TWI516693B - 線性致動器及其可調整速度之快速釋放結構 - Google Patents

Description

線性致動器及其可調整速度之快速釋放結構

本發明係有關於一種線性致動器，尤指一種可調整速度之快速釋放結構。

線性致動器(Linear Actuator)主要係利用電動機及蝸桿、蝸輪等驅動組件來帶動一導螺桿旋轉，同時藉由導螺桿驅使螺接於其上的伸縮管相對於套設在伸縮管外部的外管作線性的伸出或縮回的動作，由於其結構及安裝等各方面條件均較氣、油壓缸簡單與方便，因此已被廣泛地應用在病床、電動椅等醫療器材或設備上，或其他需要作伸、縮運作的場域中。

以現今線性致動器用於病床調整為例，如已於中華民國申請之第M275836號專利，其為一種「病床致動器之快釋結構」。其揭露病床設有可控制傾仰之致動器，該致動器具有與病床調整框架連結之伸縮桿，該伸縮桿穿伸於外管內，且伸縮桿軸套於導螺桿上，導螺桿另端分別穿套有蝸輪與彈簧。其釋放結構主要係於導螺桿與蝸輪間設有壓制桿，藉由掣動壓制桿以扳掣蝸輪與導螺桿分離，進而使伸縮桿快速旋轉降下，達到病床快速釋放之功效。

上述快速釋放可在發生急救處理或無法供電時進行，可令病床達 到迅速復位，以便立刻進行急救措施。然而，若此快速釋放僅是在停電狀況下進行時，立即復位會病患所造成不小的衝擊力，容易造成病患的不適。因此，如何發展一種可調整速度之快速釋放結構，即為本發明人之研究目標。

有鑑於此，本發明人為達到上述目的，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之一目的，在於提供一種線性致動器，其可在停電狀況下進行釋放，且其快速釋放結構具有可調整速度之功效。

為了達成上述之目的，本發明係為一種線性致動器，包括致動機構、伸縮結構及快速釋放機構。致動機構包含馬達及受馬達驅動的導螺桿。伸縮結構包含軸套在導螺桿上的螺帽及套接螺帽的伸縮管。快速釋放機構設置在伸縮管的一外端，包含轉接座、承座、制動渦輪、制動渦桿及彈性壓掣組。轉接座連接伸縮管，且轉接座的一側具有凸柱。承座套固在凸柱外，且承座具有一對凸耳。制動渦輪軸設在轉接座上。制動渦桿穿設在該對凸耳之間，並可選擇性地制動制動渦輪。彈性壓掣組彈性壓抵在制動渦桿上，彈性壓掣組受外力作用而調整作用在制動渦桿上的壓掣力。其中，壓掣力的大小決定制動渦桿及制動渦輪的壓抵程度，伸縮管的縮回速度透過制動渦桿及制動渦輪的壓抵程度而調整。

本發明之一目的，在於提供一種線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其可在停電狀況下進行釋放，並藉由調整速度來減緩釋放時所造成的衝擊力。

為了達成上述之目的，本發明係為一種線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，線性致動器包含致動機構及受致動機構驅動的伸縮結構，快速釋放結構設置在伸縮結構的一外端，包括轉接座、承座、制動渦輪、制動渦桿及彈性壓掣組。轉接座連接伸縮結構，且轉接座的一側具有凸柱。承座套固在凸柱外，且承座具有一對凸耳。制動渦輪軸設在轉接座上。制動渦桿穿設在該對凸耳之間，並可選擇性地壓抵制動渦輪。彈性壓掣組彈性壓抵在制動渦桿上，彈性壓掣組受外力作用而調整作用在制動渦桿上的壓掣力；其中，壓掣力的大小決定制動渦桿及制動渦輪的壓抵程度，伸縮結構的縮回速度透過制動渦桿及制動渦輪的壓抵程度而調整。

相較於習知技術，本發明之線性致動器具有快速釋放結構，快速釋放結構透過彈性壓掣組來調整制動渦桿作用在制動渦輪的壓掣力，藉由壓掣力的大小決定制動渦桿及制動渦輪的壓抵程度，伸縮結構的縮回速度可透過制動渦桿及制動渦輪的壓抵程度而調整。

