CN218546416U - 一种高频直线往复运动驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高频直线往复运动驱动机构，包括驱动外罩，以及安装在驱动外罩内的电机，电机通过安装在其前端的电机连接件与驱动外罩相连，电机的输出轴端部通过活塞组件安装有弹性件，活塞组件与电机连接件之间安装有套在输出轴上的弹簧。本实用新型能够有效地降低电机的负载压力，同时减少电机发热及能量损耗的情况，保证电机的工作效率及使用时间。
Description
技术领域
本实用新型属于疲劳试验装置技术领域，具体涉及一种高频直线往复运动驱动机构。
背景技术
心血管植入物如人工瓣膜、心脏支架等在投入使用前，需要对其使用寿命进行评估，而疲劳试验机的体外测试就是一种重要的评估手段。
现有的疲劳试验机是通过驱动机构的直线往复运动，使试验机内的试验液体形成一个类似于人体内的血液环境，以实现对试验机内心血管植入物的疲劳试验。现有的疲劳试验机所采用的驱动机构，大多数采用伺服电机单独驱动软活塞或波纹管硬连接的设计，此类设计不仅存在噪音大、结构不稳定的问题，而且会增加伺服电机的负载压力，使其发热、能量损耗严重，直接影响伺服电机工作效率及使用时间。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种高频直线往复运动驱动机构，以解决电机负载压力大的问题。
本实用新型的一种高频直线往复运动驱动机构是这样实现的：
一种高频直线往复运动驱动机构，包括驱动外罩，以及安装在所述驱动外罩内的电机，所述电机通过安装在其前端的电机连接件与所述驱动外罩相连，所述电机的输出轴端部通过活塞组件安装有弹性件，所述活塞组件与所述电机连接件之间安装有套在所述输出轴上的弹簧。
进一步的，所述驱动外罩包括外壳，以及安装在所述外壳前端的连接板，所述电机通过电机连接件与所述连接板相连。
进一步的，所述活塞组件包括固定在所述输出轴端部的活塞、与所述活塞配合夹持住所述弹性件的活塞帽，以及用于固定所述活塞与所述活塞帽的活塞螺帽。
进一步的，所述弹性件为波纹管，所述波纹管的外端开口与所述连接板的中心孔相对；
所述活塞的活塞杆穿过所述波纹管的后端面并与位于所述波纹管内的活塞帽配合，所述活塞螺帽装配在所述活塞的活塞杆端部实现所述活塞与所述活塞帽的固定。
进一步的，所述波纹管的外端边缘装配在所述电机连接件与所述连接板之间的嵌槽内；
所述波纹管为橡胶波纹管。
进一步的，所述弹性件为弹性隔膜，所述弹性隔膜的与所述连接板的中心孔相对设置；
所述活塞的活塞杆穿过所述弹性隔膜并与位于弹性隔膜前侧的活塞帽配合，所述活塞螺帽安装在所述活塞的活塞杆端部实现所述活塞与所述活塞帽的固定。
进一步的，所述弹性隔膜的外边缘装配在所述电机连接件与所述连接板之间的嵌槽内；
所述弹性隔膜为橡胶隔膜或硅胶隔膜。
进一步的，所述活塞与所述输出轴采用螺纹配合连接。
进一步的，所述电机为音圈电机。
进一步的，所述驱动外罩内安装有位于所述电机后侧的风扇。
采用了上述技术方案后，本实用新型具有的有益效果为：
(1)本实用新型通过弹簧的设置，使其能够起到储蓄能量的软连接作用，具有良好缓冲效果的同时还可以实现调谐共频，将电机的直线往复运动轨迹及时、精确地响应到弹性件上，噪音小，并有效地降低了电机的负载压力，减少电机发热及能量损耗的情况，保证电机的工作效率及使用时间；
(2)本实用新型中的弹性件通过活塞组件进行固定，可以有效地提高弹性件安装的牢固性，避免其在跟随电机动作时脱落的问题，使整个驱动机构的结构更加稳定。
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是本实用新型实施例1的高频直线往复运动驱动机构的结构图；
图2是本实用新型实施例1的高频直线往复运动驱动机构的分解图；
图3是本实用新型实施例1的高频直线往复运动驱动机构的轴向剖面图；
图4是本实用新型实施例2的高频直线往复运动驱动机构的轴向剖面图；
图中：电机1，输出轴2，弹簧3，外壳4，连接板5，连接螺栓Ⅰ6，活塞7，活塞帽8，活塞螺帽9，波纹管10，凸环11，环形凸台12，连接螺栓Ⅱ13，电机连接套14，连接螺栓Ⅲ15，中间连接套16，风扇17，弹性隔膜18。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种高频直线往复运动驱动机构，包括驱动外罩，以及安装在驱动外罩内的电机1，电机1通过安装在其前端的电机连接件与驱动外罩相连，电机1的输出轴2端部通过活塞组件安装有弹性件，活塞组件与电机连接件之间安装有套在输出轴2上的弹簧3。
