本發(fā)明涉及一種在權(quán)利要求1的前序部分中提到類型的線性致動(dòng)器。

背景技術(shù)：

在醫(yī)院病床中，床墊的運(yùn)載表面被分成背部擱置段和腿部擱置段以及通常還有固定中部段。背部擱置段和腿部擱置段可以由線性致動(dòng)器圍繞水平軸線單獨(dú)調(diào)節(jié)，所述線性致動(dòng)器例如參見J.Nesbit Evans &Company Ltd名下的EP 0 498 111 A2。

在某些情況中，例如，在心力衰竭的情況中，關(guān)鍵是能夠即刻將背部擱置段從升高位置降低到水平位置。線性致動(dòng)器的速度太低以致不能執(zhí)行所需的將背部擱置段即刻降低至水平位置。為了解決這個(gè)問題，已經(jīng)研發(fā)了具有所謂快速釋放裝置的線性致動(dòng)器，所述線性致動(dòng)器使得作為非自鎖止類型的心軸自身與電動(dòng)機(jī)脫開連接或者使得傳動(dòng)裝置的與心軸驅(qū)動(dòng)相連的一部分脫開連接，其中，傳動(dòng)裝置的所述一部分和心軸均為非自鎖止的。由例如皆為LINAK A/S名下的EP 0 577 541 A1、EP 0 685 662 A2、WO 03/033946A1和WO2006/039931 A1可知具有快速釋放裝置類型的線性致動(dòng)器的示例。如所提及的那樣，應(yīng)注意的是，線性致動(dòng)器的心軸為非自鎖止的，使得線性致動(dòng)器的連接到心軸螺母的管狀調(diào)節(jié)元件上的負(fù)荷致使心軸旋轉(zhuǎn)。心軸因負(fù)荷產(chǎn)生的力而加速，使得管狀調(diào)節(jié)元件以漸增速度向端部位置移動(dòng)而背部擱置段在背部擱置段抵達(dá)其水平位置時(shí)將以類碰撞方式突然制動(dòng)。通過床的構(gòu)造來增強(qiáng)朝向水平位置的加速，其中，當(dāng)背部擱置段處于其最大升高位置時(shí)，作用于線性致動(dòng)器上的負(fù)荷最小，而力撞擊將隨著該背部擱置段越來越靠近其水平位置而顯著增大，在所述水平位置處力撞擊最大。類碰撞式制動(dòng)可較大程度地對(duì)已然受到創(chuàng)傷的患者造成傷害，而且其對(duì)床結(jié)構(gòu)和線性致動(dòng)器來說是過大過載。像這樣，總的來說創(chuàng)傷情況使得患者周圍一片混亂，還存在不是無關(guān)緊要的風(fēng)險(xiǎn)，即，當(dāng)背部擱置段不受控地沖進(jìn)到水平位置時(shí)，背部擱置段嵌入所述上框架中，使得某人被擠壓在背部擱置段和上框架之間。通過將氣體彈簧結(jié)合在床結(jié)構(gòu)中以阻尼該運(yùn)動(dòng)來尋求解決該問題，但是這使得構(gòu)造復(fù)雜化并且增加構(gòu)造成本。這由于下述事實(shí)引起：床結(jié)構(gòu)包括可將氣體彈簧固定到床結(jié)構(gòu)上的額外安裝件等。除此之外，還增加了安裝時(shí)間并且氣體彈簧為增加的成本。此外，床通常裝配有兩個(gè)氣體彈簧以滿足現(xiàn)有需求。因此，該解決方案對(duì)于該問題而言直觀上并非正確的解決方案。先前在LINAK A/S名下的EP 0 944 788 B1中已意識(shí)到了該問題，EP 0 944 788 B1涉及一種線性致動(dòng)器，所述線性致動(dòng)器具有快速釋放裝置和制動(dòng)器件，所述制動(dòng)器件用于當(dāng)心軸與電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置脫開連接時(shí)控制心軸的速度。在EP 0 944 788 B1中示出的具體實(shí)施例涉及將螺旋彈簧用作制動(dòng)彈簧，所述螺旋彈簧抵靠接觸表面張緊。通過受控制地放松螺旋彈簧抵靠接觸表面的接合，可控制心軸的速度。該構(gòu)造精細(xì)，但是卻需要熟練靈巧以使得操作者能夠均勻地控制速度。而且，構(gòu)造復(fù)雜化。LINAK A/S名下的WO2011/066836 A1公開了一種構(gòu)造，在這種構(gòu)造中，通過離心式制動(dòng)裝置尋求解決人工控制速度的問題，但是該構(gòu)造同樣相當(dāng)復(fù)雜而且沒有完全令人滿意地解決該問題。Dewert Antriebs-und Systemtechnik GmbH名下的EP 1 592 325 B1公開了一種構(gòu)造，其中，蝸齒輪安裝到致動(dòng)器的管狀調(diào)節(jié)元件的外端部和叉狀前安裝部，所述蝸齒輪驅(qū)動(dòng)圓錐狀元件，所述圓錐狀元件與固定的對(duì)應(yīng)圓錐狀制動(dòng)元件相連。圓錐狀制動(dòng)元件是與圓錐狀元件接合的加載彈簧，所述圓錐狀元件由蝸齒輪驅(qū)動(dòng)。通過或多或少地拉動(dòng)圓錐狀制動(dòng)元件脫離與蝸齒輪上的圓錐狀元件的接合，可控制管狀調(diào)節(jié)元件的速度降低。

