【技术领域】
本实用新型涉及一种线性致动器的电机自锁装置和线性致动器，属于线性致动设备领域。
背景技术：
线性致动器目前被广泛应用在各个领域，包括电动升降桌、电动床、电动沙发等等，这种线性致动器其结构通常包括驱动电机、转动丝杆、传动螺母，驱动电机带动转动丝杆转动，转动丝杆转动时带动传动螺母轴向移动，传动螺母可以连接驱动对象，从而实现驱动目的。
但是对于这类线性致动器而言，自锁功能是必不可少的一个功能，比如电动升降桌，比如电动床，即当电机没有运行的状态下，需要让线性致动器具备自锁能力，以防止升降桌自动下降或者电动床自动回位。目前这类线性致动器，其自锁功能大部分是依靠制动扭簧来实现，利用转动丝杆反向转动时带动制动扭簧来抱紧以产生制动力，然而目前这种结构的自锁结构，其自锁力相对不足。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种线性致动器的电机自锁装置和线性致动器，可以增加线性致动器的自锁能力。
解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种线性致动器的电机自锁装置，所述电机自锁装置套装在电机输出轴上，包括外圈构件和圆柱体，所述外圈构件套装在电机输出轴外，所述外圈构件朝电机输出轴一侧形成有至少一个偏转槽，偏转槽内设有所述圆柱体，所述偏转槽的径向间距沿电机输出轴的反转方向逐渐减小，所述电机输出轴朝反转方向转动时，带动所述圆柱体朝径向间距小的一端移动，以使所述圆柱体与外圈构件形成过盈配合。
采用本实用新型的有益效果：
本实用新型中，电机自锁装置是安装在电机上，这样的设计对原有线性致动器的内部结构无需改动，只需要在电机上加装自锁装置即可，改动的投入成本更小，而且这种安装结构可适用于各种规格的线性致动器，因为所有的线性致动器均会使用电机，故本电机自锁装置可以被应用到很多线性致动器上。
其次，本实用新型中的电机自锁装置，其结构采用圆柱体和偏转槽之间的配合变化来实现锁定和解锁，由于本实用新型中偏转槽，其径向间距沿电机输出轴的反转方向是逐渐减小的，当电机输出轴有反转趋势时，圆柱体就会朝径向间距小的一端移动，当移动到圆柱体和偏转槽最终实现过盈配合时，圆柱体就无法继续移动，此时的圆柱体、外圈构件、电机输出轴三者之间产生相互挤压甚至顶死现象，从而迫使电机输出轴受到反转阻力。这样的设计，当电机作为主动输出进行反转时，电机的扭力足以克服该反转阻力，从而可以让电机能够正常反转运行，而当电机是不工作的情况下，如果因为外力因素来让电机输出轴产生反转趋势时，往往这些外力不足以克服该反转阻力，从而使得线性致动器得以实现自锁，而且这种自锁力，由于依靠是圆柱体、外圈构件、电机输出轴三者之间相互挤压产生的阻力，比传统的扭簧结构产生的柔性自锁力而言，本实用新型自锁力是相对刚性的自锁力，自锁力更大，自锁稳定性更好。
作为优选，所述圆柱体和外圈构件，其中之一为弹性体，另一个为硬质体。
作为优选，所述外圈构件包括第一外圈，所述第一外圈内侧壁与电机输出轴外侧壁之间形成所述偏转槽。
作为优选，所述第一外圈的内侧壁上周向间隔设有多个第一凹槽，所述圆柱体容置在第一凹槽内壁与电机输出轴外侧壁之间，第一凹槽的内壁与电机输出轴的径向间距沿电机输出轴反转方向逐渐减小。
作为优选，所述圆柱体为弹性体，所述第一外圈为硬质体，电机包括电机壳体，电机输出轴伸出电机壳体，所述第一外圈安装在电机壳体端部。
作为优选，所述外圈构件包括第二外圈和轴套件，轴套件套装在电机输出轴上，第二外圈套装在轴套件外，第二外圈和轴套件之间形成所述偏转槽。
