TWI635227B - 具有螺紋驅動件之四階伸縮致動器 - Google Patents

具有螺紋驅動件之四階伸縮致動器 Download PDF

Info

Publication number
TWI635227B
TWI635227B TW105109062A TW105109062A TWI635227B TW I635227 B TWI635227 B TW I635227B TW 105109062 A TW105109062 A TW 105109062A TW 105109062 A TW105109062 A TW 105109062A TW I635227 B TWI635227 B TW I635227B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
telescopic actuator
threaded
axial direction
ball
pair
Prior art date
Application number
TW105109062A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201702505A (zh
Inventor
托斯登 胡伯納
威漢 布魯納
Original Assignee
A 曼內斯曼機械廠股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A 曼內斯曼機械廠股份有限公司 filed Critical A 曼內斯曼機械廠股份有限公司
Publication of TW201702505A publication Critical patent/TW201702505A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI635227B publication Critical patent/TWI635227B/zh

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/2056Telescopic screws with at least three screw members in coaxial arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/2015Means specially adapted for stopping actuators in the end position; Position sensing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H2025/2062Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2081Parallel arrangement of drive motor to screw axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H2025/2062Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2096Arrangements for driving the actuator using endless flexible members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本發明係有關於一種用於實施線性運動之伸縮致動器(1),其中設有馬達(3),該馬達施加驅動轉矩於螺紋驅動件,以使得螺紋主軸可相對於螺紋螺母線性伸出或回縮,其特徵在於,該伸縮致動器(1)具有四個螺紋驅動件(K1,K2,K3,K4)且兩側沿軸向(A)伸出或回縮,其中總伸出行程(GA)由四個分伸出行程(GA1,GA2,GA3,GA4)組成。