1‧‧‧線性致動器

10‧‧‧致動機構

11‧‧‧馬達

12‧‧‧導螺桿

20‧‧‧伸縮結構

21‧‧‧螺帽

22‧‧‧伸縮管

30、30a‧‧‧快速釋放機構

31、31a‧‧‧轉接座

310‧‧‧螺孔

311‧‧‧凸柱

32、32a‧‧‧承座

321‧‧‧凸耳

3210‧‧‧滑槽

33、33a‧‧‧制動渦輪

34、34a‧‧‧制動渦桿

35、35a‧‧‧彈性壓掣組

351‧‧‧扭簧

351a‧‧‧第一壓件

3510a‧‧‧弧面

3511‧‧‧固定端

3512‧‧‧自由端

352‧‧‧旋鈕

352a‧‧‧連桿

3521‧‧‧撥動板

353‧‧‧支撐體

353’‧‧‧墊片

353”‧‧‧軸承

353a‧‧‧壓縮彈簧

354‧‧‧固定座

354a‧‧‧第二壓件

3540a‧‧‧卡槽

3540‧‧‧定位槽

355‧‧‧鎖固件

355a‧‧‧拉桿

36‧‧‧止推軸承

37‧‧‧滾珠軸承

38‧‧‧擋片

39‧‧‧螺柱

40‧‧‧基座

50‧‧‧外管

60‧‧‧樞接座

70‧‧‧殼罩

71‧‧‧殼板

第一圖係本發明之線性致動器的立體外觀示意圖；第二圖係本發明之快速釋放機構的立體外觀示意圖；第三圖係本發明之快速釋放機構一側方向的立體外觀示意圖；第四圖係本發明之快速釋放機構另一側方向的立體外觀示意圖；第五圖係本發明之快速釋放機構的組合剖視圖； 第六圖係本發明之快速釋放機構及伸縮管的組合剖視圖；第七圖係本發明之快速釋放機構的局部剖視放大圖；第八圖係本發明之快速釋放機構的動作示意圖；第九圖係本發明之快速釋放機構的局部剖視放大圖；第十圖係本發明之快速釋放機構第二實施例的立體外觀示意圖；第十一圖係本發明之快速釋放機構第二實施例的組合剖視圖；第十二圖係本發明之快速釋放機構的動作示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參照第一圖，係為本發明之線性致動器的立體外觀示意圖。本發明之可調整速度之線性致動器1包括一致動機構10、一伸縮結構20及一快速釋放機構30。該致動機構10包含一馬達11及受該馬達11驅動的一導螺桿12。該伸縮結構20包含軸套在該導螺桿12上的一螺帽21及套接該螺帽21的一伸縮管22。該快速釋放機構30則是設置在該伸縮管22的一外端。藉由該快速釋放機構30的設置，在無法供電的情況下，利用作用在該伸縮結構20的外物自重，該快速釋放機構30的釋放可令該伸縮管22縮回。此外，該伸縮管22的縮回速度更可藉由該快速釋放機構30來調整。

於本實施例中，線性致動器1更包括一基座40及連接該基座40的一外管50。該致動機構10係容置在該基座40內。該螺帽21設置該外管50內，且該伸縮管22的一端係外露出該外管50。

請續參照第二圖至第五圖，係分別為本發明之快速釋放機構的立體外觀示意圖、二側方向的立體分解示意圖及組合剖視圖。該快速釋放機構30包含一轉接座31、一承座32、一制動渦輪33、一制動渦桿34及一彈性壓掣組35。於本發明的一實施例中，該快速釋放機構30更包括一樞接座60，該樞接座60係固定在該承座32的一外端。

該轉接座31連接該伸縮管22，且該轉接座31的一側具有一凸柱311。該承座32套固在該凸柱311外，且該承座32具有一對凸耳321。該制動渦輪33軸設在該轉接座31的凸柱311上。該制動渦桿34穿設在該對凸耳321之間，並可選擇性地制動該制動渦輪33。該彈性壓掣組35則是彈性壓抵在該制動渦桿34上。該彈性壓掣組35受一外力作用而調整作用在該制動渦桿34上的一壓掣力。其中，該壓掣力的大小決定該制動渦桿34及該制動渦輪33的壓抵程度，該伸縮管22的縮回速度係透過該制動渦桿34及該制動渦輪33的壓抵程度而調整。因此當壓掣力較大時，該制動渦桿34係壓掣該制動渦輪33而使該制動渦輪33無法旋動；亦即，該制動渦輪33受到該制動渦桿34的制動而無法旋轉，此時該線性致動器1係為正常運作。

於本發明的一實施例中，該快速釋放機構30更包括夾設在該轉接座31及該承座32之間的一止推軸承36及至少一滾珠軸承37。該止推軸承36係套設在該轉接座31的凸柱311外而軸向抵接該承座32。該滾珠軸承37則是承套設在該轉接座31的凸柱311外而徑向抵接該承座32。

