一种离合快速释放机构及线性致动器
阅读说明：本技术 一种离合快速释放机构及线性致动器 (Clutch quick release mechanism and linear actuator ) 是由 张亚斌 黄东升 储彬彬 姜文超 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及线性致动器技术领域,提供一种线性致动器,涉及离合快速释放机构,包括丝杆、蜗轮、与蜗轮传动配合的离合器、以及作用于蜗轮的控制器,所述丝杆包括丝杆头和丝杆主体,所述蜗轮套设在丝杆头上且可沿丝杆头轴向位移,所述离合器套装在丝杆主体上,所述控制器用以驱动蜗轮与离合器断开。在释放时,该离合装置主要依靠控制器拨动蜗轮使蜗轮与离合器断开,蜗轮与离合器断开时,控制器只会对丝杆头的轴端产生压力,而不会对丝杆主体产生相应不利摩擦阻力,所以丝杆主体不会受到影响,从而释放会顺畅。(The invention relates to the technical field of linear actuators, and provides a linear actuator, which relates to a clutch quick release mechanism and comprises a screw rod, a worm gear, a clutch in transmission fit with the worm gear and a controller acting on the worm gear, wherein the screw rod comprises a screw rod head and a screw rod main body, the worm gear is sleeved on the screw rod head and can axially move along the screw rod head, the clutch is sleeved on the screw rod main body, and the controller is used for driving the worm gear to be disconnected with the clutch. When releasing, this clutch mainly relies on the controller to stir the worm wheel and make worm wheel and clutch disconnection, and when worm wheel and clutch disconnection, the controller only can produce pressure to the axle head of lead screw head, and can not produce corresponding unfavorable frictional resistance to the lead screw main part, so the lead screw main part can not receive the influence to the release can be smooth and easy.)
技术领域
本发明涉及线性致动器技术领域，具体涉及一种离合快速释放机构及线性致动器。
背景技术
线性致动器，也称电动推杆，广泛应用在智能家居、汽车、医疗、太阳能发电等等领域。因为线性致动器多样的应用环境，线性致动器可能会遇到驱动电机故障、断电或者其他意外切断动力的情况，所以释放功能的设置非常必要，且高端产品对释放功能的要求越来越高。所谓释放主要是指将驱动电机与丝杆之间的动力切断，从而可以通过手动驱使丝杆转动的方式来实现反向推动。
现有技术中，释放机构的设置存在较大弊端。一方面，由于丝杆和蜗轮之间存在阻力和摩擦力，需重载才能完成线性致动器的释放，释放过程不顺畅且释放过程的噪音很大；另一方面，线性致动器内部部件与丝杆、壳体等之间传动和配合受偏载、反方向推动的不利影响，容易损坏，一旦损坏将影响线性致动器的正常运转。
发明内容
本发明的目的是克服现有释放机构不能顺畅释放的缺陷，提供一种离合快速释放机构及线性致动器。
实现本发明目的的技术方案是：一种离合快速释放机构，包括丝杆、蜗轮、与蜗轮传动配合的离合器、以及作用于蜗轮的控制器，所述丝杆包括丝杆头和丝杆主体，所述蜗轮套设在丝杆头上且可沿丝杆头轴向位移，所述离合器套装在丝杆主体上，所述控制器用以驱动蜗轮与离合器断开。
