CN115325048B - 一种单向自锁结构及线性驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单向自锁结构及线性驱动装置，单向自锁结构包括安装座、输入件、自锁件和输出件，输入件与驱动轴连接，输入件的内端面上设有多个限位部，限位部围设成容纳腔；自锁件间隔地设于相邻两个限位部之间，输出件间隙配合在容纳腔内，且输出件上设有弧形缺口，弧形缺口内壁与自锁件外侧壁的接触面设置为弧面，且弧面的深度沿输出件的顺时针方向逐渐增加；在输入件转动并带动自锁件同步转动时，自锁件带动输出件同步转动；在输入件停止转动且输出件被动沿顺时针方向转动时，弧面挤压自锁件以限制输出件转动。该单向自锁结构及线性驱动装置使驱动轴正常传动时不产生自锁力，驱动轴被动反转时可产生自锁力，且自锁能力强、结构简单。

Description

一种单向自锁结构及线性驱动装置

技术领域

本发明涉及机械传动自锁技术领域，具体讲的是一种单向自锁结构及线性驱动装置。

背景技术

目前的电动家具，如电动升降桌、电动升降平台、电动升降床等都配置有线性驱动装置。该线性驱动装置也称线性制动器，其用于输出直线方向的动力；线性驱动装置一般包括驱动电机及与驱动电机传动连接的线性推杆。以单电机的电动升降桌为例，其结构包括桌板和底座以及连接桌板和底座并用于调节桌板相对于底座高度的升降立柱，每个升降立柱内连接有可带动升降立柱升降的线性推杆或线性驱动机构，该电动升降桌还包括驱动电机和传动杆，所述传动杆的两端分别与两个升降立柱内的线性推杆传动连接，驱动电机与传动杆传动连接，用于驱动传动杆转动，驱动电机、传动杆和升降立柱内的线性推杆共同构成电动升降桌的线性驱动装置。

该电动升降桌在升降时，驱动电机的驱动轴转动，从而带动传动杆转动，传动杆转动带动升降立柱升降。在桌板上升或下降一定高度后，电动升降桌在线性驱动装置的作用下保持静止；但当电动升降桌在承受较大承重的作用下或线性驱动装置内部磨损而使线性驱动装置不能提供桌板静止的保持力时，线性推杆会收缩，且通过传动杆使驱动电机的驱动轴被动的反向转动，从而使桌板下降，甚至导致驱动电机内部损坏。因此，为避免电动升降桌在承受较大承重的作用下或线性驱动装置内部磨损而被动下降，人们一般在驱动电机的驱动轴上安装自锁结构，该自锁结构在驱动电机的驱动轴被动转动时可产生自锁力，阻碍驱动轴被动转动，防止桌板下降及保护驱动电机。现有技术的自锁结构大都是在驱动轴上套设扭簧，利用扭簧与驱动轴之间的摩擦力来提供驱动轴转动的自锁力，虽然该自锁结构能够产生驱动轴的自锁力，但若在驱动电机驱动驱动轴正常运转过程中也具有自锁力，该自锁力则会阻碍驱动轴的传动效率。因此，如何提供一种单向自锁结构，使驱动电机驱动驱动轴正常传动时，不产生自锁力，而在驱动电机停止工作且驱动轴被动反转时可产生自锁力，是人们目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种使驱动轴正常传动时不产生自锁力，驱动轴被动反转时可产生自锁力，且自锁能力强、结构简单的单向自锁结构。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的单向自锁结构：它包括

安装座，其具有内腔；

输入件，间隙配合在所述内腔内，且输入件与驱动轴连接，用于随驱动轴同步转动；所述输入件的内端面上设有多个沿输入件周向间隔分布且沿输入件轴向延伸的限位部，所述限位部围设形成容纳腔；

自锁件，其数量与限位部的数量相等，所述自锁件间隔地设于相邻两个限位部之间，用于在输入件转动时，可带动自锁件同步转动；所述自锁件的一部分凸出设置在所述容纳腔内；

输出件，间隙配合在所述容纳腔内，且输出件与输入件同轴线设置；所述输出件的外侧壁上设有与自锁件一一对应且供自锁件凸出部分容置的弧形缺口，所述弧形缺口内壁与自锁件外侧壁的接触面设置为弧面，且弧面的深度沿输出件的顺时针方向逐渐增加；