Description

具有螺紋驅動件之四階伸縮致動器
本發明係有關於一種如請求項1前言之特徵所述的用於實施線性運動之伸縮致動器。
如吾人所知,先前技術使用致動器以實現各種機器零件之線性運動。例如先前技術中之習知液壓致動器或氣動致動器,其中活塞桿進出氣缸。
此外更有主軸驅動器形式之習知機電致動器,其中透過主軸或螺母之旋轉將驅動器之旋轉運動轉化為軸向運動。
若欲在精準的軸向調節方面達到較高之精度要求並能快速佔據軸向位移位置,則可使用具有滾珠螺紋驅動件之習知致動器。為此,該滾珠螺紋驅動件具有帶環繞式螺紋之滾珠螺紋主軸及滾珠螺紋螺母,其中滾珠螺紋螺母與滾珠螺紋主軸在裝入滾珠之情況下實現形狀配合嵌合。在螺母以抗旋方式被支承之情況下,若沿軸向固定之滾珠螺紋主軸發生旋轉,則螺母相對於滾珠螺紋主軸做軸向位移運動。其中,旋轉運動到軸向運動之轉化與螺紋導程相關。其優點在於,滾珠螺紋螺母與滾珠螺紋主軸間因裝入滾珠而摩擦極小,同時能達到精準的軸向定位。另外,滾珠螺紋驅動件幾乎無磨損。
由先前技術亦已知具有滾珠螺紋驅動件且可伸縮式伸出之線性 致動器,相關說明例如請參閱WO 98/43001 A1或DE 92 09 280 U1。
本發明之目的在於提供一種伸縮致動器,該伸縮致動器在回縮狀態下結構尺寸緊密,能提供較大之伸出行程,同時可在回縮或伸出過程中選擇性地精準調節任一操作位置。
本發明用以達成上述目的之解決方案為一種如請求項1中之特徵所述的伸縮致動器。
本發明之有益技術方案為各附屬項之主題。
本發明用於實施線性運動之伸縮致動器,其中設有馬達,該馬達施加驅動轉矩於滾珠螺紋驅動件,以使得滾珠螺紋主軸可相對於滾珠螺紋螺母線性伸出或回縮,其特徵在於,該伸縮致動器具有四個螺紋驅動件且兩側同時沿軸向伸出或回縮,其中總伸出行程由四個分伸出行程組成。
可使用具有螺紋主軸及螺紋螺母之傳統螺紋驅動件作為該螺紋驅動件。但尤佳使用滾珠螺紋驅動件及/或滾子螺紋驅動件(Rollengewindetrieb)。若使用滾珠螺紋驅動件,則將該四個螺紋驅動件中之至少一者構建為具有滾珠螺紋主軸及滾珠螺紋螺母且裝入滾珠之滾珠螺紋驅動件。作為替代或補充方案,可將至少一螺紋驅動件構建為滾子螺紋驅動件。在本發明範圍內亦可使用各種螺紋驅動件之混合形式,即,例如將滾珠螺紋驅動件與滾子螺紋驅動件配合使用,或者亦可將滾珠螺紋驅動件或滾子螺紋驅動件與傳統螺紋驅動件配合使用。
在下述說明及實施例中,藉由滾珠螺紋驅動件闡述發明構思。作為替代或補充方案,可使用滾子螺紋驅動件或傳統螺紋驅動件來構建該四階伸縮致動器。
因此,在本發明範圍內可如此構建伸縮致動器(亦稱線性致動 器),使其在完全伸出狀態下具有一軸向長度,該軸向長度大於等於完全回縮狀態下之軸向長度的2.5倍,特別是大於等於完全回縮狀態下之軸向長度的2.8倍,較佳大於等於完全回縮狀態下之軸向長度的2.9倍,尤佳大於等於完全回縮狀態下之軸向長度的3倍。意即,該伸縮致動器在完全回縮狀態下之結構形狀雖極為緊密,但仍能實現較大之伸出行程。舉例而言,若該伸縮致動器在完全回縮狀態下具有100cm之軸向長度,則根據本發明,透過實施線性運動可使該伸縮致動器伸出而達到大於等於300cm之軸向長度。伸出狀態下之長度至多限於回縮狀態下之長度的4倍。
其中,總伸出行程由該四個滾珠螺紋驅動件之四個分伸出行程組成。意即,每個滾珠螺紋驅動件皆具有伸出行程,將該四個伸出行程相加即得到該伸縮致動器之總伸出行程。根據本發明,其中可進一步透過分配滾珠螺紋主軸及滾珠螺紋螺母之螺紋導程來影響每個分伸出行程。在此情況下,藉由在伸出或回縮期間之不同操作位置上相對協調所有四個滾珠螺紋驅動件,可使得預先設計之伸縮致動器具有四個可同時伸出之滾珠螺紋驅動件。其優點尤其在於,拉出順序不受摩擦條件或各階之移動末端影響。
為使得該伸縮致動器可兩側沿軸向伸出,該四個滾珠螺紋驅動件成對劃分,從而形成第一對及第二對。在此情況下,該第一對於一側沿軸向伸出該伸縮致動器,且該第二對於該伸縮致動器之相對側同樣沿軸向伸出。驅動轉矩反轉時則為回縮運動。每對之兩個螺紋驅動件皆較佳具有相反之導程方向。意即,同一對中,其中一螺紋驅動件構建為左旋螺紋,另一螺紋驅動件則構建為右旋螺紋。