为了方便将电机1装配的疲劳试验机上，驱动外罩包括外壳4，以及安装在外壳4前端的连接板5，电机1通过电机连接件与连接板5相连。
具体的，连接板5通过连接螺栓Ⅰ6固定在外壳4的前端开口处，连接板5的中心孔处连通疲劳试验机的内部，直接与疲劳试验机内部的试验介质接触，从而对试验介质提供动力。
电机1的输出轴2穿过电机连接件的中心孔与连接板5的中心孔相对，以便于将电机1的驱动力传递给疲劳试验机内的试验介质。
现有弹性件一般采用嵌装的方式与电机1的输出轴2进行安装连接，在其与电机1长时间配合动作之后，极易出现弹性件脱落的情况，因此本申请采用的活塞组件来实现对弹性件的固定，能够有效地保证弹性件安装的稳定性。
具体的，活塞组件包括固定在输出轴2端部的活塞7、与活塞7配合夹持住弹性件的活塞帽8，以及用于固定活塞7与活塞帽8的活塞螺帽9。
在本实施例中，弹性件为波纹管10，波纹管10的外端开口与连接板5的中心孔相对。
电机1将其直线往复运动的动作经波纹管10传递给试验介质，使疲劳试验机内的试验介质形成一个类似于人体血液循环的环境状态，从而实现对心血管植入物的疲劳试验。
为了能够将波纹管10与电机1的输出轴2稳定连接，活塞7的活塞杆穿过波纹管10的后端面并与位于波纹管10内的活塞帽8配合，活塞螺帽9装配在活塞7的活塞杆端部实现活塞7与活塞帽8的固定。
具体的，波纹管10为前端开口、后端封闭的结构，活塞7安装在输出轴2的端部，而活塞帽8位于波纹管10内并隔着波纹管10的后端面与活塞7相对，活塞7的活塞杆向前并依次穿过波纹管10的后端面以及活塞帽8，继而通过活塞螺帽9与活塞杆螺纹连接，以实现活塞7与活塞帽8的固定，从而将波纹管10稳定地与电机1的输出轴2相连。
优选的，为了保证活塞螺帽9与活塞帽8之间的密封性，两者之间安装有O型密封圈。
电机1在工作时，其输出轴2在其轴向做直线往复运动，而为了防止弹簧3与输出轴2之间产生磨损，避免影响输出轴2以及弹簧3的使用寿命，电机连接件的中心孔的前端外围设置有凸环11，而活塞7的后侧面上设置有环形凸台12，弹簧3的一端套在凸环11上，而另一端则装配在环形凸台12上，从而使弹簧3与输出轴2之间留有空隙，且能够防止弹簧3在其径向随意晃动，保证其蓄能作用。
为了实现波纹管10外端的固定，波纹管10的外端边缘装配在电机连接件与连接板5之间的嵌槽内。
在本实施例中，由于波纹管10的轴向长度相较于传统的弹性隔膜18较长，因此电机连接件包括电机1通过连接螺栓Ⅱ13配合的电机连接套14，以及通过连接螺栓Ⅲ15装配在电机连接套14外侧的中间连接套16。
其中，波纹管10位于中间连接套16内，则相应地用于安装弹簧3的凸环11则位于电机连接套14的中心孔外侧。
而中间连接套16的前端内壁上设置有嵌槽，而波纹管10的前端边缘装配在嵌槽内，以实现对波纹管10前端的固定。
为了方便活塞组件与输出轴2的拆装，活塞7与输出轴2采用螺纹配合连接。
现有的疲劳试验机中，一般采用金属波纹管10，而金属波纹管10由于其自身的结构设计，在往复运动过程中应力集中点太过于密集，一旦超出其自身耐疲劳的界点，应力集中的部位就会率先发生断裂或者变形，使其使用寿命过短，同时还伴有金属污染的风险。因此在本实施例中，波纹管10为橡胶波纹管。
橡胶波纹管具有较好的延伸性和抗腐蚀的物理性能，其使用寿命能够得到保证，并且在使用时并不会产生金属污染。
传统的疲劳试验机一般采用伺服电机1，而在本实施例中，电机1为音圈电机。
音圈电机具有结构简单、体积小、高速、高加速响应快等特性。
电机1在工作时会产生热量，为了能够对电机1进行及时散热，保证其正常运行，驱动外罩内安装有位于电机1后侧的风扇17。
具体的，外壳4的后端设置有散热窗口，而风扇17安装在散热窗口的内侧，以实现与电机1的高效散热。
在对心血管植入物进行疲劳试验时，将心血管植入物放置在疲劳试验机内，驱动机构则装配在疲劳试验机上，使波纹管10内腔与疲劳试验机内部连通，及波纹管10内充满试验介质。电机1通电，其输出轴2做有规律的往复直线运动，由于弹簧3的储蓄能量作用，能在电机1运行过程中减少其负载压力，且波纹管10通过活塞组件与输出轴2连接，使电机1的运动轨迹能够及时、快速地响应到波纹管10上，推动波纹管10内的试验介质。当电机1、弹簧3及波纹管10实现调谐共振，整个驱动机构将会达到高频直线往复运动，为疲劳试验机提供一个稳定的驱动系统。
实施例2
如图4所示，在实施例1的基础上，本实施例还提供了一种高频直线往复运动驱动机构，其结构与实施例1大致相同，不同之处在于，弹性件为弹性隔膜18，弹性隔膜18的与连接板5的中心孔相对设置。
