CN215334245U - 具有自锁功能的驱动器及线性致动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有自锁功能的驱动器及线性致动器，属于驱动器领域，具有稳定的自锁性能，本实用新型的具有自锁功能的驱动器，包括外壳和用于输出动力的驱动轴，所述外壳端部设有端盖，所述端盖内设有用于向所述驱动轴施加自锁力的自锁机构，所述自锁机构包括套装在驱动轴上并随驱动轴同步转动的摩擦座、安装在所述端盖内且与端盖保持固定的摩擦环，所述摩擦座与所述摩擦环过盈配合，以实现对所述驱动轴的双向自锁。

Description

具有自锁功能的驱动器及线性致动器

【技术领域】

本实用新型涉及驱动器领域，尤其涉及具有自锁功能的驱动器及线性致动器。

【背景技术】

常用电动升降立柱，通过机芯自锁以及丝杆传动自锁、扭簧自锁原理。机芯自锁通过蜗杆和蜗轮的传动的导程角小于当量摩擦角。常用的蜗杆材料40Cr和蜗轮材料POM100P，形成一定摩擦系数，大概在0.1-0.15左右。但是在电动升降桌中，由于负载加大，最终导致蜗轮受力面加大。蜗轮受力负荷变大，从而导致机芯蜗轮在一段时间负载后，蜗轮的摩擦力减少，导致自锁性能下降。扭簧自锁也是类似原理，扭簧座的材料用的是POM100P,在和金属扭簧受力时，扭簧座在运行一段时间后，会降低摩擦系数，从而导致自锁性能下降。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提出具有自锁功能的驱动器，具有稳定的自锁性能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

具有自锁功能的驱动器，包括外壳和用于输出动力的驱动轴，所述外壳端部设有端盖，所述端盖内设有用于向所述驱动轴施加自锁力的自锁机构，所述自锁机构包括套装在驱动轴上并随驱动轴同步转动的摩擦座、安装在所述端盖内且与端盖保持固定的摩擦环，所述摩擦座与所述摩擦环过盈配合，以实现对所述驱动轴的双向自锁。

在上述方案的基础上，所述摩擦环包括内圈和外圈，所述摩擦环通过内圈套装在所述摩擦座的外周，所述外圈与所述端盖内壁卡接以限制摩擦环的周向转动。

在上述方案的基础上，所述外圈和所述端盖内壁其中之一设有卡槽，另一个设有与所述卡槽匹配的卡块。

在上述方案的基础上，所述摩擦环还包括与所述外圈相连的定位凸边，所述驱动轴外设有轴承，所述端盖内壁设有定位台阶，所述定位凸边被限位在所述轴承和所述定位台阶之间。

在上述方案的基础上，所述内圈上设有缺口，所述缺口的两端设有延伸至所述外圈的连接部，且两个连接部限定出用于填充润滑油的油槽。

在上述方案的基础上，所述摩擦座通过销轴固定在所述驱动轴上。

在上述方案的基础上，所述销轴径向贯穿所述驱动轴，所述摩擦座侧部设有安装槽，所述销轴过盈配合地安装在所述安装槽内。

在上述方案的基础上，所述摩擦座远离所述安装槽的一端设有避让端，所述避让端呈渐缩状以避让所述端盖。

在上述方案的基础上，所述驱动轴上位于所述自锁机构的两侧分别设有凹槽，所述凹槽处卡装用于轴向定位自锁机构的卡簧。

线性致动器，包括上述的具有自锁功能的驱动器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型公开了一种驱动器，驱动器通常应用于设备上，通过驱动轴输出转矩以驱动设备，驱动器内设置的自锁机构能够产生作用在驱动轴上的自锁力，可以避免因外力作用而导致的驱动轴反转，能够保持稳定；

摩擦座和摩擦环之间的相对转动，能够产生摩擦力，摩擦力即为自锁机构的自锁力，摩擦环固定安装在端盖上，端盖与外壳的连接一般通过螺钉进行固定连接，使得摩擦环能够保持与端盖的固定从而不会被摩擦座带动转动，摩擦座则是能够保持与驱动轴的同步转动，当驱动轴开始转动时，摩擦座和摩擦环之间便会产生摩擦力，驱动轴正常转动时，驱动器产生的动力足以克服摩擦力，当驱动轴需要停止时，摩擦力可以使驱动轴很快地停止，当驱动轴静止，摩擦座和摩擦环之间的静摩擦力能够使驱动轴不受外力作用而出现转动的情况，具有稳定的自锁性能，并且驱动轴的正转和反转，摩擦力的大小不会出现变化，即能够对驱动轴进行双向自锁。

