CN217355447U - 用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构，包括设在转动配合于变速箱壳内的蜗轮的中心孔的内螺纹，设在中心轴外圆周上并与中心孔的内螺纹旋合的外螺纹，中心轴上设有蜗轮被电机驱动而顺时针或逆时针转动时,与中心轴旋紧并带动中心轴同向同步转动的结构；变速箱壳上设有中心轴转动并与蜗轮旋合而推动蜗轮向一个方向轴向移动时抵紧蜗轮顶端以实现自锁的摩擦片。顺时针转动时可驱动电动升降桌的桌板上升，逆时针转动时可驱动电动升降桌的桌板下降。线性驱动机构的蜗轮与变速箱壳上安装有以上所述的单向自锁装置。该单向自锁装置及线性驱动机构的结构简单，转动部分与静止部分的磨损小，不会出现卡死现象。

Description

用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构

技术领域

本实用新型涉及线性驱动技术领域，具体讲是一种用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构。

背景技术

线性驱动机构的应用十分广泛，如在电动升降桌技术领域，线性驱动机构的电机经电机盒与电动升降桌的桌板固连，电机盒经法兰盘与水平向的变速箱壳固连，电机轴与变速箱壳内的蜗杆同轴连接，与蜗杆啮合的蜗轮转动配合在变速箱壳内，蜗轮的中心轴的下端与电动升降桌的丝杆螺母副的丝杆的顶端同轴连接，并驱动丝杆转动以实现桌腿上升或下降。

在使用过程中，如桌面负载过大或者桌面发生震动，有时会引起丝杆转动，丝杆转动的同时带动蜗轮、蜗杆以及电机的转轴转动，进而使桌面在电机未启动的状态有自动下降的现象，或称电动升降桌的桌面时而会出现自动下沉的技术问题。

为了解决电机停转时或称电机未启动时电动升降桌的桌面自动下沉的技术问题，现有技术一般采用对电机自锁或对升降套管自锁的结构，主要是两种制动结构，一种是采用扭簧反转时抱紧电机轴或升降管，另一种是采用摩擦结构始终抵至电机轴或升降管。前者扭簧的安装或更换较费力，且扭簧的自锁力不够，桌面承载力小，实际使用中仍时而出现桌面自动下沉的现象。后者最大的缺点是电机转动过程中，不管是桌腿升或降，摩擦结构始终抵至电机轴或升降管，电机效率降低较多，电力消耗增加较大，也加快了电机轴或升降管的摩擦。并且以上两种结构均有结构较复杂、桌面承载力不够的缺点。

现有技术中还有一种用于线性驱动机构的单向自锁装置，当驱动器如电机驱动驱动轴如电机轴转动时不实现自锁，而当驱动器不通电而停止转动时，若负载超载如电动升降桌的桌面自动下沉，则驱动轴反向转动，驱动轴如电机轴与驱动器壳体如电机盒上的单向自锁装置自锁，以制止驱动轴反向转动，防止负载移动如防止桌板自动下沉。与以上两种制动结构或称自锁装置相比，该单向自锁装置的自锁力相应增加，桌面承载力也有所增加，电机效率降低相对少，电力消耗增加相对小。但该现有技术的用于线性驱动机构的单向自锁装置，仍存在以下不足：1、具有较多的零部件，结构仍相对复杂。2、由于单向自锁装置安装在驱动轴如电机轴上，由于驱动轴转速较高如2000转/分钟，转动时自锁装置的转动部分与自锁装置的静止部分始终相对摩擦，磨损相对大，自锁装置的使用寿命受到一定的局限。3、由于单向自锁装置安装在电机轴上，且如上所述电机转速较高，所以对自锁装置的工艺精度和安装精度要求都很严格，否则容易出现因温度过高使转动部分与静止部分卡死现象而导致驱动器如电机不能正常运转，也导致自锁装置失效而不能自锁。