應(yīng)注意的是，還已知沒有管狀調(diào)節(jié)元件的致動(dòng)器，但是其中，心軸螺母設(shè)計(jì)為調(diào)節(jié)元件，并且利用所述心軸螺母將致動(dòng)器固定在與其集成的結(jié)構(gòu)中。由Dietmar Koch名下的WO 96/12123已知了這種致動(dòng)器的示例。這種類型的致動(dòng)器通常與扶手椅或者躺椅聯(lián)合使用。

針對(duì)家用床在80年代后期研發(fā)了一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，線性致動(dòng)器構(gòu)造在共有殼體的每個(gè)端部中。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器懸置在床的背部擱置段的旋轉(zhuǎn)軸和腿部擱置段的旋轉(zhuǎn)軸上。這些旋轉(zhuǎn)軸裝配有臂，所述臂突入到殼體中并且松弛地?cái)R置在心軸螺母上，所述心軸螺母設(shè)計(jì)為滑動(dòng)元件。這些雙線性致動(dòng)器后續(xù)經(jīng)歷了進(jìn)一步發(fā)展，使得它們可用于病床。例如由Eckhart Dewert名下的WO 89/10715和Niko Gesellschaft für Antriebstechnik GmbH名下的DE 38 42 078 A1以及LINAK A/S名下的WO 2007/112745 A1已知了雙線性致動(dòng)器。在Dewert Antriebs-und Systemtechnik GmbH Co KG名下的DE 296 12 493 U1中涉及具有快速釋放裝置的這種致動(dòng)器的示例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種當(dāng)調(diào)節(jié)元件與電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置脫開連接時(shí)控制調(diào)節(jié)元件受控地降低或者縮回的不同解決方案。

根據(jù)本發(fā)明的線性致動(dòng)器的特征在于：由流體類型的旋轉(zhuǎn)阻尼器構(gòu)成制動(dòng)器件，所述流體類型的旋轉(zhuǎn)阻尼器包括內(nèi)體部，所述內(nèi)體部位于外體部中的填充有液體的中空部內(nèi)，其中，一個(gè)體部與心軸驅(qū)動(dòng)相連或者與傳動(dòng)裝置的從心軸延伸到快速釋放裝置的一部分驅(qū)動(dòng)相連，當(dāng)所述一個(gè)體部因致動(dòng)快速釋放裝置而相對(duì)于另一個(gè)體部旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，所述阻尼效應(yīng)減慢心軸的速度并且因此減慢調(diào)節(jié)元件的速度。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，在線性致動(dòng)器上，調(diào)節(jié)元件的外端部包括旋轉(zhuǎn)阻尼器和快速釋放裝置，所述快速釋放裝置還連接到前安裝部。而且，該旋轉(zhuǎn)阻尼器為流體類型的，其包括內(nèi)體部，所述內(nèi)體部放置在外體部中的填充有液體的中空部內(nèi)，其中，一個(gè)體部與調(diào)節(jié)元件驅(qū)動(dòng)相連，并且當(dāng)所述一個(gè)體部因致動(dòng)快速釋放裝置而相對(duì)于另一個(gè)體部旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生粘性阻尼效應(yīng)，所述粘性阻尼效應(yīng)減慢管狀調(diào)節(jié)元件的速度。

