CN205370237U - 双向元件驱动系统和门系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种双向元件驱动系统，包括：包括驱动轴的马达；电缆锚固件；电缆连接件，电缆连接件设置在驱动轴上且具有连接至电缆锚固件的两端；支撑件；以及从动元件；其中从动元件通过马达相对于支撑件在第一位置与第二位置之间移动。本实用新型还提供了一种门系统。本实用新型的目的在于提供一种双向元件驱动系统，以至少地实现传递极佳的旋转或线性控制而没有任何类型的传统传动装置。

Description

双向元件驱动系统和门系统
技术领域
本文件大体而言涉及一种具有紧凑设计的简单、便宜的双向元件驱动系统，其可用于门、闸门、锁闩、臂、杠杆、座椅、飞行器控制表面及类似物。
背景技术
许多装置都需要紧凑的致动，包括，例如，汽车和其他机动车辆。除紧凑外，致动器需要在较长的使用寿命内可靠，因为它们通常安装在不易直接接近维修的位置中。除空间限制外，驱动系统内的磁滞现象可能也是限制性的考虑。对于齿轮驱动系统而言，消除间隙是很昂贵的。
另外，一些系统要求快速的响应。特别困难的应用是车辆门的阻尼和控制。必须在极短的距离内吸收很大的力且必须在扩展的持续时间内维持较小的力。间隙是不可接受的，即使在门处采用长力矩臂。另外，致动器必须安装在门或柱内的优质的基板面中，以保持对其他元件的直接机械接近。另外，当门关闭和锁上以及门完全打开时，电子控制必须能够吸收门运动的端部处的大量能量。
本文件涉及一种由便宜的马达制成的致动器或双向元件驱动系统，其可传递极佳的旋转或线性控制而没有任何类型的传统传动装置。该系统还具有较低的磁滞或者基本上没有磁滞。有利地，对于较大力的应用，仅需要小马达。另外，在关闭状态中，该系统可设计为由人力克服，从而即使当车辆中发生电力故障时也能够实现门的打开和关闭。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种双向元件驱动系统，以至少地实现传递极佳的旋转或线性控制而没有任何类型的传统传动装置。
根据本文中所述的目的和优点，提供了一种双向元件驱动系统。可将该驱动系统宽泛地描述为包括(a)具有驱动轴的马达；(b)电缆锚固件；(c)设置在驱动轴上且具有连接至电缆锚固件的两端的电缆连接件；(d)支撑件；以及(e)从动元件。从动元件通过马达相对于支撑件在第一位置与第二位置之间移动。
在一个可能的实施例中，马达被固定至支撑件并且电缆锚固件被固定至从动元件。在另一可能的实施例中，马达被固定至从动元件并且电缆锚固件被固定至支撑件。
在一个可能的实施例中，电缆连接件也被固定至驱动轴。在一个可能的实施例中，电缆连接件是单根电缆。在另一可能的实施例中，电缆连接件是两根电缆。
在一个可能的实施例中，从动元件绕枢轴在第一位置与第二位置之间枢转。在一个可能的实施例中，电缆锚固件是固定的滑轮。在一个可能的实施例中，该固定的滑轮以枢轴为中心。
在一个可能的实施例中，电缆锚固件是弧形的。在一个可能的实施例中，从动元件选自由闸门、门、臂、锁闩和杠杆组成的结构的组。
在一个可能的实施例中，从动元件在第一位置与第二位置之间滑动。在该实施例中，从动元件选自由闸门、门、锁闩、座椅和飞行器的控制表面组成的结构的组。
在一个可能的实施例中，电缆连接件还包括用来消除间隙的弹簧。
根据另一方面，提供了一种用于机动车辆的门系统。该门系统包括(a)具有驱动轴的马达；(b)电缆锚固件；以及(c)电缆连接件。电缆连接件设置在驱动轴上且具有连接至电缆锚固件的两端。另外，在机动车辆的车身上设置有锚固点。另外，门被接收在机动车辆的车身上的门开口中。门通过马达在打开位置与关闭位置之间移动。
在门系统的一个可能的实施例中，马达被固定至锚固点并且电缆锚固件被固定至门。在门系统的另一可能的实施例中，马达被固定至门并且电缆锚固件被固定至锚固点。
在又一实施例中，门绕枢轴在打开位置与关闭位置之间枢转且电缆锚固件以该枢轴为中心。在一个可能的实施例中，电缆锚固件是固定的滑轮且锚固点是车辆的门柱。
根据另一方面，提供一种在第一位置与第二位置之间相对于支撑件驱动元件的方法。可将该方法宽泛地描述为包括如下步骤：(a)将马达固定至元件和支撑件中的其中一个；(b)将电缆锚固件固定至元件和支撑件中的另一个；(c)将设置在马达的驱动轴上的电缆连接件的两端连接至电缆支撑件；(d)在第一方向上驱动马达以将元件从第一位置移动至第二位置，然后在第二方向上驱动马达以将元件从第二位置移动至第一位置。
在以下描述中，示出并描述了双向元件驱动系统、门系统和相关方法的多个优选实施例。应认识到，所述系统和方法能够是其他的、不同的实施例，并且它们的多个细节能够在多种的、明显的方面进行修改而不背离以下权利要求书中所提出和描述的系统和方法。相应地，应将附图和描述视为例示性的而非限制性的。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的双向元件驱动系统，能够实现传递极佳的旋转或线性控制而没有任何类型的传统传动装置。
附图说明
附图被包含在此处并形成说明书的一部分，其例示了驱动系统的多个方面并与描述一起用于解释驱动系统的特定原理。在附图中：