实用新型内容

本实用新型要解决的一个技术问题是，提供一种结构相对简单、转动部分与静止部分的磨损相对小、不会出现卡死现象的用于线性驱动机构的单向自锁装置。

本实用新型的一个技术解决方案是，提供一种用于线性驱动机构的单向自锁装置，包括设在转动配合于变速箱壳内的蜗轮的中心孔的内螺纹，设在中心轴外圆周上并与中心孔的内螺纹旋合的外螺纹，中心轴上设有蜗轮被电机驱动而顺时针或逆时针转动时，与中心轴旋紧并带动中心轴同向同步转动的结构；变速箱壳上设有至少用于电机停转时中心轴转动并与蜗轮旋合而推动蜗轮向一个方向轴向移动时抵紧蜗轮顶端以实现自锁的摩擦片。

采用以上结构后，本实用新型用于线性驱动机构的单向自锁装置具有以下优点：该单向自锁装置的蜗轮与摩擦片摩擦自锁结构使其自锁力强，桌面承载力大。并且单向自锁装置的零部件较少，结构简单。还由于单向自锁装置安装在线性驱动机构的减速段即蜗轮上，而蜗轮的转速只有驱动轴如电机轴转速的几十分之一，蜗轮顺时针方向转动时如桌腿上升时，转动部分与静止部分基本不接触，蜗轮逆时针方向转动如桌腿下降时，虽然蜗轮带动中心轴和丝杆转动要克服蜗轮一端如上端与摩擦片的摩擦力，但由于蜗轮转速低，电机效率降低不是很明显，电力消耗的增加也很少，磨损较小，使用寿命相对长，且对自锁装置的工艺精度和安装精度要求均不高，能避免出现温度过高使转动部分与静止部分卡死现象，避免了自锁装置失效而不能自锁的现象，能保持线性驱动结构始终正常运转。

进一步地，与中心轴旋紧并带动中心轴同向同步转动的结构为，中心轴上设有蜗轮转动并向第一方向轴向移动时，对蜗轮轴向限位以使蜗轮与中心轴旋紧并带动中心轴同步顺时针转动的轴向限位结构。采用以上结构后，保证了蜗轮顺时针方向转动并向第一方向轴向移动如桌腿上升时，转动部分与静止部分基本不接触，进一步保证了减小磨损和避免卡死的技术效果。

进一步地，轴向限位结构为底端轴承的内圈和底端轴承的内圈底端的卡环，卡环嵌合在底端轴承的内圈底端的中心轴外圆周上的卡环槽内。采用以上结构后，轴向限位结构简单、稳定和可靠，进一步保证了驱动器如电机启动时能始终正常运转。

进一步地，变速箱壳呈水平向布置，第一方向为向下的方向。采用以上结构后，本自锁装置更适配于电动升降桌，驱动器驱动丝杆以使桌腿活动管上升进而带动桌板上升；或电机不启动时，若桌面超载下压则带动丝杆及中心轴转动而外内螺纹旋合进而推动蜗轮轴向上移并与摩擦片抵紧而实现自锁，以防止桌板下沉。

进一步地，与中心轴旋紧并带动中心轴同向同步转动的结构为，中心轴上设有蜗轮转动并向第二方向轴向移动时，对蜗轮轴向限位以使蜗轮与中心轴旋紧并带动中心轴同步逆时针转动的轴向限位结构。采用以上结构后，蜗轮逆时针方向转动并向第二方向轴向移动时如桌腿下降时，虽然蜗轮带动中心轴和丝杆转动要克服蜗轮一端与摩擦片的摩擦力，但由于蜗轮转速低，电机效率降低不是很明显，电力消耗的增加也很少，磨损较小，也能保证减小磨损和避免卡死的技术效果。

进一步地，变速箱壳呈水平向布置，第二方向为向上的方向。采用以上结构后，本自锁装置更适配于电动升降桌，驱动器驱动丝杆以使桌腿活动管下降进而带动桌板下降；或电机不启动时，若桌面超载下压则带动丝杆及中心轴转动而外内螺纹旋合进而推动蜗轮轴向上移并与摩擦片抵紧而实现自锁，以防止桌板下沉。

