CN201836329U - 具有手摇驱动功能的电动直线推杆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电动推杆技术领域，尤其是一种具有手摇驱动功能的电动直线推杆，具有其内安装蜗轮的齿轮箱、安装在齿轮箱上的输出轴前端加工成蜗杆的双向运转电机、固定穿插在蜗轮内的主轴丝杆，主轴丝杆一头的丝杆端上套有丝杆螺母，丝杆螺母外围有安装在齿轮箱上防止丝杆螺母旋转的外管，丝杆螺母上安装有用于带动负载运动的驱动连接件，主轴丝杆远离丝杆螺母一端安装有后安装座，主轴丝杆的端头伸出后安装座用于手动曲柄的安装。通过连接在主轴丝杆上的手动曲柄，人工操作推杆伸缩。同时，通过并联在电机两端的瞬变二极管，利用手摇过快时电机的发电电压使瞬变二极管的导通值产生阻力力矩，从而防止摇动过快引起危险或器械损坏。

Description

具有手摇驱动功能的电动直线推杆
技术领域
本实用新型涉及电动推杆技术领域，尤其是一种具有手摇驱动功能的电动直线推杆，主要用于电动调节病床、沙发办公家具、家用电器等，当电源中断或故障时，可通过手摇装置驱动推杆升降，作为应急方式调节器械。
背景技术
目前，电动推杆广泛用于调节病床、沙发、办公家具、家用电器，以及工业电器设备。在一些情况下，当电源突然中断或器械故障时，我们仍希望能够有某种应急的方式可以调节器械，以降低危险或提高舒适感，因此需要在一些特定用途的电动推杆中设置可以人工驱动的机构。
在LINAK的专利WO2004018901A1中提及类似的装置，主要做法是在推杆主轴丝杆的后端同轴地设置一个驱动轴，驱动轴与丝杆间通过联轴器连接并伸出至推杆外部，当用手动曲柄摇动驱动轴时，也同时驱动主轴丝杆转动，从而可以应急地调节推杆。在这个专利方案中，联轴器需要被旋铆固定在主轴丝杆上，并相对主轴丝杆不可旋转，同时需要在联轴器加工开口，用来和驱动轴上的传动销相配合，以传递用手柄摇动的力矩，因此其结构和工艺都相对复杂，会引起成本的上升。
手摇驱动时，可能会由于摇动转速太快，引起推杆或器具的损坏，甚至发生危险。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：为了解决上述存在的缺点与不足，提供一种结构简单且成本低廉的具有手摇驱动功能的电动直线推杆，防止了摇动过快引起危险或器械损坏的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有手摇驱动功能的电动直线推杆，具有其内安装蜗轮的齿轮箱、安装在齿轮箱上的双向运转电机、固定安装在蜗轮轴孔内的主轴丝杆，电机的输出轴前端加工成蜗杆，主轴丝杆一头的丝杆端上套有丝杆螺母，丝杆螺母外围有安装在齿轮箱上防止丝杆螺母旋转的外管，丝杆螺母上安装有用于带动负载运动的驱动连接件，齿轮箱上固定安装有后安装座，主轴丝杆远离丝杆螺母一端伸出后安装座，主轴丝杆伸出后安装座的部分设置为手动曲柄的安装件。
本实用新型主要用于民用及工业的电器设备中直线运动结构的调节，可以在电源突然中断或器械故障时，通过手摇装置驱动推杆升降。电机为双向旋转的电动机，出于控制系统简易和成本的考虑，通常采用有刷永磁直流电机，电机输出端连接有减速机构，经减速机构驱动主轴丝杆，当主轴丝杆旋转时，丝杆螺母轴向直线运动，通过丝杆螺母及装在其上的驱动连接件，使得推杆可以电动地驱动器械和设备。通常情况下，手摇曲柄不装在主轴丝杆上，当需要手动驱动推杆时，将手动曲柄装在主轴丝杆端头，通过手动曲柄直接驱动主轴丝杆转动，当主轴丝杆旋转时，丝杆螺母轴向直线运动，通过丝杆螺母及装在其上的驱动连接件，使得推杆可以手动地驱动器械和设备。