图1a是双向元件驱动系统的第一实施例的示意性方框图。
图1b是双向元件驱动系统的第二实施例的示意性方框图。
图1c是双向元件驱动系统的第三实施例的示意性方框图。
图2是示出为带有处于关闭位置中的侧门的车辆的立体图。
图2a是用于机动车辆的门系统的示意性俯视平面图，其中，马达安装至门，门在固定轴线上枢转，且电缆锚固件被固定至柱并以所述固定轴线为中心。门被示出为处于关闭位置中。
图2b是在图2a中所示的马达、电缆锚固件和电缆连接件的侧视图。
图3是类似于图2的视图，其中车辆门目前打开到大约40°的弧。
图3a是门系统的示意性俯视平面图，示出了门打开到大约40°的弧。
图4是门系统的可替代的实施例，该系统包含有在电缆连接件中的弹簧以帮助消除来自系统的间隙。
现在将详细介绍双向元件驱动系统和门系统的优选实施例，双向元件驱动系统和门系统的实例在附图中被示出。
具体实施方式
现在参照图1a，图1a宽泛地例示了双向元件驱动系统10的第一实施例。该系统10包括具有驱动轴的马达12、电缆锚固件16和电缆连接件18。电缆连接件18设置在驱动轴14上且具有连接至电缆锚固件16的两端20、22。
在一个可能的实施例中，电缆连接件18包括一段低伸展电缆，该段低伸展电缆具有卷绕驱动轴14的开槽或螺纹区段的多匝。在点24处，电缆连接件18被永久地锚固或桩钉到驱动轴14以消除电缆在驱动轴上打滑的任何可能性。在一个实施例中，电缆连接件18包括单根电缆，该单根电缆具有在第一点处钉固至电缆锚固件16的第一端20，在第二点处钉固至电缆锚固件的第二端22以及在点24处钉固至驱动轴14的中点。在另一可能的实施例中，电缆连接件18包括两根独立的电缆：一根从钉固点24延伸至端部20，另一根从钉固点24延伸至端部22。在为电缆连接件18提供两根电缆时，两根电缆都绕驱动轴14在钉固点24与各个端部20、22之间卷绕多匝。
在图1a中所示的实施例中，马达12连接至从动元件26并设置在从动元件26上，而电缆锚固件16连接至固定支撑件28或设置在在固定支撑件28上。在一个可能的实施例中，电缆锚固件16是弧形元件。在另一可能的实施例中，电缆锚固件16是固定的滑轮。电缆锚固件/固定的滑轮16以枢轴30为中心。从动元件26绕轴线30沿箭头A所示的弧在所示的第一或关闭位置与第二或打开位置之间枢转。
现在参照图1b，图1b例示了双向元件驱动系统10的第二实施例。在此实施例中，马达12设置在固定支撑件28上且电缆锚固件16设置在从动元件26上。电缆连接件18以与上文中参照图1a中所述的实施例的相同方式连接在马达12的驱动轴14与电缆锚固件16之间，其中使用同样的参考号指示连接点。
应理解，在图1b的实施例中，固定至从动元件26的电缆锚固件16以枢轴30为中心，以便当马达12在顺时针方向上驱动时，从动元件26在顺时针方向上沿弧B运动。相反，当马达12在逆时针方向上驱动时，从动元件26绕轴线30在逆时针方向上沿弧B运动。
现在参照图1c，图1c例示了双向元件驱动系统10的又一实施例。在此实施例中，马达12设置在从动元件26上，从动元件26沿轨道32平移。电缆连接件18从马达12的驱动轴14延伸至在轨道32的每一端处设置在固定支撑件28上的分离的电缆锚固件16。如图所示，电缆连接件18的端部20、22在轨道32的相对端被固定至电缆锚固件16的相对的部分，而电缆连接件的中点被固定至销24的驱动轴14。当马达12在第一方向上驱动时，从动元件26在箭头C的方向上沿轨道32运动。相反，当马达12在相反方向上驱动时，从动元件26在箭头D的方向上沿轨道32运动。
图2、图2a、图2b、图3和图3a例示了用于机动车辆的门致动器系统100。更具体而言，图2例示了包括处于关闭位置中的门D的车辆V。如在图2a和图2b中所示，门致动器系统100包括马达102，马达102安装至门D并保持在该门的内部腔室103内。电缆连接件104将马达102的驱动轴106连接至电缆锚固件108。在所例示的实施例中，电缆锚固件108是以滑轮形式的弧形元件，其被固定至车辆V的柱P。电缆锚固件/固定的滑轮108以门D的铰接点/枢轴110为中心。电缆连接件104具有第一端和第二端，第一端在点112处固定至电缆锚固件/滑轮108，第二端在点114处固定至电缆锚固件/滑轮。电缆连接件104卷绕驱动轴106多次并在中间点116处钉固至驱动轴。
门D通过启动马达102而打开。更具体而言，马达102可被顺时针驱动通过大约40°的弧以将门D摆动打开大约40°，如在图3和图3a中所示。可利用用于此目的的各种类型的小型电动马达102，包括，例如步进马达、智能马达、交流马达、直流马达、永磁马达、有刷马达、无刷马达、开关磁阻马达、并励马达、串绕马达、复励马达、感应马达、通用马达、伺服马达、压电马达以及液压马达。
现在参照图4，图4例示了驱动系统100的另一可替代的实施例。在此驱动系统100中，电缆连接件104包含大力弹簧120，大力弹簧120用于移除系统内的任何间隙，包括电缆连接件104中随时间可能最终产生的任何伸展。另外，图4的实施例的结构对应于图2a的实施例，且利用相同的参考号来标识相同的部件。尽管在图4中例示的实施例中设置了一个弹簧120，但是应理解，其也可包括多个弹簧。
