电动缸及其离心式安全装置的制作方法

1.本发明关于一种电动缸技术领域，尤指一种电动缸及其离心式安全装置。


背景技术：

2.将电动缸(linear actuator)被安装在电动病床、跑步机或轮椅等各方面，以做为仰角大小或位置高低的调整变换，已是相当的广泛和被大众所接受。
3.如美国专利公告号us5329657揭露了一种病床，包括可铰接的支架，支架具有可相对于床的框架在水平位置和倾斜位置之间移动的靠背部分。床架支撑有可逆电动驱动电机，通过减速齿轮装置和可拆卸耦合机构，可旋转驱动螺纹轴。螺帽与轴接合并被保持不随轴旋转，并且连动装置将螺帽连接到靠背部分，以响应螺帽沿轴的往复运动而实现靠背部分的往复运动。在靠背部分上提供手动释放装置，并且在致动时与可释放连接接机构脱离接合，从而使螺纹轴可以独立于电动机和齿轮装置自由旋转。
4.另，美国专利公告号us5346045揭露了一种电动缸，具有驱动与滚柱螺帽接合的螺纹轴的可逆电动机。连接到螺帽的管状外壳在其远端具有底座构件和负载固定凸耳。提供线性减速的液压减震器通常保持在其最松弛的状态下，位于底座构件和抵靠螺帽的间隔管的端部之间。当螺帽位于轴从动端的减震器行程距离内时，轴的自由端将减震器压靠在底座上。当螺帽在轴自由端的减震器行程距离内时，环与止动环啮合，从而将减震器本体与轴的自由端保持固定距离，间隔管压缩减震器。离心制动器设置在驱动联轴器皮带轮上，并限制轴的旋转超过预定速率。
5.又，美国专利公开号us2012240696a1揭露了一种电动缸，带有可逆电动机的线性执行器，通过传动装置驱动非自锁主轴，通过它可以使管状定位元件轴向移动，因为它的一端连接到心轴上的心轴螺帽。致动器包括用于将管状定位元件从电动机和部分从电动机到快速释放装置的传动装置使主轴设置为通过管状定位元件上的负载旋转。致动器还包括制动装置，当快速释放装置被启动时，用于在外载荷期间控制管状定位元件的速度。制动装置由离心式制动器组成，其中当快速释放装置被启动时，下降速度是自行控制的。


技术实现要素：

6.本发明的一目的，在于提供一种电动缸，其通过离心式安全装置的设置，可降低伸缩管在快速缩入外管内部时的冲击力。
7.为了达成上述的目的，本发明提供一种电动缸，包括一致动本体、一快释机构及一离心式安全装置，该致动本体包括一电动机、一导螺杆、一外管及一伸缩管，该导螺杆受该电动机驱动而旋转，该外管套设在该伸缩管外部，该伸缩管与该导螺杆相互螺接传动；该快释机构套接该导螺杆；该离心式安全装置套接该导螺杆，该离心式安全装置包括一外套筒、一内套筒及一离心组件，该外套筒具有一容腔，于该容腔内设有至少一挡部，在该挡部的一侧边形成一第一容置部；该内套筒设置在该外套筒内部，于该内套筒的外周面延伸有至少一凸起部，在该凸起部的一侧边形成一第二容置部；该离心组件包括至少一离心块及至少
一弹性元件，该离心块可移动性地设置在该第一容置部和该第二容置部之间；其中该导螺杆带动该内套筒和该离心组件旋转，当该离心块的离心力小于该弹性元件的弹性作用力时，该离心块将被该弹性元件限制在该第二容置部中，从而让该内套筒能够在该外套筒内部旋转；当该离心块的离心力大于该弹性元件的弹性作用力时，该离心块将移入该第一容置部中并被该凸起部和该挡部夹持，从而使该内套筒和该外套筒连动。
8.可选地，还包括一减速弹簧，该减速弹簧是紧束该外套筒，且该减速弹簧具有一定位臂，该致动本体还包括一壳座，该定位臂固定在该壳座。
9.可选地，挡部和凸起部均为复数，且每一该挡部为一挡块，每一该凸起部为一凸条。
10.可选地，离心组件为复数，该离心式安全装置还包括一前帽盖和一后帽盖，该前帽盖和该后帽盖分别罩盖在该内套筒和各该离心组件的两端。
11.可选地，该后帽盖的内部设有分别供各该弹性元件的一端抵贴的一平贴面。
12.可选地，该离心块的断面呈一阶梯形，且该离心块二侧端的厚度小于中段的厚度，并在该离心块二侧端分别设有一盲孔，该弹性元件为一压缩弹簧，各该压缩弹簧的另一端容置在该盲孔中。
13.可选地，每一该凸起部设有一卡槽，该后帽盖的内部延伸有分别嵌设于各该卡槽的一卡条。
14.可选地，还包括一垫片，该垫片套接在该导螺杆并形成在该前帽盖的侧边。
15.可选地，各该凸起部设有复数径向嵌沟，离心组件为复数，各该离心块设有复数另一径向嵌沟，该弹性元件为一c形环，各该c形环分别对应于各该径向嵌沟和各该另一径向嵌沟扣合。
