丝杠组件、线性致动装置和升降设备的制作方法

本技术涉及一种丝杠组件、以及包括这种丝杠组件的线性致动装置和升降设备。

背景技术：

1、诸如手术台、高空作业平台、起重机或剪刀式升降机等的升降设备通常采用线性致动装置来驱动相应的承载平台。线性致动装置一般包括电动机、诸如齿轮箱的传动机构、以及通过传动机构与电动机的转轴连接的丝杠组件。丝杠组件包括中心螺杆、与中心螺杆接合以将中心螺杆的旋转运动转换成平移运动的主螺母、以及在主螺母失效时与中心螺杆接合的安全螺母。

2、在主螺母正常工作时，安全螺母与中心螺杆不接触，但一旦因不正常磨损或材料缺陷导致主螺母的螺纹失效、主螺母与中心螺杆之间的滚珠出现脱落或者其它故障导致主螺母不能正常工作时，在负载（在本技术中“负载”可以包括承载平台以及其上的人和物）作用下安全螺母与中心螺杆接合并承载负载。由于安全螺母与中心螺杆之间的摩擦力较大，能够起到卡滞中心螺杆的效果。当安全螺母与中心螺杆接合时，说明丝杠组件已经出现故障或者被损坏。在这种情况下，例如在高空作业平台的场合时，丝杠组件如果将丝杠组件的推管相对于防护管向外伸出并推举负载，这可能产生严重的安全隐患；而例如在汽车维修的升降架的场合时，丝杠组件如果将丝杠组件的推管相对于防护管向内回缩，则同样可能产生严重的安全隐患。由于安全螺母与中心螺杆接合时线性致动装置的驱动功率效率明显变差，已经提出一种电子控制系统，该电子控制系统通过控制器来监测线性致动装置的驱动功率效率的变化来判断线性致动装置是否出现故障，当判断出现故障时，控制电动机的运行，使得丝杠组件的推管只能被降低而不能上升。基于控制电动机的运行来控制推管移动的电子控制系统不仅结构复杂、成本较高，而且可靠性较低，仍然不能完全消除线性致动装置运行过程中存在的安全风险。

3、因此，需要对现有的用于线性致动装置的丝杠组件进行改进。

技术实现思路

1、本发明的目的就是要克服上述现有技术中的缺陷，提供一种丝杠组件、以及包括这种丝杠组件的线性致动装置和升降设备，它们在主螺母失效而不能正常工作时能够借助机械结构保证丝杠组件只能将推管相对于防护管向外伸出或者向内缩回。

2、根据本发明的一方面，提供一种丝杠组件，包括：

3、中心螺杆；

4、与所述中心螺杆接合以将所述中心螺杆的旋转运动转换成平移运动的主螺母；以及

5、在所述主螺母失效时与所述中心螺杆接合的安全螺母；

6、其中，所述丝杠组件还包括设置在所述主螺母与所述安全螺母之间的离合机构，所述离合机构被构置成当所述中心螺杆沿着一个方向旋转时所述安全螺母与所述主螺母被结合以带动所述主螺母运动，当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述安全螺母与所述主螺母脱离结合而不会带动所述主螺母运动。

7、优选地，所述离合机构被径向地设置在所述主螺母与所述安全螺母之间。

8、优选地，所述丝杠组件还包括环绕所述中心螺杆设置的尾盖，所述尾盖被固定地连接到所述主螺母上，以便与所述主螺母限定用于保持所述安全螺母的空间。

9、优选地，在所述主螺母的一端形成有接收腔，所述安全螺母被部分地保持在所述接收腔中。

10、优选地，在所述主螺母的一端形成有接收腔，所述安全螺母被完全设置在所述接收腔中并且通过径向地设置在所述安全螺母和所述主螺母之间的轴承被保持在所述接收腔中。

11、优选地，所述丝杠组件还包括设置成抵靠所述安全螺母以将所述安全螺母轴向地推压到所述主螺母上的弹簧件。

12、优选地，所述丝杠组件还包括设置在所述主螺母与所述安全螺母的轴向相对的表面之间的多个滚珠。

13、优选地，所述离合机构包括：

14、周向间隔开地形成在所述安全螺母的外圆周面上的多个楔形槽，所述楔形槽具有平直的底表面；以及

15、设置在每个所述楔形槽中的滚柱；

16、其中，当所述中心螺杆沿着所述一个方向旋转时所述安全螺母和所述尾盖通过所述滚柱锁止在一起，当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述安全螺母和所述尾盖脱离开。

