TWI503496B - 具有位置檢出機構的電動缸 - Google Patents

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TWI503496B TW102118164A TW102118164A TWI503496B TW I503496 B TWI503496 B TW I503496B TW 102118164 A TW102118164 A TW 102118164A TW 102118164 A TW102118164 A TW 102118164A TW I503496 B TWI503496 B TW I503496B
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Description

具有位置檢出機構的電動缸
本發明係有關一種電動缸,尤指一種具有位置檢出機構的電動缸。
將電動缸(Actuator)應用在電動病床、跑步機、輪椅等設備,以作為位置高低或仰角大小的調整變換,已是相當的常見和普遍;其中在對病患作急救處理時,具有快釋機構的電動缸,可對病床能作迅速的調整變換,以爭取最寶貴的黃金救援時間,本發明的研究則是以此為基礎進行創新改良。
習知的電動缸,主要包括一主體、一傳動機構及一快釋機構,主體包含一電動機及從電動機中心向外凸伸出的一蝸桿,而傳動機構包含一導螺桿及套接於導螺桿一端且與前述蝸桿囓合傳動的一蝸輪,快釋機構包括二圓筒聯接部件,其中的一圓筒聯接部件固接在導螺桿並跟隨轉動,另一圓筒聯接部件固接在蝸輪並跟隨轉動,在各圓筒聯接部件的對應端設有扭矩傳動元件,利用各圓筒聯接部件之間的離合,來使導螺桿和蝸輪一起傳動或脫離傳動。
然而,習知的電動缸,在實際使用上仍存在有下述之問題點,由於其結構複雜、元件繁多,不僅組合裝配不容易,且在元件的材料和加工等成本亦是所費不贄,因而大幅度的降低其使用性。另 其各圓筒聯接部件在離合時各扭矩傳動元件所處的位置並未作對應性的檢知,於是在進行下一次的嵌合時,常常會發生扭矩傳動元件對位不準確的情況,以令各扭矩傳動元件無法嵌入來進行傳動,並導致使用和操作上的極度不方便。
本發明之一目的,在於提供一種具有位置檢出機構的電動缸,其係藉由位置檢出機構的設置,在蝸輪構件和離合輪釋放脫離或嵌合連接的位置可被精確的控制。
為了達成上述之目的,本發明係提供一種具有位置檢出機構的電動缸,包括一主體、一傳動機構、一快釋機構及一位置檢出機構,該傳動機構安裝在該主體,該傳動機構包含一蝸輪構件及穿接該蝸輪構件的一導螺桿,該蝸輪構件具有複數的凸鍵;該快釋機構套設在該導螺桿且位於該蝸輪構件的一側邊,該快釋機構包含一離合輪,該離合輪和該蝸輪構件可相互軸向位移,該離合輪設有供各該凸鍵嵌合傳動或脫離傳動的複數鍵槽;該位置檢出機構包含一可變電阻、一驅動輪及一從動輪,該驅動輪套接在該導螺桿並跟隨旋轉,該從動輪連接該可變電阻且與該驅動輪囓合傳動;其中在該蝸輪構件和該離合輪釋放脫離時,將在該可變電阻形成一特定電阻值。
為了達成上述之目的,本發明係提供另一種具有位置檢出機構的電動缸,包括一主體、一傳動機構、一快釋機構及一位置檢出機構,該傳動機構安裝在該主體,該傳動機構包含一蝸輪構件及穿接該蝸輪構件的一導螺桿,該蝸輪構件具有複數的凸鍵;該快釋機構套設在該導螺桿且位於該蝸輪構件的一側邊,該快釋機構包 含一離合輪,該離合輪和該蝸輪構件可相互軸向位移,該離合輪設有供各該凸鍵嵌合傳動或脫離傳動的複數鍵槽;該位置檢出機構包含一可變電阻,該可變電阻具有受該導螺桿驅動而旋轉的一轉軸;其中在該蝸輪構件和該離合輪釋放脫離時,透過該轉軸的旋轉以在該可變電阻形成一特定電阻值。
