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线性致动器

阅读：260发布：2021-02-27

IPRDB可以提供线性致动器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种线性致动器，其中，可逆转的电动机(20)通过传动装置(21)驱动非自锁止心轴(22)，凭借此，固定成不旋转的调节元件(24)能够轴向移动，以用于调节与其联接的元件，诸如床中的背部搁置段。该致动器还包括快速释放装置(27)，该快速释放装置用于使得调节元件(24)与电动机(20)脱开连接和与传动装置(21)的从电动机(20)延伸到快速释放装置(27)的一部分脱开连接，使得心轴(22)在作用在调节元件(24)上的负荷作用下旋转。此外，致动器包括制动器件，该制动器件用于当致动快速释放装置(27)时控制调节元件(24)的速度。制动器件由流体型的旋转阻尼器(45)构成，所述流体类型的旋转阻尼器包括内体部，所述内体部位于外体部中的填充有液体的中空部内，其中一个体部与所述心轴(22)驱动相连或者与所述传动装置的从心轴(22)延伸到快速释放装置(27)的一部分驱动相连，并且其中，当所述一个体部因致动快速释放装置(27)而相对于另一个体部旋转时产生阻尼效应，所述阻尼效应减慢心轴(22)的速度并且因此减慢调节元件(24)的速度。因此可能提供一种当致动快速释放装置时降低速度是自控的构造。，下面是线性致动器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种线性致动器，所述线性致动器包括可逆转电动机(20)、传动装置(21)和非自锁止心轴(22)，其中，所述可逆转电动机(20)通过所述传动装置(21)驱动所述非自锁止心轴(22)，所述线性致动器包括位于所述心轴(22)上的心轴螺母(23)和固定成不旋转的调节元件(24)，所述调节元件(24)能够轴向移动，所述调节元件连接到所述心轴(22)上的所述心轴螺母(23)或者与所述心轴螺母成一体，所述线性致动器还包括快速释放装置(27)，以用于使得所述调节元件(24)与所述可逆转电动机(20)脱开连接和与所述传动装置(21)的从所述可逆转电动机(20)延伸到所述快速释放装置(27)的一部分脱开连接，从而使得所述心轴(22)在作用在所述调节元件(24)上的负荷作用下旋转，所述线性致动器包括制动器件，所述制动器件用于当致动所述快速释放装置(27)时控制所述调节元件(24)在外部负荷作用下的速度，其特征在于，所述制动器件由流体类型的旋转阻尼器(45)构成，所述流体类型的旋转阻尼器包括内体部，所述内体部位于外体部中的填充有液体的中空部内，一个体部与所述心轴(22)驱动相连或者与所述传动装置的从所述心轴(22)延伸到所述快速释放装置(27)的一部分驱动相连，当所述一个体部由于所述快速释放装置的致动而相对于另一个体部旋转时产生粘性阻尼效应，所述粘性阻尼效应减慢所述心轴(22)的速度并且因此减慢所述调节元件(24)的速度。

2.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述线性致动器包括自由轮轴承，所述自由轮轴承布置成使得，与所述心轴(22)驱动相连的所述一个体部或者与所述传动装置的从所述心轴(22)延伸到所述快速释放装置(27)的一部分驱动相连的所述一个体部在所述调节元件(24)抵抗所述负荷运动时保持静止。

3.根据权利要求2所述的线性致动器，其特征在于，所述自由轮轴承结合在旋转阻尼器(45、51)中。

4.一种线性致动器，所述线性致动器包括可逆转电动机、传动装置和心轴，其中，所述可逆转电动机通过所述传动装置驱动所述心轴，所述线性致动器包括位于所述心轴上的心轴螺母和能够轴向移动的管状调节元件(48)，所述管状调节元件的后端部连接到所述心轴(22)上的所述心轴螺母，所述线性致动器还包括：前安装部(49)，所述前安装部连接到所述管状调节元件(48)的外端部；和快速释放装置(50)，所述快速释放装置布置在所述管状调节元件(48)的所述外端部与所述前安装部(49)之间，以用于使得所述管状调节元件(48)与所述前安装部(49)脱开连接，从而使得所述管状调节元件(48)在作用在其上的负荷作用下旋转，所述线性致动器还包括制动器件，所述制动器件用于当致动所述快速释放装置(50)时控制所述管状调节元件(48)在外部负荷作用下的速度，其特征在于，所述制动器件由旋转阻尼器(51)构成，所述旋转阻尼器包括内体部，所述内体部位于外体部中的填充有液体的中空部内，一个体部与所述管状调节元件(48)驱动相连，当所述一个体部由于所述快速释放装置(50)的致动而相对于另一个体部旋转时产生粘性阻尼效应，所述粘性阻尼效应减慢所述管状调节元件(48)的速度。

