TWM582549U - Linear actuator with buffer mechanism - Google Patents

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TWM582549U
TWM582549U TW108202908U TW108202908U TWM582549U TW M582549 U TWM582549 U TW M582549U TW 108202908 U TW108202908 U TW 108202908U TW 108202908 U TW108202908 U TW 108202908U TW M582549 U TWM582549 U TW M582549U
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吳周欣
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第一傳動科技股份有限公司
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Abstract

本新型係為一種具有緩衝機制的線性致動器，包括致動本體、快釋機構及緩衝構件，致動本體包括殼座、連接殼座的外管及穿接外管的伸縮管；快釋機構安裝在致動本體；緩衝構件配置在外管的一側邊，緩衝構件的一端連接外管或殼座，緩衝構件的另一端則連接伸縮管。藉此，可降低伸縮管在快速縮回時的衝擊力。

Description

具有緩衝機制的線性致動器
本新型係關於一種線性致動器技術領域，尤指一種具有緩衝機制的線性致動器。
按，線性致動器(Linear Actuator)被安裝在電動病床、跑步機或輪椅等各方面，以做為仰角大小或位置高低的調整變換，已是相當的廣泛和被大眾所接受。
線性致動器主要包括一馬達、一傳動機構及一快釋機構，馬達具有一蝸桿，而傳動機構包含一導螺桿及套接於導螺桿且與前述蝸桿相互囓合傳動的一蝸輪，係由馬達驅動蝸桿旋轉，進而帶動蝸輪以及螺桿旋轉，使得線性致動器的內管得以伸長或縮短，而達到調整仰角大小或位置高低之目的。其中線性致動器在電動病床應用上，為了應付緊急狀況的發生而加裝一快速釋放機構，透過快釋機構來對致動器的內管緊急縮回，如此可使病床能夠達成迅速的調整變換，以爭取最寶貴的黃金救援時間。
如中國專利公告號CN206904094U揭露了一種電動推桿快速釋放裝置，快速釋放裝置設置在減速箱與導螺桿之間，在需要推桿能夠快速釋放時，只需從外部拉動觸發拉桿，即可實現聯軸作用斷開達到快速釋放。
另，台灣專利公告號TWM275836亦揭露一種病床致動器之快釋結構，係於導螺桿與蝸輪間設有一壓制桿，在進行快速釋放時，可藉由掣動壓制桿以扳掣蝸輪與導螺桿分離，使導螺桿於無阻力狀態下，該伸縮桿可快速旋轉降下。
又，中國專利公告號CN100552263C亦揭露一種線性致動器，其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杆並跟隨轉動，另一圓筒連接部件固接在蝸輪並跟隨轉動，在各圓筒連接部件的對應端設有扭矩傳動元件，利用各圓筒連接部件之間的離合，來使導螺杆和蝸輪一起傳動或脫離傳動。
但在快速釋放的過程中，由於病床的特定部位是快速的向下墜落，其所產生的衝擊極易造成病人遭受到二次傷害，因此如何在快速的下墜停止前提供一緩衝機制，則為本新型所要研究的主要課題。
再者，台灣專利公告號TWM539858揭露一種調整式輕力升降型掀床，係於床板底部安裝有氣壓棒，當床板下降閉合時，床板利用床墊重量下降，藉由氣壓棒提供緩衝，全程使床板緩慢下降閉合於床座上。
然而，習知的氣壓棒結合於病床的應用，是在病床的一處加裝一氣壓棒來提供緩衝功能，傳統的氣壓棒安裝方式是安裝於病床的床架用以提供緩衝。如此一來病床除了安裝致動器外還須另外安裝氣壓棒，不僅使得安裝工序變得繁瑣，也將使病床結構變得複雜且連帶也使製造成本增加。