16.可选地，还包括一减速弹簧，该外套筒的一端扩张延伸有一凸环，该减速弹簧是紧束在该外套筒并且贴附在该凸环侧边。
17.可选地，该减速弹簧具有一定位臂，该致动本体还包括一壳座，该定位臂固定在该壳座。
18.可选地，该外套筒的外周面延伸有复数定位条，该外管设有分别供各该定位条嵌设固定的一定位槽。
19.本发明的另一目的，在于提供一种离心式安全装置，其可防止运转过程中的失速情况，进而提升使用的安全性。
20.为了达成上述的目的，本发明提供一种离心式安全装置，包括一外套筒、一内套筒及一离心组件，该外套筒具有一容腔，于该容腔内设有至少一挡部，在该挡部的一侧边形成一第一容置部；该内套筒设置在该外套筒内部，于该内套筒的外周面延伸有至少一凸起部，在该凸起部的一侧边形成一第二容置部；该离心组件包括至少一离心块及至少一弹性元件，该离心块可移动性地设置在该第一容置部和该第二容置部之间；其中该内套筒带动该离心组件旋转，当该离心块的离心力小于该弹性元件的弹性作用力时，该离心块将被该弹性元件限制在该第二容置部中，从而让该内套筒能够在该外套筒内部旋转；当该离心块的离心力大于该弹性元件的弹性作用力时，该离心块将移入该第一容置部中并被该凸起部和该挡部夹持，从而使该内套筒和该外套筒连动。
21.本发明还具有以下功效，借由离心式安全装置的设置，使得电动缸的整体结构更
为紧凑，而利用装设在病床上。可在原有电动缸的基本架构下装设离心式安全装置，进而缩短开发时程和降低模具的设置成本。
附图说明
22.图1 为本发明电动缸立体外观图。
23.图2 为本发明的致动本体组合示意图。
24.图3 为本发明离心式安全装置分解图。
25.图4 为本发明离心式安全装置组合示意图。
26.图5 为本发明的导螺杆、外管和离心式安全装置分解图。
27.图6 为本发明的导螺杆、外管和离心式安全装置组合示意图。
28.图7 为本发明的导螺杆、外管和离心式安全装置组合剖视图。
29.图8 为本发明的导螺杆、外管和离心式安全装置另一方向剖视图。
30.图9 为本发明的导螺杆、外管和离心式安全装置使用状态剖视图(一)。
31.图10 为本发明的导螺杆、外管和离心式安全装置使用状态剖视图(二)。
32.图11 为本发明的导螺杆、外管和离心式安全装置使用状态剖视图(三)。
33.图12 为本发明离心式安全装置的另一实施例分解图。
34.图13 为本发明离心式安全装置应用于电动缸组合剖视图。
35.图14 为本发明离心式安全装置的又一实施例分解图。
36.图15 为本发明离心式安全装置的又一实施例组合示意图。
37.图中：1:电动缸；10:致动本体；11:壳座；111:下壳体；112:上壳体；113:挡部；12:电动机；121:蜗杆；13:导螺杆；131:定位平面；14:外管；141:定位槽；15:伸缩管；151:螺帽；16:前轴承；17:后轴承；18:蜗轮；30:快释机构；31:定位轮；32:离合轮；33:导引元件；34:扳拉组件；50、50a、50b:离心式安全装置；51、51b:外套筒；511:容腔；512:挡部；513:第一容置部；514:定位条；515:凸环；53、53b:内套筒；531:凸起部；532:第二容置部；533:定位平面；534:卡槽；535:径向嵌沟；536:凸环；55、55b:离心组件；551、551b:离心块；552:盲孔；553:径向嵌沟；555、555b:弹性元件；57:前帽盖；59:后帽盖；591:平贴面；592:卡条；60:减速弹簧；61:定位臂；65:垫片；70:后支座；75:前支座。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
39.请参阅图1至图11所示，本发明提供一种电动缸及其离心式安全装置，其中电动缸1主要包括一致动本体10、一快释机构30及一离心式安全装置50。
40.请先参阅图1和图2所示，致动本体10主要包括一壳座11、一电动机12、一导螺杆13、一外管14及一伸缩管15。
41.壳座11主要包括一下壳体111及对应下壳体111罩合的一上壳体112。电动机12是安装在下壳体11的内部，且其具有一蜗杆121，此电动机12可通过内部的磁极、线圈和电流等的运作以令蜗杆121可产生正、反方向的旋转。