5.根据权利要求4所述的线性致动器，其特征在于，所述线性致动器包括自由轮轴承，所述自由轮轴承布置成使得，与所述管状调节元件(48)驱动相连的体部在所述管状调节元件(24)抵抗所述负荷运动时保持静止。

6.根据权利要求5所述的线性致动器，其特征在于，所述自由轮轴承结合在旋转阻尼器(45、51)中。

说明书全文

线性致动器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种线性致动器，所述线性致动器包括可逆转电动机、传动装置和非自锁止心轴，其中，所述可逆转电动机通过所述传动装置驱动所述非自锁止心轴，所述线性致动器包括位于所述心轴上的心轴螺母和固定成不旋转的调节元件，所述调节元件能够轴向移动，所述调节元件连接到所述心轴上的所述心轴螺母或者与所述心轴螺母成一体，所述线性致动器还包括快速释放装置，以用于使得所述调节元件与所述可逆转电动机脱开连接和与所述传动装置的从所述可逆转电动机延伸到所述快速释放装置的一部分脱开连接，从而使得所述心轴在作用在所述调节元件上的负荷作用下旋转，所述线性致动器包括制动器件，所述制动器件用于当致动所述快速释放装置时控制所述调节元件在外部负荷作用下的速度。

背景技术

[0002] 在医院病床中，床垫的运载表面被分成背部搁置段和腿部搁置段以及通常还有固定中部段。背部搁置段和腿部搁置段可以由线性致动器围绕水平轴线单独调节，所述线性致动器例如参见J.Nesbit Evans&Company Ltd名下的EP 0 498 111 A2。

[0003] 在某些情况中，例如，在心力衰竭的情况中，关键是能够即刻将背部搁置段从升高位置降低到水平位置。线性致动器的速度太低以致不能执行所需的将背部搁置段即刻降低至水平位置。为了解决这个问题，已经研发了具有所谓快速释放装置的线性致动器，所述线性致动器使得作为非自锁止类型的心轴自身与电动机脱开连接或者使得传动装置的与心轴驱动相连的一部分脱开连接，其中，传动装置的所述一部分和心轴均为非自锁止的。由例如皆为LINAK A/S名下的EP 0 577 541 A1、EP 0 685 662 A2、WO 03/033946A1和WO2006/039931 A1可知具有快速释放装置类型的线性致动器的示例。如所提及的那样，应注意的是，线性致动器的心轴为非自锁止的，使得线性致动器的连接到心轴螺母的管状调节元件上的负荷致使心轴旋转。心轴因负荷产生的力而加速，使得管状调节元件以渐增速度向端部位置移动而背部搁置段在背部搁置段抵达其水平位置时将以类碰撞方式突然制动。通过床的构造来增强朝向水平位置的加速，其中，当背部搁置段处于其最大升高位置时，作用于线性致动器上的负荷最小，而力撞击将随着该背部搁置段越来越靠近其水平位置而显著增大，在所述水平位置处力撞击最大。类碰撞式制动可较大程度地对已然受到创伤的患者造成伤害，而且其对床结构和线性致动器来说是过大过载。像这样，总的来说创伤情况使得患者周围一片混乱，还存在不是无关紧要的风险，即，当背部搁置段不受控地冲进到水平位置时，背部搁置段嵌入所述上框架中，使得某人被挤压在背部搁置段和上框架之间。通过将气体弹簧结合在床结构中以阻尼该运动来寻求解决该问题，但是这使得构造复杂化并且增加构造成本。这由于下述事实引起：床结构包括可将气体弹簧固定到床结构上的额外安装件等。除此之外，还增加了安装时间并且气体弹簧为增加的成本。此外，床通常装配有两个气体弹簧以满足现有需求。因此，该解决方案对于该问题而言直观上并非正确的解决方案。先前在LINAK A/S名下的EP 0 944 788 B1中已意识到了该问题，EP 0 944 788 B1涉及一种线性致动器，所述线性致动器具有快速释放装置和制动器件，所述制动器件用于当心轴与电动机和传动装置脱开连接时控制心轴的速度。在EP 0 944 788 B1中示出的具体实施例涉及将螺旋弹簧用作制动弹簧，所述螺旋弹簧抵靠接触表面张紧。通过受控制地放松螺旋弹簧抵靠接触表面的接合，可控制心轴的速度。该构造精细，但是却需要熟练灵巧以使得操作者能够均匀地控制速度。而且，构造复杂化。LINAK A/S名下的WO2011/066836 A1公开了一种构造，在这种构造中，通过离心式制动装置寻求解决人工控制速度的问题，但是该构造同样相当复杂而且没有完全令人满意地解决该问题。Dewert Antriebs-und Systemtechnik GmbH名下的EP 1 592 325 B1公开了一种构造，其中，蜗齿轮安装到致动器的管状调节元件的外端部和叉状前安装部，所述蜗齿轮驱动圆锥状元件，所述圆锥状元件与固定的对应圆锥状制动元件相连。圆锥状制动元件是与圆锥状元件接合的加载弹簧，所述圆锥状元件由蜗齿轮驱动。通过或多或少地拉动圆锥状制动元件脱离与蜗齿轮上的圆锥状元件的接合，可控制管状调节元件的速度降低。