本新型之一目的，在於提供一種具有緩衝機制的線性致動器，其係透過緩衝構件的設置，可降低伸縮管在快速縮回時的衝擊力。
為了達成上述之目的，本新型提供一種具有緩衝機制的線性致動器，係安裝於一護理床，所述護理床具有一第一端、一第二端及位於所述第一端和所述第二端之間的一床架，所述床架設有一可調節部，該線性致動器包括一致動本體、一快釋機構及一緩衝構件，該致動本體包括一殼座、一驅動機構及一傳動機構，該驅動機構設置於該殼座內，該傳動機構包含連接該殼座的一外管及穿接該外管的一伸縮管，該驅動機構驅動該傳動機構以使該伸縮管能夠相對於該外管做伸縮移動；該快釋機構安裝在該致動本體，且其包括一定位輪及一離合輪，該離合輪的一側設置有複數容鍵槽，該定位輪的外周緣設置有複數凸鍵，各該凸鍵係可嵌入各該容鍵槽中，從而使該離合輪可操作性地對應於該定位輪產生分離或咬合；該緩衝構件配置在該外管的一側邊，且該緩衝構件的一端連接該外管，另一端則連接該伸縮管。
為了達成上述之目的，本新型提供一種具有緩衝機制的線性致動器，包括一致動本體、一快釋機構及一緩衝構件，該致動本體包括一殼座、連接該殼座的一外管及穿接該外管且能夠相對於該外管移動的一伸縮管；該快釋機構安裝在該致動本體；該緩衝構件配置在該外管的一側邊，該緩衝構件的一端連接該殼座，另一端則連接該伸縮管。
本新型還具有以下功效，通過緩衝構結合致動器，在組裝病床時無須將緩衝構件與致動器分開組裝，不僅簡化了組裝工序，且病床結構變得簡單，從而降低了成本支出。
有關本新型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，並非用來對本新型加以限制者。
請參閱圖1至圖8所示，本新型係提供一種具有緩衝機制的線性致動器1，其主要包括一致動本體10、一快釋機構30及一緩衝構件50。
致動本體10主要包括一殼座11、一驅動機構及一傳動機構。
殼座11主要包括一下殼體111及一上殼體112，上殼體112和下殼體111皆以塑膠材料所製成，其中下殼體111由一圓管段及自圓管段之一端延伸成型的一半殼罩所構成，圓管段遠離半殼罩的一端為封閉狀，上殼體112亦為一半殼罩，以與下殼體111的半殼罩相互對應罩合，並在下殼體111和上殼體112之間可以透過螺絲等螺固元件予以結合。
本實施例的驅動機構為一電動機12，其是安裝在下殼體11的圓管段內部，且其具有一蝸桿121，此電動機12可透過內部的磁極、線圈和電流等的運作，從而令蝸桿121可產生正、反方向的旋轉。
本實施例的傳動機構主要包括一導螺桿13、一外管14及一伸縮管15，其中導螺桿13是透過一前軸承16和一後軸承17的套接，而使導螺桿13的後段支承在下殼體111內部(見於圖5和圖6所示)，導螺桿13的其餘部分則凸伸出殼座11的外部，並在前軸承16後側的導螺桿13上套接有對應於前述蝸桿121並且相互囓合的一蝸輪18，其中本實施例的導螺桿13為一非自鎖性導螺桿，即是當伸縮管15被限制而不能產生旋轉時，在伸縮管15受軸向推力或壓力的作用下，將使導螺桿13能夠相對於伸縮管15做自由旋轉，從而以令伸縮管15可產生線性位移。
外管14為一中空體，其是沿著導螺桿13的外周緣套設，且外管14的一端是被下殼體111和上殼體112所包覆固定。
在伸縮管15的端部連接有一螺帽151，其中伸縮管15是套設在導螺桿13的外周緣，並且以螺帽151與前述的導螺桿13相互螺接傳動，其中螺帽151的外周緣設有外管14相互嵌合的槽溝和擋塊(圖未示出)，從而使螺帽151和伸縮管15僅能夠在外管14內部做線性移動，而不能夠做旋轉運動。
快釋機構30主要包括一定位輪31及一離合輪32，定位輪31和離合輪32大致皆呈一圓筒體，並且在離合輪32的一側設置有複數容鍵槽321，在定位輪31的外周緣設置有複數凸鍵311；同理，各凸鍵和各容鍵槽亦可在定位輪和離合輪之間互換設置。各凸鍵311係可嵌入各容鍵槽321中，從而使離合輪32可操作性地對應於定位輪31產生分離或咬合。