42.请一并参阅图6和图7所示，导螺杆13是通过一前轴承16和一后轴承17的支承而使导螺杆13的后段形成在上壳体112内，导螺杆13的其余部分则凸伸出壳座11的外部，并在前轴承16后侧的导螺杆13上套接有对应前述蜗杆121啮合的一蜗轮18，本实施例的导螺杆13为一非自锁性导螺杆，即是当伸缩管15被限制而不能产生旋转时，在伸缩管15受轴向推力或压力的作用下，将使导螺杆13能够相对于伸缩管15做自由旋转，以令伸缩管15产生线性位移。
43.外管14是沿着导螺杆13的外周缘套设，且外管14的一端是被下壳体111和上壳体112所共同包覆固定。在伸缩管15的端部连接有一螺帽151(如图2所示)，其中伸缩管15是套设在导螺杆13的外周缘，并且通过其螺帽151与导螺杆13相互螺接传动。
44.请续参阅图7所示，快释机构30主要包括一定位轮31及一离合轮32，定位轮31是套接且固定在导螺杆13，从而使定位轮31能够跟随导螺杆13做旋转，离合轮32是通过一导引元件33套接在导螺杆13并且形成在定位轮31的一侧边，离合轮32是可以在导引元件33上做轴向移动，其中导螺杆13通过电动机12的蜗杆121与前述的蜗轮18的啮合所驱动，因此在离合轮32和定位轮31咬合时，定位轮31是和离合轮32一起受到导螺杆13传动而旋转；在离合轮32和定位轮31分离时，伸缩管15在受到推力的作用下导螺杆13将产生自由旋转。
45.其中定位轮31和离合轮32大致均呈一圆筒体，并且设有复数（两个以上）凸键和复数容键槽，各凸键可嵌入各容键槽中(图未示出)，从而使离合轮32可操作性地对应于定位轮31产生分离或咬合。
46.请再参阅图1和图7所示，本实施例的快释机构30还包括一扳拉组件34，此扳拉组件34主要包含一扳柄(未标号)，扳柄的一端是枢接在上壳体112外部并且通过一螺栓穿设。通过扳柄的操作可以使离合轮32和定位轮31连接或脱离，在离合轮32和定位轮31连接时，导螺杆13、定位轮31、离合轮32、导引元件33和蜗轮18一起旋转。在离合轮32和定位轮31脱离时，导螺杆13则和定位轮31一起旋转，离合轮32、导引元件33和蜗轮18则不产生旋转。
47.请续参阅图3至图6所示，本实施例的离心式安全装置50套接在导螺杆13并形成在快释机构30的一侧边，本实施例的离心式安全装置50是位在前轴承16的前侧位置，且其主要包括一外套筒51、一内套筒53及一离心组件55。
48.本实施例的外套筒51为一圆筒体，其具有一容腔511，在容腔511内朝着邻近于其轴心的径向延伸有复数挡部512，本实施例的每一挡部512为一挡块，但不此种型态为限，各挡部512是以相等间隔距离做配置，在任二个相邻的挡部512之间分别形成有一第一容置部513，本实施例的每一第一容置部513为一槽沟，但不此种型态为限。另在外套筒51的外周面朝着远离于其轴心的径向延伸有二个定位条514，另前述外管14分别设有供各定位条514嵌设固定的一定位槽141。此外，挡部512也可以是单一的型态，第一容置部513则形成在挡部512的一侧边。
49.本实施例的内套筒53亦为一圆筒体，其是设置在外套筒51内部，于内套筒53的外周面朝着远离于其轴心的径向延伸有复数凸起部531，本实施例的每一凸起部531为一凸条，但不此种型态为限，各凸起部531是以相等间隔距离做布设，在任二个相邻的凸起部531之间形成有一第二容置部532，本实施例的每一第二容置部532亦为一槽沟，但不此种型态为限。又，在每一凸起部531的中间位置设有一卡槽534。另在内套筒53的内部设有一定位平面533，此定位平面533是用以与导螺杆13的定位平面131(如图5所示)相互配合。此外，凸起
部531和第二容置部532的数量是配合前述挡部512和第一容置部513的数量设置。
50.离心组件55可以是单一的型态，也可以如本实施例复数的设置，其是可移动性地设置在第一容置部513和第二容置部532之间，本实施例的每一离心组件55主要包括一离心块551及二弹性元件555，离心块551的轴向断面大致呈一阶梯形，且离心块551二侧端的厚度小于中段的厚度，并在离心块551两端分别设有一盲孔552。本实施例的弹性元件555为一压缩弹簧，各弹性元件555的一部分区域是容置在盲孔552中，另一部分区域则是凸伸出盲孔552的外部。此外，弹性元件555也可以是单一的型态。此外，每一离心组件55也可以是由复数离心块551及一弹性元件555所组成的型态(图未示出)。
