[發(fā)明專利]一種自鎖可調的電動推桿

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410617667.6
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN105634192A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 謝崢;黃武龍;王墨;田玉成;王新安
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H02K7/06
• 分類號: H02K7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種電動推桿或電動缸，尤其涉及在機械外骨骼等領域中，要求可以控制推桿自鎖力的應用場景。

背景技術

電動推桿，又稱推桿電機、電動缸及現(xiàn)行制動器，是一種將電動機的旋轉運動轉變?yōu)橥茥U的直線往復運動的電力驅動裝置，主要被應用于電動醫(yī)療床、電動沙發(fā)、升降系統(tǒng)等領域。由于早期應用場景的功能要求，電動推桿多被設計為有自鎖的形式，即由于摩擦力或者減速比過大，電動推桿不能反向驅動，即使能反向驅動，其所需的驅動力也非常之大。隨著功能需求的不斷變化，在機械外骨骼等應用領域，要求電動推桿的反應速度、與人的交互性等方面得到提升。這就需要對電動推桿的自鎖性進行實時控制和調節(jié)。同時，自鎖力控制裝置在電動推桿內的集成也是自然的和優(yōu)化的。另一方面，對于推桿實時的伸長量、實時的伸長速度和實時的負載力等參數(shù)的監(jiān)測手段，也是電動推桿本身和機械外骨骼等應用領域中，實現(xiàn)低成本精確控制的關鍵問題。本發(fā)明就是著眼于解決以上問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的主要技術問題是，提供一種自鎖可調的電動推桿，即在應用過程中可以調節(jié)電動推桿的自鎖情況，進而實現(xiàn)靈活省力的反向驅動功能。同時，本發(fā)明還要解決對電動推桿的低成本精確控制問題，即使用簡單的方法取得電動推桿的實時伸長量、實時伸長速度、實時負載力。

通過下面結合附圖所進行的描述，本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征和優(yōu)點將會變得更加明顯，其中，所述附圖以說明性的例子的方式表示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

附圖說明

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動推桿的總體示意圖；

圖2是表示圖1所示的電動推桿的傳動機構的示意圖；

圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的另一種實施例的電動推桿的總體示意圖；

圖4是表示圖3所示的電動推桿的傳動機構的示意圖；

圖5是表示獲取電動推桿實時伸長量的方法示意圖；

圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的另一種方案的實施例的電動推桿缸體機構中電磁鐵與絲杠螺母的組合圖，其中圖6A為一種組合形式，圖6B為另一種組合形式，圖6C為本方案中絲杠螺母的結構圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

參考圖1，表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的電動推桿。電動推桿由三部分組成：驅動機構1，在施加電流后可以將電能直接或間接地轉換為機械能輸出，驅動傳動機構2或執(zhí)行結構3，在電動推桿中，主要以電機的形式出現(xiàn)；傳動機構2，將驅動機構1產生的動力傳遞給缸體機構3，傳遞的過程通常通過齒輪的配比實現(xiàn)減速的功能；缸體機構3，將傳動機構2傳遞過來的動力以直線運動的方式輸出。

傳動機構2，包括：驅動輸出齒輪21，是與電機輸出軸連接的齒輪；連接部件22，用于連接驅動機構1的輸出和缸體機構3的輸入，一般要求同時實現(xiàn)減速功能，即減速機構或減速器，通過不同的齒輪配合，實現(xiàn)傳動和減速功能；缸體連接齒輪24，將連接部件22傳入的驅動力，導入缸體機構3中，一般缸體連接齒輪24與缸體機構3中的絲杠31連接，通過缸體連接齒輪24的轉動帶動絲杠31旋轉。

本實施例中連接部件22，是由兩個合為一體的齒輪組成，它們分別是：與驅動輸出齒輪21嚙合的減速齒輪，即減速輸入齒輪221；與缸體連接齒輪24嚙合的減速齒輪，即減速輸出齒輪222。

傳動機構2，還包括電磁鐵模塊23。電磁鐵模塊23包括：電磁線圈231，通電后產生磁場，吸引電磁鐵模塊23與連接部件（減速機構）22之間的連接件233，使其產生位移；彈簧232，用于將連接件233復位，電磁線圈231通電后由于磁場吸引，連接件233產生位移，使彈簧232壓縮，斷電后，彈簧232彈出，使連接件233復位；電磁鐵模塊與連接部件之間的連接件233，通過連接件233的移動是連接部件22隨動，進而接通或斷開驅動機構1和缸體機構3之間的連接。

接通時，自鎖力回復，推桿不易被反向驅動，可以被正向驅動。斷開時，自鎖力大部分被解除，推桿容易被反向驅動，不被正向驅動。本例中為接通狀態(tài)。

同時在控制電動推桿的自鎖力時，對電磁鐵模塊的控制信號最好要優(yōu)先于對驅動機構的驅動信號給出。在斷開狀態(tài)下，盡量減少驅動機構的空轉。