作为优选，所述轴套件的外侧壁上周向设有多个第二凹槽，所述第二外圈为圆环，所述圆柱体容置在第二凹槽与第二外圈之间，所述第二凹槽的周侧壁与第二外圈周侧壁之间的径向间距沿电机输出轴反转方向逐渐减小。
作为优选，所述轴套件为圆环，所述第二外圈的内侧壁设有第三凹槽，所述第三凹槽的周侧壁与轴套件的周侧壁之间的径向间距沿电机输出轴反转方向逐渐减小。
作为优选，所述圆柱体为弹性体，所述第二外圈为硬质体，电机包括电机壳体，电机输出轴伸出电机壳体，所述第二外圈安装在电机壳体端部。
另外，本实用新型还公开了一种线性致动器，包括内管、外管、转动丝杆、传动螺母、电机，电机驱动转动丝杆转动，转动丝杆转动时带动传动螺母轴向移动，传动螺母移动以带动内管和外管发生相对伸缩，所述电机上安装有如上述任意方案中所述的电机自锁装置。
本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型实施例一中线性致动器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一中线性致动器的爆炸示意图；
图3为本实用新型实施例一中自锁装置装配完成后的内部结构示意图；
图4为本实用新型实施例一中自锁装置的俯视示意图；
图5为本实用新型实施例二中自锁装置的爆炸示意图；
图6为本实用新型实施例二中自锁装置装配完成后的内部结构示意图；
图7为本实用新型实施例二中自锁装置的俯视示意图。
【具体实施方式】
下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例一
如图1至图4所示，展示的是电机自锁装置100在线性致动器上的应用，线性致动器的种类有多种，比如升降立柱、比如电动推杆等，本实施例的自锁装置100具体是应用在一电动推杆上。
本实施例的电机自锁装置100套装在电机输出轴10上，所述电机自锁装置100包括外圈构件和圆柱体2，所述外圈构件套装在电机输出轴10外，需要说明的是，本实施例中所指的外圈构件仅仅是一个统称，外圈构件可以是单个部件，也可以是多个部件组成，本实施例中外圈构件优选是单个部件，所述外圈构件朝电机输出轴10一侧形成有至少一个偏转槽，每个偏转槽内设有所述圆柱体2，所述偏转槽的径向间距沿电机输出轴10的反转方向逐渐减小，当圆柱体2位于偏转槽的径向间距较大端时，圆柱体2在偏转槽内是理论上是相互接触且不产生作用力的，即圆柱体2是相对自由的状态的，当所述电机输出轴10朝反转方向转动或者有反转趋势时，带动所述圆柱体2朝径向间距小的一端移动，以使所述圆柱体2与外圈构件形成过盈配合。
不过需要说明的是，圆柱体2位于偏转槽径向间距较大时，虽然理论上最佳是圆柱体2和偏转槽是零配零的关系，但是因为实际加工误差和装配误差，圆柱体2和偏转槽之间允许存在少量间隙配合，也允许存在少量的过盈配合，对电机1正常运行产生的影响不会很大。但是当电机1发生反转时，圆柱体2和偏转槽之间的过盈量一定会增加，且一定会大于圆柱体2位于偏转槽径向间距较大端时的过盈量。
本实施例中由于电机自锁装置100是安装在电机1上，这样的设计对原有线性致动器的内部结构无需改动，只需要在电机1上加装电机自锁装置100即可，改动的投入成本更小，而且这种安装结构可适用于各种规格的线性致动器，因为所有的线性致动器均会使用电机1，故本电机自锁装置100可以被应用到很多线性致动器上。