其中定位輪31是套接在導螺桿13上並且固定，從而使定位輪31能夠跟隨導螺桿13做旋轉，離合輪32透過一導引元件33套接在導螺桿13並且形成在定位輪31的一側邊，離合輪32是可以在導引元件33上做可操作性地的軸向移動。
導螺桿13係受到電動機12的蝸桿121與蝸輪18的囓合所驅動，其中在離合輪32和定位輪31咬合時，定位輪31和離合輪32是一起受到導螺桿13傳動而旋轉；在離合輪32和定位輪31分離時，導螺桿13係受伸縮管15的推力而自由旋轉。
進一步地，本實施例的快釋機構30還包括一止擋兼推移組件34，其主要包括一盤體341及一扭力彈簧345，在盤體341的底面連接有一凸柱342，並於盤體341的頂面設置有複數間隔塊343；扭力彈簧345設置在盤體341的中心位置，且扭力彈簧345具有一第一扭臂346和一第二扭臂347，第一扭臂346的端部是固定在前述上殼體112(如圖8所示)，第二扭臂347是配置在任二間隔塊343之間(如圖7所示)。
進一步地，本實施例的快釋機構30還包括一扳拉組件35，此扳拉組件35主要包含一扳柄351、一連桿352和一拉線353(見於圖9)，扳柄351的一端是樞接在上殼體112外部並且透過一螺栓354穿設以與連桿352的一端連接，連桿352的另一端連接在盤體341上，拉線353則連接在扳柄351的另一端。另在上殼體112對應扳柄351樞接處的一側設有一頂抵塊113，用以提供扳柄351的做頂抵移動。
本實施例的緩衝構件50為一氣壓缸，其具有一筒體51及穿接筒體51的一桿體52，此緩衝構件50是配置在外管14外部的一側邊，且筒體51遠離桿體52的一端是透過一套環53固定在外管14上，桿體52遠離筒體51的一端是透過一連接組件55連接在伸縮管15。
進一步地，在外管14鄰近殼座11的一端設有一定位槽141，套環53嵌設在定位槽141內，並且透過一螺栓54穿設筒體51的端部及緊束套環53而固定。同理，筒體51亦可通過焊接方式固定在外管14上。
進一步地，在伸縮管15暴露出外管14的一端開設有一穿孔151，連接組件55包括一長條體551及一固定柱553，長條體551是連接在前述桿體52的端部且在長條體541開設有一槽道552，固定柱553的一端是穿設固定在伸縮管15的穿孔151中，且固定柱553的另一端則容置在前述槽道552中。其中槽道552的長度大於固定柱553之另一端的外徑，以在固定柱553與槽道552的內壁間形成一間隔，藉以避免固定柱553對長條體551的直接衝擊。
進一步地，本新型具有緩衝機制的線性致動器1更包括一後支座70和一前支座75，後支座70是套設在後軸承17的後側並被上殼體112和下殼體111所包夾固定，前支座75是套接在伸縮管15遠離螺帽151的端部。
請參閱圖5和圖6所示，在常態下，凸柱342是嵌設在離合輪32的凹槽中，扭力彈簧345的第一扭臂346固定在前述上殼體112(如圖8所示)，第二扭臂347是對應於間隔塊343做彈性抵推，是以在盤體341受到扭力彈簧345的彈性作用力下，將使凸柱342對離合輪32產生止擋作用，並令離合輪32和定位輪31保持在咬合狀態。
請參閱圖9及圖19所示，前述線性致動器1係可安裝在一護理床9上，其中護理床9具有一第一端91、一第二端92及位於第一端91和第二端92之間的一床架93，床架93上設有一可調節部94，使用時是將後支座70固定在床架93，前支座75則連接可調節部94，利用電動機12的蝸桿121旋轉來驅使蝸輪18轉動，並以蝸輪18帶動導螺桿13旋轉，由於伸縮管15受到外管14所拘限，因此在導螺桿13旋轉的過程中，伸縮管15將相對於導螺桿13產生軸向的線性移動，進而令電動病床的前段產生仰起的動作，同時透過固定柱553帶動桿體52朝著遠離筒體51的方向做線性移動。