上述技术方案所述控制器具有控制开关、连接部、第一弹性件、拨动开关，所述控制开关和所述拨动开关分别位于所述连接部两端，所述第一弹性件位于所述连接部和所述拨动开关之间。
上述技术方案所述蜗轮和所述离合器之间为齿形啮合或花键配合中的一种。
上述技术方案所述丝杆头的轴心线和所述丝杆主体的轴心线相同。
上述技术方案所述丝杆头固定连接有支撑件，所述蜗轮和所述支撑件之间设有第二弹性件。
上述技术方案所述离合器过盈配合于所述丝杆主体，或离合器和所述丝杆主体之间通过连接件过盈配合。
上述技术方案所述丝杆头与所述支撑件为一体结构。
一种线性致动器，包括所述离合快速释放机构，具有壳体，所述壳体固定连接有电机、后连接件、异型管，所述丝杆主体通过丝杆螺母连接有内管，所述蜗轮和所述离合器设于所述壳体的内部，所述支撑件位于所述后连接件的内部，所述电机的输出轴蜗杆连接于所述蜗轮。
上述技术方案所述壳体内设置有定心组件，所述定心组件具有支撑套，所述支撑套内设置有轴承，所述丝杆主体过盈配合于所述轴承。
上述技术方案所述控制器设有连接板，所述连接板固定于所述壳体的上端。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
1、本发明中的离合快速释放机构，在释放时，控制器拨动蜗轮使蜗轮与离合器断开，由于丝杆采用分体式结构，蜗轮与离合器断开后，蜗轮与丝杆主体不接触，因此，丝杆主体反转过程中，不会受到来自蜗轮的阻力和摩擦力，也无需克服连接在丝杆头的内部组件与壳体、后连接件间的摩擦，从而轻载即可释放，且释放非常顺畅，此效果已通过测试得到验证。
2、在释放时，控制器拨动蜗轮的压力会造成蜗轮偏载，采用丝杆分体式设置后，蜗轮偏载的压力仅会施加在丝杆头上，丝杆主体反转时，丝杆头和蜗轮不受任何力影响，克服了传统结构中丝杆与蜗轮内孔因偏载和反转造成的磨损和变形，蜗轮和丝杆的使用寿命均得到延长，且致动器的传动效率不会因多次释放而降低。
3、在释放时，蜗轮、丝杆头以及连接在丝杆头的内部组件均不会发生转动，因此与壳体、后连接件之间无摩擦，噪音更小；蜗轮和丝杆头之间可设置滚针轴承，线性致动器运行过程中，避免了丝杆头随蜗轮一起转动，连接在丝杆头的内部组件与壳体、后连接件间亦无摩擦，噪音更小。
4、控制器具有控制开关、连接部、第一弹性件、拨动开关，契合度高，占地小，且第一弹性件可根据不同的应用场景，选择压缩弹簧、波形弹簧等，成本较低。
5、蜗轮与离合器齿形啮合或花键配合，致动器完成释放后，蜗轮与离合器能够快速、精准恢复到运行配合状态，无需手动调整。
6、与整体丝杆结构相比，支撑件仅需对丝杆头提供支撑，因此支撑件的受力非常小，支撑件的材质、尺寸均有了更大的选择和设计空间，能够有效减低成本。
7、丝杆头可采用低摩擦系数材料，且设计为光轴，拨开控制器和蜗轮复位均会更顺畅。
8、壳体内设置有定心组件，定心组件能够保证了丝杆头和丝杆主体轴心线相同，从而传动效率更高；且作为结构的优化，定心组件可以选择传动效率更高的支撑套和双轴承设置，或选择整体滚动件，适当增大尺寸，即可提高轴向承载能力，从而可根据不同的应用场景，兼顾性能和成本的需求。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明线性制动器的结构示意图；
图2为本发明线性制动器的剖面结构示意图；
图3为本发明线性制动器的结构爆炸图；
图4为控制器相关部件的立体图。
图中：蜗轮1、离合器2、控制器3、丝杆头4、丝杆主体5、支撑件6、第一轴套7、第二弹性件8、滚针轴承9、壳体10、连接件11、支撑套12、轴承13、第二轴套14、丝杆螺母15、电机20、后连接件30、控制开关31、连接部32、第一弹性件33、拨动开关34、连接板35、异型管40、内管50。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
（实施例1）
见图1、图2、图3、图4，本发明提供一种离合快速释放机构，包括丝杆、蜗轮1、与蜗轮1传动配合的离合器2、以及作用于蜗轮1的控制器3，丝杆包括丝杆头4和丝杆主体5，蜗轮1套设在丝杆头4上且可沿丝杆头4轴向位移，离合器2套装在丝杆主体5上，控制器3用以驱动蜗轮1与离合器2断开。
本实施例为一种离合快速释放机构的基础实施例，丝杆头4的轴心线和丝杆主体5的轴心线相同，但是丝杆头4和丝杆主体5之间留有间隙，不接触。离合器2可以使用过盈配合的方式连接丝杆主体5。丝杆头4可以采用低摩擦系数材质制作，拨开控制器3会更加顺畅。离合器2为市场上可购买的现有离合器，相对于轴向可拨动的蜗轮，其在轴向并不发生位移。在蜗轮1和离合器2之间可以是齿形啮合或花键配合中的一种，可以理解的是这里的齿形或花键可以是多种形状的，并无特殊指定，任何可以使得蜗轮1和离合器2啮合或配合的花键结构均可。蜗轮1与丝杆头4连接，离合器2与丝杆主体5固定。