本發明還具有以下功效,由於所使用的元件的減少,而可大幅度的降低成本。藉由可變電阻的轉軸受到導螺桿的驅動旋轉而產生的特定電阻值,利於蝸輪構件的各凸鍵可準確無誤的嵌入離合輪的各鍵槽而結合,如此可有效的克服習知技術的無法嵌入或對為不準確等不良情況。藉由位置檢出機構的設置,可提昇電動缸的操作容易度和使用的便利性。
<本發明>
10‧‧‧主體
11‧‧‧基座
12‧‧‧下殼座
13‧‧‧上殼座
14‧‧‧容腔
15‧‧‧電動機
16‧‧‧電機部件
161‧‧‧蝸桿
17‧‧‧外殼
20‧‧‧傳動機構
21‧‧‧蝸輪構件
211‧‧‧凸鍵
22‧‧‧導螺桿
221‧‧‧第一定位段
222‧‧‧第二定位段
23‧‧‧軸承
24‧‧‧伸縮管
241‧‧‧螺帽
30‧‧‧快釋機構
31‧‧‧固定輪
311‧‧‧定位孔
312‧‧‧止轉鍵
32‧‧‧離合輪
321‧‧‧鍵槽
322‧‧‧擋環
323‧‧‧槽溝
33‧‧‧彈性元件
34‧‧‧扳轉組件
35‧‧‧罩蓋
36‧‧‧旋動件
361‧‧‧撥動臂
37‧‧‧拉桿
371‧‧‧鉤部
40‧‧‧位置檢出機構
41‧‧‧可變電阻
411‧‧‧轉軸
42‧‧‧驅動輪
43‧‧‧從動輪
50‧‧‧外管
60‧‧‧後支座
第一圖係本發明電動缸的組合示意圖。
第二圖係本發明之各機構立體分解圖。
第三圖係本發明之蝸輪構件、快釋機構及檢出機構的立體分解圖。
第四圖係本發明之扳轉組件結合於主體和傳動機構的立體分解圖。
第五圖係本發明電動缸的組合剖視圖。
第六圖係本發明之扳轉組件未作動前的立體外觀圖。
第七圖係本發明之扳轉組件作動後的立體外觀圖。
第八圖係第七圖的剖視圖。
有關本發明之詳細說明及技術內容,配合圖式說明如下,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
請參照第一至五圖所示,本發明係提供一種具有位置檢出機構的電動缸,其主要包括一主體10、一傳動機構20、一快釋機構30及一位置檢出機構40。
主體10包含一基座11和一電動機15,基座11具有一下殼座12及對應下殼座12蓋合組接的一上殼座13,各殼座12、13大致皆呈一半圓筒狀,在上殼座13和下殼座12之間形成有一中空容腔14,且上殼座13和下殼座12是透過螺絲等螺固元件穿接螺固,在下殼座12和上殼座13的外部成型有相互對應的一對螺柱。
電動機15包含一電機部件16及供電機部件16容置的一外殼17(如第四圖所示),電機部件16的中心位置凸伸出一蝸桿161,在外殼17靠接基座11時恰令蝸桿161穿入基座10的容腔14內部。
傳動機構20包含一蝸輪構件21、一導螺桿22及一軸承23(如第二圖所示),蝸輪構件21在朝向快釋機構30的一端成型有多數凸鍵211。軸承23容置且固定在基座11的容腔14內部,導螺桿22的一端穿設在蝸輪構件21內並透過軸承23支承在基座11,導螺桿22具有一第一定位段221和一第二定位段222。