請參閱圖10至圖14所示，當病患在急救過程中必須以平躺方式來進行電擊等動作時，拉動拉線353將令扳柄351產生旋動，透過扳柄351的旋動來帶動連桿352致動盤體341做旋動，並利用盤體341的旋動來帶動凸柱342將離合輪32朝著遠離定位輪31的方向移動，從而使離合輪32和定位輪31產生脫離釋放(如圖12和圖13所示)。透過病患的自身重量或醫護人員對電動病床的前段施加壓力，伸縮管15在承受前述的作用力後，將以螺帽151來驅動導螺桿13產生快速的旋轉，並且縮入外管14內部，透過此緩衝構件50的設置，在伸縮管15縮入外管14的過程中，可以吸收伸縮管15在快速下降時的衝擊力，從而可降低對病患所造成的傷害，並可提昇使用者的使用舒適感。
其中緩衝構件50的緩衝力是可以調整的。換句話說，藉由調整緩衝構件50所使用的氣壓缸內部氣體量，在快速釋放初期不提供緩衝力，可調節部94可全速進行快速釋放，在床架93的可調節部94趨近於水平時由緩衝構件50提供緩衝力，以減少吸收伸縮管15在快速下降時的衝擊力，一方面達到快速釋放之目的，另一 方面不會因為緩衝構件50所提供的緩衝力而拉長快速釋放的時間。
請參閱圖15所示，本新型具有緩衝機制的線性致動器，除了可以如上述實施例外，亦可如本實施例之型態，本實施例具有緩衝機制的線性致動器1A，在致動本體10、快釋機構30和緩衝構件50大致皆與前述實施例相同。惟，緩衝構件50之筒體51的一端是透過一螺栓54樞接在殼座11的下殼體111上，如此亦具有前述實施例的等同效果。
同理，也可用焊接方式將筒體51的一端固定於殼座11的下殼體111上，以取代螺栓54的固定方式。
請參閱圖16至圖18所示，本實施例的線性致動器1B與前述各實施例的差異在於:外管14的側邊延伸有一導引管142及一連接座143，且緩衝構件50具有一端頭50A，並在端頭50A開設有一扣孔50B，本實施例的導引管142的剖斷面呈一「C」字狀，其是提供給前述的緩衝構件50做容置，在連接座143裝設有一彈扣組件144，連接座143設有一剖槽1431及與剖槽1431相通的一連通孔1432，彈扣組件144主要包括一鎖固件1441、一彈性體1442及一穿扣件1443，穿扣件1443是容設在連通孔1432且暴露於剖槽1431中，並在暴露於剖槽1431中的端部設有一導移斜面1444，彈性體1442則被夾持在鎖固件1441和穿扣件1443之間。
安裝時是將緩衝構件50裝入導引管141的內部時，可透過緩衝構件50的端頭50A對應於導移斜面1444做推壓，從而使穿扣件1443被埋入連通孔1432內，並在端頭50A的扣孔50B對正於穿扣件1443的位置時，即能透過彈性體1442對穿扣件1443所產生的彈性作用力，而使穿扣件1443穿入扣孔50B而達成快速安裝。
綜上所述，本新型之具有緩衝機制的線性致動器，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，完全符合新型專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障新型創作人之權利。
1、1A、1B‧‧‧具有緩衝機制的線性致動器
10‧‧‧致動本體
11‧‧‧殼座
111‧‧‧下殼體
112‧‧‧上殼體
113‧‧‧頂抵塊
12‧‧‧電動機
121‧‧‧蝸桿
13‧‧‧導螺桿
14‧‧‧外管
141‧‧‧定位槽
142‧‧‧導引管
143‧‧‧連接座
1431‧‧‧剖槽
1432‧‧‧連通孔
144‧‧‧彈扣組件
1441‧‧‧鎖固件
1442‧‧‧彈性體
1443‧‧‧穿扣件
1444‧‧‧導移斜面
15‧‧‧伸縮管
151‧‧‧螺帽
152‧‧‧穿孔
16‧‧‧前軸承
17‧‧‧後軸承
18‧‧‧蝸輪
30‧‧‧快釋機構
31‧‧‧定位輪
311‧‧‧凸鍵
32‧‧‧離合輪
321‧‧‧容鍵槽
33‧‧‧導引元件
34‧‧‧止擋兼推移組件
341‧‧‧盤體
342‧‧‧凸柱
343‧‧‧間隔塊
345‧‧‧扭力彈簧
346‧‧‧第一扭臂
347‧‧‧第二扭臂
35‧‧‧扳拉組件
351‧‧‧扳柄
352‧‧‧連桿
353‧‧‧拉線
354‧‧‧螺栓
50‧‧‧緩衝構件
51‧‧‧筒體
52‧‧‧桿體
53‧‧‧套環
54‧‧‧螺栓
55‧‧‧連接組件
551‧‧‧長條體
552‧‧‧槽道