进一步的，所述摩擦环包括内圈和外圈，所述摩擦环通过内圈套装在所述摩擦座的外周，所述外圈与所述端盖内壁卡接以限制摩擦环的周向转动。摩擦环的外圈与端盖卡接后，其周向转动便得到了限制，从而可以保证自锁力的产生，并且卡接的方式使得摩擦环与端盖的配合较为简单，也不需要通过过盈配合的方式，不会在装配过程中对摩擦环或是端盖造成损伤；摩擦环套装在摩擦座外，摩擦座对摩擦环的反作用力在摩擦环的径向方向上，而不是在轴向方向上，因此不会影响到摩擦环与端盖的配合。

进一步的，所述外圈和所述端盖内壁其中之一设有卡槽，另一个设有与所述卡槽匹配的卡块。卡块卡入卡槽后，便可以限制摩擦环的转动，并且卡槽的大小可以略大于卡块，即使摩擦环在周向具有一定的角度变化，也不足以影响使用，对于模具的设计要求可以放宽。

进一步的，所述摩擦环还包括与所述外圈相连的定位凸边，所述驱动轴外设有轴承，所述端盖内壁设有定位台阶，所述定位凸边被限位在所述轴承和所述定位台阶之间。轴承套装在驱动轴上后，其内环能够随驱动轴同步转动，摩擦环安装在端盖内后，将端盖安装到外壳上，完成安装后，定位凸边位于定位台阶和轴承的外环之间，使得定位凸边在轴向上的位置得到了限定，从而限制了摩擦环在轴向方向的位移，避免自锁机构在使用过程中出现结构分散的情况。

进一步的，所述内圈上设有缺口，所述缺口的两端设有延伸至所述外圈的连接部，且两个连接部限定出用于填充润滑油的油槽。当摩擦座安装到内圈内时，缺口处也可以在摩擦座的挤压作用下出现一定的形变，从而扩大缺口的宽度，方便摩擦座的安装；在油槽内可以填充润滑油，润滑油能够在摩擦座转动过程中进入到摩擦座和内圈之间，减少摩擦座和摩擦环的磨损，降低发热量。

进一步的，所述摩擦座通过销轴固定在所述驱动轴上。通过销轴可以限制摩擦座相对驱动轴的转动，使摩擦座可以保持与驱动轴的同步转动，并且通过销轴来固定摩擦座，不需要使摩擦座过盈配合安装在驱动轴上，这样一来不会在安装过程中损伤驱动轴，而驱动轴也不会依靠与摩擦座之间的摩擦力维持摩擦座的同步转动，在运行过程中不会对驱动轴造成损伤。

进一步的，所述销轴径向贯穿所述驱动轴，所述摩擦座侧部设有安装槽，所述销轴过盈配合地安装在所述安装槽内。在驱动轴上安装摩擦座时，先安装销轴，再将安装槽对准销轴后使摩擦座与销轴完成配合，装配较为方便，通过销轴与摩擦座的过盈配合，能够将摩擦座保持在驱动轴并限制摩擦座在驱动轴上的轴向位移，从而保证了自锁机构的稳定。

进一步的，所述摩擦座远离所述安装槽的一端设有避让端，所述避让端呈渐缩状以避让所述端盖。由于摩擦座需要配合销轴，而销轴是驱动轴转动过程中用于驱动摩擦座的部件，因此销轴不能出现形变，销轴有着一定规格的直径，因此摩擦座为了容纳销轴其也具有一定的厚度，若是摩擦座太过厚实则会与端盖接触而影响端盖的安装、磨损端盖的内表面，通过在摩擦座上设置避让端，不会缩减摩擦座的厚度，同时也避让了端盖。

进一步的，所述驱动轴上位于所述自锁机构的两侧分别设有凹槽，所述凹槽处卡装用于轴向定位自锁机构的卡簧。卡簧安装在凹槽内后凸出于驱动轴的表面，从而可以对自锁机构进行定位，避免摩擦座和摩擦环分散而影响自锁机构性能。