[0004] 应注意的是，还已知没有管状调节元件的致动器，但是其中，心轴螺母设计为调节元件，并且利用所述心轴螺母将致动器固定在与其集成的结构中。由Dietmar Koch名下的WO 96/12123已知了这种致动器的示例。这种类型的致动器通常与扶手椅或者躺椅联合使用。

[0005] 针对家用床在80年代后期研发了一种电动机驱动器，其中，线性致动器构造在共有壳体的每个端部中。电动机驱动器悬置在床的背部搁置段的旋转轴和腿部搁置段的旋转轴上。这些旋转轴装配有臂，所述臂突入到壳体中并且松弛地搁置在心轴螺母上，所述心轴螺母设计为滑动元件。这些双线性致动器后续经历了进一步发展，使得它们可用于病床。例如由Eckhart Dewert名下的WO 89/10715和Niko Gesellschaft für Antriebstechnik GmbH名下的DE 38 42 078 A1以及LINAK A/S名下的WO 2007/112745 A1已知了双线性致动器。在Dewert Antriebs-und Systemtechnik GmbH Co KG名下的DE 296 12 493 U1中涉及具有快速释放装置的这种致动器的示例。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种当调节元件与电动机和传动装置脱开连接时控制调节元件受控地降低或者缩回的不同解决方案。

[0007] 根据本发明的线性致动器的特征在于：由流体类型的旋转阻尼器构成制动器件，所述流体类型的旋转阻尼器包括内体部，所述内体部位于外体部中的填充有液体的中空部内，其中，一个体部与心轴驱动相连或者与传动装置的从心轴延伸到快速释放装置的一部分驱动相连，当所述一个体部因致动快速释放装置而相对于另一个体部旋转时产生阻尼效应，所述阻尼效应减慢心轴的速度并且因此减慢调节元件的速度。

[0008] 在本发明的第二实施例中，在线性致动器上，调节元件的外端部包括旋转阻尼器和快速释放装置，所述快速释放装置还连接到前安装部。而且，该旋转阻尼器为流体类型的，其包括内体部，所述内体部放置在外体部中的填充有液体的中空部内，其中，一个体部与调节元件驱动相连，并且当所述一个体部因致动快速释放装置而相对于另一个体部旋转时产生粘性阻尼效应，所述粘性阻尼效应减慢管状调节元件的速度。

[0009] 对于两种类型的线性致动器而言，因此可能提供这样的构造，其中，当致动快速释放装置时降低速度是自控的，原因在于阻尼系数、转矩/角速度皆随着角速度的增大而增大。通过测试不同类型的液体和它们的粘度，已经证明：可将旋转阻尼器制得相对小并且拥有理想的阻尼效应，凭借此，可能在不改变基础结构的前提下将旋转阻尼器结合到线性致动器中。与以上提及的已知解决方案中的一些相比，因为阻尼器相对于调节元件的当前速度自身自动调节，所以无需依赖操作者的能力来控制速度。在一个实施例中，可将快速释放装置锁定在其致动位置中，使得操作者能够在紧急情况中处理其它任务。可设计成当背部搁置段抵达其水平位置时使得自动释放快速释放装置的操作，从而使得心轴/调节元件再次接合并且致动器准备正常操作。

[0010] 便捷地，线性致动器包括自由轮轴承，优选地所述自由轮轴承结合在旋转阻尼器中，并且布置成使得与心轴驱动相连的体部或者与传动装置的从心轴延伸到快速释放装置的一部分驱动相连的体部在调节元件抵抗负荷运动时保持静止。

