高折减传动带驱动的线性致动器制造技术

本公开提供了一种用于传动带驱动的线性致动器系统的设备、系统和方法。

Linear actuator driven by high reduction drive belt

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高折减传动带驱动的线性致动器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月8日提交的标题为“用于平传动带的滑轮组(BLOCKANDTACKLEFORFLATBELTS)”的美国临时申请第62/555,944号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开涉及由旋转马达提供动力并且由现代的钢-加强聚氨酯平传动带驱动的线性致动器系统的设计。
技术介绍
已专利技术了平传动带来解决钢丝绳给基于钢丝绳的电梯(升降机)系统带来的问题，诸如对润滑的要求、相对较低的牵引力和较低的使用寿命。材料科学的进步产生了坚固、耐用的聚氨酯护套，该护套封围以平行布置运行的多根钢丝绳，允许使用较小的牵引卷筒并同时将使用寿命提高3倍或更多。钢-加强聚氨酯传动带是高性能的、耐用的和免维护的，结合了多种特点使其在电梯行业得到迅速采用。由于它们能够有效地传输动力并且能够长时间段无需维护，因此它们现在已进入到剪刀式升降机、叉车和健身设备等其它振荡(往复)的线性应用中。当设计依赖于平传动带的系统时必须小心，因为它们对偏离角的错位非常敏感，就像其它加强的传动带构造一样。钢丝绳系统可完美接受的少量偏离角对基于传动带的系统显著地更加不利。基于绳索的滑轮组设计将机械折减(reduction)提供到接收系统中，但是将偏离角引入该接收系统中，特别是当减少率必须高于4：1时。绳索对偏离角的容忍性(tolerance)是已知的，并且因此在这种情况下具有始终良好的表现。另一方面，传动带不能轻易地应用于滑轮组的拓扑，因为即使最小的偏离角也足以大大减少预期的系统使用寿命。专利技术通常，本公开涉及构造成用于与平传动带系统一起展开(部署)的线性致动系统。在本公开的一个方面，线性致动器系统包括具有主驱动轴线的致动器机架。该系统包括分别联接至第一轴的第一多个滑轮，该第一轴联接至致动器机架。第一多个滑轮包括具有与第一轴重合的旋转轴线的滑轮。第一多个滑轮中的滑轮以非恒定的间隔彼此隔开。第一多个滑轮中的滑轮相对于彼此具有不同的滑轮中心线直径。该系统包括分别联接至第二轴的第二多个滑轮，该第二轴联接至致动器机架。第二多个滑轮包括具有与第二轴重合的旋转轴线的滑轮。第二多个滑轮中的滑轮以非恒定的间隔彼此隔开，第二多个滑轮中的滑轮相对于彼此具有不同的滑轮中心线直径。第一轴和第二轴中的至少一个构造为沿着主驱动轴线平移。第一轴和第二轴沿着主驱动轴线定位，并且相对于彼此以围绕主驱动轴线的静态旋转角度偏移开。在沿着第一多个滑轮和第二多个滑轮中的每个滑轮的几何中心线延伸的线段的相应端部处的各点，是定位成沿着与主驱动轴线正交的共同圆形轮廓。在某些实施方式中，线性致动器系统包括以下附加特征中的一个或多个。线性致动器系统可包括如下的平传动带，即，该平传动带从第一终止点延伸至并围绕第一多个滑轮，延伸至并围绕第二多个滑轮，并且延伸至第二终止点。线性致动器系统可包括被构造成接合平传动带的驱动器。驱动器可包括电动马达和/或一个或多个惰轮(空转)滑轮。线性致动器系统可包括至少一个致动轴，该致动轴可移动地联接至致动器机架以沿着主驱动轴线平移。在一些实施方式中，至少6个滑轮的设计的几何中心线穿透(pierces)具有一定尺寸的、正交于主驱动轴线的共用圆形轮廓。每个滑轮可具有与其配合轴重合的旋转轴线。在本公开的一个方面中，传动带驱动的线性致动器系统包括致动器机架和致动轴，该致动轴可移动地联接至致动器机架以沿着轴线平移。该系统包括分别联接至第一外轴和第二外轴的第一多个外滑轮和第二多个外滑轮。第一多个外滑轮和第二多个外滑轮构造成分别围绕第一外轴和第二外轴自由旋转。第一外轴和第二外轴可旋转地联接至致动器机架，并且相对于该致动器机架侧向地固定。该系统包括分别联接至第一内轴和第二内轴的第一多个内滑轮和第二多个内滑轮。第一多个内滑轮和第二多个内滑轮构造成分别围绕第一内轴和第二内轴自由旋转。第一内轴和第二内轴构造成沿致动器机架中的轴线平移以驱动致动轴。该系统包括从第一终止点延伸至并围绕第一多个内滑轮、第一多个外滑轮、第二多个内滑轮、第二多个内滑轮，并且延伸至第二终止点的平传动带。第一外轴和第一内轴相对于彼此以围绕轴线的静态旋转角度来倾斜，并且第二外轴和第二内轴相对于彼此以该围绕轴线的静态旋转角度来倾斜，以便消除偏离角。在某些实施方式中，传动带驱动的线性致动器系统包括以下附加特征中的一个或多个。传动带驱动的线性致动器系统可包括重定向滑轮，该重定向滑轮联接至致动器机架且构造成联接至旋转致动器。