本实用新型还公开了线性致动器，包括了上述中的驱动器，线性致动器通过立柱控制物体在直线方向的移动，立柱的动力由驱动器提供，驱动器内设置了自锁机构，可以避免立柱在外力作用下出现回缩的情况，并且驱动轴的转动可以很快地停止，提高了立柱的伸缩精度。

本实用新型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】

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例中驱动器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中驱动器的爆炸图A；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为本实用新型实施例中驱动器的爆炸图B；

图5为图2中B处的放大示意图；

图6为本实用新型实施例中驱动器的剖视图。

附图标记：

外壳100、驱动轴110、端盖120、卡块130、轴承140、定位台阶150、销轴160、通孔170、凹槽180；

摩擦座200、安装槽210、避让端220；

摩擦环300、油槽310、内圈320、外圈330、缺口340、连接部350、卡槽360、定位凸边370。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”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。

参照图1至图6，本实用新型实施例公开了具有自锁功能的驱动器，包括外壳100和用于输出动力的驱动轴110，外壳100端部设有端盖120，端盖120内设有用于向驱动轴110施加自锁力的自锁机构，自锁机构包括套装在驱动轴110上并随驱动轴110同步转动的摩擦座200、安装在端盖120内且与端盖120保持固定的摩擦环300，摩擦座200与摩擦环300过盈配合，以实现对驱动轴110的双向自锁。

本实用新型公开了一种驱动器，驱动器通常应用于设备上，通过驱动轴110输出转矩以驱动设备，驱动器内设置的自锁机构能够产生作用在驱动轴110上的自锁力，可以避免因外力作用而导致的驱动轴110反转，能够保持稳定；

摩擦座200和摩擦环300之间的相对转动，能够产生摩擦力，摩擦力即为自锁机构的自锁力，摩擦环300固定安装在端盖120上，端盖120与外壳100的连接一般通过螺钉进行固定连接，使得摩擦环300能够保持与端盖120的固定从而不会被摩擦座200带动转动，摩擦座200则是能够保持与驱动轴110的同步转动，当驱动轴110开始转动时，摩擦座200和摩擦环300之间便会产生摩擦力，驱动轴110正常转动时，驱动器产生的动力足以克服摩擦力，当驱动轴110需要停止时，摩擦力可以使驱动轴110很快地停止，当驱动轴110静止，摩擦座200和摩擦环300之间的静摩擦力能够使驱动轴110不受外力作用而出现转动的情况，具有稳定的自锁性能，并且驱动轴110的正转和反转，摩擦力的大小不会出现变化，即能够对驱动轴110进行双向自锁。摩擦环300的材质为PEEK，摩擦座200的材质为PPS或PEEK，摩擦环300和摩擦座200具有较好的耐高温性能，不会使自身的摩擦系数在温度升高时下降，从而可以保持稳定的自锁性能。

摩擦环300是套装在摩擦座200上的，驱动轴110转动时带动摩擦座200相对摩擦环300转动，二者之间存在滑动摩擦，并且也会产生热量，驱动轴110有着较高的转速，经过长时间的运转，摩擦环300和摩擦座200都会出现不同程度的磨损，会降低二者的摩擦系数，从而会使自锁力下降，摩擦环300上设有油槽310，油槽310内可以存储润滑油，能够在摩擦座200转动过程中附着在摩擦座200的外周，进入到摩擦座200和摩擦环300之间，从而可以减少磨损，延长自锁机构的寿命，且降低了发热量。

参照图3和图5，基于上述实施例，在本实用新型的另一个实施例中，具体说明了摩擦环300的结构。

具体的，摩擦环300包括内圈320和外圈330，摩擦环300通过内圈320套装在摩擦座200的外周，其外圈330与端盖120内壁卡接以限制摩擦环300的周向转动。

摩擦环300的外圈330与端盖120卡接后，其周向转动便得到了限制，从而可以保证自锁力的产生，并且卡接的方式使得摩擦环300与端盖120的配合较为简单，也不需要通过过盈配合的方式，不会在装配过程中对摩擦环300或是端盖120造成损伤；摩擦环300套装在摩擦座200外，摩擦座200对摩擦环300的反作用力在摩擦环300的径向方向上，而不是在轴向方向上，因此不会影响到摩擦环300与端盖120的配合。

