本发明专利技术涉及一种具有改进电动马达的线性致动器。特别地，本发明专利技术着重于通过使用机电锁定机构来制动或锁定旋转的电动马达的改进技术方案。该机构使用螺线管，螺线管具有不旋转的锁定元件，不旋转的锁定元件可通过螺线管的动作而移位，并布置成用于与旋转的锁定元件接合。特别是，已经找到了解决方案，其中，可以配置对行程长度要求大大降低的小得惊人的螺线管，以有效地单向或双向锁定马达的旋转。以有效地单向或双向锁定马达的旋转。以有效地单向或双向锁定马达的旋转。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锁定防止线性致动器的电动马达旋转
[0001]本专利技术涉及具有改进电动马达的线性致动器。尤其是，本专利技术着重于制动或锁定电动马达的改进技术方案。在本说明书中，术语“马达”将是指电动马达。
[0002]线性致动器和电动马达适用于向用于提升或以其他方式移动负载的机器输出机械力。锁定或制动是需要的，以使这种提升机器的运动是不可逆的，特别是确保当给马达的电力切断时机器上的外力不会导致马达旋转。在提升机器中，这种锁定或制动使机器能够在马达断电后将负载保持原位。
技术介绍
[0003]在一些应用中，普遍的做法是依赖提升机器和/或马达中的摩擦约束来实现足够程度的制动或锁定。马达的旋转机械力通常通过传动装置进行转换和传递，这不可避免地引入摩擦，从而帮助负载保持行为。某些传动装置，例如蜗轮蜗杆，可专门设计成实现高摩擦。配备这种传动装置的马达有时被称为“自锁”。另一种实现制动的方式是在机器的旋转轴上引入抱簧离合器。US 9369026中公开了与此有关的一个例子。当适当安装好时，抱簧离合器可施加当轴沿一个方向旋转时比沿另一个方向旋转时更高的摩擦力。
[0004]制动效果还可以通过配置马达来实现，该马达被专门设计为即使在马达切断时也表现出由马达的定子和转子之间的磁性相互作用引起的所谓定位转矩或齿槽转矩。
[0005]上述这些方案的缺点是不能提供足够安全和可靠的锁定。另一个缺点是，由于在机器和马达运行期间制动效果仍然存在，因此在克服摩擦和/或齿槽转矩时浪费了能量。由于制动效果取决于例如润滑、制造公差、磨损等因素，因此依赖摩擦并不总是令人满意的。依赖摩擦的另一个缺点是：例如在故障情况下时，在机器和马达的旋转轴上施加过大的扭矩。在这种情况下，旋转轴和马达将并非出于本意地进一步旋转，导致锁定不可靠。
[0006]还可以通过使用用于锁定的环形盘来实现防止电动机旋转的锁定(作为上述任一方案的补充或替代)。例如，在US 2008/0251329和EP 1320176中公开了与此相关的示例。附接到轴或其他旋转元件上的环形盘可以选择性地从与对置的固定布置环形盘脱离接合的位置移动到与固定环形盘接合并摩擦干涉的锁定或制动位置。通过外力可以使一个盘或另一个盘沿轴向移动。外力可以是任何已知的类型。在一些应用中，优选使用电磁力来启动这种马达锁，例如通过使用螺线管机构。该机构设置有弹簧复位装置。螺线管能够使锁定部件沿平行于马达轴轴线的方向移动。螺线管成形为供马达轴穿过的环。已知设计的螺线管居中地置于马达轴线上。这要求线圈绕组大且重。
[0007]这些方案还具有的缺点是不必要的庞大。依赖于两个环形盘的表面之间的摩擦力也是一个缺点，因为已知摩擦特性取决于外部因素，而在马达的寿命期间这些外部因素无法适当控制。如上提到的，依赖摩擦的另一个缺点是在马达的轴上施加过大的扭矩。在这种情况下，两个环形盘的表面之间的摩擦力将被克服，从而导致不可靠的锁定。不可接受的噪音与启动和停止马达时相对较大环的反复卡合有关。为了保证马达锁的可靠性，由于必须遵守严格的制造公差因此会产生成本。特别是对于仅需锁定一个方向旋转的马达来说，这
