一种操作方便的线性致动器的制作方法

一种操作方便的线性致动器
【技术领域】
[0001]
本实用新型涉及一种操作方便的线性致动器，属于线性传动技术领域。


背景技术：

[0002]
线性致动器，也称电动推杆，广泛应用在家具、医疗设备、太阳能发电等等领域，其主要结构包括驱动电机、传动蜗杆、蜗轮、丝杆、螺母，工作原理是驱动电机驱动传动蜗杆转动，传动蜗杆与蜗轮啮合从而带动蜗轮转动，蜗轮转动带动丝杆转动，丝杆转动带动螺母轴向移动，螺母一般连接有内管，从而实现内管的伸缩移动。
[0003]
结合线性致动器的应用环境，线性致动器在当遇到驱动电机故障，或者断电情况下或者其他需要切断动力的情况下，会增加一个离合装置，该离合装置主要用于将驱动电机与转动丝杆之间的动力切断，从而可以通过手动驱使转动丝杆转动的方式来实现反向推动，例如cn201621013870.3就是公开了在线性致动器中增加一个离合装置的方案。
[0004]
另外，通常为了使得线性致动器在回缩时产生阻力，一般在线性致动器上设置有自锁装置，这类自锁装置通常包括一摩擦套和套装在摩擦套外的自锁扭簧，当摩擦套随转动丝杆反转时，自锁扭簧会径向回缩从而抱紧摩擦套，从而对转动丝杆产生自锁阻力，这类自锁装置在线性致动器上已经有大量公开。
[0005]
而目前现有的线性致动器上，通常仅设置离合装置，或者仅设置自锁装置，即便是同时设置离合装置和自锁装置的，驱动这两个装置的驱动组件通常是相互分离的，即操作者需要同时控制离合装置和自锁装置时，需要分别对这两个装置进行独立操作，如此操作会显得比较复杂。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种操作方便的线性致动器，使得手拉释放组件可以控制两个装置，操作更加便利。
[0007]
解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
[0008]
一种操作方便的线性致动器，包括驱动电机、传动组件、转动丝杆和传动螺母，所述驱动电机通过传动组件驱动转动丝杆转动，转动丝杆转动带动传动螺母沿转动丝杆轴向移动，所述线性致动器还包括：
[0009]
离合装置，设在传动组件和转动丝杆之间，用于连接或切断传动组件和转动丝杆之间的动力连接；
[0010]
自锁装置，在所述转动丝杆反转时，对所述转动丝杆产生摩擦阻力，所述自锁装置包括用于对自锁装置进行解锁用的释放扭簧；
[0011]
手拉释放组件，所述手拉释放组件包括第一驱动构件和第二驱动构件，所述第一驱动构件与离合装置连接，所述第二驱动构件用于连接所述自锁装置，所述手拉释放组件包括初始状态和完全释放状态，从初始状态到完全释放状态过程中，所述第一驱动构件驱动所述离合装置断开动力连接，所述第二驱动构件驱动所述释放扭簧松开。
[0012]
采用本实用新型的有益效果：
[0013]
本实用新型中的线性致动器，既设置了离合装置，又设置了自锁装置，使得线性致动器的功能更加全面，而且离合装置结合自锁装置还具备一个优点，由于离合装置将动力断开后，转动丝杆几乎处于完全自由转动状态，容易导致线性致动器回缩速度过快，而设置自锁装置，则刚好可以提供一定阻力以防止回缩速度过快。
[0014]
其次，本实用新型中自锁装置也带一个释放扭簧，即自锁装置本身也是可以解锁的，当释放扭簧被松开时，自锁装置处于解锁状态，此时的线性致动器无论正向转动还是反向转动，自锁装置几乎不产生阻力，这种情况可以使得线性致动器处于一种快速释放状态，即可以快速回缩。
[0015]