傳動機構20還包含一伸縮管24(如第四圖所示),此伸縮管24具有一螺帽241,用以與導螺桿22相互螺接傳動,此導螺桿22為一非自鎖性導螺桿,即當螺帽241受軸向推力或壓力的作用下,將令導螺桿22產生自由旋轉。
快釋機構30套設在導螺桿22且形成在蝸輪構件21的一側邊,此快釋機構30包含一固定輪31及套接在固定輪31的一離合輪32(如第三圖所示),固定輪31和離合輪32大致皆呈一圓筒狀,固定輪31具有一定位孔311,固定輪31以其定位孔311套接固定在導螺桿22的第一定位段221處,以使彼此一起轉動。在離合輪32內壁設有分別供前述各凸鍵216作選擇性嵌合的複數鍵槽321。另在固定輪31外周面間隔環繞有多數止轉鍵312,在離合輪32內壁設有供前述止轉鍵312嵌合的多數槽溝323,離合輪32可相對於固定輪31和蝸輪構件21作軸向位移,在離合輪32遠離固定輪31的端部成型有一擋環322。此外,亦可以固定輪31來替換離合輪32作設計,在蝸輪構件21沿著導螺桿22被推動移位時,將令蝸輪構件21和固定輪31產生脫離釋放(圖未示出)。
快釋機構30還包含一彈性元件33及一扳轉組件34,本實施例的彈性元件33為一螺旋壓縮彈簧,其套接在前述導螺桿22的外圍且彈性夾設在蝸輪構件21和離合輪32之間。扳轉組件34包含一罩蓋35、一旋動件36及一拉桿37(如第四圖所示),罩蓋35對應於前述外殼17罩蓋結合並且包覆基座11,旋動件36呈一U字型,此旋動件36透過螺栓等元件穿設樞接在前述各殼座12、13的螺柱,在旋動件36的開口端向內延伸有一對撥動臂361,此對撥動臂361是對應於前述離合輪32的擋環322配設。拉桿37穿接罩蓋35且一部分是位在罩蓋35內部另一部分則凸露出罩蓋35的外部,且拉桿37可相對於罩蓋35作軸向移動,拉桿37的一端具有一鉤部371,此鉤部371是對應於旋動件36的封閉端連接。
本實施例的位置檢出機構40包含一可變電阻41(VR,Variable Resistor)、一驅動輪42及一從動輪43,可變電阻41亦可稱為電位器(Potentiometer,Pot),其具有一轉軸411,其電阻值的變化和轉軸411的旋轉角度成線性關係,即是轉軸411每旋轉任何一角度可得到一對應電阻值,驅動輪42套接在導螺桿22的第二定位段222(如第二圖所示)以與一起旋轉,從動輪43連接在可變電阻41的轉軸411上作同步轉動,且從動輪43和驅動輪42相互囓合傳動。藉由前述各元件的組合,在導螺桿22受到蝸桿161驅動蝸輪構件21、離合輪32和固定輪31而一起旋轉時,將同時帶動驅動輪42旋轉,驅動輪42將驅使從動輪43轉動,並藉由從動輪43和轉軸411的共同旋轉,以在可變電阻41上得出各種不同的電阻值。
本發明的電動缸更包括一外管50及一後支座60,其中外管50套設在伸縮管24的外周緣,且其一端固定在外殼17和罩蓋35的端部,並利用導軌和槽溝的嵌合以使伸縮管24僅能相對於外管50作線性伸縮移動。後支座60穿接固定在基座11遠離外管50的一端,且部分區域是凸伸裸露出外殼17和罩蓋35的另一端。