为了实现对弹性隔膜18的固定，活塞7的活塞杆穿过弹性隔膜18并与位于弹性隔膜18前侧的活塞帽8配合，活塞螺帽9安装在活塞7的活塞杆端部实现活塞7与活塞帽8的固定。
具体的，活塞7和活塞帽8分别位于弹性隔膜18的两侧，从而将弹性隔膜18夹持在两者之间，活塞7的活塞杆依次穿过弹性隔膜18和活塞帽8，从而利用活塞螺帽9将两者连接，以实现对弹性隔膜18与输出轴2的稳定连接。
为了实现弹性隔膜18外边缘的固定，弹性隔膜18的外边缘装配在电机连接件与连接板5之间的嵌槽内。
由于弹性隔膜18为片状结构，因此在本实施例中电机连接件仅包括电机连接套14，电机连接套14的外端内壁设置有嵌槽，而弹性隔膜18的外边缘固定在嵌槽内。
电机1在工作过程中，弹性隔膜18的变形部分为活塞组件外圈、嵌槽内侧的部分。
为了保证弹性隔膜18的延展性和弹性，弹性隔膜18为橡胶隔膜或硅胶隔膜。
在本实施例中，其工作过程与实施例1相似，在将驱动机构装配至疲劳试验机上后，试验介质处于弹性隔膜18背离电机1的一侧，电机1运动轨迹会影响到弹性隔膜18上，从而对试验介质提供驱动力。而当电机1、弹簧3及弹性隔膜18实现调谐共振，整个驱动机构将会达到高频直线往复运动，为疲劳试验机提供一个稳定的驱动系统。
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 (10)
1.一种高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，包括驱动外罩，以及安装在所述驱动外罩内的电机(1)，所述电机(1)通过安装在其前端的电机连接件与所述驱动外罩相连，所述电机(1)的输出轴(2)端部通过活塞组件安装有弹性件，所述活塞组件与所述电机连接件之间安装有套在所述输出轴(2)上的弹簧(3)。
2.根据权利要求1所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述驱动外罩包括外壳(4)，以及安装在所述外壳(4)前端的连接板(5)，所述电机(1)通过电机连接件与所述连接板(5)相连。
3.根据权利要求2所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述活塞组件包括固定在所述输出轴(2)端部的活塞(7)、与所述活塞(7)配合夹持住所述弹性件的活塞帽(8)，以及用于固定所述活塞(7)与所述活塞帽(8)的活塞螺帽(9)。
4.根据权利要求3所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述弹性件为波纹管(10)，所述波纹管(10)的外端开口与所述连接板(5)的中心孔相对；
所述活塞(7)的活塞杆穿过所述波纹管(10)的后端面并与位于所述波纹管(10)内的活塞帽(8)配合，所述活塞螺帽(9)装配在所述活塞(7)的活塞杆端部实现所述活塞(7)与所述活塞帽(8)的固定。
5.根据权利要求4所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述波纹管(10)的外端边缘装配在所述电机连接件与所述连接板(5)之间的嵌槽内；
所述波纹管(10)为橡胶波纹管。
6.根据权利要求3所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述弹性件为弹性隔膜(18)，所述弹性隔膜(18)的与所述连接板(5)的中心孔相对设置；
所述活塞(7)的活塞杆穿过所述弹性隔膜(18)并与位于弹性隔膜(18)前侧的活塞帽(8)配合，所述活塞螺帽(9)安装在所述活塞(7)的活塞杆端部实现所述活塞(7)与所述活塞帽(8)的固定。
7.根据权利要求6所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述弹性隔膜(18)的外边缘装配在所述电机连接件与所述连接板(5)之间的嵌槽内；
所述弹性隔膜(18)为橡胶隔膜或硅胶隔膜。
8.根据权利要求3所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述活塞(7)与所述输出轴(2)采用螺纹配合连接。
9.根据权利要求1所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述电机(1)为音圈电机。
10.根据权利要求1所述的高频直线往复运动驱动机构，其特征在于，所述驱动外罩内安装有位于所述电机(1)后侧的风扇(17)。
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