进一步地，部分摩擦片固连在一摩擦环的底端内侧，所有摩擦片均固连在变速箱壳的端盖的中心孔内，所有摩擦片的底端面用于在电机驱动下与蜗轮的顶端面相互摩擦转动，或在电机停转时因螺母丝杆副中的丝杆驱动而与蜗轮的顶端面抵紧以实现自锁。采用以上结构后，摩擦片的装配或拆卸更方便，结构更牢固和可靠，既能满足在电机驱动下蜗轮顶面与摩擦片相对转动以使桌板下降的摩擦需要，又能满足电机停转时因螺母丝杆副中的丝杆驱动而与蜗轮的顶端面抵紧以实现自锁的需要。

进一步地，蜗轮顶端面与摩擦片之间有第一间隙；蜗轮底端面与底端轴承的内圈的顶端面之间有第二间隙。采用以上结构后，驱动器如电机经蜗轮带动中心轴及螺母丝杆副中的丝杆转动带动桌腿上升时，自锁装置的转动部分与静止部分的干涉和摩擦基本为零，而反向下降时，蜗轮与另一端的间隙保证了另一端不会出现干涉，进一步延长了使用寿命，进一步避免了卡死现象；且自锁时稳定可靠，不会失效。

本实用新型的另一个技术解决方案是，提供一种线性驱动机构，包括与电动升降桌的桌板固连并与驱动器壳固连的水平向的变速箱壳，驱动器壳内的驱动器的驱动轴与变速箱壳内的蜗杆同轴连接，与蜗杆啮合的蜗轮转动配合在变速箱壳内，蜗轮的中心轴的下端与电动升降桌的丝杆螺母副的丝杆的顶端同轴连接，并驱动丝杆转动以实现桌腿上升或下降，所述的蜗轮与变速箱壳上安装有以上任何一项技术方案所述的单向自锁装置。

采用以上结构后，本实用新型线性驱动机构具有以下优点：该线性驱动机构的单向自锁装置的蜗轮与摩擦片摩擦自锁结构使其自锁力强，桌面承载力大。并且单向自锁装置的零部件较少，结构简单。还由于单向自锁装置安装在线性驱动机构的减速段即蜗轮上，而蜗轮的转速只有驱动轴如电机轴转速的几十分之一，桌腿上升时，转动部分与静止部分基本不接触，桌腿下降时，且桌腿下降时电机效率降低不是很明显，电力消耗的增加也很少；虽然蜗轮带动中心轴和丝杆转动要克服蜗轮一端与摩擦片的摩擦力，但由于蜗轮转速低，磨损较小，使用寿命相对长，且对自锁装置的工艺精度和安装精度要求不高，能避免出现温度过高使转动部分与静止部分卡死现象，避免了自锁装置失效而不能自锁的现象，能保持线性驱动结构始终正常运转。

进一步地，蜗轮的中心套的上端与顶端轴承的内圈固连；蜗轮中心套的下端与中间轴承的内圈固连，蜗轮中心套的中间经连接环与蜗轮的齿轮环连接。采用以上结构后，转动结构灵活、平稳和可靠，进一步保证了磨损小和使用寿命长的技术效果，且进一步避免了出现温度过高使转动部分与静止部分卡死现象，进一步避免了自锁装置失效而不能自锁的现象，进一步保持了驱动器如电机始终正常运转。