每對滾珠螺紋驅動件則又具有內側滾珠螺紋主軸及外側滾珠螺紋主軸,其中在回縮狀態下,該內側滾珠螺紋主軸特定言之以同心方式分別容置於該外側滾珠螺紋主軸中。在回縮狀態下,第一內側滾珠 螺紋驅動件對則又完全設於第二外側滾珠螺紋驅動件對內側。以徑向看,以凸出於軸向之徑向看,各滾珠螺紋驅動件係同心嵌套佈置,其中在回縮狀態下,沿軸向形成至少部分之嵌套。為使得每對滾珠螺紋驅動件同時實施伸出運動或回縮運動,每對之螺紋分佈皆以相反方向定向。如此一來,第一滾珠螺紋主軸之旋出運動同時引發與該第一滾珠螺紋主軸組對相連之第二螺紋主軸的旋出運動,反之亦然。
由此,各滾珠螺紋驅動件具有行程劃分,使得在任一操作階段實施伸出或回縮運動時,相互間之相對位置以及相對於該伸縮致動器之殼體的絕對位置是確定的。
尤其在旋轉方向上施加驅動轉矩之該馬達,其相對於該線性運動之軸向軸線平行偏移設置且透過輔助手段來傳遞轉矩,該輔助手段例如可為齒輪,或者亦可為三角皮帶或鏈傳動器。該馬達自身特別構建為電動馬達,且例如可為頻控三相交流馬達、三相交流伺服馬達或步進馬達。
此外,主動輪可旋轉地支承在該伸縮致動器之殼體中,特定言之,該主動輪藉由浮動軸承以具有旋轉自由度且軸向不可位移之方式進行支承。透過該輔助手段將驅動轉矩傳遞至該主動輪,其中該主動輪抗旋耦接下述套筒。由此,藉由施加能量於馬達,將轉矩傳遞至主動輪,並使伸縮致動器實施伸出運動或回縮運動。
為此,該第一滾珠螺紋驅動件之第一滾珠螺紋螺母在該殼體之末端上沿軸向不可位移地抗旋耦接該殼體。此時,若第一滾珠螺紋主軸實施旋轉運動,則該滾珠螺紋主軸相對旋出滾珠螺紋螺母或旋入滾珠螺紋螺母,因此實施該線性運動。
該第一滾珠螺紋主軸在其伸出端上沿軸向不可位移地抗旋耦接第二滾珠螺紋螺母。意即,第二滾珠螺紋主軸螺母(Kugelgewindespindelmutter)可相對於殼體移動,但不可位移地抗扭 耦接第一滾珠螺紋主軸之末端。在第二滾珠螺紋主軸螺母中受導引之第二滾珠螺紋主軸沿軸向不可位移地抗旋耦接在由該伸縮致動器驅動之支承點上。由此,第二滾珠螺紋主軸螺母之旋轉運動能取得以下效果:第二滾珠螺紋主軸螺母繞第二滾珠螺紋主軸旋轉,且其間基於螺紋導程而將該旋轉運動轉化為第二滾珠螺紋主軸之線性運動。在此情況下,第一滾珠螺紋驅動件與第二滾珠螺紋驅動件之螺紋導程協調將決定第一滾珠螺紋驅動件及第二滾珠螺紋驅動件以何比例伸出或縮回殼體以及以何比例相對運動。
為將驅動轉矩傳遞至第一滾珠螺紋主軸並使其實施旋轉運動,設有第一套筒,該套筒沿軸向不可位移地抗旋耦接該主動輪。該第一套筒包含具有軸向自由度之浮動軸承並且透過該浮動軸承耦接該第一滾珠螺紋主軸。此第一套筒特別構建為栓槽軸,且該栓槽軸之外側面上設有凹槽,栓槽轂,因此向內定向且耦接第一滾珠螺紋主軸之凸起以形狀配合方式嵌入該等凹槽。藉此將套筒之旋轉運動傳遞至栓槽轂,進而傳遞至第一滾珠螺紋主軸。而後,向內定向之凸起可在傳遞旋轉運動的同時在凹槽中軸向移動。
第三滾珠螺紋驅動件及第四滾珠螺紋驅動件在該伸縮致動器之相對側伸出。為此,第三滾珠螺紋螺母沿軸向不可位移地抗扭耦接該殼體。由此,第三滾珠螺紋主軸之旋轉運動致使第三滾珠螺紋主軸相對於第三滾珠螺紋裸露實施伸出運動或回縮運動。第四滾珠螺紋螺母不可位移地抗旋耦接於第三滾珠螺紋主軸之伸出端且包圍第四滾珠螺紋主軸。因此,第四滾珠螺紋螺母可相對於該殼體移動,但完全耦接第三滾珠螺紋主軸之末端。
第四滾珠螺紋主軸相對於第二支承點沿軸向不可位移地抗旋耦接,該第二支承點設於以軸向看與第一支承點相對的一側。由此,第四滾珠螺紋螺母之旋轉運動轉化為第四滾珠螺紋主軸之線性運動。藉 此,透過回縮與伸出使得第一及第二支承點在線性方向(Linearrichtung)上做相向運動或相揹運動。
此時,為將驅動轉矩傳遞至第三滾珠螺紋主軸,該第三滾珠螺紋主軸抗旋耦接第二套筒。其中,該第二套筒則又抗旋耦接主動輪且包含具有軸向自由度之浮動軸承,從而使得第三滾珠螺紋主軸之旋轉運動被轉化,但第三滾珠螺紋主軸相對於第二套筒可軸向位移地被支承,因而伸出殼體或縮回殼體。其中,該第二套筒以徑向看同心支承於第一套筒中。在軸向上,第一套筒及第二套筒之長度與藉由該套筒被驅動之滾珠螺紋主軸的伸出行程相關。