對(duì)于兩種類型的線性致動(dòng)器而言，因此可能提供這樣的構(gòu)造，其中，當(dāng)致動(dòng)快速釋放裝置時(shí)降低速度是自控的，原因在于阻尼系數(shù)、轉(zhuǎn)矩/角速度皆隨著角速度的增大而增大。通過測(cè)試不同類型的液體和它們的粘度，已經(jīng)證明：可將旋轉(zhuǎn)阻尼器制得相對(duì)小并且擁有理想的阻尼效應(yīng)，憑借此，可能在不改變基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的前提下將旋轉(zhuǎn)阻尼器結(jié)合到線性致動(dòng)器中。與以上提及的已知解決方案中的一些相比，因?yàn)樽枘崞飨鄬?duì)于調(diào)節(jié)元件的當(dāng)前速度自身自動(dòng)調(diào)節(jié)，所以無需依賴操作者的能力來控制速度。在一個(gè)實(shí)施例中，可將快速釋放裝置鎖定在其致動(dòng)位置中，使得操作者能夠在緊急情況中處理其它任務(wù)。可設(shè)計(jì)成當(dāng)背部擱置段抵達(dá)其水平位置時(shí)使得自動(dòng)釋放快速釋放裝置的操作，從而使得心軸/調(diào)節(jié)元件再次接合并且致動(dòng)器準(zhǔn)備正常操作。

便捷地，線性致動(dòng)器包括自由輪軸承，優(yōu)選地所述自由輪軸承結(jié)合在旋轉(zhuǎn)阻尼器中，并且布置成使得與心軸驅(qū)動(dòng)相連的體部或者與傳動(dòng)裝置的從心軸延伸到快速釋放裝置的一部分驅(qū)動(dòng)相連的體部在調(diào)節(jié)元件抵抗負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)保持靜止。

同樣，第二種類型的線性致動(dòng)器可包括自由輪軸承，所述自由輪軸承布置成使得與調(diào)節(jié)元件驅(qū)動(dòng)相連的體部在調(diào)節(jié)元件抵抗負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)保持靜止。

對(duì)于兩種類型的致動(dòng)器而言，實(shí)現(xiàn)了在其使得負(fù)荷必須沿著與其重量相反的方向移動(dòng)時(shí)不受阻尼影響，即，不需要更多的能量或者不需要更大的電動(dòng)機(jī)。阻尼僅僅發(fā)生在負(fù)荷因其重量而移動(dòng)(典型的，負(fù)荷下降)時(shí)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，自由輪軸承可整合在旋轉(zhuǎn)阻尼器中。因此，簡(jiǎn)化了構(gòu)造以及其安裝。

附圖說明

在下文將參照附圖更加詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的線性致動(dòng)器。所述附圖示出了：

圖1是醫(yī)院病床的輪廓；

圖2是具有快速釋放裝置和旋轉(zhuǎn)阻尼器的線性致動(dòng)器的透視圖；

圖3是從上方觀察的具有快速釋放裝置和旋轉(zhuǎn)阻尼器的線性致動(dòng)器；

圖4是圖2中示出的致動(dòng)器的縱向截面圖；

圖5是圖4中示出的縱向截面的詳細(xì)截面圖；

圖6是當(dāng)從側(cè)部觀察時(shí)處于其原始位置中的快速釋放單元的部分；

圖7是當(dāng)從側(cè)部觀察時(shí)處于脫開連接位置中的快速釋放單元的部分；

圖8a和圖8b是分別從每個(gè)端部觀察的內(nèi)聯(lián)接部分；

圖9a和圖9b是分別從每個(gè)端部觀察的外聯(lián)接部分；

圖10是釋放機(jī)構(gòu)的分解圖；

圖11是從上方觀察并且進(jìn)入快速釋放單元的殼體中的釋放機(jī)構(gòu)；以及

圖12是線性致動(dòng)器的示意性構(gòu)造。

具體實(shí)施方式

附圖1中示出的醫(yī)院病床1包括：下框架3，所述下框架3裝配有驅(qū)動(dòng)輪2；和上框架4。用于床墊的可調(diào)節(jié)運(yùn)載表面安裝到上框架4。運(yùn)載表面包括背部擱置段6、鉸接式腿部擱置段7和位于背部擱置段與鉸接式腿部擱置段7之間的固定中部段8。背部擱置段6和腿部擱置段7各自可由線性致動(dòng)器9、10調(diào)節(jié)，使得運(yùn)載表面可呈現(xiàn)由箭頭5表示的各種輪廓。上框架4利用在各端部處的鉸接件11、12連接到下框架3。通過連接到鉸接件11、12的一對(duì)致動(dòng)器13、14可升高和降低上框架4。致動(dòng)器9、10；13、14連接到控制盒15，所述控制盒包含電源，其用于連接到電力網(wǎng)、可充電電池組以及控制器。操作單元連接到控制盒15，操作單元諸如是手持式控制裝置16、護(hù)軌17中的固定控制面板以及可能的其它外圍設(shè)備(諸如床底燈18)。