总而言之，采用如本文件中示出的驱动系统10、100可获得多个优点。驱动系统10、100的生产相对便宜，容易包装且需要的空间极小。驱动系统10、100具有固有的低磁滞或间隙(低侧隙)。另外，从动元件26或门D始终受到限制。由于驱动轴/滑轮比是任意的，不需要传动装置，因而降低了成本和重量。有利地，驱动系统10、100可设计为使驱动轴14、106的直径远小于使用任何的正(链轮或无滑动)驱动皮带，从而实现远高于其他系统的滑轮比。因此，可利用低功率马达在两个位置之间移动即使相对较重的从动元件26或门D。
上述内容已经出于例示和说明的目的呈现。并不旨在对实施例进行穷举或限制至所公开的准确形式。根据上述教导内容可进行明显的修改和变化。尽管在图2、图2a、图2b、图3、图3a和图4中将门例示为从动元件，应理解，也可利用双向元件驱动系统10来驱动其他结构，例如闸门、臂、锁闩、杠杆、车辆座椅以及甚至飞行器的控制表面。其可用于绕轴线枢转从动元件26或者沿轨道或其他路径平移从动元件。当按照公平、合法和公正的方式根据它们有权获得的宽度解释时，所有这些修改和变化都在随附权利要求书的范围内。

Claims (21)

1.一种双向元件驱动系统，其特征在于，包括：
包括驱动轴的马达；
电缆锚固件；
电缆连接件，所述电缆连接件设置在所述驱动轴上且具有连接至所述电缆锚固件的两端；
支撑件；以及
从动元件；
其中所述从动元件通过所述马达相对于所述支撑件在第一位置与第二位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述马达固定至所述支撑件且所述电缆锚固件固定至所述从动元件。
3.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述马达固定至所述从动元件且所述电缆锚固件固定至所述支撑件。
4.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述电缆连接件还固定至所述驱动轴。
5.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述电缆连接件是单根电缆。
6.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述电缆连接件是两根电缆。
7.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述从动元件绕枢轴在所述第一位置与所述第二位置之间枢转。
8.根据权利要求7所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述电缆锚固件是固定的滑轮。
9.根据权利要求8所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述固定的滑轮以所述枢轴为中心。
10.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述电缆锚固件是弧形的。
11.根据权利要求7所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述从动元件选自由门、臂、锁闩和杠杆组成的结构的组。
12.根据权利要求7所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述从动元件选自由闸门、臂、锁闩和杠杆组成的结构的组。
13.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述从动元件在所述第一位置与所述第二位置之间滑动。
14.根据权利要求13所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述从动元件选自由门、锁闩、座椅和飞行器的控制表面组成的结构的组。
15.根据权利要求13所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述从动元件选自由闸门、锁闩、座椅和飞行器的控制表面组成的结构的组。
16.根据权利要求1所述的双向元件驱动系统，其特征在于，所述电缆连接件包括至少一个弹簧以消除间隙。
17.一种用于机动车辆的门系统，其特征在于，包括：
包括驱动轴的马达；
电缆锚固件；
电缆连接件，所述电缆连接件设置在所述驱动轴上且具有连接至所述电缆锚固件的两端；
在所述机动车辆的车身上的锚固点；以及
接收在所述机动车辆的所述车身上的门开口中的门；
其中，所述门通过所述马达在打开位置与关闭位置之间移动。
18.根据权利要求17所述的门系统，其特征在于，所述马达固定至所述锚固点且所述电缆锚固件固定至所述门。
19.根据权利要求17所述的门系统，其特征在于，所述马达固定至所述门且所述电缆锚固件固定至所述锚固点。
20.根据权利要求19所述的门系统，其特征在于，所述门绕枢轴在所述打开位置与所述关闭位置之间枢转且所述电缆锚固件以所述枢轴为中心。
21.根据权利要求20所述的门系统，其特征在于，所述电缆锚固件是固定的滑轮且所述锚固点是所述车辆的门柱。
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