[0011] 同样，第二种类型的线性致动器可包括自由轮轴承，所述自由轮轴承布置成使得与调节元件驱动相连的体部在调节元件抵抗负荷运动时保持静止。

[0012] 对于两种类型的致动器而言，实现了在其使得负荷必须沿着与其重量相反的方向移动时不受阻尼影响，即，不需要更多的能量或者不需要更大的电动机。阻尼仅仅发生在负荷因其重量而移动(典型的，负荷下降)时。

[0013] 在另一个实施例中，自由轮轴承可整合在旋转阻尼器中。因此，简化了构造以及其安装。

附图说明

[0014] 在下文将参照附图更加详细地描述根据本发明的线性致动器。所述附图示出了：

[0015] 图1是医院病床的轮廓；

[0016] 图2是具有快速释放装置和旋转阻尼器的线性致动器的透视图；

[0017] 图3是从上方观察的具有快速释放装置和旋转阻尼器的线性致动器；

[0018] 图4是图2中示出的致动器的纵向截面图；

[0019] 图5是图4中示出的纵向截面的详细截面图；

[0020] 图6是当从侧部观察时处于其原始位置中的快速释放单元的部分；

[0021] 图7是当从侧部观察时处于脱开连接位置中的快速释放单元的部分；

[0022] 图8a和图8b是分别从每个端部观察的内联接部分；

[0023] 图9a和图9b是分别从每个端部观察的外联接部分；

[0024] 图10是释放机构的分解图；

[0025] 图11是从上方观察并且进入快速释放单元的壳体中的释放机构；以及[0026] 图12是线性致动器的示意性构造。

具体实施方式

[0027] 附图1中示出的医院病床1包括：下框架3，所述下框架3装配有驱动轮2；和上框架4。用于床垫的可调节运载表面安装到上框架4。运载表面包括背部搁置段6、铰接式腿部搁置段7和位于背部搁置段与铰接式腿部搁置段7之间的固定中部段8。背部搁置段6和腿部搁置段7各自可由线性致动器9、10调节，使得运载表面可呈现由箭头5表示的各种轮廓。上框架4利用在各端部处的铰接件11、12连接到下框架3。通过连接到铰接件11、12的一对致动器
13、14可升高和降低上框架4。致动器9、10；13、14连接到控制盒15，所述控制盒包含电源，其用于连接到电力网、可充电电池组以及控制器。操作单元连接到控制盒15，操作单元诸如是手持式控制装置16、护轨17中的固定控制面板以及可能的其它外围设备(诸如床底灯18)。

[0028] 如图2至图11所示，使得背部搁置段6移动的线性致动器9包括壳体19以及可逆转电动机20，所述可逆转电动机20通过蜗齿轮21驱动心轴22，所述心轴22具有心轴螺母23，由外管25包围的管状调节元件24(也称作内管)固定到所述心轴螺母。前安装部26位于管状调节元件24的端部处，以用于安装线性致动器。所涉及的致动器装配有快速释放单元27，所述快速释放单元具有释放机构28。

[0029] 快速释放单元27包括两个联接零件29、30，其中，内联接零件29安装在心轴22的轴端22a上，而外联接零件30具有中空部31(部分圆筒形轨道)，在转矩传递连接时内联接零件29上的突出部32可接收在中空部31中。外联接零件30的外侧部还包括槽33，用于与蜗齿轮
21的贯通孔内侧上的对应舌状件接合，使得在此处也形成转矩传递连接。因此，电动机20的可逆旋转通过蜗齿轮(包括蜗轮21)并且还通过外联接零件29和内联接零件30之间的连接可驱动心轴22。固定成不旋转的心轴螺母24因此可取决于电动机20的旋转方向在心轴22上前后移动。

[0030] 快速释放单元27还包括壳体34以及盖35，释放机构28布置在在所述盖中。壳体34具有两个入口34a、34b，用于使得未示出的电缆通往操作杆(也未示出)。释放机构28包括管状致动元件36，所述管状致动元件部分地通往壳体34底部中的孔并且因此部分地延伸到线性致动器的壳体19中。放置在壳体34中的致动元件36的上端部包括臂37，所述臂从致动元件36的旋转中央轴线(见图6和图11)沿着径向方向延伸。致动元件的臂37连接到具有两个孔38a、38b的电缆保持器38，例如呈电线形状的电缆可固定在所述两个孔38a、38b中。可分别在壳体34中的两个入口34a、34b中引导各电缆。致动元件36的上端部具有中空的圆筒形部分，在中空的圆筒形部分中布置有回位弹簧39。回位弹簧的线圈的自由端部固定在壳体34的轨道中。参照图6、7和11，当经由臂37拉动电缆时，致动元件36沿着顺时针方向旋转。在电缆中的拉力减小的同时，回位弹簧39将致使致动元件36沿着逆时针方向旋转至初始位置。

