CN109973610B - 一种线性致动器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线性致动器，包括传动减速机构，所述传动减速机构包括动力驱动部件，所述动力驱动部件具有动力输出轴，所述动力输出轴上具有齿部，还包括减速架、至少两个一级减速齿轮，所述至少两个一级减速齿轮分别与所述齿部啮合连接，且所述至少两个一级减速齿轮分别转动连接于所述减速架上，所述减速架远离所述动力驱动部件的一侧构造有旋转轴，所述旋转轴的自由端连接有联轴器，所述联轴器与二级减速齿轮连接。本发明的一种线性致动器，力矩传递能力更强、运行平稳性得到提升，结构更加紧凑。
Description
技术领域
本发明属于线性致动器技术领域，具体涉及一种线性致动器。
背景技术
线性致动器又称电动推杆，被广泛应用在家居、医疗、车辆、太阳能发电等领域，其主要结构包括驱动电机、传动减速机构、丝杆、螺母等，具体的，所述驱动电机驱动所述传动及减速机构，进而带动所述丝杆转动，转动的丝杆能够带动螺母最终实现直线往复运动，前述的螺母一般与内管体连接为一体，也即实现内管体的伸缩移动。而其中的传动减速机构大多采用了行星齿轮及多个减速齿轮啮合传动的方式，这种单纯采用齿轮啮合的传动方式传递力矩低偏低、空间布局不够紧凑。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种线性致动器，力矩传递能力更强、运行平稳性得到提升，结构更加紧凑。
为了解决上述问题，本发明提供一种线性致动器，包括传动减速机构，所述传动减速机构包括动力驱动部件，所述动力驱动部件具有动力输出轴，所述动力输出轴上具有齿部，还包括减速架、至少两个一级减速齿轮，所述至少两个一级减速齿轮分别与所述齿部啮合连接，且所述至少两个一级减速齿轮分别转动连接于所述减速架上，所述减速架远离所述动力驱动部件的一侧构造有旋转轴，所述旋转轴的自由端连接有联轴器，所述联轴器与二级减速齿轮连接。
优选地，所述至少两个一级减速齿轮皆为斜齿轮，且所述齿部中的齿为斜齿。
优选地，所述至少两个一级减速齿轮关于所述动力输出轴对称分布。
优选地，所述线性致动器还包括支撑架，所述支撑架上构造有安装通孔，所述传动减速机构穿设于所述安装通孔内且所述支撑架与所述动力驱动部件固定连接，所述安装通孔的内壁上具有内齿圈，所述内齿圈与所述一级减速齿轮啮合。
优选地，所述旋转轴的自由端上构造有花键孔，所述联轴器通过所述花键孔与所述减速架固定连接。
优选地，所述二级减速齿轮套装于所述旋转轴的外周，且所述二级减速齿轮与所述旋转轴之间具有间隙，所述二级减速齿轮朝向所述联轴器的一侧构造有第一凸起，所述联轴器朝向所述二级减速齿轮一侧构造有第二凸起，当所述旋转轴旋转时，所述第一凸起与所述第二凸起相互抵接。
优选地，所述第一凸起上朝向所述第二凸起的一侧为第一台阶结构，所述第二凸起上朝向所述第一凸起的一侧为第二台阶结构，所述第一台阶结构与所述第二台阶结构能够彼此对应插接。
优选地，所述间隙中设有滚动轴承。
优选地，所述线性致动器还包括扭簧、套筒，所述扭簧成螺旋状且套设于所述间隙内，所述扭簧具有弯折方向相背的第一簧脚及第二簧脚，所述第一簧脚及所述第二簧脚分别处于所述第一凸起与所述第二凸起之间，当所述第一凸起与所述第二凸起之间产生相对的周向运动时，能够压迫所述第一簧脚和/或第二簧脚，进而使所述扭簧的直径减小或者增大，所述套筒罩设于所述扭簧的径向外侧。
优选地，所述线性致动器还包括往复运动组件，所述往复运动组件包括丝杆、外管，所述丝杆的一端与所述外管之间通过平面推力球轴承连接。
本发明提供的一种线性致动器，由于所述至少两个一级减速齿轮在于所述动力输出轴啮合的同时，还与减速架转动连接，此时可以理解的是，当所述动力输出轴驱动旋转时，所述一级减速齿轮一方面将围绕所述动力输出轴公转，另一方面则围绕其与所述减速架的枢接轴自转，在实现动力输出的同时采用至少两个所述一级减速齿轮进行减速动力输出，更加平稳且提高了扭矩的传递能力；另外，采用所述减速架的方式将所述至少两个一级减速齿轮的动力沿着所述动力输出轴的轴向延伸方向传输，有效克服了传统的传动机构中的多齿轮彼此啮合所带来的结构庞大的不足，也即使所述线性致动器的结构更加紧凑。