最后，本实用新型中的线性致动器，设置一个手拉释放组件，该手拉释放组件包括第一驱动构件和第二驱动构件，第一驱动构件和第二驱动构件分别用于驱动离合装置和自锁装置，当线性致动器需要快速释放时，操作者操作手拉释放组件使其处于完全释放状态，可以让离合装置处于断开状态，同时让自锁装置处于解锁状态，用户只需要操作一个手拉释放组件就可以控制两个装置，操作起来非常便利。
[0016]
作为优选，所述传动组件包括传动蜗杆和传动蜗轮，所述传动蜗杆与驱动电机连接，所述传动蜗轮套装在转动丝杆外，所述离合装置设在传动蜗轮与转动丝杆之间。
[0017]
作为优选，所述离合装置包括联轴齿套，所述传动蜗轮上设有与所述联轴齿套匹配传动的齿槽，所述联轴齿套套装在转动丝杆上且可相对于转动丝杆轴向移动。
[0018]
作为优选，所述离合装置还包括对所述联轴齿套产生轴向复位力的复位弹簧。
[0019]
作为优选，所述线性致动器还包括外壳，所述第一驱动构件包括转动安装在外壳上的摆杆，所述手拉释放组件还包括相对于转动丝杆轴向活动设置的拉杆，所述摆杆与拉杆连接，拉杆被拉动时，所述摆杆摆动以轴向推动所述离合装置。
[0020]
作为优选，所述自锁装置包括第一摩擦套和第二摩擦套，第一摩擦套和第二摩擦套分别套装在转动丝杆上，且第一摩擦套和第二摩擦套两者轴向端面相抵，第一摩擦套与转动丝杆同步转动，第二摩擦套相对于转动丝杆自由转动，所述第一摩擦套上套装有自锁扭簧，所述释放扭簧套装在第二摩擦套上；或者，所述自锁装置包括第三摩擦套，所述第三摩擦套与转动丝杆同步转动，所述释放扭簧套装在第三摩擦套上。
[0021]
作为优选，所述第二驱动构件包括推块，所述推块设有导向面，所述释放扭簧包括径向延伸的引脚，所述手拉释放组件包括相对于转动丝杆轴向活动设置的拉杆，所述拉杆与推块连接，拉动所述拉杆，所述推块上的导向面与所述引脚抵触，以使所述释放扭簧外扩。
[0022]
作为优选，所述手拉释放组件从完全释放状态回位到初始状态过程中，所述第二驱动构件先与自锁装置上的释放扭簧脱离以产生自锁力，释放扭簧回位后所述第一驱动构件从离合装置上相应脱离。
[0023]
作为优选，所述线性致动器包括外管和相对于外管伸缩的内管，所述内管的端部连接有前拉头，所述前拉头与内管的端部之间连接有手旋释放装置。
[0024]
作为优选，所述手旋释放装置包括旋钮套、连接套座和手旋释放扭簧，所述连接套座与内管固定连接，所述前拉头与连接套座套装，所述手旋释放释放扭簧设在连接套座与前拉头之间，所述旋钮套用于拨动手旋释放扭簧径向收缩或径向外扩。
[0025]
本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
[0026]
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0027]
图1为本实用新型实施例一线性致动器的整体示意图一；
[0028]
图2为本实用新型实施例一线性致动器的整体示意图二；
[0029]
图3为本实用新型实施例一线性致动器中的分解示意图；
[0030]
图4为本实用新型实施例一线性致动器中局部放大示意图；
[0031]
图5为本实用新型实施例一线性致动器中内部零件爆炸示意图；
[0032]
图6为本实用新型实施例一线性致动器中手旋释放装置的爆炸示意图；
[0033]
图7为本实用新型实施例一线性致动器手旋释放装置处的剖视示意图；
[0034]
图8为本实用新型实施例二线性致动器的结构示意图；
[0035]
图9为本实用新型实施例二线性致动器局部剖开示意图；
[0036]
图10为本实用新型实施例二线性致动器的局部剖开后放大示意图；
[0037]
图11为本实用新型实施例二线性致动器中内部零件爆炸示意图。
【具体实施方式】
[0038]
下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0039]
