续下降但速度大大降低，要么实际中在故障情况下制动或停止桌子。

Claims (18)

1.一种线性致动器(1)，包括：

电动马达(10)；

由可逆的电动马达(10)驱动的主轴(4)；和

主轴螺母(6)，安装在主轴(4)上并固定成防止旋转，主轴螺母(6)设置成在两个末端位置之间移动；

电动马达(10)包括定子和转子，定子附接到马达壳体(20)上，转子包括马达轴(31)，电动马达(10)能够被电控制成选择性地使转子沿两个相反角度方向之一旋转，

其中，电动马达还包括机电锁定机构(40、60)，机电锁定机构(40、60)包括：

机电换能器(41、64)，相对于马达壳体(20)不可动地附接，并包括不旋转的锁定元件(44)，机电换能器(41、64)能够被电控制成选择性地使不旋转的锁定元件(44)在伸出位置和缩回位置之间变换；以及

旋转的锁定元件(45、63)，附接到马达轴(31)，并包括至少一个凸轮(47、61)，凸轮(47、61)在朝向机电换能器(41、64)的方向上突出，其中，所述至少一个凸轮(47、61)包括与可接合侧相反的不可接合侧；

其中，不旋转的锁定元件(44)布置成在朝向旋转的锁定元件(45、63)的方向上突出，并且通过选择性地接合所述至少一个凸轮(47、61)的可接合侧来与所述至少一个凸轮(47、61)干涉地锁定，

其中，机电换能器(41、64)配置成当机电换能器(41、64)通电时通过将不旋转的锁定元件(44)保持在不与所述至少一个凸轮(47、61)的可接合侧接合的位置来控制接合，并且机电换能器(41、64)还包括弹簧元件，弹簧元件布置成当机电换能器(41、64)不通电时将不旋转的锁定元件(44)保持在与所述至少一个凸轮(47、61)的可接合侧接合的位置；

其中，机电锁定机构(40、60)配置成锁定马达轴(31)以防止马达轴在一个旋转方向上的旋转，从而单向锁定电动马达(10)。

2.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，机电换能器(41、64)是机电螺线管，机电螺线管包括线圈(42、86)和不旋转的锁定元件(44)。

3.根据权利要求2所述的线性致动器，其特征在于，机电螺线管包括枢轴臂(43)，其中，枢轴臂(43)的远端构成不旋转的锁定元件(44)，并且枢轴臂还包括电枢(74)，电枢配置成由线圈(42、86)中的电流致动，并且弹簧元件包括片簧(73)，片簧配置成把枢轴臂(43)在朝向旋转的锁定元件(45、63)的方向上偏压。

4.根据权利要求2或3所述的线性致动器，其特征在于，机电螺线管由超小型信号继电器实现。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的线性致动器，其特征在于，机电换能器(41、64)还包括支撑构件(27)，支撑构件不可动地附接到马达壳体(20、22、23)并且配置成把机电螺线管支撑成抵抗倾转力和剪切力。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的线性致动器，其特征在于，旋转的锁定元件(45)成形为锁定盘。

7.根据权利要求6的线性致动器，其特征在于，马达轴(31)的纵向轴线(33)和机电螺线管线圈(42)的纵向轴线(48)彼此平行但不重合。

8.根据权利要求2至5中任一项所述的线性致动器，其特征在于，旋转的锁定元件(45、63)成形为锁定套筒。

9.根据权利要求8所述的线性致动器，其特征在于，马达轴(31)的纵向轴线(33)和机电螺线管线圈(42)的纵向轴线彼此正交。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的线性致动器，其特征在于，电动马达包括设置在旋转的锁定元件(45、63、91)和马达轴(31)之间的扭矩限制离合器。

11.根据权利要求10所述的线性致动器，其特征在于，扭矩限制离合器是具有多匝簧圈(36、67)的螺旋弹簧，其中，簧圈(36，67)紧密抓握地连接到马达轴(31)，并且螺旋弹簧的自由端(37、69)附接到旋转的锁定元件(45、63)中的狭缝(39)中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的线性致动器，其特征在于，线性致动器包括便于检测旋转的旋转构件，其中，旋转构件固定地布置在马达轴上并且包括至少一个旋转传感器，旋转传感器直接或间接地固定到马达壳体。

13.根据权利要求12所述的线性致动器，其特征在于，电动马达包括印刷电路板，印刷电路板不可动地附接到马达壳体，并且所述至少一个旋转传感器机械地连接和电连接到印刷电路板。

14.根据权利要求13所述的线性致动器，其特征在于，印刷电路板还保持机电换能器(41、64)并给机电换能器提供电连接。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的线性致动器，其特征在于，线性致动器包括能够接收来自所述至少一个旋转传感器的信号的控制器，其中，控制器包括处理器，控制器配置成对电动马达施加位置、速度和方向控制，并且控制器还配置成通过接通或断开给线圈的电流来使不旋转的锁定元件在伸出位置和缩回位置之间切换。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的线性致动器，其特征在于，机电锁定机构包括：

旋转的锁定元件(91)，包括沿彼此相反方向布置的两组凸轮，以及

两个机电换能器(92、93)，每个机电换能器布置成使机电换能器的不旋转的锁定元件选择性地与彼此相反布置的两组凸轮中的相应一组凸轮的可接合侧接合。

17.一种致动器系统(9)，包括：

根据权利要求1至16中任一项所述的线性致动器(1)；

控制盒(13)，至少包括电源(14)和驱动电路(16)，驱动电路配置成驱动线性致动器(1)的电动马达(10)；和

电缆(12)，将线性致动器(1)连接到控制盒(13)中的驱动电路(16)。

18.一种高度可调节的桌子，包括根据权利要求17所述的致动器系统(9)。

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