在输入件转动并带动自锁件同步转动时，所述自锁件带动输出件同步转动；在输入件停止转动且输出件被动沿顺时针方向转动时，所述弧面挤压自锁件并产生自锁力以限制输出件转动。

作为优选，每个限位部的内壁上设有一向容纳腔内延伸并位于弧形缺口内的限位凸起，且所述限位凸起与弧形缺口内壁的弧面之间设有转动间隙，在输入件逆时针转动时，所述限位凸起可与弧形缺口内壁的弧面相抵并带动输出件同步转动。

作为优选，所述限位凸起设置在限位部沿逆时针方向转动的尾端。

作为优选，每相邻两个限位部的内壁上均设有形状与自锁件外侧壁形状相配的弧形凹部，所述自锁件与弧形凹部的内壁间隙配合。

作为优选，所述的自锁件为圆柱形的滚柱或球形的滚球。

作为优选，所述的弧面包括沿输出件顺时针方向依次设置的斜面和圆弧面，所述的斜面与圆弧面相切。

作为优选，相邻两个弧形缺口之间的输出件的外侧壁呈光滑的圆弧角过渡。

作为优选，所述安装座上设有安装孔，且安装座的内腔中心设有与输出件内孔相连通的中心孔。

采用以上结构后，本发明一种单向自锁结构与现有技术相比，具有以下优点：

首先，该单向自锁结构的输入件与驱动轴连接，驱动轴转动时，带动输入件同步转动，输入件的限位部带动自锁件同步转动，因自锁件凸出在容纳腔内的部分与输出件的弧形缺口内壁的弧面接触，因此自锁件可带动输出件同步转动，也即输入件顺时针转动，输出件在自锁件的所用下同步顺时针转动，输入件逆时针转动，输出件在自锁件的所用下同步逆时针转动；由于弧形缺口内壁与自锁件外侧壁的接触面设置为弧面，且弧面的深度沿输出件的顺时针方向逐渐增加；因此，在驱动轴停止转动且输入件和自锁件保持静止的状态下，输出件因外力沿顺时针被动转动时，输出件的弧形缺口内壁的弧面相对于自锁件可转动一定角度并同时挤压自锁件，此时弧面与自锁件之间产生自锁力，该自锁力可限制输出件的顺时针被动转动。因此该单向自锁结构在输入件正常转动时，输出件随输入件同步转动，且在输出件被动顺时针转动时，输出件与自锁件之间产生自锁力，从而避免输入件和驱动轴被动转动，也即驱动轴正常传动时不产生自锁力，驱动轴被动反转时该单向自锁结构可产生自锁力。

其次，弧形缺口内壁弧面的深度沿输出件的顺时针方向逐渐增加，因此在输出件沿顺时针被动转动时，弧形缺口内壁的弧面挤压自锁件，且输出件转动的扭力越大，自锁力越强，因此该单向自锁结构自锁能力强、结构简单。

再者，限位部内壁上限位凸起的设置，在输入件逆时针转动时，限位凸起可与弧形缺口内壁的弧面相抵并带动输出件同步转动；因此，在输入件逆时针转动时，输入件带动自锁件沿逆时针方向同步转动，且在输入件通过自锁件带动输出件逆时针转动时，限位部内壁上的限位凸起与弧形缺口内壁接触并共同带动输出件逆时针转动，这样保证了在输入件逆时针转动时，输出件同步逆时针转动。

进一步地，每相邻两个限位部内壁上的弧形凹部与自锁件的配合，使限位部与自锁件的接触面积大，从而使输入件转动时可更好地带动自锁件同步转动；弧面包括斜面和圆弧面，且斜面与圆弧面相切，在输出件顺时针转动时，弧形缺口内壁弧面的斜面与自锁件接触且相对转动产生自锁力，从而限制输出件顺时针转动。