較佳地，該快速釋放機構30更包括一擋片38及一螺柱39。該擋片 38係定位在該凸柱311上而擋抵在該滾珠軸承37的一側邊。再者，該凸柱311的一端面係對應設有一螺孔310，該螺柱39係穿設該擋片38而結合在該螺孔310中。詳細說明該彈性壓掣組35的結構如後。

於本實施例中，該彈性壓掣組35包括套設該制動渦桿34的一扭簧351及一旋鈕352。該扭簧351具有一固定端3511及一自由端3512。該固定端3511係固定在該承座32，該自由端3512受該旋鈕352撥動而旋離該制動渦桿34。

又，該扭簧351及該旋鈕352係分別設置在其中一凸耳321的二側邊。該旋鈕352凸伸有一撥動板3521，該凸耳321對應設有一滑槽3210，該撥動板3521係穿設該滑槽3210而安置在該自由端3512的一側邊。實際實施時，該撥動板3521可設為一弧形片，該滑槽3210對應設為一弧形槽。

再者，該彈性壓掣組35更包括至少一支撐體353、一固定座354及一鎖固件355。該支撐體353係套設在該制動渦桿34的一端，並結合在該凸耳321的一側，以提供該制動渦桿34相對於該凸耳321之間的支撐力。該固定座354及該鎖固件355係用於固定該扭簧351。該固定座354係壓掣該扭簧351的固定端3511，且該固定座354係透過該鎖固件355而結合在該承座32上。實際實施時，可於該固定座354設有一定位槽3540，該扭簧351的固定端3511係穿設該定位槽3540而予以固定。於本實施例中，該支撐體353包含墊片353’及一對軸承353”；較佳地，該對軸承353”可視實際狀況而設置為滾珠軸承或止推軸承，以符合使用要求。

於本發明的一實施例中，該快速釋放機構30更包括一殼罩70及一殼板71。該殼罩70係罩合在該承座32的外部，且該樞接座60係外露在該殼罩70的一側邊。該殼板71套合在該轉接座31上而封合該殼罩70的另一側邊。

請參照第六圖及第七圖，係分別為本發明之快速釋放機構及伸縮管的組合剖視圖及其局部剖視放大圖。本發明之快速釋放機構30組設時，其轉接座31相對於該凸柱311的另一側端係螺合該伸縮管22，此時，該制動渦桿34係壓掣在該制動渦輪33上。第七圖係顯示扭簧與制動渦桿的組合剖視圖。該扭簧351係緊套在該制動渦桿34外而令該制動渦桿34無法旋動。且該旋鈕352的撥動板3521係停抵在該旋鈕352之自由端3512的一側邊。

請另參照第八圖及第九圖，係分別為本發明之快速釋放機構的動作示意圖及其局部剖視放大圖。在無法供電的情況下，使用者可啟動該快速釋放機構30而令該伸縮管22縮回。欲啟動該快速釋放機構30時，使用者可扳動該撥動板3521，以將該扭簧351的自由端3512朝遠離該制動渦桿34的方向旋離，該扭簧351對該制動渦桿34的束縛力減少，該制動渦桿34即可稍微旋動。此時，該制動渦輪33亦脫離該制動渦桿34的制動而可旋轉。據此，該制動渦輪33可相對該承座32作旋轉，並隨著該伸縮管22縮回。

再者，由於該扭簧351對該制動渦桿34的束縛力大小可決定該制動渦桿34對該制動渦輪33之壓掣力的大小，進而決定兩者之間的制動程度。因此，使用者可透過該旋鈕352的扳動角度來控制該扭簧351對該制動渦桿34的束縛力，從而控制該伸縮管22的縮回速度。

請參照第十圖及第十一圖，係分別為本發明之快速釋放機構的第二實施例的立體外觀示意圖及組合剖視圖。本實施例與第一實施例大致相同，快速釋放機構30a包含一轉接座31a、一承座32a、一制動輪33a、一制動渦桿34a及一彈性壓掣組35a。其不同之處在於該彈性壓掣組35a的實施方式。

本實施例中，該彈性壓掣組35a包括抵置在該制動渦桿34a上的一第一壓件351a、連接該第一壓件351a的一連桿352a、套設在該連桿352a上的一壓縮彈簧353a與一第二壓件354a、及連接該第二壓件354a的一拉桿355a。其中，該第二壓件354a受該拉桿355a的作用而透過該壓縮彈簧353a施力於該第一壓件351a。此時，該制動渦桿34a壓掣在該制動渦輪33a上，且該第一壓件351a係壓抵該制動渦桿34a而令該制動渦桿34a無法旋動。