特定言之,該殼體自身以抗旋方式被支承。以軸向看,以下為可行:該殼體既可沿軸向以自身可移動之方式被支承,亦可沿軸向以位置固定之方式被支承,使得在實施回縮或伸出運動時,第一支承點透過第二滾珠螺紋主軸之伸出側末端相對於殼體之軸向固定支承而移動,並且第二支承點透過第四滾珠螺紋主軸之伸出側末端相對於殼體之軸向固定支承而移動。
鑒於該等滾珠螺紋驅動件具有有利的摩擦條件,此等滾珠螺紋驅動件即便在升角極小之情況下亦不會自鎖。因此,在本發明範圍內進一步設置如下:制動裝置在達到期望之伸出長度後發揮鎖止作用以避免意外的軸向位移。
此外,在本發明範圍內可進一步透過例如驅動馬達之旋轉編碼器進行間接測距以測定位置,作為替代方案,亦可透過軸向測距(例如鋼絲繩感測器)以測定相應之伸出位置。例如可設置測量系統以測定總伸出行程,亦可使用兩個分測量系統來相對測定第一對及第二對各自的伸出。
另外,在本發明範圍可進一步以滾子螺紋驅動件代替荷載力最小之滾珠螺紋驅動件。此點尤指第四內側滾珠螺紋驅動件。
本發明進一步之優點、特徵、特性及態樣為下述說明之描述對象。較佳實施方式由示意性圖式示出。此等圖式用以使本發明更易理解。
1‧‧‧伸縮致動器
2‧‧‧殼體
3‧‧‧馬達
4‧‧‧旋轉軸
5‧‧‧中心縱軸
6‧‧‧皮帶
7‧‧‧主動輪
8‧‧‧第一套筒
9‧‧‧滾動軸承
10‧‧‧凹部
11‧‧‧扣環
12‧‧‧第二套筒
13‧‧‧作為第一滾珠螺紋螺母之螺紋螺母
14‧‧‧2之末端
15‧‧‧作為第一滾珠螺紋主軸之螺紋主軸
16‧‧‧栓槽轂
17‧‧‧8之凹槽
18‧‧‧16之凸起
19‧‧‧第一支承點
20‧‧‧15之軸承側末端
21‧‧‧作為第二滾珠螺紋螺母之螺紋螺母
22‧‧‧作為第二滾珠螺紋主軸之螺紋主軸
23‧‧‧作為第三滾珠螺紋螺母之螺紋螺母
24‧‧‧2之蓋體
25‧‧‧作為第三滾珠螺紋主軸之螺紋主軸
26‧‧‧第二栓槽轂
27‧‧‧26之凸起
28‧‧‧12之凹槽
29‧‧‧25之外側末端
30‧‧‧作為第四滾珠螺紋螺母之螺紋螺母
31‧‧‧作為第四滾珠螺紋主軸之螺紋主軸
32‧‧‧第二支承點
33‧‧‧軸承
A‧‧‧軸向
G1‧‧‧K1之分伸出行程
G2‧‧‧K2之分伸出行程
G3‧‧‧K3之分伸出行程
G4‧‧‧K4之分伸出行程
GA1‧‧‧伸出行程
GA2‧‧‧伸出行程
LG‧‧‧伸出狀態下之總長
LE‧‧‧回縮狀態下之總長
K1‧‧‧作為第一滾珠螺紋驅動件之螺紋驅動件
K2‧‧‧作為第二滾珠螺紋驅動件之螺紋驅動件
K3‧‧‧作為第三滾珠螺紋驅動件之螺紋驅動件
K4‧‧‧作為第四滾珠螺紋驅動件之螺紋驅動件
R‧‧‧徑向
圖1為處於完全伸出狀態之伸縮致動器;及圖2為處於完全回縮狀態之伸縮致動器。
相同或相似部件在圖式中使用相同符號且不予重複說明以求簡潔明瞭。
圖1及圖2示出本發明之伸縮致動器1,其在圖1所示之情形下處於完全伸出狀態,在圖2所示之情形下處於完全回縮狀態。為此,伸縮致動器1具有外殼體2,其中在殼體2上以抗扭方式設有馬達3形式之驅動器。為此,馬達3自身具有旋轉軸4,該旋轉軸相對於下述滾珠螺紋傳動件(Kugelgewindegetriebe)之中心縱軸5平行偏移設置。為將馬達3之驅動轉矩傳遞至滾珠螺紋驅動件,該馬達透過皮帶6耦接主動輪7。藉此,馬達3之旋轉運動透過皮帶6被傳遞至主動輪7,並且使主動輪7實施旋轉運動。
此外,以下方案可行但未詳細示出:透過齒輪級或直接驅動器而非透過皮帶實現旋轉運動。若採用直接驅動器,則該直接驅動器直接設於殼體2周圍。
主動輪7自身採用複合式設計,此點尤其歸因於各種滾珠螺紋驅動件之安裝或組裝。主動輪7抗扭耦接第一套筒8,其中第一套筒8則又透過滾動軸承9可旋轉地支承在殼體2中。為此,滾動軸承9沿軸向A嵌設於殼體2之凹部10中且以扣環11鎖定。由此,套筒8以及主動輪7及滾動軸承9皆沿軸向A位置固定且具有旋轉自由度地支承於中心縱軸5周圍。
此外,在第一套筒8中同心設有第二套筒12,該套筒同樣抗旋耦接主動輪7。因此,主動輪7之旋轉運動同樣能引發第二套筒12之旋轉運動。