上述中的油槽310由内圈320限定形成，内圈320上设有缺口340，缺口340的两端设有延伸至外圈330的连接部350，两个连接部350和外圈330围成了油槽310，摩擦座200的外周与内圈320相抵，即与油槽310相连，从而可以方便润滑油与摩擦座200的外周接触，并且当摩擦座200安装到内圈320内时，缺口340处也可以在摩擦座200的挤压作用下出现一定的形变，从而扩大缺口340的宽度，方便摩擦座200的安装。缺口340的数量也可以设置为多个，一是可以增加润滑油的存储量，二是可以减少内圈320受到的反作用力的影响，避免内圈320开裂。

在本实用新型的一个实施例中，提到了摩擦环300是通过外圈330卡装在端盖120内，参照图3、图5和图6，在本实用新型的另一个实施例中，具体说明了摩擦环300是如何与端盖120完成配合的。

具体的，在外圈330上设有向圆心方向凹陷的卡槽360，端盖120的内壁上设有向圆心方向凸出的卡块130，卡块130卡入卡槽360后，便可以限制摩擦环300的转动，并且卡槽360的大小可以略大于卡块130，即使摩擦环300在周向具有一定的角度变化，也不足以影响使用，对于模具的设计要求可以放宽。当然，也可以在外圈330上设置卡块130，在端盖120内壁上设置卡槽360。

为了对摩擦环300进行轴向限位，避免摩擦环300脱离与卡块130的配合而会随着摩擦座200转动，摩擦环300还包括与外圈330相连的定位凸边370，定位凸边370为环形的凸边，与摩擦环300外圈330的直径、内径相同，驱动轴110外设有轴承140，轴承140套装在驱动轴110上，其外环与外壳100内壁相抵，内环能够随驱动轴110同步转动，端盖120内壁设有定位台阶150，摩擦环300安装在端盖120内后，将端盖120安装到外壳100上，完成安装后，定位凸边370位于定位台阶150和轴承140的外环之间，使得定位凸边370在轴向上的位置得到了限定，从而限制了摩擦环300在轴向方向的位移。定位凸边370可以被定位台阶150和轴承140的外环夹持，也可以是留有一定的间隙，虽然会在轴向上具有一定的位移凹槽180，但是位移距离不足以影响自锁机构的稳定。

参照图2，基于上述实施例，在本实用新型的另一个实施例中，具体说明了摩擦座200在驱动轴110上的安装结构。

摩擦座200套装在驱动轴110上，通过销轴160进行固定，当驱动轴110转动时，可以带动销轴160同步转动，从而带动了摩擦座200的转动，通过销轴160来固定摩擦座200，销轴160对摩擦座200具有定位和固定作用，不需要使摩擦座200过盈配合安装在驱动轴110上，因此在驱动轴110上安装摩擦座200的过程中不会损伤驱动轴110，而驱动轴110也不会依靠与摩擦座200之间的摩擦力维持摩擦座200的同步转动，在运行过程中不会对驱动轴110造成损伤。

现有的电机自锁结构，通常会在电机轴上过盈配合安装一个套环，并限制套环的周向转动，当电机轴转动时，套环和电机轴之间便会产生制动力，但是在套环安装的过程中，由于二者之间为过盈配合，因此安装时会对电机轴造成一定的损伤，产生毛刺，在电机轴和套环之间出现相对转动时会产生噪音，本申请的驱动器，其自锁机构在装配时，不会对驱动器内的零部件造成损伤，并且驱动轴110与摩擦座200之间也不存在相对摩擦，不会对驱动轴110产生磨损。

在驱动轴110设有一个径向贯穿的通孔170，销轴160设置在通孔170内，摩擦座200侧部设有安装槽210，销轴160过盈配合地安装在安装槽210内，在驱动轴110上安装摩擦座200时，先安装销轴160，再将安装槽210对准销轴160后使摩擦座200与销轴160完成配合，装配较为方便，通过销轴160与摩擦座200的过盈配合，能够将摩擦座200保持在驱动轴110并限制摩擦座200在驱动轴110上的轴向位移，从而保证了自锁机构的稳定。