本发明的另一技术解决方案是，提供一种具有以下结构的线性驱动装置，它包括驱动电机，所述驱动电机的驱动轴上连接有上述任一技术方案所述的单向自锁结构。

采用以上结构后，本发明一种线性驱动装置与现有技术相比，具有以下优点：该线性驱动装置的驱动电机驱动驱动轴转动并带动输入件转动，输入件的限位部带动自锁件同步转动，自锁件驱动输出件同步转动；在驱动轴停止转动且输入件和自锁件保持静止的状态下，输出件因外力沿顺时针被动转动时，输出件的弧形缺口内壁的弧面相对于自锁件可转动一定角度并同时挤压自锁件，此时弧面与自锁件之间产生自锁力，该自锁力可限制输出件的顺时针被动转动；也即驱动轴正常传动时不产生自锁力，驱动轴被动反转时该单向自锁结构可产生自锁力，以防止驱动轴被动反转而损坏驱动轴及驱动电机。

附图说明

图1是本发明一种单向自锁结构的结构示意图。

图2是本发明一种单向自锁结构的另一角度的结构示意图。

图3是本发明一种单向自锁结构的组装结构示意图。

图4是本发明一种单向自锁结构的内部结构示意图。

图5是本发明一种单向自锁结构的输入件的结构示意图。

图6是本发明一种单向自锁结构的输出件的结构示意图。

图7是本发明一种单向自锁结构的剖视结构示意图。

如图所示：

1、安装座，100、内腔，101、限位台阶，102、安装孔，103、中心孔，104、限位环，105、卡簧，2、输入件，200、限位部，201、容纳腔，202、弧形凹部，203、限位凸起，204、转动间隙，3、自锁件，4、输出件，400、弧形缺口，401、斜面，402、圆弧面，403、内孔，A、顺时针方向，B、逆时针方向。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1～7所示；

本发明实施例公开一种单向自锁结构，该单向自锁结构安装在线性驱动装置的驱动轴上，在单电机驱动的电动升降桌上，该单向自锁结构通过安装座1的安装孔102与电机外壳连接，输入件2同轴安装在驱动电机的驱动轴上，输出件4与传动杆同轴连接；该单向自锁结构也可安装在电动升降床的电动推杆上，即安装座1通过安装孔102与电机外壳连接，输入件2同轴安装在驱动电机的驱动轴上，输出件4与驱动电机的驱动齿轮的主轴同轴连接；或者是该单向自锁结构设置在升降立柱内，安装座1通过安装孔102与升降立柱内管的内壁连接，输入件2与升降立柱内驱动齿轮的主轴连接，输出件4与升降立柱内的丝杠同轴连接。在电动升降桌或电动升降床承受较大的重力使线性驱动装置的输出件4被动顺时针转动时，该单向自锁结构提供自锁力，从而限制输出件4被动转动；且驱动轴在驱动电机的作用下主动转动时，该单向自锁结构不提供自锁力，使输出件4与输入件2同步正常转动。

在本实施例中，该单向自锁结构包括安装座1、输入件2、自锁件3和输出件4，安装座1具有内腔100，安装座1上设有供螺栓穿过的安装孔102，且安装座1的内腔100中心设有与输出件4的内孔403相连通的中心孔103，安装座1通过螺栓连接在升降立柱内或电机外壳上；输入件2为带有安装台阶的转动轴，其间隙配合在所述内腔100内，具体地，内腔100的内壁上设有限位台阶101，输入件2的安装台阶上套设有限位环104和卡簧105，限位环104与限位台阶101相抵，卡簧105与内腔100的内壁连接用于限制输入件2脱离内腔100；该输入件2与驱动轴同轴连接或同轴线连接，用于随驱动轴同步转动；输入件2的内端面上设有多个沿输入件2周向间隔分布且沿输入件2轴向延伸的限位部200，所述限位部200围设形成容纳腔201；在本实施例中，限位部200的数量为六个，限位部200的外侧壁与内腔100的内壁间隙配合；自锁件3的数量设置为与限位部200的数量相等，自锁件3间隔地设于相邻两个限位部200之间，且自锁件3间隙配合在相邻两个限位部200之间，自锁件3的轴线方向与限位部200的高度方向平行，用于在输入件2转动时，可带动自锁件3随输入件2一起转动，自锁件3在本实施例中为圆柱形的滚柱，在其他实施例中，也可以为球形的滚球、锥形滚柱等；该自锁件3的一部分凸出设置在所述容纳腔201内，也即自锁件3的外径尺寸大于限位部200的厚度尺寸，在自锁件3放置在相邻两个限位部200之间时，自锁件3的一部分会凸出设置在容纳腔201内。