此時,為將主動輪7之旋轉運動轉化為沿軸向A之軸向運動,設有第一滾珠螺紋螺母13,該滾珠螺紋螺母沿軸向A不可位移地抗旋耦接殼體2之末端14。第一滾珠螺紋主軸15在內側末端上以形狀配合方式不可位移地抗扭耦接栓槽轂16。此時,若第一套筒8實施繞中心縱軸5之旋轉運動,栓槽轂16上則形成沿徑向R向內定向之凸起18,該凸起以形狀配合方式嵌入第一套筒8之凹槽17。透過此形狀配合嵌合傳遞旋轉運動,其中此形狀配合嵌合同時沿軸向A構建為浮動軸承,從而能引發沿軸向A之位移。由此,透過第一滾珠螺紋螺母13之旋轉運動,第一滾珠螺紋主軸15在伸出運動時旋出滾珠螺紋螺母13而沿軸向A到達第一支承點19,或者在反向旋轉運動時旋入殼體2。
第二滾珠螺紋螺母21不可位移地抗旋支承在第一滾珠螺紋主軸15之軸承側末端20上。因此,當第一滾珠螺紋主軸15實施旋轉運動時,第二滾珠螺紋螺母21亦發生旋轉,其中第一滾珠螺紋主軸15之軸承側末端20的軸向位移亦能引發第二滾珠螺紋螺母21之軸向位移。
第二滾珠螺紋主軸22不可位移地抗旋連接在第一支承點19上。由此,透過第二滾珠螺紋螺母21之旋轉運動,第二滾珠螺紋主軸22朝第一支承點19方向旋出殼體2且亦旋出第一滾珠螺紋主軸15,或者在反向旋轉運動時旋入殼體2。此點係基於第一滾珠螺紋驅動件K1與第二滾珠螺紋驅動件K2之螺紋線方向相反而實現。由此,第一支承點19相對於殼體2沿軸向A位移。在本發明範圍內,以下方案可行但圖1中未示出:使用具有鋼絲繩之測量系統,該測量系統在第一支承點19及第四滾珠螺紋主軸31上測量支承點19與第四滾珠螺紋主軸31間之伸出行程,以便測量並顯示總位移。
如圖2所示,第一滾珠螺紋驅動件及第二滾珠螺紋驅動件形成外側第二對,其中第一滾珠螺紋主軸15包圍第一套筒8外側,並且第二滾珠螺紋主軸22以徑向R看設於第一與第二套筒8、12間。
在沿軸向A之相對側上,第三滾珠螺紋螺母23不可位移地抗旋耦接殼體2,在此具體係耦接殼體2之蓋體24。第三滾珠螺紋主軸25抗旋耦接第二栓槽轂26,該栓槽轂具有向外定向之凸起27,該等凸起仍以形狀配合方式嵌入第二套筒12之內凹槽28,使得繞中心縱軸5之旋轉運動被傳遞,同時形成浮動軸承形式之軸向可位移性。藉此,透過主動輪7被施加於第二套筒12之旋轉運動被傳遞至第三滾珠螺紋主軸25,因此該滾珠螺紋主軸相對於第三滾珠螺紋螺母23沿軸向A伸出殼體2。
在第三滾珠螺紋主軸25之外側末端29上設有第四滾珠螺紋螺母30。第四滾珠螺紋螺母30不可位移地抗旋耦接第三滾珠螺紋主軸25之末端29。因此,第三滾珠螺紋主軸25之末端29的伸出亦能引發第四滾珠螺紋螺母30之軸向位移。
第四滾珠螺紋主軸31仍不可位移地抗旋耦接在第二支承點32上,其中第二支承點32以軸向A看與第一支承點19相對佈置。由此,第四滾珠螺紋螺母30之旋轉運動能引發第四滾珠螺紋主軸31相對於第四滾珠螺紋螺母30之回縮及伸出運動。如此一來,第四滾珠螺紋主軸31伸出第三滾珠螺紋主軸25,且亦伸出殼體2。第三滾珠螺紋驅動件K3與第四滾珠螺紋驅動件K4之螺紋線方向相反。
如回縮狀態下之視圖所示,第四滾珠螺紋主軸31以徑向看同心支承於第一滾珠螺紋15中,並且第三滾珠螺紋主軸25縮回第二套筒12。
此外更設有軸承33,藉由該軸承可將殼體2固定於底座、機身或其他物體上。此軸承33經構建而能確保相對於該線性致動器之中心縱 軸5的抗扭效果,且要麼沿軸向A位置固定,要麼沿軸向A自身亦可位移。在第一種情形下,可使第一支承點19及第二支承點32自殼體2之絕對位置沿軸向位移。若軸承33被構建為自身可軸向位移,則可藉由伸縮致動器1使第一支承點19及第二支承點32相對會合或分離,此點例如可在工作平台之剪刀式驅動器(Scherenantrieb)上實現。
此外,在圖1及圖2中更示出伸出狀態下之總長LG及回縮狀態下之總長LE。另外,圖1更示出總伸出行程,由於伸縮致動器1係兩側伸出,該總伸出行程由GA1+GA2組成。伸出行程GA1及GA2則又由各滾珠螺紋驅動件K1、K2、K3、K4之分伸出行程G1至G4組成。