如圖2至圖11所示，使得背部擱置段6移動(dòng)的線性致動(dòng)器9包括殼體19以及可逆轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)20，所述可逆轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)20通過蝸齒輪21驅(qū)動(dòng)心軸22，所述心軸22具有心軸螺母23，由外管25包圍的管狀調(diào)節(jié)元件24(也稱作內(nèi)管)固定到所述心軸螺母。前安裝部26位于管狀調(diào)節(jié)元件24的端部處，以用于安裝線性致動(dòng)器。所涉及的致動(dòng)器裝配有快速釋放單元27，所述快速釋放單元具有釋放機(jī)構(gòu)28。

快速釋放單元27包括兩個(gè)聯(lián)接零件29、30，其中，內(nèi)聯(lián)接零件29安裝在心軸22的軸端22a上，而外聯(lián)接零件30具有中空部31(部分圓筒形軌道)，在轉(zhuǎn)矩傳遞連接時(shí)內(nèi)聯(lián)接零件29上的突出部32可接收在中空部31中。外聯(lián)接零件30的外側(cè)部還包括槽33，用于與蝸齒輪21的貫通孔內(nèi)側(cè)上的對(duì)應(yīng)舌狀件接合，使得在此處也形成轉(zhuǎn)矩傳遞連接。因此，電動(dòng)機(jī)20的可逆旋轉(zhuǎn)通過蝸齒輪(包括蝸輪21)并且還通過外聯(lián)接零件29和內(nèi)聯(lián)接零件30之間的連接可驅(qū)動(dòng)心軸22。固定成不旋轉(zhuǎn)的心軸螺母24因此可取決于電動(dòng)機(jī)20的旋轉(zhuǎn)方向在心軸22上前后移動(dòng)。

快速釋放單元27還包括殼體34以及蓋35，釋放機(jī)構(gòu)28布置在在所述蓋中。殼體34具有兩個(gè)入口34a、34b，用于使得未示出的電纜通往操作桿(也未示出)。釋放機(jī)構(gòu)28包括管狀致動(dòng)元件36，所述管狀致動(dòng)元件部分地通往殼體34底部中的孔并且因此部分地延伸到線性致動(dòng)器的殼體19中。放置在殼體34中的致動(dòng)元件36的上端部包括臂37，所述臂從致動(dòng)元件36的旋轉(zhuǎn)中央軸線(見圖6和圖11)沿著徑向方向延伸。致動(dòng)元件的臂37連接到具有兩個(gè)孔38a、38b的電纜保持器38，例如呈電線形狀的電纜可固定在所述兩個(gè)孔38a、38b中。可分別在殼體34中的兩個(gè)入口34a、34b中引導(dǎo)各電纜。致動(dòng)元件36的上端部具有中空的圓筒形部分，在中空的圓筒形部分中布置有回位彈簧39。回位彈簧的線圈的自由端部固定在殼體34的軌道中。參照?qǐng)D6、7和11，當(dāng)經(jīng)由臂37拉動(dòng)電纜時(shí)，致動(dòng)元件36沿著順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在電纜中的拉力減小的同時(shí)，回位彈簧39將致使致動(dòng)元件36沿著逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)至初始位置。

管狀致動(dòng)元件36的下端部因凹口而部分縮短，其具有垂直于致動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)中央軸線的第一平面表面和平行于致動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)中央軸線的第二平面表面40。從致動(dòng)元件36的下端部的端部觀察，第二平面表面40在致動(dòng)元件的圓截面中形成弦。

當(dāng)致動(dòng)元件36處于其初始位置中時(shí)，第二平面表面40擱置在外聯(lián)接零件30的套管41上。在這個(gè)初始位置中，外聯(lián)接零件30與內(nèi)聯(lián)接零件29相接合。兩個(gè)聯(lián)接零件29、30之間的轉(zhuǎn)矩傳遞連接通過彈簧加載外聯(lián)接零件30來實(shí)現(xiàn)。因此，外聯(lián)接零件30能夠移動(dòng)地布置在襯套42上，所述襯套42還包括壓縮彈簧43，所述壓縮彈簧放置在襯套42的端壁44與外聯(lián)接零件30之間。在這個(gè)實(shí)施例中，襯套42橫跨作為心軸的軸端22a的連續(xù)部的心軸22螺紋定位，使得端壁44與心軸的軸端22a最遠(yuǎn)地定位。