附图说明
图1为本发明实施例的线性致动器的内部结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明实施例的线性致动器的传动减速机构的立体结构示意图；
图4为本发明实施例的线性致动器的传动减速机构的内部结构示意图；
图5为本发明实施例的线性致动器中的减速架与一级减速齿轮组合的立体结构示意图；
图6为本发明实施例的线性致动器中的旋转轴的立体结构示意图；
图7为本发明实施例的线性致动器中的联轴器的立体结构示意图；
图8为本发明一种实施例的线性致动器中传动减速机构的立体结构示意图。
附图标记表示为：
1、动力驱动部件；11、动力输出轴；12、齿部；2、一级减速齿轮；21、同轴一级减速齿轮；3、减速架；31、旋转轴；32、花键孔；4、联轴器；41、第二凸起；5、二级减速齿轮；51、第一凸起；6、支撑架；62、内齿圈；7、扭簧；8、套筒；100、箱体；201、丝杆；202、螺母；203、内管；204、外管；205、平面推力球轴承；206、轴套；207、锁紧螺母；208、尾端接头。
具体实施方式
结合参见图1至图8所示，根据本发明的实施例，提供一种线性致动器，包括箱体100、传动减速机构、往复运动组件，所述箱体100与所述往复运动组件形成一个有机整体，所述传动减速机构处于所述箱体100内，所述传动减速机构包括动力驱动部件1，所述动力驱动部件1具有动力输出轴11，所述动力输出轴11上具有齿部12，还包括减速架3、至少两个一级减速齿轮2，所述至少两个一级减速齿轮2分别与所述齿部12啮合连接，且所述至少两个一级减速齿轮2分别转动连接于所述减速架3上，具体的，例如所述至少两个一级减速齿轮2分别枢接于所述减速架3上，所述减速架3远离所述动力驱动部件1的一侧构造有旋转轴31，所述旋转轴31的自由端连接有联轴器4，所述联轴器4与二级减速齿轮5连接，所述往复运动组件包括丝杆201及套设于所述丝杆201上螺母202，所述螺母202与内管203固定于一体，所述二级减速齿轮5与下游传动齿轮啮合，并最终实现对所述丝杆201的旋转驱动，旋转的丝杆201通过其上的所述螺母202最终带动所述内管203产生直线往复运动，所述的动力驱动部件1例如可以采用电机、液压泵等回转运动驱动装置。该技术方案中，由于所述至少两个一级减速齿轮2在于所述动力输出轴11啮合的同时，还与减速架3转动连接，此时可以理解的是，当所述动力输出轴11驱动旋转时，所述一级减速齿轮2一方面将围绕所述动力输出轴11公转，另一方面则围绕其与所述减速架3的枢接轴自转，在实现动力输出的同时采用至少两个所述一级减速齿轮2进行减速动力输出，更加平稳且提高了扭矩的传递能力；另外，采用所述减速架3的方式将所述至少两个一级减速齿轮2的动力沿着所述动力输出轴11的轴向延伸方向传输，有效克服了传统的传动机构中的多齿轮彼此啮合所带来的结构庞大的不足，也即使所述线性致动器的结构更加紧凑。值得一提的是，本发明中的所述旋转轴31可拆卸的连接于所述减速架3的一侧，例如采用扁口方式进行连接。
优选地，所述至少两个一级减速齿轮2皆为斜齿轮，且所述齿部12中的齿为斜齿，采用斜齿啮合的方式，使所述传动减速结构的传动更加平稳，这有利于降低所述线性致动器的运行噪音，同时由于斜齿轮齿形啮合重合度更大，这能够有效降低传动减速过程中的齿轮载荷，提高齿轮的承载能力。
为了保证所述动力输出轴11的旋转轴线的稳定性，优选地，所述至少两个一级减速齿轮2关于所述动力输出轴11对称分布，对称分布的所述一级减速齿轮2能够将所述动力输出轴11更为可靠地限制于旋转轴线上，最好的，所述一级减速齿轮2为3个，3个所述一级减速齿轮2对称分布于所述动力输出轴11的周向上。