Claims (20)

  1. 一種用於實施線性運動之伸縮致動器(1),其中設有馬達(3),該馬達施加驅動轉矩於螺紋驅動件,以使得螺紋主軸可相對於螺紋螺母線性伸出或回縮,其特徵在於,該伸縮致動器(1)具有四個螺紋驅動件(K1,K2,K3,K4)且兩側沿軸向(A)伸出或回縮,其中總伸出行程(GA)由四個分伸出行程(GA1,GA2,GA3,GA4)組成;至少一螺紋驅動件構建為具有滾珠螺紋主軸(15,22,25,31)及滾珠螺紋螺母(13,21,23,30)之滾珠螺紋驅動件(K1,K2,K3,K4),及/或,至少一螺紋驅動件構建為具有滾子螺紋主軸及滾子螺紋螺母之滾子螺紋驅動件。
  2. 如請求項1之伸縮致動器,其特徵在於,該完全伸出之伸縮致動器(1)的軸向長度(G)大於等於該完全回縮之伸縮致動器(1)之軸向長度(LE)的2.5倍。
  3. 如請求項2之伸縮致動器,其特徵在於,該完全伸出之伸縮致動器(1)的軸向長度(G)大於等於該完全回縮之伸縮致動器(1)之軸向長度(LE)的2.8倍。
  4. 如請求項3之伸縮致動器,其特徵在於,該完全伸出之伸縮致動器(1)的軸向長度(G)大於等於該完全回縮之伸縮致動器(1)之軸向長度(LE)的2.9倍。
  5. 如請求項4之伸縮致動器,其特徵在於,該完全伸出之伸縮致動器(1)的軸向長度(G)大於等於該完全回縮之伸縮致動器(1)之軸向長度(LE)的3倍。
  6. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,該總伸出行程在伸出運動期間之劃分取決於每個螺紋驅動件(K1,K2,K3,K4)之導程及/或每個螺紋驅動件(K1,K2,K3,K4)之導程方向。
  7. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,該四個螺紋驅動件(K1,K2,K3,K4)成對劃分,其中第一對可於一側伸出該伸縮致動器(1),且第二對可於該伸縮致動器(1)之相對側伸出,其中每對之兩個螺紋驅動件的導程方向較佳相反定向。
  8. 如請求項7之伸縮致動器,其特徵在於,每對皆具有內側螺紋主軸及外側螺紋主軸,其中較佳該第一對設於該第二對內側。
  9. 如請求項7之伸縮致動器,其特徵在於,該驅動轉矩被施加於該內側第一對,且同時被施加於該外側第二對。
  10. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,設有外殼體(2),在該殼體上,用於該外側第一對之外側第一螺紋驅動件(K1)的第一螺紋螺母(13)沿軸向(A)不可位移地抗旋耦接該殼體(2)。
  11. 如請求項10之伸縮致動器,其特徵在於,第二螺紋螺母(21)沿軸向(A)不可位移地抗旋耦接該第一螺紋主軸(15),其中該外側第二對之第二內側螺紋主軸(22)沿軸向(A)不可位移地抗旋耦接第一待位移之支承點(19)。
  12. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,該內側對之第三外側螺紋主軸(25)的第三螺紋螺母(23)沿軸向(A)不可位移地抗旋耦接該殼體(2)。
  13. 如請求項12之伸縮致動器,其特徵在於,第四螺紋螺母(30)沿軸向(A)不可位移地抗扭耦接該第三螺紋主軸(25)之軸向側末端(29)。
  14. 如請求項13之伸縮致動器,其特徵在於,第四螺紋主軸(31)沿軸向(A)不可位移地抗旋耦接第二支承點(32),其中該第二支承點(32)設於沿軸向(A)與該第一支承點(19)相對的一側。
  15. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,設有第一套筒(8),該套筒抗扭耦接主動輪(7)且可旋轉地支承在該殼體(2)中,其中該第一對可縮回該第一套筒(8),並且該第一套筒(8)透過具有軸向自由度之浮動軸承抗旋耦接該第二對,尤其耦接該第一螺紋主軸(15)。
  16. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,該第一套筒(8)之旋轉運動引發該第一螺紋主軸(15)之旋轉運動,使得該第一螺紋主軸(15)軸向可相對於該第一螺紋螺母(13)伸出或回縮,並且基於該第一螺紋主軸(15)耦接該第二螺紋螺母(21),該第二螺紋主軸(25)軸向可相對於該第一螺紋主軸(15)回縮或伸出。
  17. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,設有第二套筒(12),該套筒抗旋耦接主動輪(7)且可旋轉地支承在該殼體(2)中,其中該第一對可縮回該第二套筒(12),並且該第二套筒(12)包含具有軸向自由度之浮動軸承且抗旋耦接該第三螺紋主軸(25)。
  18. 如請求項17之伸縮致動器,其特徵在於,該第二套筒(12)之旋轉運動引發該第三螺紋主軸(25)之旋轉運動,使得該第三螺紋主軸(25)沿軸向(A)可伸出或回縮,並且該第四螺紋主軸(31)可相對於該第三滾珠螺紋主軸(25)伸出或回縮。
  19. 如請求項17之伸縮致動器,其特徵在於,當該伸縮致動器(1)回縮時,該第二螺紋主軸(22)以徑向(R)看設於該第一套筒(8)與該第二套筒(12)間。
  20. 如請求項1至5中任一項之伸縮致動器,其特徵在於,設有測量系統,藉由該測量系統對該伸出行程進行位置測定,該測量系統特別是鋼絲繩測量系統。
TW105109062A 2015-03-25 2016-03-23 具有螺紋驅動件之四階伸縮致動器 TWI635227B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??102015104484.6 2015-03-25
DE102015104484.6A DE102015104484B4 (de) 2015-03-25 2015-03-25 Vierstufiger Teleskopaktor mit Gewindetrieb