正常使用时，蜗轮1通过齿形啮合或花键配合带动离合器2旋转，进而带动丝杆主体5转动。在释放时，依靠控制器3拨动蜗轮1使蜗轮1与离合器2断开。在受力拨开时，因为丝杆主体5与丝杆头4间隙设置，两者之间无连接。在释放时，蜗轮1与离合器2断开，控制器3拨动蜗轮1使蜗轮1与离合器2断开，蜗轮1与离合器2断开时，在控制器3作用下，蜗轮1只会对丝杆头4的轴端产生压力，而不会对丝杆主体5产生相应不利摩擦阻力，所以丝杆主体5不会受到影响，从而释放会顺畅。
为了蜗轮1和丝杆头4之间的连接更加顺畅，蜗轮1和丝杆头4之间设有滚针轴承9，使得蜗轮1可以绕丝杆头4进行旋转。
（实施例2）
见图1、图2、图3、图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，控制器3具有控制开关31、连接部32、第一弹性件33、拨动开关34，控制开关31和拨动开关34分别位于连接部32两端，第一弹性件33位于连接部32和拨动开关34之间。控制开关31转动时，带动连接部32转动，连接部32带动拨动开关34转动，拨动开关34拨动蜗轮1远离离合器2进行释放。第一弹性件33可以但不仅限于使用扭簧等弹性件，第一弹性件33在拨动开关34拨动后提供回到原位的回复弹力。
（实施例3）
见图2、图3，本实施例与实施例1的区别之处在于，丝杆头4固定连接有支撑件6，蜗轮1和支撑件6之间设有第二弹性件8。支撑件6可以但不仅限于滚珠轴承。正常运行时第二弹性件8提供轴向力压动蜗轮1，第二弹性件8可以但不仅限于压缩弹簧、波形弹簧等弹性部件。在控制器3实现有效释放后，第二弹性件8可以使得蜗轮1恢复至原位，继续与离合器2配合进行工作或者等待下一次的释放。
丝杆头4与支撑件6也可以是一体结构，使用丝杆头4与支撑件6进行过盈配合。或者，作为结构改进优化，支撑件6和丝杆头4之间可设置第一轴套7，两者之间进行可拆卸的连接。
离合器2过盈配合于丝杆主体5，或离合器2和丝杆主体5之间通过连接件11过盈配合。连接件11可以但不仅限于花键套。丝杆主体5可以直接过盈配合于离合器2；或者丝杆主体5可以先过盈配合连接上连接件11，离合器2再与连接件11通过过盈配合安装固定。连接件11可以但不仅限于花键套。
（实施例4）
见图1、图2、图3、图4，本发明提供致动器具有壳体10，壳体10固定连接有电机20、后连接件30、异型管40，丝杆主体4通过丝杆螺母15连接有内管50，蜗轮1和离合器2设于壳体10的内部，支撑件6位于后连接件30的内部，电机20的输出轴蜗杆连接于蜗轮1。内管50活动连接于异型管40的内部，电机20位于壳体10的下端。壳体10的上端开设有配合拨动开关34和第一弹性件33安装的槽口，通过连接板35进行螺栓固定。支撑件6连接于第一轴套7后也安装在后连接件30的内部。支撑套12用以支撑设置在离合器2的右侧，一起安装于壳体10的内部。正常工作时，蜗轮1和离合器2啮合或花键配合，电机20转动，通过其输出轴连接的蜗杆（图中未示出）带动蜗轮1转动，蜗轮1带动离合器2转动，离合器2再带动丝杆主体5转动，丝杆主体5再作用丝杆螺母15，由丝杆螺母15带动内管50在异型管40内进行收缩做功。在释放时，依靠拨动控制器3的控制开关31，控制开关31带动连接部32，连接部32带动拨动开关34拨动蜗轮1使蜗轮1与离合器2断开。在释放时，蜗轮1与离合器2断开，控制器3拨动蜗轮1使蜗轮1与离合器2断开，蜗轮1与离合器2断开时，控制器3只会对丝杆头4的轴端产生压力，而不会对丝杆主体5产生相应不利摩擦阻力，所以丝杆主体5不会受到影响，从而释放会顺畅。
作为结构的优化，使得一种离合快速释放机构能够方便应用于线性致动器，壳体10内设置有定心组件，定心组件具有支撑套12，支撑套12内设置有轴承13，丝杆主体5过盈配合于轴承13。为了使轴承13更好地运转，轴承13还可以配合第二轴套14。为了更好地提供轴向承载能力，轴承13设有并列的两个轴承，使得线性致动器的丝杆主体5传动效率更高。
作为进一步地优选，离合器2转动连接于支撑套12，支撑套12用以支撑丝杆主体5的转动。支撑套12可以做成整体滚动件，适当增大尺寸，提高轴向承载能力。
为了使控制器3更好地结合到壳体10上，控制器3设有连接板35，连接板35固定于壳体10的上端，具体地，控制器3在连接部32上套设有连接板35。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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