平传动带可从第一终止点延伸，然后延伸至并围绕第一多个外滑轮，然后延伸至并围绕重定向滑轮，然后延伸至并围绕第二多个内滑轮，然后延伸至并围绕第二多个外滑轮，然后延伸至第二终止点。传动带驱动的线性致动器系统可包括旋转致动器。旋转致动器可以构造成来回(往复)旋转。致动器机架可包括定位成围绕致动器机架的壳体盖部，并且致动轴的至少一部分可平移到该壳体盖部中以及平移离开该壳体盖部。第一内轴和第二内轴可以构造成沿轴线在相同方向上平移，由此第一多个外滑轮和第一多个内滑轮之间的距离构造成随着第二多个外滑轮和第二多个内滑轮之间的距离减小而同时增大，并且由此第一多个外滑轮和第一多个内滑轮之间的距离构造成随着第二多个外滑轮和第二多个内滑轮之间的距离减小而同时减小。第一内轴和第二内轴可以构造成沿轴线振荡(往复)。传动带驱动的线性致动器系统可包括联接至重定向滑轮的旋转致动器。第一多个外滑轮、第二多个外滑轮、第一多个内滑轮和第二多个内滑轮中的每一个包括可具有不同直径的滑轮。具有不同直径的滑轮可以彼此平行。平行的滑轮之间的间隔可以是非恒定的。平行的滑轮之间的间隔可随滑轮直径的减小而减小。传动带驱动的线性致动器系统可包括止推垫圈，止推垫圈定位在滑轮之间以在平行滑轮之间提供间隔。滑轮的直径可以随着轴向向外而减小。某些方面提供了对传动带驱动的线性致动器系统驱动的方法。该方法包括使联接至根据本文所述的一个或多个线性致动器系统的平传动带的旋转致动器激活(激励)。某些方面提供了制造根据本文所述的一个或多个线性致动器系统的线性致动器系统的方法。本文公开了用于设计理论上没有偏离角的、基于平传动带的滑轮组设计的方法、系统和部件。映射技术形成用于自由跨越部的中心线的成组的平面位置，自由跨越部的中心线提供了位于共用轴线上的多个滑轮几何形状和在滑轮接合界面处不具有偏离角的自由跨越部。本专利技术允许在较高折减(6：1或更高)的滑轮组拓扑中使用高性能平传动带，所具有主要益处是使用寿命长、动力传输效率高、牵引动力传输更有效以及紧凑的机器设计。在某些实施方式中，一个或两个基于传动带的滑轮组拓扑与主动轮驱动组合，以形成由电动马达驱动的电动线性致动器。该电动线性致动器可以用在液压替代应用、建筑设备、物料搬运设备和制造机械中。这些应用可以包括但不限于叉车、堆高车、手推车，手动升降机、卡车升降机、剪刀式升降机、运动模拟系统和采油设备。附图说明技术人员将理解，附图主要是出于说明性目的，并且无意于限制本文所述的专利技术主题的范围。附图不必须按比例绘制；在一些情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性致动器系统，包括：/n致动器机架，所述致动器机架具有主驱动轴线；/n第一多个滑轮，所述第一多个滑轮分别联接至第一轴，所述第一轴联接至所述致动器机架，所述第一多个滑轮包括具有与所述第一轴重合的旋转轴线的滑轮，所述第一多个滑轮中的滑轮以非恒定的间隔彼此隔开，所述第一多个滑轮中的滑轮相对于彼此具有不同的滑轮中心线直径；以及/n第二多个滑轮，所述第二多个滑轮分别联接至第二轴，所述第二轴联接至所述致动器机架，所述第二多个滑轮包括具有与所述第二轴重合的旋转轴线的滑轮，所述第二多个滑轮中的滑轮以非恒定的间隔彼此隔开，所述第二多个滑轮中的滑轮相对于彼此具有不同的滑轮中心线直径；/n其中，所述第一轴和所述第二轴中的至少一个构造成沿着所述主驱动轴线平移，其中，所述第一轴和所述第二轴沿着所述主驱动轴线定位，并且相对于彼此以围绕主驱动轴线的静态旋转角度偏移，并且其中，在沿着第一多个滑轮和所述第二多个滑轮中的每个滑轮的几何中心线延伸的线段的相应端部处的各点，是定位成沿着与主驱动轴线正交的共同圆形轮廓。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 US 62/555,9441.一种线性致动器系统，包括：
致动器机架，所述致动器机架具有主驱动轴线；
第一多个滑轮，所述第一多个滑轮分别联接至第一轴，所述第一轴联接至所述致动器机架，所述第一多个滑轮包括具有与所述第一轴重合的旋转轴线的滑轮，所述第一多个滑轮中的滑轮以非恒定的间隔彼此隔开，所述第一多个滑轮中的滑轮相对于彼此具有不同的滑轮中心线直径；以及
第二多个滑轮，所述第二多个滑轮分别联接至第二轴，所述第二轴联接至所述致动器机架，所述第二多个滑轮包括具有与所述第二轴重合的旋转轴线的滑轮，所述第二多个滑轮中的滑轮以非恒定的间隔彼此隔开，所述第二多个滑轮中的滑轮相对于彼此具有不同的滑轮中心线直径；
其中，所述第一轴和所述第二轴中的至少一个构造成沿着所述主驱动轴线平移，其中，所述第一轴和所述第二轴沿着所述主驱动轴线定位，并且相对于彼此以围绕主驱动轴线的静态旋转角度偏移，并且其中，在沿着第一多个滑轮和所述第二多个滑轮中的每个滑轮的几何中心线延伸的线段的相应端部处的各点，是定位成沿着与主驱动轴线正交的共同圆形轮廓。