參閱第六至八圖所示,第六圖為拉桿37尚未作動前的立體外觀圖,第七圖則是拉桿37作動後的立體外觀圖,使用時拉動拉桿37朝遠離後支座60的方向移動,拉桿37的鉤部371將驅使旋動件36產生旋動,旋動件36以樞接在各殼座12、13的各螺柱為旋轉中心,令撥動臂361推動離合輪32的擋環322,並使離合輪32朝接近蝸輪構件21的方向移動,蝸輪構件21的各凸鍵211與離合輪32的各鍵槽321將脫離扭矩傳送(如第八圖所示),此時蝸桿161和導螺桿22將不再繼續傳動,當導螺桿22不旋轉的同時,驅動輪42亦不再驅使從動輪43和可變電阻41的轉軸411轉動,藉由可變電阻41電性 連接一控制裝置(圖未示出),此控制裝置將蝸輪構件21和離合輪32釋放脫離時,轉軸411所旋轉的角度並對應於可變電阻41所得出的特定電阻值載入控制裝置的記憶體中。利用此特定電阻值得出蝸輪構件21的各凸鍵211與離合輪32的各鍵槽321的嵌合位置或釋放脫離位置,而能夠不發生掉失或錯誤的情況。
綜上所述,本發明之具有位置檢出機構的電動缸,確可達到預期之使用目的,而解決習知之缺失,又因極具新穎性及進步性,完全符合發明專利申請要件,爰依專利法提出申請,敬請詳查並賜准本案專利,以保障發明人之權利。
11‧‧‧基座
12‧‧‧下殼座
13‧‧‧上殼座
14‧‧‧容腔
20‧‧‧傳動機構
21‧‧‧蝸輪構件
211‧‧‧凸鍵
22‧‧‧導螺桿
221‧‧‧第一定位段
222‧‧‧第二定位段
23‧‧‧軸承
30‧‧‧快釋機構
31‧‧‧固定輪
311‧‧‧定位孔
312‧‧‧止轉鍵
32‧‧‧離合輪
321‧‧‧鍵槽
322‧‧‧擋環
323‧‧‧槽溝
33‧‧‧彈性元件
40‧‧‧位置檢出機構
41‧‧‧可變電阻
42‧‧‧驅動輪
43‧‧‧從動輪
60‧‧‧後支座

Claims (6)

  1. 一種具有位置檢出機構的電動缸,包括:一主體;一傳動機構,安裝在該主體,該傳動機構包含一蝸輪構件及穿接該蝸輪構件的一導螺桿,該蝸輪構件具有複數的凸鍵;一快釋機構,套設在該導螺桿且位於該蝸輪構件的前側,該快釋機構包含一離合輪,該離合輪和該蝸輪構件可相互軸向位移,該離合輪設有供各該凸鍵嵌合傳動或脫離傳動的複數鍵槽;以及一位置檢出機構,包含一可變電阻、一驅動輪及一從動輪,該驅動輪套接在該導螺桿且位於該蝸輪構件的後側並跟隨旋轉,該從動輪連接該可變電阻且與該驅動輪囓合傳動;其中在該蝸輪構件和該離合輪釋放脫離時,該蝸輪構件靜止不動,該離合輪和該驅動輪受到該導螺桿帶動而同步轉動,該從動輪則受該驅動輪驅動而在該可變電阻形成一特定電阻值。
  2. 如請求項1所述之具有位置檢出機構的電動缸,其中該導螺桿具有一第一定位段,該快釋機構更包含固接在該第一定位段的一固定輪,該固定輪穿接該離合輪且彼此可相互軸向移動。
  3. 如請求項2所述之具有位置檢出機構的電動缸,其中該導螺桿更具有一第二定位段,該驅動輪套接在該第二定位段,該可變電阻具有一轉軸,該從動輪連接該轉軸且同步轉動。
  4. 如請求項3所述之具有位置檢出機構的電動缸,其中該可變電阻的電阻值變化和該轉軸的旋轉角度成線性關係。
  5. 如請求項1所述之具有位置檢出機構的電動缸,其中該快釋機構還包含一彈性元件,該彈性元件套接在該導螺桿的外圍且彈性夾設在該蝸輪構件和該離合輪之間。
  6. 如請求項5所述之具有位置檢出機構的電動缸,其中該快釋機構還包含一扳轉組件,該扳轉組件包含一罩蓋、一旋動件及一拉桿,該罩蓋罩蓋該主體,該旋動件呈一U字型且樞接在該主體,該拉桿穿接該罩蓋且具有一鉤部,該鉤部對應於該旋動件的封閉端連接,該旋動件的開口端向內延伸有一對撥動臂,該對撥動臂對應於該離合輪作推移。
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