作为一种更有的实施方式，优选地，所述线性致动器还包括支撑架6，所述支撑架6上构造有安装通孔(图中未示出)，所述传动减速机构穿设于所述安装通孔内且所述支撑架6与所述动力驱动部件1固定连接，所述安装通孔的内壁上具有内齿圈62，所述内齿圈62与所述一级减速齿轮2啮合。所述内齿圈62与所述一级减速齿轮2的至少部分啮合，以形成对所述至少两个一级减速齿轮2的运动导向，可以理解的是，这种方式确定了所述减速架3的具体位置，更为重要的是，所述内齿圈62通过所述一级减速齿轮2对所述动力输出轴11进行定位，防止所述动力输出轴11由于为悬臂状态导致的轴心偏移的问题。更进一步的，与所述一级减速齿轮2同轴设置有同轴一级减速齿轮21(如图4及5所示)，在这种情况下此时的同轴一级减速齿轮21与所述内齿圈62齿啮合。
所述旋转轴31与所述联轴器4可以通过多种方式连接，例如通过销接、栓接等，最好的，所述旋转轴31的自由端上构造有花键孔32，所述联轴器4通过所述花键孔32与所述减速架3固定连接，这种方式能够极大的方便联轴器4的组装过程，当然，更为可靠地是，在所述联轴器4与所述旋转轴31通过花键孔32连接后，还可以采用相应的螺栓进行必要的加强连接。
为了进一步优化所述线性致动器的结构，具体的，尽可能的降低所述箱体100在丝杆201长度方向上的长度，优选地，所述二级减速齿轮5套装于所述旋转轴31的外周，且所述二级减速齿轮5与所述旋转轴31之间具有间隙，所述二级减速齿轮5朝向所述联轴器4的一侧构造有第一凸起51，所述联轴器4朝向所述二级减速齿轮5一侧构造有第二凸起41，当所述旋转轴31旋转时，所述第一凸起51与所述第二凸起41相互抵接，所述间隙中可以设置滚动轴承。该技术方案中，由于所述二级减速齿轮5与所述旋转轴31之间具有间隙，因此，所述二级减速齿轮5的旋转完全依靠于所述第一凸起51与所述第二凸起41的抵接，具体的，当所述第一凸起51与所述第二凸起41抵接时，所述动力驱动部件1将驱动所述二级减速齿轮5旋转，否则所述二级减速齿轮5不旋转。所述第一凸起51上朝向所述第二凸起41的一侧为第一台阶结构，所述第二凸起41上朝向所述第一凸起51的一侧为第二台阶结构，所述第一台阶结构与所述第二台阶结构能够彼此对应插接。
优选地，所述线性致动器还包括扭簧7、套筒8，所述扭簧7成螺旋状且套设于所述间隙内，所述扭簧7具有弯折方向相背的第一簧脚(图中未示出)及第二簧脚(图中未示出)，所述第一簧脚及所述第二簧脚分别处于所述第一凸起51与所述第二凸起41之间，当所述第一凸起51与所述第二凸起41之间产生相对的周向运动时，能够压迫所述第一簧脚和/或第二簧脚，进而使所述扭簧7的直径减小或者增大，所述套筒8罩设于所述扭簧7的径向外侧。如此，所述扭簧7通过所述第一凸起51与所述第二凸起41对所述第一簧脚和/或第二簧脚的施力实现制动或者非制动状态的转换，具体的，当所述第一簧脚和/或第二簧脚所承受的外力方向相同时，所述扭簧7的直径将增大，直径增大的扭簧7将与所述套筒8的内壁接触抵紧进而形成摩擦力，而形成的摩擦力将实现所述线性致动器的制动效果；反之，当所述第一簧脚和/或第二簧脚所承受的外力方向相反时，所述扭簧7的直径将减小，直径减小的扭簧7将与所述套筒8的内壁脱离，进而实现所述线性致动器的解除制动的效果。
所述线性致动器还包括外管204，所述内管203插装于所述外管204内，所述丝杆201的一端与所述外管204之间通过平面推力球轴承205连接，可以理解的是，所述一端与所述外管204的尾端相对应，而所述外管204的前端则是针对所述内管203的伸出端。采用所述平面推力球轴承205能够承载的更大的轴向力，进而提高了其使用寿命，延长维修周期，且采用单个的所述平面推力球轴承即可满足所述丝杆201的推拉力，大大减少了相应部位的安装空间需求且降低产品的制造成本。