較佳地，該第一壓件351a係成型有一弧面3510a，該弧面3510a係貼接該制動渦桿34a的一側。該第二壓件354a係相對位在該壓縮彈簧353a的中段處。此外，該第二壓件354a係設有一卡槽3540a，該拉桿355a的一端係卡固在該卡槽3540a中。

請再參照第十二圖，係為本發明之快速釋放機構的動作示意圖。與前一實施例相同，在無法供電的情況下，使用者可啟動該快速釋放機構30a而令伸縮管22縮回。欲啟動該快速釋放機構30a時，使用者可拉動該拉桿355a，以將該第二壓件354a朝遠離該制動渦桿34a的方向移動，減少該壓縮彈簧353a對該第一壓件351a及該制動渦桿34a的壓掣力，故該制動渦桿34a即可稍微旋動。此時，該制動渦輪33a亦脫離該制動渦桿34a的制動而可旋轉。據此，該制動渦輪33a可相對該承座32a作旋轉，並隨著該伸縮管22縮回。

要說明的是，與前一實施例相同是該第一壓件351a對該制動渦桿34a的壓掣力大小可決定該制動渦桿34a對該制動渦輪33a的制動程度。因此，使用者可透過該拉桿355a拉動該第二壓件354a而控制該壓縮彈簧353a對該制動渦桿34a的壓掣力，從而控制該伸縮管22的縮回速度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

30‧‧‧快速釋放機構

32‧‧‧承座

321‧‧‧凸耳

33‧‧‧制動渦輪

34‧‧‧制動渦桿

351‧‧‧扭簧

352‧‧‧旋鈕

353‧‧‧支撐體

60‧‧‧樞接座

70‧‧‧殼罩

71‧‧‧殼板

Claims (33)