些马达锁设计显得更加耐用并且具有比预期用途所需特征更多的特征。此外，对于双向锁定的马达锁来说，提出不那么庞大的设计将是有利的。
[0008]其他已知的马达锁定机构包括螺线管致动的销，其中，该销布置成选择性地接合齿轮或脱离齿轮。US 2010/0319477中公开了与此相关的一个例子。齿轮还用作机构的操作部件，以降低马达输出轴的转速。齿轮构成传动机构的一部分，并紧邻马达布置。这种布置的缺点是与锁不可靠的接合。它还需要具有长行程的大螺线管机构，从而导致庞大和昂贵的设计。另一个缺点是，在对马达轴施加过大扭矩的情况下，螺线管机构会损坏，导致机构故障。
[0009]还已知另一种可由螺线管致动的马达锁设计，其中，当沿马达轴的径向把销驱动到轴的纵向槽中时发生锁定。US 2017/0170708中公开了与此相关的一个例子。这种设计的另一个缺点是削弱了马达轴。这带来了另一个缺点：如果对马达轴施加过大的扭矩，较弱的马达轴会断裂。
[0010]对于上述齿轮锁中的销以及对于使用旋转环和固定环来锁定的方案而言，电磁致动的锁必须对抵抗两个方向的旋转都同样有效。这在锁发生故障的情况下会被视为一个缺点。如果无法释放锁，则马达不可能在任何方向旋转，从而使得更加难以从故障情况中恢复。
[0011]马达制动器或马达锁的一个重要应用领域是线性致动器，特别是主轴和螺母驱动式线性致动器。这些线性致动器包括驱动马达，通常除了主轴和螺母本身以外还具有另外的传动机构。这些装置越来越多地用于例如家具中，其中，它们用于将家具调整到用户可选择的设定并在电动马达切断的情况下保持该设定。
技术实现思路
[0012]已知的电磁致动的马达锁的上述问题、缺点和劣势至少部分地通过如下给出的包括机电换能器的马达锁定机构来解决。特别是，已经发现了一些解决方案，其中，可以配置对行程长度要求大大降低的小得令人惊讶的机电螺线管，以有效地单向锁定防止旋转。将示出机电螺线管使不旋转的锁定部件在平行于马达轴轴线的方向上移动的实施例，而其他实施例则是机电螺线管使不旋转的锁定部件在正交于马达轴轴线的方向上移动。同时，通过布置两个具有相同减小行程长度的小型机电螺线管，还将展示双向锁。
[0013]根据本专利技术包括锁定机构的马达可以按照旋转的锁定元件来动作，例如专用锁定盘或专用锁定套筒。凸轮元件构造在锁定盘或锁定套筒上。每个凸轮都有与可接合侧相反的不可接合侧。在一些实施例中，不可接合侧是倾斜侧，而可接合侧则是陡峭侧。陡峭侧通常大致正交于锁定盘或锁定套筒的表面。这样的凸轮设计确保了凸轮抵抗剪切的高强度。凸轮是耐用的，并且允许旋转的锁定元件设计成比常规凸轮可用的更轻和更小。
[0014]根据本专利技术的马达锁定机构尤其着重于仅锁定防止在一个方向上的旋转，从而创造设计自由度并降低成本。这创建了一种重量轻但可靠的单向马达锁，即使在马达轴卡住并且防止马达在另一个方向旋转的锁定不容易释放的故障情况下，也能保持马达在一个方向上可运转，从而允许通过使旋转方向反转来退出故障情况。即使应用双向实施例，如果故障情况锁定一个螺线管机构，只要另一个螺线管机构未被锁定或不受故障影响从而能够操作，就可以通过反转来释放锁定。
[0015]旋转的锁定元件可以附接到马达轴的例如输出端或后端。在本文中，输出端和前端用作可互换术语。这同样适用于后端和尾端。
[0016]在锁定和解锁期间移动的元件的质量明显比其他已知设计中的小，从而导致任何干扰噪声变得可以忽略。在根据本专利技术的马达锁中，小型螺线管的小行程可通过由片簧偏压的枢轴臂来放大，其中，枢轴臂的远端承载不旋转的锁定元件。