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201702505A TW201702505A (zh) 2017-01-16
TWI635227B true TWI635227B (zh) 2018-09-11

Family

ID=55759425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105109062A TWI635227B (zh) 2015-03-25 2016-03-23 具有螺紋驅動件之四階伸縮致動器

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10527141B2 (zh)
EP (1) EP3274611B1 (zh)
JP (1) JP6576464B2 (zh)
KR (1) KR102068398B1 (zh)
CN (1) CN107407384B (zh)
DE (1) DE102015104484B4 (zh)
DK (1) DK3274611T3 (zh)
ES (1) ES2854277T3 (zh)
IL (1) IL254570B (zh)
RU (1) RU2680234C1 (zh)
SG (1) SG11201707828QA (zh)
TW (1) TWI635227B (zh)
WO (1) WO2016150434A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI686548B (zh) * 2018-12-07 2020-03-01 國家中山科學研究院 液壓線性致動器

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3028717B1 (fr) * 2014-11-25 2017-03-31 Pellenc Sa Outil electroportatif a transmission protegee.
CN106641157B (zh) * 2017-02-15 2023-11-17 广州弥优机床有限公司 一种螺旋传动式新型关节减速机
US10583917B2 (en) * 2017-05-18 2020-03-10 Goodrich Corporation Electromechanical actuator disconnect
US10738867B1 (en) * 2017-06-22 2020-08-11 K12 Defense Consultants, LLC Actuator for security gates
DE102018106789A1 (de) * 2018-03-22 2019-09-26 Dewertokin Gmbh Elektromotorischer Möbelantrieb
CN108662109A (zh) * 2018-05-28 2018-10-16 浙江捷昌线性驱动科技股份有限公司 一种升降立柱
DE102018114813A1 (de) 2018-06-20 2019-12-24 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Elektromechanischer Aktuator
GB2580104B (en) * 2018-12-21 2021-04-28 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Device for tensioning a connecting element
CN109812556A (zh) * 2019-01-31 2019-05-28 宁波海仕凯驱动科技有限公司 一种传动总成及升降立柱
JP2020146196A (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 株式会社ジェイテクト 寝台揺動用アタッチメント、及び寝台揺動装置
KR102305253B1 (ko) * 2019-09-09 2021-09-27 주식회사 엠앤씨코리아 도로교통 표시장치
DE102020117447B3 (de) * 2020-07-02 2021-04-29 Thyssenkrupp Ag Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
TWI738524B (zh) * 2020-09-24 2021-09-01 上瑞鋒有限公司 連動式升降桅桿及其系統
CN114759726A (zh) * 2022-04-02 2022-07-15 深圳大学 一种基于螺杆伸缩推杆的伸缩方法
CN117856523B (zh) * 2024-03-07 2024-05-07 吉林大学 一种紧凑型一体化伸缩旋转电动缸

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2655634A1 (fr) * 1989-12-07 1991-06-14 Lombard Xavier Verin a lanterne a tiges creuses telescopiques et son utilisation.
US5035094A (en) * 1990-03-26 1991-07-30 Legare David J Nested extension/retraction structure and method of fabrication
US20090016814A1 (en) * 2007-07-14 2009-01-15 Fu-Yuan Cheng Connecting Device for an Actuator

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1748948A (en) * 1927-11-04 1930-03-04 Schloemann Ag Ingot-pushing device
US2818743A (en) * 1954-05-10 1958-01-07 Reeves Instrument Corp Motion transforming apparatus
US3404580A (en) * 1967-04-18 1968-10-08 Sargent Industries Ball screw actuator
JPS55171746U (zh) 1979-05-30 1980-12-09
US4594824A (en) * 1982-03-29 1986-06-17 Over-Lowe Company, Inc. Telescoping tower for floodlighting equipment and the like
SE443428B (sv) * 1983-04-25 1986-02-24 Ingemar Svensson Teleskopisk lengdforenderlig paverkningsanordning
SU1471019A1 (ru) * 1983-05-17 1989-04-07 Предприятие П/Я В-8061 Винтова передача
US4542383A (en) * 1983-05-23 1985-09-17 National Industries, Inc. Replaceable motor operated antenna
DE3910814A1 (de) * 1989-04-04 1990-10-11 Hasenclever Maschf Sms Schraubgetriebene linearhubeinheit
JPH03111196A (ja) * 1989-09-27 1991-05-10 Fanuc Ltd 産業用ロボットの伸縮軸作動機構
US5069081A (en) * 1990-01-16 1991-12-03 Nippon Thompson Co., Ltd. Multi-mode splined ball screw assembly
US5218375A (en) * 1991-11-15 1993-06-08 Antenna Products Corporation Rapidly extendible and retractable antenna mast
DE9209280U1 (zh) 1992-07-10 1992-09-10 Manfred Holzer, Kugelgewindespindeln, Gmbh, 7600 Offenburg, De
DE19711773C2 (de) 1997-03-21 1999-07-29 Hueller Hille Gmbh Teleskopvorschubeinheit
DE10018742B4 (de) * 2000-04-15 2004-09-16 OKIN Gesellschaft für Antriebstechnik mbH & Co. KG Vorrichtung zum Verstellen von relativ zueinander beweglichen Teilen
DE10018811B4 (de) * 2000-04-15 2011-06-01 Suspa Holding Gmbh Längen-Verstell-Vorrichtung
AU6008601A (en) * 2000-05-22 2001-12-03 Ideassociates Ltd Telescopically moving structure
RU2208541C1 (ru) * 2001-12-27 2003-07-20 Игнатов Сергей Васильевич Крыло многофункционального сверхлегкого летательного аппарата
US6761387B2 (en) * 2002-08-26 2004-07-13 Glenn Sloss Motorized lift assembly for racks used with flat bed trucks and trailers
US7225694B2 (en) * 2003-03-03 2007-06-05 Lockheed Martin Corporation Telescopic actuator
KR20070021633A (ko) 2004-08-20 2007-02-23 쉐플러 카게 볼 스크루
US7712389B2 (en) * 2006-05-16 2010-05-11 T-Motion Technology Co., Ltd. Lifting device having parallel double screw rods
US20080028878A1 (en) * 2006-08-07 2008-02-07 Chia-Jung Wang Lifting Device having Double Screw Rods
EP1911612A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-16 Industria Auxiliar Alavesa, S.A. (Inauxa) Suspension arm for a motor vehicle wheel suspension
CN200993214Y (zh) * 2006-11-20 2007-12-19 曾凡 多级螺旋同步传动升降装置
CN201547198U (zh) * 2009-11-18 2010-08-11 新疆特变(集团)有限公司 一种可伸缩的丝杠传动装置
CN102278439A (zh) * 2010-06-08 2011-12-14 朱豪东 一种伸缩式机械结构
DE102012102298B4 (de) * 2012-03-19 2015-10-29 Logicdata Electronic & Software Entwicklungs Gmbh Linearaktuator und höhenverstellbarer Tisch
GB201220885D0 (en) * 2012-11-20 2013-01-02 Airbus Operations Ltd An improved deployment mechanism