在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0040]
实施例一：
[0041]
如图1至图7所示，本实施例为一种线性致动器，线性致动器通常也称线性驱动器或电动推杆，线性致动器包括外壳、外管13、内管14、驱动电机15、传动组件、转动丝杆20和传动螺母21，所述驱动电机15通过传动组件驱动转动丝杆20转动，转动丝杆20转动带动传动螺母21沿转动丝杆20轴向移动，传动螺母21与内管14固定连接，传动螺母21轴向移动时带动内管14相对于外管13、外壳轴向移动，内管14的外端则连接到待驱动物上，本实施例中的所述线性致动器还包括：
[0042]
离合装置，设在传动组件和转动丝杆20之间，用于连接或切断传动组件和转动丝杆20之间的动力连接；
[0043]
自锁装置，在所述转动丝杆20反转时，对所述转动丝杆20产生摩擦阻力，所述自锁装置包括用于对自锁装置进行解锁用的释放扭簧40；
[0044]
手拉释放组件，所述手拉释放组件包括第一驱动构件和第二驱动构件，所述第一驱动构件与离合装置连接，所述第二驱动构件用于连接所述自锁装置，所述手拉释放组件包括初始状态和完全释放状态，从初始状态到完全释放状态过程中，所述第一驱动构件驱
动所述离合装置断开动力连接，所述第二驱动构件驱动所述释放扭簧40松开。
[0045]
本实施例中的线性致动器，既设置了离合装置，又设置了自锁装置，使得线性致动器的功能更加全面，而且离合装置结合自锁装置还具备一个优点，由于离合装置将动力断开后，转动丝杆20几乎处于完全自由转动状态，容易导致线性致动器回缩速度过快，而设置自锁装置，则刚好可以提供一定阻力以防止转动丝杆20转动过快，从而可以避免传动螺母21回缩速度过快。
[0046]
其次，本实施例中自锁装置也带一个释放扭簧40，即自锁装置本身也是可以解锁的，当释放扭簧40被松开时，自锁装置处于解锁状态，此时的线性致动器无论正向转动还是反向转动，自锁装置对转动丝杆20几乎不产生阻力，这种情况可以使得线性致动器处于一种快速释放状态，即可以快速回缩。
[0047]
最后，本实施例中的线性致动器，设置一个手拉释放组件，该手拉释放组件包括第一驱动构件和第二驱动构件，第一驱动构件和第二驱动构件分别用于驱动离合装置和自锁装置，当线性致动器需要快速释放时，操作者操作手拉释放组件使其处于完全释放状态，可以让离合装置处于断开状态，同时让自锁装置处于解锁状态，用户只需要操作一个手拉释放组件就可以控制两个装置，操作起来非常便利。
[0048]
本实施例的具体结构如下：
[0049]
本实施例中，所述传动组件包括传动蜗杆151和传动蜗轮22，所述传动蜗杆151与驱动电机15连接，所述传动蜗轮22套装在转动丝杆20外，与转动丝杆20是同轴的，所述离合装置设在传动蜗轮22与转动丝杆20之间，本实施例中离合装置主要用于切断传动蜗轮22与转动丝杆20之间的动力衔接。
[0050]
本实施例中离合装置的具体结构如下：离合装置包括联轴齿套31，联轴齿套31本身通过扁位与转动丝杆20套装，即在周向方向上，联轴齿套31与转动丝杆20是同步转动，但是在轴向方向上联轴齿套31可沿转动丝杆20轴向移动，联轴齿套31朝传动蜗轮22方向有多个齿状部，所述传动蜗轮22的端面上设有与所述联轴齿套31匹配传动的齿槽，当联轴齿套31靠近传动蜗轮22，齿状部插入齿槽内，联轴齿套31与传动蜗轮22实现同步转动，当联轴齿套31远离传动蜗轮22时，齿状部脱离齿槽，联轴齿套31便与传动蜗轮22分离，即转动丝杆20会处于无动力衔接状态。参考图4中，是联轴齿套31插入传动蜗轮22的状态。
[0051]