在本实施例中，输出件4间隙配合在所述容纳腔201内，且输出件4与输入件2同轴线设置；输出件4的内孔403可与传动杆或丝杠同轴连接，所述输出件4的外侧壁上设有与自锁件3一一对应且供自锁件3凸出部分容置的弧形缺口400，弧形缺口400内壁与自锁件3外侧壁的接触面设置为弧面，且弧面的深度沿输出件4的顺时针方向逐渐增加；在输入件2转动并带动自锁件3同步转动时，所述自锁件3带动输出件4同步转动；在输入件2停止转动且输出件4被动沿顺时针方向转动时，所述弧面挤压自锁件3并产生自锁力以限制输出件4转动。在本实施例中，所述的顺时针方向是基于说明书附图中以正对着用户为基准的顺时针方向，也即附图7中标记的A的方向为顺时针方向，且B的方向为逆时针方向。

在本实施例中，该单向自锁结构的输入件2与驱动轴连接，驱动轴转动时，带动输入件2同步转动，输入件2的限位部200带动自锁件3同步转动，因自锁件3凸出在容纳腔201内的部分与输出件4的弧形缺口400内壁的弧面接触，因此自锁件3可带动输出件4同步转动；也即输入件2顺时针转动，输出件4在自锁件3的所用下同步顺时针转动，输入件2逆时针转动，输出件4在自锁件3的所用下同步逆时针转动；由于弧形缺口400内壁与自锁件3外侧壁的接触面设置为弧面，且弧面的深度沿输出件4的顺时针方向逐渐增加；因此，在驱动轴停止转动且输入件2和自锁件3保持静止的状态下，输出件4因外力沿顺时针被动转动时，输出件4的弧形缺口400内壁的弧面相对于自锁件3可转动一定角度并同时挤压自锁件3，此时弧面与自锁件3之间产生自锁力，该自锁力可限制输出件4的顺时针被动转动。因此该单向自锁结构在输入件2正常转动时，输出件4随输入件2同步转动，且在输出件4被动顺时针转动时，输出件4与自锁件3之间产生自锁力，从而避免输入件2和驱动轴被动转动，也即驱动轴正常传动时不产生自锁力，驱动轴被动反转时该单向自锁结构可产生自锁力以限制驱动轴被动反转。再者，在本实施例中，弧形缺口400内壁弧面的深度沿输出件4的顺时针方向逐渐增加，因此在输出件4沿顺时针被动转动时，弧形缺口400内壁的弧面挤压自锁件3，且输出件4转动的扭力越大，自锁力越强，因此该单向自锁结构自锁能力强、结构简单。

再次参见图4、图5和图7所示，作为本发明的一种实施例；在每个限位部200的内壁上设有一向容纳腔201内延伸并位于弧形缺口400内的限位凸起203，且所述限位凸起203与弧形缺口400内壁的弧面之间设有转动间隙204，在输入件2逆时针转动时，所述限位凸起203可与弧形缺口400内壁的弧面相抵并带动输出件4同步转动。该转动间隙204用于在输出件4被动顺时针转动时具有转动间隙204，该转动间隙204很小，在输出件4被动顺时针转动时可向外挤压自锁件3，以产生自锁力。在输入件2逆时针转动时，输入件2带动自锁件3沿逆时针方向同步转动，且在输入件2通过自锁件3带动输出件4逆时针转动时，限位部200内壁上的限位凸起203与弧形缺口400内壁接触并共同带动输出件4逆时针转动，这样保证了在输入件2逆时针转动时，输出件4同步逆时针转动。具体在本实施例中，限位凸起203设置在限位部200沿逆时针方向转动的尾端，这样，无疑加厚了限位部200的尾端厚度。由于每相邻两个限位部200的内壁上均设有形状与自锁件3外侧壁形状相配的弧形凹部202，所述自锁件3与弧形凹部202的内壁间隙配合。限位部200尾端的厚度加厚，也使弧形凹部202的面积更大，这样该弧形凹部202与自锁件3外侧壁的接触面积大，从而使输入件2转动时可更好地带动自锁件3同步转动。

再次参见图6所示，作为本发明的一种实施例；弧形缺口400内壁的弧面包括沿输出件4顺时针方向依次设置的斜面401和圆弧面402，所述的斜面401与圆弧面402相切。在输出件4顺时针被动转动时，弧形缺口400内壁弧面的斜面401与自锁件3接触且相对转动产生自锁力，从而限制输出件4顺时针转动。进一步地，相邻两个弧形缺口400之间的输出件4的外侧壁呈光滑的圆弧角过渡。