所述的安装件为主轴丝杆伸出后安装座的端头、端头上开有孔、孔内安装传动销。
所述的安装件为主轴丝杆伸出后安装座的端头，其加工成与手动曲柄相匹配的方轴或扁轴或端头上开槽，使得手动曲柄容易固定。
所述的电机正负引出线两端并联一个手动曲柄转速越快阻碍力矩越大防止机构损坏的瞬变二极管，限定操作者摇动的速度。在电机的正负引出线两端并联一只瞬变二极管，瞬变二极管的导通值可选定。当手动驱动推杆，主轴丝杆会通过减速机构反拖电机运转，电机被反拖的转速是主轴丝杆转速与减速机构速比的乘积。由于永磁直流电机中存在磁场，在电机正、负两端开路的情况下，电机被反拖运转时，电动机将发电产生电压，电压值与电机转速成正比。如果手摇速度较低，电机发电产生的电压较低，不足以使瞬变二极管导通，电机一直处于开路状态，转子线圈中无电流，不会产生力矩。当手摇速度高于一定值时，电机的发电电压高于瞬变二极管的导通电压，瞬变二极管导通，电机通过瞬变二极管形成闭合回路，转子线圈中有发电电流通过，发电电流在电机磁场中产生力矩，这个力矩的方向与电机运转的方向相反，并经减速机构和主轴丝杆传递手摇曲柄上，增加摇动时的阻力，并且摇动的速度越快，阻力越大，从而使操作者自然地降低摇动速度。通过选用瞬变二极管的导通值，可改变手摇转速的限制值。
本实用新型的有益效果是，本实用新型的具有手摇驱动功能的电动直线推杆，其主轴丝杆的一端直接伸出至推杆外部，并通过可连接在其上的手动曲柄驱动，人工操作推杆伸缩。同时，通过并联在电机正负引出线两端的瞬变二极管，利用手摇过快时电机的发电电压使瞬变二极管的导通值产生阻力力矩，从而防止摇动过快引起危险或器械损坏。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的结构图；
图2是本发明的主电路电气原理图；
图3是瞬变二极管开路时的主电路电气原理图；
图4是瞬变二极管导通时的主电路电气原理图。
图中1、电机，2、齿轮箱，3、输出轴，4、蜗轮，5、键，6、主轴丝杆，7、丝杆螺母，8、外管，9.、引出线，10、驱动管，11、后安装座，12、传动销，13、转子，14、永磁体，15、转子线圈，16、换向器，17、电刷，18、瞬变二级管。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示的具有手摇驱动功能的电动直线推杆，具有其内安装蜗轮4的齿轮箱2、安装在齿轮箱2上的双向运转电机1、固定安装在蜗轮4轴孔内的主轴丝杆6，电机1的输出轴3前端加工成蜗杆，主轴丝杆6一头的丝杆端上套有丝杆螺母7，丝杆螺母7外围有安装在齿轮箱2上防止丝杆螺母7旋转的外管8，丝杆螺母7上安装有用于带动负载运动的驱动连接件，齿轮箱2上固定安装有后安装座11，主轴丝杆6远离丝杆螺母7一端伸出后安装座11，主轴丝杆6伸出后安装座11的部分设置为手动曲柄的安装件。电机1为双向旋转的电动机，出于控制系统简易和成本的考虑，通常采用有刷永磁直流电机1，电机1输出端连接有减速机构，经减速机构驱动主轴丝杆6。
电机1装在齿轮箱2上，电机1输出轴3前端被加工成蜗杆，蜗轮位于齿轮箱2中并通过键5与主轴丝杆6连接，蜗轮与主轴丝杆6同轴，可一起旋转。丝杆螺母7装在丝杆上，外管8限制丝杆螺母7，使其不能旋转，只能轴向移动，丝杆螺母7上安装有驱动连接件，驱动连接件为驱动管10。
主轴丝杆6的一端从后安装座11伸出部分的末端加工有一个径向的孔，并在孔中装入传动销12，传动销12与孔紧配。