在本实施例中，第一驱动构件主要是用于拨动联轴齿套31轴向移动，同时为了使得第一驱动构件拨动完后，离合装置可以复位，本实施例中所述离合装置还包括对所述联轴齿套31产生轴向复位力的复位弹簧32，所述转动丝杆20的端部设有限位端201，复位弹簧32套在转动丝杆20上，同时两端被限位在限位端201和联轴齿套31之间。
[0052]
本实施例中所述线性致动器还包括外壳，外壳包括上壳体11和下壳体12，联轴齿套31与外壳之间设有第一轴承33，以减少联轴齿套31转动时的摩擦阻力。
[0053]
本实施例第一驱动构件的结构：所述第一驱动构件包括转动安装在外壳上的摆杆51，所述手拉释放组件还包括相对于转动丝杆20轴向活动设置的拉杆52，所述摆杆51与拉杆52连接，具体安装时，摆杆51的上端与拉杆52转动连接，摆杆51中间转动连接在上壳体11上，摆杆51的下端连接有拨块53，拨块53则与联轴齿套31是相对固定的，具体而言，在本实施例中，拨块53是与联轴齿套31上的第一轴承33进行连接，当拉杆52被拉动时，所述摆杆51摆动，相应的拨块53会推动所述联轴齿套31轴向移动。
[0054]
本实施例中自锁装置的结构：包括第一摩擦套41和第二摩擦套42，第一摩擦套41和第二摩擦套42分别套装在转动丝杆20上，第一摩擦套41与转动丝杆20之间是通过扁位进行定位，即在周向方向上，第一摩擦套41和转动丝杆20之间是同步转动，而第二摩擦套42相对于转动丝杆20是自由转动的，在轴向方向上，第一摩擦套41和第二摩擦套42两者轴向端面相抵。同时，所述释放扭簧40套装在第二摩擦套42上，释放扭簧40在初始状态下一直抱紧第二摩擦套42，所述第一摩擦套41上套装有自锁扭簧43。
[0055]
对于第一摩擦套41本实施例中优选包括前轴套411和后轴套412，前轴套411和后轴套412的轴向中间采用一个推力轴承进行抵接，在其他实施方式中，第一摩擦套41可以采用一体轴套的形式。
[0056]
当线性致动器中的内管14正常伸出时，驱动电机15通过离合装置驱动转动丝杆20正向转动，当内管14伸出到预定位置后，驱动电机15停止。在该位置下当内管14有缩回趋势时，第一摩擦套41和第二摩擦套42轴向端面相抵，由于自锁扭簧43对第一摩擦套41有抱紧阻力作用，同时第二摩擦套42在正常状态下也被释放扭簧40抱紧，当第一摩擦套41和第二摩擦套42端面相抵后，两者之间产生摩擦阻力，该摩擦阻力对转动丝杆20产生阻止其反转的阻力，以完成自锁力。
[0057]
当线性致动器需要正常回缩时，驱动电机15通过离合装置驱动转动丝杆20反向转动，此时转动丝杆20的转动扭矩会克服自锁装置提供的自锁力，转动丝杆20会继续反转，从而使得传动螺母21带动内管14回缩。
[0058]
当线性致动器在伸出到预定位置下，需要快速进行回缩时，本实施例可以对自锁装置进行解锁，以达到快速释放的目的，本实施例中解锁主要通过第二驱动构件来实现，具体结构如下：可结合图2至图4所示，所述第二驱动构件包括推块54，所述推块54设有导向面541，所述释放扭簧40包括径向延伸的引脚401，本实施例中引脚401伸出外壳的顶部，导向面541设在推块54的侧面上，推块54与拉杆52固定连接，即本实施例中自锁装置和离合装置共用一根拉杆52，当拉杆52被拉动时，所述推块54上的导向面541与所述引脚401抵触，以使所述释放扭簧40外扩，当释放扭簧40外扩时，释放扭簧40与第二摩擦套42之间的阻力会相应减小，在这种状态下，当第一摩擦套41和第二摩擦套42端面相抵时，第二摩擦套42会跟随第一摩擦套41同步转动，如此第一摩擦套41对转动丝杆20不会产生阻力，如此便达到了转动丝杆20无阻力的目的，此时如果离合装置断开连接，同时自锁装置也解锁，这种状态下转动丝杆20基本处于自由空转状态，可以让传动螺母21快速缩回。