51.在一实施例中，本实施例的离心式安全装置50还包括一前帽盖57和一后帽盖59，前帽盖57和后帽盖59是分别罩盖在内套筒53和各离心组件55的首、末两端，在后帽盖59的内部设有分别供各弹性元件555的一端抵贴的一平贴面591；并在后帽盖59的内部延伸有分别嵌设前述各卡槽534的一卡条592。同理，前帽盖57也设有前述平贴面和卡条(图未示出)。
52.在一实施例中，在离心式安全装置50的内套筒53对应于导螺杆13套接，在前帽盖57的侧边装设有一垫片65，借以平衡离心式安全装置50的受力。
53.请再参阅图1和图2所示，在一实施例中，本发明的电动缸1还包括一后支座70和一前支座75，后支座70是套设后轴承17并被上壳体112和下壳体111所固定，前支座75套接在伸缩管15远离螺帽151的端部。
54.操作时是将后支座70和前支座75分别固定在一电动病床(图未示出)上，利用蜗杆121的旋转来驱使蜗轮18产生转动，并以蜗轮18带动导螺杆13旋转，由于伸缩管15是被外管14所拘限，因此在导螺杆13旋转的过程中，伸缩管15将相对于导螺杆13产生轴向的线性移动，进而令电动病床的前段产生仰起的动作。
55.请一并参阅图8至图11所示，当病患在急救过程中必须以平躺方式来进行电击等动作时，通过扳拉组件34的旋动，使离合轮32和定位轮31产生分离。利用病患的自身重量或医护人员对电动病床的前段施加作用力，伸缩管15在承受前述的作用力后，将令导螺杆13产生快速旋转而缩入外管14内，而内套筒53被导螺杆13所带动将与离心组件55一起旋转，当离心块551旋转时的离心力小于弹性元件555的弹性作用力时，离心块551将被弹性元件555限制在第二容置部532中，从而让内套筒53能够在外套筒51内部自由旋转(如图9所示)。
56.当离心块551旋转时的离心力大于弹性元件555的弹性作用力时，离心块551将部分移入第一容置部513中并被凸起部531和挡部512所共同夹持，从而使内套筒53和外套筒51连动，本实施例的内套筒53和外套筒51是一起旋转(如图11所示)；通过各定位条514嵌设固定在各定位槽141中，即在外套筒51维持不动的情况下，内套筒53的旋转将被外套筒51所止挡，如此即能够通过此离心式安全装置50来吸收伸缩管15在快速下降时的冲击力，从而可降低对病患所造成的伤害，并可提升使用者的使用舒适感。
57.在一实施例中，本发明的离心式安全装置50，除了可以应用在前述电动缸1之外，亦可被使用在涡轮被剃齿或马达轴心断裂等各种场域之中，其可防止运转过程中的失速情况，进而有效地起到安全性的保护机制。
58.请参阅图12和图13所示，本实施例的离心式安全装置50a除了具备有前述实施例的特征外，还包括一减速弹簧60，其是紧束在前述外套筒51的外周面，且减速弹簧60具有向外延伸出的一定位臂61，定位臂61是用以穿设固定在壳座11，在离心式安全装置50a装设在
电动缸1时，利用内套筒53套接在导螺杆13上，并且通过定位平面131和定位平面533相互贴合(参阅图11所示)，借以通过导螺杆13来带动内套筒53旋转，在离心块551部分移入第一容置部513中，并被凸起部531和挡部512所共同夹持，从而使内套筒53和外套筒51一起旋转时，摩擦力是形成在减速弹簧60的内周面和外套筒51的外周面之间，借由减速弹簧60来对外套筒51产生刹车或减速的作用。
59.请参阅图14和图15所示，本实施例的离心式安全装置50b与前述各实施例的差异在于:外套筒51b的一端边缘向外扩张延伸有一凸环515，在内套筒53b的各凸起部531设有二径向嵌沟535，且于内套筒53b的一端边缘亦向外扩张延伸有一凸环536，并在内套筒53b的内部设有与前述导螺杆13的定位平面131贴合的一定位平面533。离心组件55b的各离心块551b亦设有二径向嵌沟553，本实施例的弹性元件555b为c形环，各弹性元件555b是分别对应于前述各径向嵌沟535、553扣合。减速弹簧60则紧束在外套筒51b的外周面，并且贴附在凸环515的侧边。
60.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。