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2655634A1 (fr) * 1989-12-07 1991-06-14 Lombard Xavier Verin a lanterne a tiges creuses telescopiques et son utilisation.
US5035094A (en) * 1990-03-26 1991-07-30 Legare David J Nested extension/retraction structure and method of fabrication
US20090016814A1 (en) * 2007-07-14 2009-01-15 Fu-Yuan Cheng Connecting Device for an Actuator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI686548B (zh) * 2018-12-07 2020-03-01 國家中山科學研究院 液壓線性致動器

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015104484B4 (de) 2016-12-22
TW201702505A (zh) 2017-01-16
CN107407384A (zh) 2017-11-28
JP6576464B2 (ja) 2019-09-18
US20180058554A1 (en) 2018-03-01
US10527141B2 (en) 2020-01-07
EP3274611B1 (de) 2020-12-02
DE102015104484A1 (de) 2016-09-29
KR20170126473A (ko) 2017-11-17
SG11201707828QA (en) 2017-10-30
WO2016150434A2 (de) 2016-09-29
KR102068398B1 (ko) 2020-01-20
DK3274611T3 (da) 2021-02-22
CN107407384B (zh) 2019-09-13
IL254570B (en) 2021-09-30
JP2018511754A (ja) 2018-04-26
IL254570A0 (en) 2017-11-30
ES2854277T3 (es) 2021-09-21
WO2016150434A3 (de) 2016-11-10
RU2680234C1 (ru) 2019-02-18
EP3274611A2 (de) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI635227B (zh) 具有螺紋驅動件之四階伸縮致動器
US9021903B2 (en) Linear actuator
CN202746527U (zh) 一种采用串联式行星滚柱丝杠副的折返式直线机电作动器
US3422696A (en) Double ball nut and screw actuator
CA3019698A1 (en) Linear actuator
CN206021103U (zh) 扭矩加载装置
US11884389B2 (en) Wing for an aircraft
CN202851859U (zh) 中空式行星滚柱丝杠副
US20060196293A1 (en) Adjusting device
CN109695682A (zh) 一种机电作动器
US10751847B2 (en) Drive unit
CN111271424B (zh) 带有卫星滚柱螺杆机构的致动机构
CN113172597B (zh) 一种线绳驱动机构
RU2735979C1 (ru) Линейный электропривод
EP2949967B1 (en) Mechanism for reciprocating linear motion for a medical device
CN106523459A (zh) 液压缸
CN107120403B (zh) 一种双向滑动调节自锁式滚珠丝杆
EP3237761A1 (en) Actuator with central torque member
RU2610794C2 (ru) Устройство для преобразования вращательного движения в поступательное на основе роликовинтовой передачи
WO2016078687A1 (en) Screw nut assembly
WO2011110993A1 (en) Sun-tracker device
SU770775A1 (ru) Стационарный винтоверт с двум ступен ми завинчивани
CN108916335A (zh) 纳米级差速摩擦传动作动器
UA123312U (uk) Пневмоциліндр двосторонньої дії з поворотним штоком
ITUB20152649A1 (it) Pistone elettrico