[0059]
另外本实施例中采用导向面541来逐渐推动释放扭簧40的这种释放方式，可以达到自锁力逐渐减小的目的，使得自锁力不会立刻消失，以产生一种无级调节的目的。
[0060]
为了更好的优化离合装置和自锁装置的操作，本实施例中对离合装置和自锁装置的操作顺序进行优化，如图2中所示，拉杆52上设有一个调节用的腰形孔，推块54通过紧固螺钉固定在腰形孔上，该腰形孔的设计主要用于调节推块54的初始位置，设置初始位置有两个目的，其一就是为了弥补一些实际装配误差，以使推块54能更精确抵触释放扭簧40，其二就是如本文所说的，可以调整和离合装置之间的操作顺序，如图2中所示，在初始状态下，推块54的导向面541需要移动一定行程后才会与释放扭簧40的引脚401相接触，在这段行程中可以理解为推块54的空行程，在这段空行程中，离合装置是正常运作的，这样形成的目的是联轴齿套31会被先拨动，同时在复位时，是自锁装置先自锁后，然后离合装置再进行动力
衔接，这样的好处在于当自锁装置产生自锁力后，转动丝杆20的转速会降低，从而使得联轴齿套31在与传动蜗轮22接合时，不会损坏联轴齿套31和传动蜗轮22，可以大大延长使用寿命。
[0061]
另外，为了使得用户能够较好的感知释放幅度的大小，本实施例中，所述拉杆52上设置了齿状条521，同时外壳上设置了活动卡齿522，该活动卡齿522连接有弹簧，拉杆52被拉动时，活动卡齿522逐个卡入齿状条521上，利用活动卡齿522在齿状条521的位置可以感知拉杆52的拉动行程。
[0062]
需要说明的是，对于自锁装置和离合装置的结构，并不局限于本实施例中展示的结构，以自锁装置为例，自锁装置可以仅仅包括单一的第三摩擦套，所述第三摩擦套与转动丝杆同步转动，所述释放扭簧套装在第三摩擦套上，初始状态下释放扭簧抱紧第三摩擦套以对转动丝杆产生阻力，相当于释放扭簧作为自锁扭簧，当释放扭簧被推块推动后，释放扭簧对第三摩擦套的阻力消失，以离合装置为例，离合装置可以是其他花键套34与花键的组合来实现。对此下文实施例二也展示了不同的自锁装置、离合装置的实施方式。
[0063]
如图6至图7所示，为了进一步增加线性致动器的释放功能，本实施例中的所述线性致动器，在所述内管14的端部连接有前拉头16，所述前拉头16与内管14的端部之间连接有手旋释放装置17。利用手旋释放装置17，可以切断前拉头16与内管14之间的动力衔接。
[0064]
具体而言，所述手旋释放装置17包括旋钮套171、连接套座172和手旋释放扭簧173，所述连接套座172与内管14固定连接，所述前拉头16与连接套座172套装，所述手旋释放扭簧173设在连接套座172与前拉头16之间，具体而言手旋释放扭簧173套装在前拉头16外，同时手旋释放扭簧173也有相应的引脚1731，引脚401穿出连接套座172上的缺口，并与旋钮套171抵接，所述旋钮套171旋动时，用于拨动手旋释放扭簧173径向收缩或径向外扩，从而控制手旋释放扭簧173对前拉头16的摩擦阻力。
[0065]
此外，本实施例对离合装置的安装结构也作了优化，参考图4所示，当线性致动器的内管14伸到预定位置并有回缩趋势的情况下，转动丝杆20会受到轴向力，转动丝杆20受到轴向力后，会将轴向力传递到第一摩擦套41上，第一摩擦套41再将轴向力传递到第二摩擦套42上，第二摩擦套42上套装有第二轴承44，同时该第二轴承44与外壳上的限位台阶111进行轴向限位，故轴向力就通过第二摩擦套42上的第二轴承44直接传递到外壳上。
[0066]