2.根据权利要求1所述的线性致动器系统，其特征在于，还包括平传动带，所述平传动带从第一终止点延伸至并围绕第一多个滑轮，延伸至并围绕第二多个滑轮，并且延伸至第二终止点。


3.根据权利要求2所述的线性致动器系统，其特征在于，还包括被构造成接合所述平传动带的驱动器。


4.根据权利要求3所述的线性致动器系统，其特征在于，所述驱动器包括电动马达。


5.根据权利要求1所述的线性致动器系统，其特征在于，还包括至少一个致动轴，所述致动轴可移动地联接至所述致动器机架以沿着所述主驱动轴线平移。


6.一种传动带驱动的线性致动器系统，包括：
致动器机架；
致动轴，所述致动轴可移动地联接至所述致动器机架以沿着轴线平移；
第一多个外滑轮和第二多个外滑轮，所述第一多个外滑轮和所述第二多个外滑轮分别联接至第一外轴和第二外轴，所述第一多个外滑轮和所述第二多个外滑轮构造成分别围绕所述第一外轴和所述第二外轴自由旋转，所述第一外轴和所述第二外轴可旋转地联接至所述致动器机架并且相对于所述致动器机架侧向地固定；
第一多个内滑轮和第二多个内滑轮，所述第一多个内滑轮和所述第二多个内滑轮分别联接至第一内轴和第二内轴，所述第一多个内滑轮和所述第二多个内滑轮构造成分别围绕所述第一内轴和所述第二内轴自由旋转，所述第一内轴和所述第二内轴构造成沿着所述致动器机架中的轴线平移以驱动所述致动轴；以及
平传动带，所述平传动带从第一终止点延伸至并围绕所述第一多个内滑轮、所述第一多个外滑轮、所述第二多个内滑轮、所述第二多个内滑轮，并且延伸至第二终止点，
其中，所述第一外轴和所述第一内轴相对于彼此以围绕所述轴线的静态旋转角度来倾斜，并且其中，所述第二外轴和所述第二内轴相对于彼此以围绕所述轴线的所述静态旋转角度来倾斜，以便消除偏离角。


7.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，包括重定向滑轮，所述重定向滑轮联接至所述致动器机架且构造成联接至旋转致动器。


8.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，所述平传动带从所述第一终止点延伸，然后延伸至并围绕所述第一多个外滑轮，然后延伸至并围绕所述重定向滑轮，然后延伸至并围绕所述第二多个内滑轮，然后延伸至并围绕所述第二多个外滑轮，然后延伸至所述第二终止点。


9.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，还包括所述旋转致动器。


10.根据权利要求9所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，所述旋转致动器构造成来回旋转。


11.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，所述致动器机架包括定位成围绕所述致动器机架的壳体盖部，并且其中，所述致动轴的至少一部分平移到所述壳体盖部中以及平移离开所述壳体盖部。


12.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，所述第一内轴和所述第二内轴构造成沿所述轴线在相同方向上平移，由此所述第一多个外滑轮和所述第一多个内滑轮之间的距离构造成随着所述第二多个外滑轮和所述第二多个内滑轮之间的距离减小而同时增大，并且由此所述第一多个外滑轮和所述第一多个内滑轮之间的距离构造成随着所述第二多个外滑轮和所述第二多个内滑轮之间的距离减小而同时减小。


13.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，所述第一内轴和所述第二内轴构造成沿所述轴线振荡。


14.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，还包括联接至所述重定向滑轮的旋转致动器。


15.根据权利要求6所述的传动带驱动的线性致动器系统，其特征在于，所述第一多个外滑轮、所述第二多个外滑轮、所述第一多个内滑轮和所述第二多个内滑轮中的每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·赛伸斯，
申请(专利权)人：里弗特威弗股份有限公司以莱斯机器人名义营业，
类型：发明
国别省市：美国;US