當(dāng)致動(dòng)元件36因電纜中的拉動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二平面表面40將使得外聯(lián)接零件30沿著朝向襯套端壁44的方向移動(dòng)并且從而壓縮壓縮彈簧43。在致動(dòng)元件36的給定旋轉(zhuǎn)之后，外聯(lián)接零件30將移動(dòng)成使得中斷轉(zhuǎn)矩傳遞連接。

因此，心軸22可獨(dú)立于傳動(dòng)裝置21和電動(dòng)機(jī)20自由旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器的心軸22、心軸螺母23和管狀調(diào)節(jié)元件24因此將脫開連接并且床的背部擱置段6將在其負(fù)荷影響下向下運(yùn)動(dòng)至其水平位置。

流體類型的旋轉(zhuǎn)阻尼器45連接到心軸的軸端22a的自由端部，其嵌有位于殼體19中的軸承。旋轉(zhuǎn)阻尼器45安裝在線性致動(dòng)器的后端部上的后保持器46的中空部中。旋轉(zhuǎn)阻尼器45包括成圓柱形狀的內(nèi)體部，所述內(nèi)體部放置在外體部中的填充有液體的中空部中，所述填充有液體的中空部由外體部構(gòu)成。在旋轉(zhuǎn)阻尼器45的中空部中使用的液體是硅油。內(nèi)體部在與心軸的軸端22a驅(qū)動(dòng)連接時(shí)通過軸端。當(dāng)快速釋放單元27通過釋放機(jī)構(gòu)28被致動(dòng)并且因此心軸脫開連接時(shí)，這使得內(nèi)體部相對(duì)于外體部旋轉(zhuǎn)。因此，產(chǎn)生了阻尼效應(yīng)，這將減慢心軸的速度并且因此減慢調(diào)節(jié)元件的速度。基于作用在致動(dòng)器上的最大負(fù)荷，可確定最大阻尼，旋轉(zhuǎn)阻尼器利用所述最大阻尼應(yīng)當(dāng)降低調(diào)節(jié)元件24的速度，并且因此確定最大降低速度。可基于對(duì)液體及其粘度的選擇以及內(nèi)體部和外體部的設(shè)計(jì)和尺寸來確定阻尼。在Illinois Tool Works Inc.名下的EP 0 763 671 A2中提供了旋轉(zhuǎn)阻尼器的示例。

旋轉(zhuǎn)阻尼器具有內(nèi)置的自由輪軸承，使得旋轉(zhuǎn)阻尼器在正常操作條件下脫開連接并且因此不會(huì)中斷正常操作或者不需要外部能量。

附圖12示出根據(jù)本發(fā)明的線性致動(dòng)器47的示意圖，所述線性致動(dòng)器由可逆轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、具有心軸螺母的心軸和管狀調(diào)節(jié)元件(內(nèi)管)48構(gòu)成。前安裝部49位于管狀調(diào)節(jié)元件48的外端部處，以用于固定線性致動(dòng)器47。快速釋放裝置50位于前安裝部49和管狀調(diào)節(jié)元件48之間，所述快速釋放裝置50連接到流體類型的旋轉(zhuǎn)阻尼器51。在線性致動(dòng)器47的正常操作期間，前安裝部將相對(duì)于管狀調(diào)節(jié)元件48固定。通過致動(dòng)快速釋放裝置50，管狀調(diào)節(jié)元件48與前安裝部49脫開連接，憑借此，管狀調(diào)節(jié)元件48，例如，通過軸承連接(未示出)，可相對(duì)于前安裝部49自由旋轉(zhuǎn)。作用在前安裝部49上的壓縮力因此將被傳遞到管狀調(diào)節(jié)元件48并且導(dǎo)致管狀調(diào)節(jié)元件沿著向內(nèi)方向旋轉(zhuǎn)。應(yīng)注意的是，在管狀調(diào)節(jié)元件48旋轉(zhuǎn)期間，致動(dòng)器的心軸是固定的。旋轉(zhuǎn)阻尼器51產(chǎn)生了阻尼效應(yīng)，所述阻尼效應(yīng)抑制旋轉(zhuǎn)并且因此阻尼管狀調(diào)節(jié)元件48沿著向內(nèi)方向運(yùn)動(dòng)的速度。