附图说明

图1是安装有本实用新型用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构的结构示意图一。

图2是安装有本实用新型用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构的结构示意图二。

图3是安装有本实用新型用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构的结构示意图三。

图4是图1的用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构的竖向剖视结构示意图。

图5是安装有本实用新型用于线性驱动机构的单向自锁装置及线性驱动机构的爆炸结构示意图。

图中所示：1、法兰盘，2、蜗杆，3、变速箱壳，4、中心轴，5、变速箱壳的壳体，6、变速箱壳的端盖，7、中心螺钉，8、紧固螺钉，9、底端轴承，10、底端轴承的内圈，11、第二间隙，12、中间轴承的内圈，13、摩擦片，14、齿轮环，15、连接环，16、蜗轮中心套的顶端面，17、外螺纹，18、第一间隙，19、内螺纹，20、底端轴承的内圈的顶端面，21、蜗轮中心套的底端面，22、轴向限位结构，23、蜗轮中心套的下端，24、摩擦环，25、第一摩擦片，26、中心轴套，27、顶端轴承，28、中心螺纹孔，29、垫圈，30、端盖的中心孔，31、蜗轮齿，32、中间轴承，33、蜗杆齿，34、卡环，35、蜗轮，36、蜗轮的中心套的上端，37、顶端轴承的内圈，38、中心轴杆，39、卡环槽，40、第一摩擦片的底端面，41、第二摩擦片的底端面，42、第二摩擦片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要声明的是，对于这些具体实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型的各个具体实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2、图3、图4、图5所示。

本实用新型一种用于线性驱动机构的单向自锁装置，包括设在转动配合于变速箱壳3内的蜗轮35的中心孔的内螺纹19，设在中心轴4外圆周上并与中心孔的内螺纹19旋合的外螺纹17。中心轴4上设有蜗轮35被电机(电机图中未示出)驱动而顺时针或逆时针转动时，与中心轴4旋紧并带动中心轴4同向同步转动的结构。变速箱壳3上设有至少用于电机停转时中心轴4转动并与蜗轮35旋合而推动蜗轮35向一个方向如向上轴向移动时抵紧蜗轮35顶端以实现自锁的摩擦片13。换句话说，变速箱壳3上设有摩擦片13，摩擦片13作用之一为下述的螺母丝杆副中的丝杆带动中心轴4转动并与蜗轮35旋合而推动蜗轮35向上轴向移动时抵紧蜗轮顶端以实现自锁，摩擦片13的作用之二是电机驱动蜗轮逆时针转动时，与蜗轮35顶端面摩擦转动。

与中心轴4旋紧并带动中心轴4同向同步转动的结构为，中心轴4上设有蜗轮35转动并向第一方向轴向移动时，对蜗轮35轴向限位以使蜗轮35与中心轴4旋紧为一体并在电机驱动下带动中心轴4与蜗轮35同步顺时针转动的一种轴向限位结构22。换句话说，中心轴4上设有一种轴向限位结构22，该轴向限位结构22用于蜗轮35转动并向第一方向轴向移动时，对蜗轮35轴向限位以使蜗轮35与中心轴4旋紧并在电机驱动下经蜗轮35带动中心轴4同向即顺时针同步转动。

该轴向限位结构22为底端轴承的内圈10和底端轴承的内圈10底端的卡环34，卡环34嵌合或称卡合在底端轴承的内圈10底端的中心轴4外圆周上的卡环槽39内。卡环34也可称轴向限位环。卡环槽39也可称轴向限位槽。

变速箱壳3呈水平向布置。换句话说，变速箱壳3为水平向布置的变速箱壳3。第一方向为向下的方向。

与中心轴4旋紧并带动中心轴4同向同步转动的结构也可以为，中心轴4上设有蜗轮35转动并向第二方向轴向移动时，对蜗轮35轴向限位以使蜗轮35与中心轴4旋紧并带动中心轴4同步同向即逆时针转动的另一种轴向限位结构，如蜗轮35的顶端如蜗轮中心套的顶端面16与摩擦片13顶住的结构，使蜗轮35与中心轴4旋紧为一体而在电机驱动下与蜗轮35同步逆时针转动。第二方向为向上的方向。