[0017]机电螺线管包括线圈。线圈的一端作为螺线管的基部，以适用于将螺线管直接或间接固定到马达壳体。在线圈的相反顶侧，不旋转的锁定元件可在螺线管动作下移位，并布置成与旋转的锁定元件接合。当在负载下发生锁定时，这两个锁定元件接触，并且横向力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种线性致动器(1)，包括：电动马达(10)；由可逆的电动马达(10)驱动的主轴(4)；和主轴螺母(6)，安装在主轴(4)上并固定成防止旋转，主轴螺母(6)设置成在两个末端位置之间移动；电动马达(10)包括定子和转子，定子附接到马达壳体(20)上，转子包括马达轴(31)，电动马达(10)能够被电控制成选择性地使转子沿两个相反角度方向之一旋转，其中，电动马达还包括机电锁定机构(40、60)，机电锁定机构(40、60)包括：机电换能器(41、64)，相对于马达壳体(20)不可动地附接，并包括不旋转的锁定元件(44)，机电换能器(41、64)能够被电控制成选择性地使不旋转的锁定元件(44)在伸出位置和缩回位置之间变换；以及旋转的锁定元件(45、63)，附接到马达轴(31)，并包括至少一个凸轮(47、61)，凸轮(47、61)在朝向机电换能器(41、64)的方向上突出，其中，所述至少一个凸轮(47、61)包括与可接合侧相反的不可接合侧；其中，不旋转的锁定元件(44)布置成在朝向旋转的锁定元件(45、63)的方向上突出，并且通过选择性地接合所述至少一个凸轮(47、61)的可接合侧来与所述至少一个凸轮(47、61)干涉地锁定，其中，机电换能器(41、64)配置成当机电换能器(41、64)通电时通过将不旋转的锁定元件(44)保持在不与所述至少一个凸轮(47、61)的可接合侧接合的位置来控制接合，并且机电换能器(41、64)还包括弹簧元件，弹簧元件布置成当机电换能器(41、64)不通电时将不旋转的锁定元件(44)保持在与所述至少一个凸轮(47、61)的可接合侧接合的位置；其中，机电锁定机构(40、60)配置成锁定马达轴(31)以防止马达轴在一个旋转方向上的旋转，从而单向锁定电动马达(10)。2.根据权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，机电换能器(41、64)是机电螺线管，机电螺线管包括线圈(42、86)和不旋转的锁定元件(44)。3.根据权利要求2所述的线性致动器，其特征在于，机电螺线管包括枢轴臂(43)，其中，枢轴臂(43)的远端构成不旋转的锁定元件(44)，并且枢轴臂还包括电枢(74)，电枢配置成由线圈(42、86)中的电流致动，并且弹簧元件包括片簧(73)，片簧配置成把枢轴臂(43)在朝向旋转的锁定元件(45、63)的方向上偏压。4.根据权利要求2或3所述的线性致动器，其特征在于，机电螺线管由超小型信号继电器实现。5.根据权利要求2至4中任一项所述的线性致动器，其特征在于，机电换能器(41、64)还包括支撑构件(27)，支撑构件不可动地附接到马达壳体(20、22、23)并且配置成把机电螺线管支撑成抵抗倾转力和剪切力。6.根据权利要求2至5中...
【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：利纳克有限公司，
类型：发明
国别省市：
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