本发明另一实施例公开一种线性驱动装置，该线性驱动装置用于产生直线方向的力，在本实施例中，该线性驱动装置包括驱动电机，且驱动电机的驱动轴上连接有上述任一实施例所述的单向自锁结构。该线性驱动装置的驱动电机驱动驱动轴转动并带动输入件2转动，输入件2的限位部200带动自锁件3同步转动，自锁件3驱动输出件4同步转动；在驱动轴停止转动且输入件2和自锁件3保持静止的状态下，输出件4因外力沿顺时针被动转动时，该输出件4的弧形缺口400内壁的弧面相对于自锁件3可转动一定角度并同时挤压自锁件3，此时弧面与自锁件3之间产生自锁力，该自锁力可限制输出件4的顺时针被动转动；也即驱动轴正常传动时不产生自锁力，驱动轴被动反转时该单向自锁结构可产生自锁力，以防止驱动轴被动反转而损坏驱动轴及驱动电机。以电动升降桌为例，当电动升降桌的桌板承受较大的重力时，会压缩升降立柱处于收缩趋势，升降立柱内的丝杠螺母副在轴向压力下会使丝杠沿顺时针转动，从而带动输出件4转动，此时该单向自锁结构可锁紧输出件4，使输出件4和丝杠停止转动，从而可保持桌板的高度不变，而且可防止驱动轴及驱动电机受损。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种单向自锁结构，其特征在于：它包括

安装座，其具有内腔；

输入件，间隙配合在所述内腔内，且输入件与驱动轴连接，用于随驱动轴同步转动；所述输入件的内端面上设有多个沿输入件周向间隔分布且沿输入件轴向延伸的限位部，所述限位部围设形成容纳腔；

自锁件，其数量与限位部的数量相等，所述自锁件间隔地设于相邻两个限位部之间，用于在输入件转动时，可带动自锁件同步转动；所述自锁件的一部分凸出设置在所述容纳腔内；

输出件，间隙配合在所述容纳腔内，且输出件与输入件同轴线设置；所述输出件的外侧壁上设有与自锁件一一对应且供自锁件凸出部分容置的弧形缺口，所述弧形缺口内壁与自锁件外侧壁的接触面设置为弧面，且弧面的深度沿输出件的顺时针方向逐渐增加；

在输入件转动并带动自锁件同步转动时，所述自锁件带动输出件同步转动；在输入件停止转动且输出件被动沿顺时针方向转动时，所述弧面挤压自锁件并产生自锁力以限制输出件转动；

每个限位部的内壁上设有一向容纳腔内延伸并位于弧形缺口内的限位凸起，且所述限位凸起与弧形缺口内壁的弧面之间设有转动间隙，在输入件逆时针转动时，所述限位凸起可与弧形缺口内壁的弧面相抵并带动输出件同步转动。

2.根据权利要求1所述的一种单向自锁结构，其特征在于：所述限位凸起设置在限位部沿逆时针方向转动的尾端。

3.根据权利要求1所述的一种单向自锁结构，其特征在于：每相邻两个限位部的内壁上均设有形状与自锁件外侧壁形状相配的弧形凹部，所述自锁件与弧形凹部的内壁间隙配合。

4.根据权利要求1所述的一种单向自锁结构，其特征在于：所述的自锁件为圆柱形的滚柱或球形的滚球。

5.根据权利要求1所述的一种单向自锁结构，其特征在于：所述的弧面包括沿输出件顺时针方向依次设置的斜面和圆弧面，所述的斜面与圆弧面相切。

6.根据权利要求5所述的一种单向自锁结构，其特征在于：相邻两个弧形缺口之间的输出件的外侧壁呈光滑的圆弧角过渡。

7.根据权利要求1所述的一种单向自锁结构，其特征在于：所述安装座上设有安装孔，且安装座的内腔中心设有与输出件内孔相连通的中心孔。

8.一种线性驱动装置，它包括驱动电机，其特征在于：所述驱动电机的驱动轴上连接有上述权利要求1～7任一权利要求所述的单向自锁结构。