所述平面推力球轴承205与所述丝杆201及外管204的具体安装型式可以依据具体情况确定，作为一种优选地实施方式，所述丝杆201的一端套设有轴套206，所述轴套206上构造有相应的轴肩，所述平面推力球轴承205的一侧端面抵触连接在所述轴肩上，所述丝杆201的端头处还连接有锁紧螺母207，所述锁紧螺母207抵触连接在所述平面推力球轴承205的另一侧端面上，同时尾端接头208的一侧端面与所述平面推力球轴承205的另一侧端面抵接。当所述丝杆201受推力时，所述轴套206受压后挤压所述平面推力球轴承205，所述尾端接头208承载轴承压力，当所述丝杆201受拉力时，所述锁紧螺母207受拉力，将力传至所述平面推力球轴承205，所述尾端接头208承载相应拉力。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种线性致动器，包括传动减速机构，其特征在于，所述传动减速机构包括动力驱动部件(1)，所述动力驱动部件(1)具有动力输出轴(11)，所述动力输出轴(11)上具有齿部(12)，还包括减速架(3)、至少两个一级减速齿轮(2)，所述至少两个一级减速齿轮(2)分别与所述齿部(12)啮合连接，且所述至少两个一级减速齿轮(2)分别转动连接于所述减速架(3)上，所述减速架(3)远离所述动力驱动部件(1)的一侧构造有旋转轴(31)，所述旋转轴(31)的自由端连接有联轴器(4)，所述联轴器(4)与二级减速齿轮(5)连接；所述旋转轴(31)的自由端上构造有花键孔(32)，所述联轴器(4)通过所述花键孔(32)与所述减速架(3)固定连接；所述二级减速齿轮(5)套装于所述旋转轴(31)的外周，且所述二级减速齿轮(5)与所述旋转轴(31)之间具有间隙，所述二级减速齿轮(5)朝向所述联轴器(4)的一侧构造有第一凸起(51)，所述联轴器(4)朝向所述二级减速齿轮(5)一侧构造有第二凸起(41)，当所述旋转轴(31)旋转时，所述第一凸起(51)与所述第二凸起(41)相互抵接；所述间隙中设有滚动轴承；所述第二凸起(41)朝向靠近所述旋转轴(31)的一侧延伸并处于所述花键孔(32)的径向外侧。
2.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述至少两个一级减速齿轮(2)皆为斜齿轮，且所述齿部(12)中的齿为斜齿。
3.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述至少两个一级减速齿轮(2)关于所述动力输出轴(11)对称分布。
4.根据权利要求3所述的线性致动器，其特征在于，还包括支撑架(6)，所述支撑架(6)上构造有安装通孔，所述传动减速机构穿设于所述安装通孔内且所述支撑架(6)与所述动力驱动部件(1)固定连接，所述安装通孔的内壁上具有内齿圈(62)，所述内齿圈(62)与所述一级减速齿轮(2)啮合。
5.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述第一凸起(51)上朝向所述第二凸起(41)的一侧为第一台阶结构，所述第二凸起(41)上朝向所述第一凸起(51)的一侧为第二台阶结构，所述第一台阶结构与所述第二台阶结构能够彼此对应插接。
6.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，还包括扭簧(7)、套筒(8)，所述扭簧(7)成螺旋状且套设于所述间隙内，所述扭簧(7)具有弯折方向相背的第一簧脚及第二簧脚，所述第一簧脚及所述第二簧脚分别处于所述第一凸起(51)与所述第二凸起(41)之间，当所述第一凸起(51)与所述第二凸起(41)之间产生相对的周向运动时，能够压迫所述第一簧脚和/或第二簧脚，进而使所述扭簧(7)的直径减小或者增大，所述套筒(8)罩设于所述扭簧(7)的径向外侧。
7.根据权利要求6所述的线性致动器，其特征在于，还包括往复运动组件，所述往复运动组件包括丝杆(201)、外管(204)，所述丝杆(201)的一端与所述外管(204)之间通过平面推力球轴承(205)连接。
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