由于摩擦座200需要配合销轴160，而销轴160是驱动轴110转动过程中用于驱动摩擦座200的部件，因此销轴160不能出现形变，销轴160有着一定规格的直径，因此摩擦座200为了容纳销轴160其也具有一定的厚度，若是摩擦座200太过厚实则会与端盖120接触而影响端盖120的安装、磨损端盖120的内表面，摩擦座200远离安装槽210的一端设有避让端220，避让端220呈渐缩状，能够避让端220盖120，使自锁机构不会受到端盖120的影响，并且不会缩减摩擦座200的厚度。

参照图2，在本实用新型的另一个实施例中，考虑到摩擦座200与摩擦环300、摩擦座200与销轴160的配合方式，仍然有一定的几率出现自锁机构机构不稳定而影响自锁机构性能的情况。

为此，在驱动轴110上位于自锁机构的两侧分别设有凹槽180，凹槽180处卡装用于轴向定位自锁机构的卡簧，卡簧安装在凹槽180内后凸出于驱动轴110的表面，从而可以对摩擦座200进行限位，以避免摩擦座200与销轴160脱离配合，从而也可以保证摩擦座200与摩擦环300保持配合。

本实用新型还公开了线性致动器，线性致动器内设有上述中公开的具有自锁功能的驱动器。线性致动器通过立柱控制物体在直线方向的移动，立柱的动力由驱动器提供，驱动器内设置了自锁机构，可以避免立柱在外力作用下出现回缩的情况，并且驱动轴的转动可以很快地停止，提高了立柱的伸缩精度。

常规的伸缩立柱的伸缩速度为35mm/s，内部的丝杆的导程为10+10，由于丝杆导程小，所以常规采用机芯+扭簧+丝杆的方式实现自锁。若是将而将常规伸缩立柱升降速度提升止80mm/s-150mm/s、或者常规伸缩立柱负载加大到4倍静态自锁，如果还是采用机芯+扭簧+丝杆的方式进行自锁，由于提升速度加快，会引起电机转速加快，噪音加大。如果将丝杆导程改成20+20，由于丝杆自锁力下降，整桌负载测试就会有下降的现象。而线性致动器采用了本申请的驱动器，在升降装置整体负载的同时，丝杆导程加大或者取消扭簧的同时，可以提升整桌负载自锁。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型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.具有自锁功能的驱动器，包括外壳和用于输出动力的驱动轴，其特征在于，所述外壳端部设有端盖，所述端盖内设有用于向所述驱动轴施加自锁力的自锁机构，所述自锁机构包括套装在驱动轴上并随驱动轴同步转动的摩擦座、安装在所述端盖内且与端盖保持固定的摩擦环，所述摩擦座与所述摩擦环过盈配合，以实现对所述驱动轴的双向自锁。

2.根据权利要求1所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述摩擦环包括内圈和外圈，所述摩擦环通过内圈套装在所述摩擦座的外周，所述外圈与所述端盖内壁卡接以限制摩擦环的周向转动。

3.根据权利要求2所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述外圈和所述端盖内壁其中之一设有卡槽，另一个设有与所述卡槽匹配的卡块。

4.根据权利要求2所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述摩擦环还包括与所述外圈相连的定位凸边，所述驱动轴外设有轴承，所述端盖内壁设有定位台阶，所述定位凸边被限位在所述轴承和所述定位台阶之间。

5.根据权利要求2所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述内圈上设有缺口，所述缺口的两端设有延伸至所述外圈的连接部，且两个连接部限定出用于填充润滑油的油槽。

6.根据权利要求1所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述摩擦座通过销轴固定在所述驱动轴上。

7.根据权利要求6所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述销轴径向贯穿所述驱动轴，所述摩擦座侧部设有安装槽，所述销轴过盈配合地安装在所述安装槽内。

8.根据权利要求7所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述摩擦座远离所述安装槽的一端设有避让端，所述避让端呈渐缩状以避让所述端盖。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的具有自锁功能的驱动器，其特征在于，所述驱动轴上位于所述自锁机构的两侧分别设有凹槽，所述凹槽处卡装用于轴向定位自锁机构的卡簧。

10.线性致动器，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的具有自锁功能的驱动器。

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