摩擦片13中的部分摩擦片固连在一摩擦环24的底端内侧，所有摩擦片13均固连在变速箱壳的端盖的中心孔30内，所有摩擦片13的底端面用于在电机驱动下与蜗轮35的顶端面相互摩擦转动，或用于在电机停转时因螺母丝杆副中的丝杆驱动而与蜗轮35的顶端面抵紧以实现自锁。具体结构可为：所述的摩擦片13包括第一摩擦片25和第二摩擦片42，多块第一摩擦片25沿变速箱壳3的端盖的中心孔30的圆周均匀布置并固定如与变速箱壳的端盖6一体成型，多块第二摩擦片42沿摩擦环24底端内侧的圆周均匀布置，摩擦环24搁置在多块第一摩擦片25顶面时，多块第一摩擦片25与多块第二摩擦片42交错排列而构成一完整的圆环形摩擦片13。不难理解，多块第一摩擦片的底端面40与多块第二摩擦片的底端面41均在同一水平面上。垫圈29或称垫片压在摩擦环24的顶部，由中心螺钉7旋合在中心轴4顶部的中心螺纹孔28内以对摩擦环24轴向限位，并将中心轴4与变速箱壳的端盖6固连。

蜗轮35顶端面如蜗轮中心套的顶端面16与摩擦片13之间有第一间隙18。蜗轮底端面如蜗轮中心套的底端面21与底端轴承的内圈的顶端面20之间有第二间隙11。当然，蜗轮35轴向向下移动时，蜗轮35顶端面如蜗轮中心套的顶端面16与摩擦片13之间的第一间隙18增大。蜗轮35轴向向上移动时，蜗轮底端面如蜗轮中心套的底端面21与底端轴承的内圈的顶端面20之间的第二间隙11增大。

变速箱壳3包括变速箱的壳体5和位于变速箱的壳体5顶端的变速箱壳的端盖6。变速箱壳的端盖6与变速箱壳的壳体5之间可采用紧固螺钉8螺接，如四个紧固螺钉8(图中只示出两个)。

中心轴4可由中心轴杆38和中心轴套26固连，中心轴杆38与中心轴套26配合段可为正六边形杆，中心轴套26的中心孔可为正六边形孔，所述的固连可为正六边形杆与正六边形孔过盈配合。所述的底端轴承9经底端轴承的内圈10过盈配合在中心轴套26的下端，所述的卡环槽39设在中心轴套26的底端，所述的外螺纹17设在中心轴套26的外圆周上。

本实用新型一种线性驱动机构，包括与电动升降桌的桌板固连并与驱动器壳如电机盒固连如采用螺钉连接的水平向的变速箱壳3，如桌板与电动升降桌的横梁固连如采用螺钉螺接，横梁与电机盒固连如采用螺钉螺接。变速箱壳3上有法兰盘1，法兰盘1与电机盒的法兰经螺钉螺接。变速箱壳3可固连在螺母丝杆副的轴承座上。驱动器壳如电机盒内的驱动器如电动机的驱动轴如电机轴与变速箱壳3内的蜗杆2同轴连接，与蜗杆2啮合的蜗轮35转动配合在变速箱壳3内，蜗轮35的中心轴4的下端与电动升降桌的丝杆螺母副的丝杆的顶端同轴连接，并驱动丝杆转动以实现桌腿上升或下降。线性驱动机构，也称电机组件，或称驱动器，或称线性致动器，或称线性驱动装置等。

蜗轮的中心套的上端36与顶端轴承27的顶端轴承的内圈37固连如过盈配合。蜗轮中心套的下端23与中间轴承32的中间轴承的内圈12固连如过盈配合，蜗轮中心套的中间经连接环15与蜗轮的齿轮环14连接，蜗轮的齿轮环14的若干个蜗轮齿31与蜗杆2的蜗杆齿33啮合。连接环15也称轮辐。