17、优选地，所述离合机构包括：

18、周向间隔开地形成在所述安全螺母的外圆周面上的多个楔形槽，所述楔形槽具有平直的底表面；以及

19、设置在每个所述楔形槽中的滚柱；

20、其中，当所述中心螺杆沿着所述一个方向旋转时所述安全螺母和所述主螺母通过所述滚柱锁止在一起，当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述安全螺母和所述主螺母脱离开。

21、优选地，在所述底表面上靠近所述楔形槽具有较大深度的端部形成有轴向槽，在所述轴向槽中设置有扭簧，所述扭簧的一端抵靠所述滚柱，另一端抵靠所述楔形槽的壁。

22、优选地，所述离合机构包括：

23、周向间隔开地形成在所述安全螺母的外圆周面上的多个安装槽；

24、设置在每个所述安装槽中的棘爪，所述棘爪的自由端在弹片作用下伸出到所述外圆周面之外；以及

25、周向间隔开地形成在所述尾盖的内圆周面上的多个倾斜的棘爪接收槽；

26、其中，当所述中心螺杆沿着所述一个方向旋转时所述棘爪与所述棘爪接收槽卡合，当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述棘爪与所述棘爪接收槽脱离卡合。

27、优选地，所述离合机构包括：

28、周向间隔开地形成在所述安全螺母的外圆周面上的多个安装槽；

29、设置在每个所述安装槽中的棘爪，所述棘爪的自由端在弹片作用下伸出到所述外圆周面之外；以及

30、周向间隔开地形成在所述主螺母的内圆周面上的多个倾斜的棘爪接收槽；

31、其中，当所述中心螺杆沿着所述一个方向旋转时所述棘爪与所述棘爪接收槽卡合，当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述棘爪与所述棘爪接收槽脱离卡合。

32、优选地，所述离合机构包括：

33、沿着周向间隔开地设置在所述安全螺母的外圆周面与所述尾盖的内圆周面之间的多个凸轮楔块，所述凸轮楔块的长径大于所述安全螺母的所述外圆周面与所述尾盖的内圆周面之间的间距，所述凸轮楔块的短径小于所述间距；以及

34、首尾相连形成环形的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧设置在每个所述凸轮楔块的支点上以使所述凸轮楔块复位；

35、其中，当所述中心螺杆沿着所述一个方向旋转时所述安全螺母与所述尾盖通过所述凸轮楔块被锁止在一起，当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述安全螺母与所述尾盖脱离开。

36、优选地，所述离合机构包括：

37、沿着周向间隔开地设置在所述安全螺母的外圆周面与所述主螺母的内圆周面之间的多个凸轮楔块，所述凸轮楔块的长径大于所述安全螺母的所述外圆周面与所述主螺母的内圆周面之间的间距，所述凸轮楔块的短径小于所述间距；以及

38、首尾相连形成环形的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧设置在每个所述凸轮楔块的支点上以使所述凸轮楔块复位；

39、其中，当所述中心螺杆沿着所述一个方向旋转时所述安全螺母与所述主螺母通过所述凸轮楔块被锁止在一起，当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述安全螺母与所述主螺母脱离开。

40、优选地，在所述安全螺母的所述外圆周面上形成有用于接收所述凸轮楔块的环形凹槽。

41、根据本发明的另一方面，提供一种线性致动装置，包括：

42、电动机；

43、如上所述的丝杠组件；以及

44、将所述电动机的转轴与所述丝杠组件的所述中心螺杆连接起来的传动机构。

45、优选地，所述线性致动装置还包括具有释放手柄的电磁制动器，所述电磁制动器设置成在断电时制动所述电动机。

46、根据本发明的又一方面，提供一种升降设备，其中，所述升降设备包括如上所述的丝杠组件或者如上所述的线性致动装置。

47、根据本发明，在主螺母失效的情况下，当所述中心螺杆沿着所述一个方向旋转时所述安全螺母和所述主螺母通过离合机构锁止在一起，以带动主螺母以及推管运动，从而相对于防护管缩回推管或者伸出推管；当所述中心螺杆沿着与所述一个方向相反的方向旋转时所述安全螺母和所述主螺母脱离开，安全螺母原地打转，不会带动主螺母以及推管运动，推管以及负载相对于防护管保持在原位。因此，根据本发明的丝杠组件完全利用机械结构来控制主螺母以及推管的运动，而不需要复杂的电子控制系统，因而，结构简单、成本较低，而且可靠性较高，从而可以最大限度地较低或者消除线性致动装置运行过程中存在的安全风险。

48、为更清楚地阐述本技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本技术进行详细说明。