[0031] 管状致动元件36的下端部因凹口而部分缩短，其具有垂直于致动元件的旋转中央轴线的第一平面表面和平行于致动元件的旋转中央轴线的第二平面表面40。从致动元件36的下端部的端部观察，第二平面表面40在致动元件的圆截面中形成弦。

[0032] 当致动元件36处于其初始位置中时，第二平面表面40搁置在外联接零件30的套管41上。在这个初始位置中，外联接零件30与内联接零件29相接合。两个联接零件29、30之间的转矩传递连接通过弹簧加载外联接零件30来实现。因此，外联接零件30能够移动地布置在衬套42上，所述衬套42还包括压缩弹簧43，所述压缩弹簧放置在衬套42的端壁44与外联接零件30之间。在这个实施例中，衬套42横跨作为心轴的轴端22a的连续部的心轴22螺纹定位，使得端壁44与心轴的轴端22a最远地定位。

[0033] 当致动元件36因电缆中的拉动而旋转时，第二平面表面40将使得外联接零件30沿着朝向衬套端壁44的方向移动并且从而压缩压缩弹簧43。在致动元件36的给定旋转之后，外联接零件30将移动成使得中断转矩传递连接。

[0034] 因此，心轴22可独立于传动装置21和电动机20自由旋转。致动器的心轴22、心轴螺母23和管状调节元件24因此将脱开连接并且床的背部搁置段6将在其负荷影响下向下运动至其水平位置。

[0035] 流体类型的旋转阻尼器45连接到心轴的轴端22a的自由端部，其嵌有位于壳体19中的轴承。旋转阻尼器45安装在线性致动器的后端部上的后保持器46的中空部中。旋转阻尼器45包括成圆柱形状的内体部，所述内体部放置在外体部中的填充有液体的中空部中，所述填充有液体的中空部由外体部构成。在旋转阻尼器45的中空部中使用的液体是硅油。内体部在与心轴的轴端22a驱动连接时通过轴端。当快速释放单元27通过释放机构28被致动并且因此心轴脱开连接时，这使得内体部相对于外体部旋转。因此，产生了阻尼效应，这将减慢心轴的速度并且因此减慢调节元件的速度。基于作用在致动器上的最大负荷，可确定最大阻尼，旋转阻尼器利用所述最大阻尼应当降低调节元件24的速度，并且因此确定最大降低速度。可基于对液体及其粘度的选择以及内体部和外体部的设计和尺寸来确定阻尼。在Illinois Tool Works Inc.名下的EP 0 763 671A2中提供了旋转阻尼器的示例。

[0036] 旋转阻尼器具有内置的自由轮轴承，使得旋转阻尼器在正常操作条件下脱开连接并且因此不会中断正常操作或者不需要外部能量。

[0037] 附图12示出根据本发明的线性致动器47的示意图，所述线性致动器由可逆转电动机、传动装置、具有心轴螺母的心轴和管状调节元件(内管)48构成。前安装部49位于管状调节元件48的外端部处，以用于固定线性致动器47。快速释放装置50位于前安装部49和管状调节元件48之间，所述快速释放装置50连接到流体类型的旋转阻尼器51。在线性致动器47的正常操作期间，前安装部将相对于管状调节元件48固定。通过致动快速释放装置50，管状调节元件48与前安装部49脱开连接，凭借此，管状调节元件48，例如，通过轴承连接(未示出)，可相对于前安装部49自由旋转。作用在前安装部49上的压缩力因此将被传递到管状调节元件48并且导致管状调节元件沿着向内方向旋转。应注意的是，在管状调节元件48旋转期间，致动器的心轴是固定的。旋转阻尼器51产生了阻尼效应，所述阻尼效应抑制旋转并且因此阻尼管状调节元件48沿着向内方向运动的速度。

标题	发布/更新时间	阅读量
致动器-专利编号CN1099854A	2020-05-11	507
致动器-专利编号CN208589874U	2020-05-12	852
致动器-专利编号CN207200547U	2020-05-11	1006
致动器-专利编号CN209805646U	2020-05-12	262
致动器-专利编号CN206149122U	2020-05-13	683
致动器-专利编号CN206077189U	2020-05-11	577
致动器-专利编号CN204573256U	2020-05-11	854
致动器-专利编号CN202914656U	2020-05-12	863
致动器-专利编号CN208063026U	2020-05-13	357
致动器-专利编号CN207200546U	2020-05-13	289

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