553‧‧‧固定柱
50A‧‧‧端頭
50B‧‧‧扣孔
70‧‧‧後支座
75‧‧‧前支座
9‧‧‧護理床
91‧‧‧第一端
92‧‧‧第二端
93‧‧‧床架
94‧‧‧可調節部
圖1係本新型線性致動器的組合外觀圖。
圖2係本新型線性致動器之另一視角組合外觀圖。
圖3係本新型之緩衝構件和致動本體的立體分解圖。
圖4係本新型線性致動器之部分區域組合放大圖。
圖5係本新型之快釋機構和致動本體的組合配置圖。
圖6係圖5之部分元件的組合剖視圖。
圖7係本新型之上殼體、制動組件和連桿的立體分解圖。
圖8係本新型之上殼體、制動組件和連桿的組合示意圖。
圖9係本新型之伸縮管和緩衝構件的桿體移出後的使用狀態圖。
圖10係本新型之拉線被致動後的使用狀態圖。
圖11係本新型之扳拉組件和制動組件被致動後的使用狀態圖。
圖12係圖11之制動組件和離合輪的使用狀態圖。
圖13係圖12之部分元件的組合剖視圖。
圖14係本新型之伸縮管和緩衝構件的桿體移入後的使用狀態圖。
圖15係本新型線性致動器之另一實施例的組合外觀圖。
圖16係本新型線性致動器之又一實施例的立體分解圖。
圖17係本新型線性致動器之又一實施例的組合外觀圖。
圖18係本新型線性致動器之又一實施例的局部剖視圖。
圖19係本新型線性致動器應用於護理床的組合示意圖。

Claims (20)

  1. 一種具有緩衝機制的線性致動器，係安裝於一護理床，所述護理床具有一第一端、一第二端及位於所述第一端和所述第二端之間的一床架，所述床架設有一可調節部，該線性致動器包括:
    一致動本體，包括一殼座、一驅動機構及一傳動機構，該驅動機構設置於該殼座內，該傳動機構包含連接該殼座的一外管及穿接該外管的一伸縮管，該驅動機構驅動該傳動機構以使該伸縮管能夠相對於該外管做伸縮移動；
    一快釋機構，安裝在該致動本體，該快釋機構包括一定位輪及一離合輪，該離合輪的一側設置有複數容鍵槽，該定位輪的外周緣設置有複數凸鍵，各該凸鍵係可嵌入各該容鍵槽中，從而使該離合輪可操作性地對應於該定位輪產生分離或咬合；以及
    一緩衝構件，配置在該外管的一側邊，該緩衝構件的一端連接該外管，另一端則連接該伸縮管。
  2. 如請求項1所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該緩衝構件係配置在該外管的外部，且該緩衝構件具有一筒體及穿接該筒體的一桿體，該筒體遠離該桿體的一端係固定在該外管，該桿體遠離該筒體的一端係連接在該伸縮管。
  3. 如請求項2所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該筒體係透過一套環固定在該外管，該桿體係透過一連接組件連接在該伸縮管。
  4. 如請求項3所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該外管鄰近該殼座的一端設有一定位槽，該套環嵌設在該定位槽內，並且透過一螺栓穿設該筒體的端部及緊束該套環而固定。
  5. 如請求項3所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該連接組件包括一長條體及一固定柱，該長條體係連接在該桿體的端部，該伸縮管設有一穿孔，該固定柱的一端係穿設且固定在該穿孔中。
  6. 如請求項5所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該長條體開設有一槽道，該固定柱的另一端則容置在該槽道中，且該槽道的長度大於該固定柱的該另一端外徑。
  7. 如請求項2所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該筒體係透過一焊接固定在該外管，該桿體係透過一連接組件連接在該伸縮管。
  8. 如請求項1所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該傳動機構還包括一導螺桿，該伸縮管具有一螺帽，該導螺桿的一端透過一前軸承和一後軸承的套接並支承在該殼座內，該導螺桿的另一端則延伸進入該外管內部以與該螺帽螺接傳動。