所述的蜗轮35与变速箱壳3上安装有以上任何一项技术方案所述的单向自锁装置。

本实用新型的工作过程大致如下：电机朝一个方向转动时，电机轴经蜗杆2驱动蜗轮35转动如蜗轮35顺时针转动并轴向向下移动，由于底端轴承的内圈10在卡环34的限定下的轴向限位作用，使蜗轮35与中心轴4旋紧为一体而同向即顺时针同步转动，并驱动与中心轴4同轴连接的螺母丝杆副中的丝杆转动以实现桌腿上升。电机朝相反的另一个方向转动时，电机轴经蜗杆2驱动蜗轮35转动如蜗轮35逆时针转动并轴向向上移动，蜗轮35的顶端如蜗轮中心套的顶端虽然与摩擦片产生摩擦，但电机驱动力远大于蜗轮中心套顶端与摩擦片的摩擦力，仍然与蜗轮35旋紧的中心轴4同向同步转动，并驱动与中心轴4同轴连接的螺母丝杆副中的丝杆转动以实现桌腿下降。电机不转时，若桌板超载向下压，由于中心轴4的下端与丝杆固连，由于丝杆下端轴向限位只能转动，所以中心轴4转动如中心轴4逆时针转动，带动蜗轮35轴向向上移动，蜗轮35的顶端如蜗轮中心套的顶端面16与摩擦片13顶死(丝杆转动力不足以克服蜗轮中心套顶端与摩擦片相互之间的摩擦力)而实现自锁。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：包括设在转动配合于变速箱壳内的蜗轮的中心孔的内螺纹，设在中心轴外圆周上并与中心孔的内螺纹旋合的外螺纹，中心轴上设有蜗轮被电机驱动而顺时针或逆时针转动时,与中心轴旋紧并带动中心轴同向同步转动的结构；变速箱壳上设有至少用于电机停转时中心轴转动并与蜗轮旋合而推动蜗轮向一个方向轴向移动时抵紧蜗轮顶端以实现自锁的摩擦片。

2.根据权利要求1所述的用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：与中心轴旋紧并带动中心轴同向同步转动的结构为，中心轴上设有蜗轮转动并向第一方向轴向移动时,对蜗轮轴向限位以使蜗轮与中心轴旋紧并带动中心轴同步顺时针转动的轴向限位结构。

3.根据权利要求2所述的用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：轴向限位结构为底端轴承的内圈和底端轴承的内圈底端的卡环，卡环嵌合在底端轴承的内圈底端的中心轴外圆周上的卡环槽内。

4.根据权利要求3所述的用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：变速箱壳呈水平向布置，第一方向为向下的方向。

5.根据权利要求1所述的用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：与中心轴旋紧并带动中心轴同向同步转动的结构为，中心轴上设有蜗轮转动并向第二方向轴向移动时,对蜗轮轴向限位以使蜗轮与中心轴旋紧并带动中心轴同步逆时针转动的轴向限位结构。

6.根据权利要求5所述的用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：变速箱壳呈水平向布置，第二方向为向上的方向。

7.根据权利要求1所述的用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：部分摩擦片固连在一摩擦环的底端内侧，所有摩擦片均固连在变速箱壳的端盖的中心孔内，所有摩擦片的底端面用于在电机驱动下与蜗轮的顶端面相互摩擦转动，或用在电机停转时因螺母丝杆副中的丝杆驱动而与蜗轮的顶端面抵紧以实现自锁。

8.根据权利要求3所述的用于线性驱动机构的单向自锁装置，其特征在于：蜗轮顶端面与摩擦片之间有第一间隙；蜗轮底端面与底端轴承的内圈的顶端面之间有第二间隙。

9.一种线性驱动机构，包括与电动升降桌的桌板固连并与驱动器壳固连的水平向的变速箱壳，驱动器壳内的驱动器的驱动轴与变速箱壳内的蜗杆同轴连接，与蜗杆啮合的蜗轮转动配合在变速箱壳内，蜗轮的中心轴的下端与电动升降桌的丝杆螺母副的丝杆的顶端同轴连接，并驱动丝杆转动以实现桌腿上升或下降，其特征在于：所述的蜗轮与变速箱壳上安装有权利要求1～8中任何一项所述的单向自锁装置。

10.根据权利要求9所述的线性驱动机构，其特征在于：蜗轮的中心套的上端与顶端轴承的内圈固连；蜗轮中心套的下端与中间轴承的内圈固连，蜗轮中心套的中间经连接环与蜗轮的齿轮环连接。

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