电机1上连接有引出线9，当经引出线9给电机1供电时，电机1输出轴3旋转，其前端蜗杆驱动蜗轮减速旋转，蜗轮通过键5带动主轴丝杆6旋转，丝杆螺母7轴向直线移动，通过装配在丝杆螺母7上的驱动管10驱动负载。改变供电电源的方向，电机1将正向或反向运转，从而使驱动管10推动或拉动负载，实现电动调节推杆。
当电源中断或其它一些故障，无法使推杆电动地伸缩时，将手动曲柄套入主轴丝杆6，并卡住传动销12，转动手动曲柄，主轴丝杆6将跟随同步运转，丝杆螺母7轴向直线移动，通过装配在丝杆螺母7上的驱动管10驱动负载。改变转动手动曲柄的方向，主轴丝杆6将正向或反向运转，从而使驱动管10推动或拉动负载，实现手动调节推杆。手动曲柄作为一种常见的构件，不具体描述其结构。
当推杆被手动曲柄驱动时，主轴丝杆6通过键5驱动蜗轮同步地运转，蜗轮通过电机1输出轴3前端的蜗杆驱动电机1增速运转，电机1输出轴3带动电机1的转子13旋转，转速满足如下关系：电机1转速＝主轴丝杆6转速×蜗轮蜗杆减速比
本例中电机1为有刷永磁直流电动机，永磁体14为电机1提供磁场，当转子13在永磁体14形成的磁场中被动运转时，转子线圈15中将产生发电电势，发电电势与转子13转速成正比。发电电势经换向器16和电刷17导出至引出线9。
如图2所示，电机1两端并联有瞬变二极管18。当手动曲柄摇动速度较低时，发电电势达不到瞬变二极管18的导通电压，电机1处于开路状态，如图3所示。此时，操作人员只需克服负载和机构磨擦产生的力矩，摇动时较轻松。
当手动曲柄摇动速度较高时，发电电势超过瞬变二极管18的导通电压，电机1经瞬变二极管18形成闭合回路，如图4所示。此时，发电电势在转子13的线圈中产生电流，由于永磁体14形成的磁场与线圈中电流相互作用，产生与手动曲柄转动方向相反的力矩，阻碍手动曲柄的转动，并且摇动曲柄转速越高，阻碍力矩越大，操作者需克服负载和机构磨擦产生的力矩以及发电电势产生的阻碍力矩，摇动时费力，使操作者自然地降低摇动速度，从而防止出现机构损坏或危险。
本结构原理的电机1采用了有刷直流永磁电机1，但并不限制使用其它形式永磁电机1。主轴丝杆6的尾部并不限于采用传动销12的方案，出可加工成方轴、扁轴、或开槽，以便于与手动曲柄联接。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种具有手摇驱动功能的电动直线推杆，主要用于民用及工业的电器设备中直线运动结构的调节，具有其内安装蜗轮(4)的齿轮箱(2)、安装在齿轮箱(2)上的双向运转电机(1)、固定安装在蜗轮(4)轴孔内的主轴丝杆(6)，电机(1)的输出轴(3)前端加工成蜗杆，主轴丝杆(6)一头的丝杆端上套有丝杆螺母(7)，丝杆螺母(7)外围有安装在齿轮箱(2)上防止丝杆螺母(7)旋转的外管(8)，丝杆螺母(7)上安装有用于带动负载运动的驱动连接件，其特征在于：齿轮箱(2)上固定安装有后安装座(11)，主轴丝杆(6)远离丝杆螺母(7)一端伸出后安装座(11)，主轴丝杆(6)伸出后安装座(11)的部分设置为手动曲柄的安装件。
2.根据权利要求1所述的具有手摇驱动功能的电动直线推杆，其特征在于：所述的安装件为主轴丝杆(6)伸出后安装座(11)的端头、端头上开有孔、孔内安装传动销。
3.根据权利要求1所述的具有手摇驱动功能的电动直线推杆，其特征在于：所述的安装件为主轴丝杆(6)伸出后安装座(11)的端头，其加工成与手动曲柄相匹配的方轴或扁轴或端头上开槽。
4.根据权利要求1所述的具有手摇驱动功能的电动直线推杆，其特征在于：所述的电机(1)正负引出线两端并联一个手动曲柄转速越快阻碍力矩越大防止机构损坏的瞬变二极管(18)。
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