1. 一種線性致動器，包括：一致動機構，包含一馬達及受該馬達驅動的一導螺桿；一伸縮結構，包含軸套在該導螺桿上的一螺帽及套接該螺帽的一伸縮管；以及一快速釋放機構，設置在該伸縮管的一外端，包含：一轉接座，連接該伸縮管，且該轉接座的一側具有一凸柱；一承座，套固在該凸柱外，且該承座具有一對凸耳；一制動渦輪，軸設在該轉接座上；一制動渦桿，穿設在該對凸耳之間，並可選擇性地制動該制動渦輪；以及一彈性壓掣組，彈性壓抵在該制動渦桿上，該彈性壓掣組受一外力作用而調整作用在該制動渦桿上的一壓掣力；其中，該壓掣力的大小決定該制動渦桿及該制動渦輪的壓抵程度，該伸縮管的縮回速度係透過該制動渦桿及該制動渦輪的壓抵程度而調整。
2. 如請求項1所述之線性致動器，其中該快速釋放機構更包括夾設在該轉接座及該承座之間的至少一滾珠軸承，該滾珠軸承係套設在該凸柱外而徑向抵接該承座。
3. 如請求項2所述之線性致動器，其中該快速釋放機構更包括一擋片，該擋片係定位在該凸柱上而擋抵在該滾珠軸承的一側邊。
4. 如請求項3所述之線性致動器，其中該快速釋放機構更包括一螺 柱，該凸柱對應設有一螺孔，該螺柱係穿設該擋片而結合在該螺孔中。
5. 如請求項1所述之線性致動器，其中該彈性壓掣組包括套設該制動渦桿的一扭簧及一旋鈕，該扭簧具有一固定端及一自由端，該固定端係固定在該承座，該自由端受該旋鈕撥動而旋離該制動渦桿。
6. 如請求項5所述之線性致動器，其中該扭簧及該旋鈕係分別設置在其中一凸耳的二側邊。
7. 如請求項6所述之線性致動器，其中該旋鈕凸伸有一撥動板，該凸耳對應設有一滑槽，該撥動板係穿設該滑槽而安置在該自由端的一側邊。
8. 如請求項7所述之線性致動器，其中該撥動板為一弧形片，該滑槽為一弧形槽。
9. 如請求項5所述之線性致動器，其中該彈性壓掣組更包括一固定座及一鎖固件，該固定座係壓掣該扭簧的固定端，並透過該鎖固件而結合在該承座上。
10. 如請求項9所述之線性致動器，其中該固定座設有一定位槽，該扭簧的固定端係穿設在該定位槽中。
11. 如請求項1所述之線性致動器，其中該彈性壓掣組更包括至少一支撐體，該支撐體係套設在該制動渦桿的一端，並結合在該凸耳的一側。
12. 如請求項1所述之線性致動器，其中該彈性壓掣組包括抵置在該制動渦桿上的一第一壓件、連接該第一壓件的一連桿、套設在該連桿上的一壓縮彈簧與一第二壓件及連接該第二壓件的一拉桿，該第二壓件受該拉桿的作用而透過該壓縮彈簧施力於該第一壓件 。
13. 如請求項12所述之線性致動器，其中該第一壓件係成型有一弧面，該弧面係貼接該制動渦桿的一側。
14. 如請求項12所述之線性致動器，其中該第二壓件係相對位在該壓縮彈簧的中段處。
15. 如請求項12所述之線性致動器，其中該第二壓件係設有一卡槽，該拉桿的一端係卡固在該卡槽中。
16. 一種線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，所述線性致動器係包含一致動機構及受該致動機構驅動的一伸縮結構，該快速釋放結構設置在該伸縮結構的一外端，包括：一轉接座，連接該伸縮結構，且該轉接座的一側具有一凸柱；一承座，套固在該凸柱外，且該承座具有一對凸耳；一制動渦輪，軸設在該轉接座上；一制動渦桿，穿設在該對凸耳之間，並可選擇性地制動該制動渦輪；以及一彈性壓掣組，彈性壓抵在該制動渦桿上，該彈性壓掣組受一外力作用而調整作用在該制動渦桿上的一壓掣力；其中，該壓掣力的大小決定該制動渦桿及該制動渦輪的壓抵程度，該伸縮結構的縮回速度係透過該制動渦桿及該制動渦輪的壓抵程度而調整。
17. 如請求項16所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該致動機構包含一馬達及受該馬達驅動的一導螺桿，該伸縮結構包含軸套在該導螺桿上的一螺帽及套接該螺帽的一伸縮管，該轉接座係連接該伸縮管。
18. 如請求項16所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其 更包括夾設在該轉接座及該承座之間的至少一滾珠軸承，該滾珠軸承係套設在該凸柱外而徑向抵接該承座。
19. 如請求項18所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其更包括一擋片，該擋片係定位在該凸柱上而擋抵在該滾珠軸承的一側邊。
20. 如請求項19所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其更包括一螺柱，該凸柱對應設有一螺孔，該螺柱係穿設該擋片而結合在該螺孔中。
21. 如請求項16所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該彈性壓掣組包括套設該制動渦桿的一扭簧及一旋鈕，該扭簧具有一固定端及一自由端，該固定端係固定在該承座，該自由端受該旋鈕撥動而旋離該制動渦桿。
22. 如請求項21所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該扭簧及該旋鈕係分別設置在其中一凸耳的二側邊。
23. 如請求項22所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該旋鈕凸伸有一撥動板，該凸耳對應設有一滑槽，該撥動板係穿設該滑槽而安置在該自由端的一側邊。
24. 如請求項23所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該撥動板為一弧形片，該滑槽為一弧形槽。
25. 如請求項21所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該彈性壓掣組更包括一固定座及一鎖固件，該固定座係壓掣該扭簧的固定端，並透過該鎖固件而結合在該承座上。
26. 如請求項25所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該固定座設有一定位槽，該扭簧的固定端係穿設在該定位槽中。
27. 如請求項16所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該彈性壓掣組更包括至少一支撐體，該支撐體係套設在該制動渦桿的一端，並結合在該凸耳的一側。
28. 如請求項16所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其更包括一殼罩，該殼罩係罩合在該承座的外部。
29. 如請求項28所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其更包括一殼板，該殼板係套合在該轉接座上而封合該殼罩的另一側邊。
30. 如請求項16所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該彈性壓掣組包括抵置在該制動渦桿上的一第一壓件、連接該第一壓件的一連桿、套設在該連桿上的一壓縮彈簧與一第二壓件及連接該第二壓件的一拉桿，該第二壓件受該拉桿的作用而透過該壓縮彈簧施力於該第一壓件。
31. 如請求項30所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該第一壓件係成型有一弧面，該弧面係貼接該制動渦桿的一側。
32. 如請求項30所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該第二壓件係相對位在該壓縮彈簧的中段處。
33. 如請求項30所述之線性致動器之可調整速度的快速釋放結構，其中該第二壓件係設有一卡槽，該拉桿的一端係卡固在該卡槽中。