  9. 如請求項8所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該定位輪係套接在該導螺桿並且固定，從而使該定位輪能夠跟隨該導螺桿做旋轉，該離合輪透過一導引元件套接在該導螺桿並且形成在該定位輪的一側邊，該離合輪係能夠在該導引元件上移動，從而使該離合輪能夠相對於該定位輪產生分離或咬合。
  10. 如請求項9所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該快釋機構還包括一止擋兼推移組件，該止擋兼推移組件包括一盤體及一扭力彈簧，該盤體連接有一凸柱及設置有複數間隔塊，該扭力彈簧設置在該盤體上，該扭力彈簧具有一第一扭臂和一第二扭臂，該第一扭臂的端部是固定在該殼座，該第二扭臂係配置在任二該間隔塊之間。
  11. 如請求項10所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該快釋機構還包括一扳拉組件，該扳拉組件包含一扳柄、一連桿和一拉線，該扳柄的一端係樞接在該殼座外部並且透過一螺栓穿設以與該連桿的一端連接，該連桿的另一端連接在該盤體上，該拉線則連接在該扳柄的另一端。
  12. 如請求項1所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該緩衝構件為一氣壓缸。
  13. 如請求項1述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該外管延伸有一導引管及一連接座，該緩衝構件係容置在該導引管內，且該緩衝構件的一端係透過一彈扣組件固定在該連接座。
  14. 如請求項13述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該緩衝構件具有一端頭，該端頭設有一扣孔，該連接座設有一剖槽及與該剖槽相通的一連通孔，該端頭容置在該剖槽中，該彈扣組件包括容設在該連通孔並且暴露於該剖槽的一穿扣件，該穿扣件係對應於該扣孔穿接。
  15. 如請求項14述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該彈扣組件還包括一鎖固件及一彈性體，該彈性體係容置在該連通孔中且被彈性夾持在該鎖固件和該穿扣件之間。
  16. 如請求項14述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該穿扣件在暴露於該剖槽中的端部設有一導移斜面。
  17. 一種具有緩衝機制的線性致動器，包括:
    一致動本體，包括一殼座、連接該殼座的一外管及穿接該外管且能夠相對於該外管移動的一伸縮管；
    一快釋機構，安裝在該致動本體；以及
    一緩衝構件，配置在該外管的一側邊，該緩衝構件的一端連接該殼座，該緩衝構件的另一端則連接該伸縮管。
  18. 如請求項17述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該緩衝構件係配置在該外管的外部，且該緩衝構件具有一筒體及穿接該筒體的一桿體，該筒體遠離該桿體的一端係透過一螺栓固定在該殼座，該桿體遠離該筒體的一端係連接在該伸縮管。
  19. 如請求項18所述之具有緩衝機制的線性致動器，該桿體係透過一連接組件連接在該伸縮管，該連接組件包括一長條體及一固定柱，該長條體係連接在該桿體的端部，該伸縮管設有一穿孔，該固定柱的一端係穿設且固定在該穿孔中。
  20. 如請求項19所述之具有緩衝機制的線性致動器，其中該長條體開設有一槽道，該固定柱的另一端則容置在該槽道中，且該槽道的長度大於該固定柱的該另一端外徑。
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