故在本实施例中第一摩擦套41、第二摩擦套42、第二轴承44实质上构成一个轴向限位套件，转动丝杆20通过该轴向限位套件将轴向力直接传递到外壳上。而由于整个离合装置的位置在外壳的限位台阶111的后端位置，故在整个轴向力传递过程中，离合装置本身没有受到轴向力的作用，在这样的环境下，用户在利用第一驱动构件拨动离合装置中的联轴齿套时，就会更加省力。同时由于离合装置不受到来自转动丝杆20的轴向力，这可以使得离合装置的使用寿命也会大大提升。
[0067]
实施例二：
[0068]
如图8至图11所示，本实施例与实施例一大致的运行原理类似，主要在于自锁装置、离合装置、第一驱动构件、第二驱动构件的具体结构上有所区别。
[0069]
本实施例的自锁装置：实施例一中，第一摩擦套41和第二摩擦套42轴向并排设置，所述第一摩擦套41和第二摩擦套42的外端面相抵，而本实施例中，所述第二摩擦套42套装在第一摩擦套41外，所述第一摩擦套41的外端面与第二摩擦套42的内端面相抵，对于第一
摩擦套41与转动丝杆20之间的安装和实施例一一样，第一摩擦套41还是与转动丝杆20同步转动，同时第一摩擦套41的外部也套装有自锁扭簧43，而释放扭簧40还是套装在第二摩擦套42外，工作原理类似于实施例一，即自锁扭簧43的自锁力主要来自于第一摩擦套41和第二摩擦套42的端面摩擦力。
[0070]
本实施例中第一摩擦套41和实施例一结构类似，也包括前轴套411和后轴套412，前轴套411和后轴套412之间设有推力轴承，自锁扭簧43同时套在前轴套411和后轴套412外部，后轴套412与第二摩擦套42的内端面相抵。
[0071]
这种自锁装置的优势在于安装空间更小，主要在于轴向空间会更小，有利于减小整个线性致动器的体积。
[0072]
本实施例的离合装置：本实施例中的离合装置，还包括一个花键套34，该花键套34位于所述转动丝杆20和联轴齿套31之间，花键套34本身与转动丝杆20之间是同步转动，主要依靠花键套34与转动丝杆20之间的扁位来实现扭矩传递，而联轴齿套31与传动蜗轮22之间始终保持同步转动，第一驱动构件主要推动联轴齿套31与花键套34之间进行离合。
[0073]
本实施例中第一驱动构件与实施例一略有不同，采用一个拨动块55的方式，拨动块55与拉杆52是转动连接的，当拉杆52被拉动时，拨动块55拨动联轴齿套31的轴向移动。
[0074]
本实施例中的第二驱动构件直接与拉杆52呈一体结构，可参见图8中所示，拉杆52上设置一个导向面541。
[0075]
此外，本实施例相比于实施例一而言，取消了手旋释放装置17。
[0076]
本实施例中的离合装置与实施例一一样，联轴齿套本身不受来自转动丝杆20的轴向力，本实施例的轴向力传递如下：
[0077]
当线性致动器的内管14伸到预定位置并有回缩趋势的情况下，转动丝杆20会受到轴向力，花键套34与转动丝杆20的轴肩位置相抵，故转动丝杆20的轴向力第一时间传递到花键套34上，而花键套34的端面是与第一摩擦套41的端面相抵，即花键套34与第一摩擦套41轴向限位，故轴向力会传递至第一摩擦套41，而第一摩擦套41的尾端面是与第二摩擦套42的内端面相抵的，故轴向力就传递到第二摩擦套42上，而第二摩擦套42的尾端面和尾拉头10之间设有圆锥滚子轴承23，故轴向力最终通过圆锥滚子轴承23传递到尾拉头10上。
[0078]
在本实施例中，所述花键套34、第一摩擦套41、第二摩擦套42共同构成了轴向限位套件，转动丝杆20通过轴向限位套件将轴向力传递到尾拉头10上，从整个轴向力的传递过程来看，本实施例中的联轴齿套始终不会受到轴向力的作用，故第一驱动构件在拨动联轴齿套时同样是非常省力的。
[0079]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。