其次，本实施例中的电机自锁装置100，其结构采用圆柱体2和偏转槽之间的配合变化来实现锁定和解锁，由于本实施例中偏转槽，其径向间距沿电机输出轴10的反转方向是逐渐减小的，当电机输出轴10有反转趋势时，圆柱体2就会朝径向间距小的一端移动，当移动到圆柱体2和偏转槽最终实现过盈配合时，圆柱体2就无法继续移动，此时的圆柱体2、外圈构件、电机输出轴10三者之间相互挤压甚至顶死现象，从而迫使电机输出轴10受到反转阻力。这样的设计，当电机1作为主动输出进行反转时，电机1的扭力足以克服该反转阻力，从而可以让电机1能够正常反转运行，而当电机1是不工作的情况下，如果因为外力因素来让电机输出轴10产生反转趋势时，往往这些外力不足以克服该反转阻力，从而使得线性致动器得以实现自锁，而且这种自锁力，由于依靠是圆柱体2、外圈构件、电机输出轴10三者之间相互抵触产生的阻力，比传统的扭簧结构产生的柔性自锁力而言，本实施例自锁力是相对刚性的自锁力，自锁力更大，自锁稳定性更好。
为了提供更大的自锁力，所述圆柱体2和外圈构件，其中之一为弹性体，另一个为硬质体。这样设计的目的在于，当圆柱体2和外圈构件之间发生过盈配合时，其中作为弹性体的部分可以被压缩从而产生弹性形变，进而使得过盈量增大，过盈量增大后会使得阻力更大，从而最终提高自锁力。在本实施例中优选圆柱体2是弹性体，外圈构件为硬质体。当然，在其他实施方式里，也可以选择圆柱体2是硬质体，外圈构件为弹性体。
在本实施例中，由于外圈构件是个单一部件，具体而言所述外圈构件包括第一外圈31，所述第一外圈31内侧壁与电机输出轴10外侧壁之间形成所述偏转槽，电机输出轴10反转时或发生反转趋势时，直接由电机输出轴10的外周侧壁来带动圆柱体2移动。
具体而言，所述第一外圈31的内侧壁上周向间隔设有多个第一凹槽311，具体是有3个第一凹槽311，这三个第一凹槽311是周向均匀设置，所述圆柱体2容置在第一凹槽311内壁与电机输出轴10外侧壁之间，相当于是第一凹槽311内壁与电机输出轴10之间形成了偏转槽，第一凹槽311的内壁与电机输出轴10的径向间距沿电机输出轴10反转方向逐渐减小。
具体如图4所示，如图4的位置，是圆柱体2位于偏转槽径向间距较大端的位置，此时的圆柱体2和第一凹槽311的内壁、与电机输出轴10的周侧壁基本是刚好接触的状态，此时电机输出轴10如果正向转动时(即图中顺时针转动时)，圆柱体2基本不会对电机输出轴10产生阻力，或者说也允许存在一定过盈配合，但是当电机输出轴10反向转动或有反向转动的运动趋势时(图中逆时针转动为反向转动)。此时电机输出轴10会带动圆柱体2朝逆时针方向移动，以最下方的圆柱体2为例，初始状态偏转槽的径向间距为d1，往逆时针方向一侧的偏转槽的径向间距为d2，明显d2＜d1，如果圆柱体2的直径为d0，d0理论上刚好等于d1，但是会明显大于d2，当圆柱体2移动至d2时，圆柱体2会与偏转槽产生过盈配合，从而使得圆柱体2、第一外圈31、电机输出轴10三者相互挤压甚至顶死，从而起到对电机输出轴10产生阻力，以防止线性致动器受外力作用产生回位问题，相当于线性致动器的伸缩只能是由电机1来驱动实现。
另外，对于整体安装来说，上文也说明了本实施例中优选是将第一外圈31设置成硬质件，将圆柱体2设置成弹性体。因为本实施例第一外圈31构件是直接安装在电机1壳体的端部的，电机输出轴10伸出电机1壳体，故将第一外圈31构件设置成硬质体，显然安装后的稳定性更佳。此外，第一外圈31的顶部设置一个端盖4，将圆柱体2封闭在第一外圈31内。
实施例二
如图5至图7所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的外圈构件结构有所不同，实施例一中的外圈构件是单一部件，而本实施例中外圈构件包括两部分，即包括所述外圈构件包括第二外圈32和轴套件33，轴套件33套装在电机输出轴10上，第二外圈32套装在轴套件33外，第二外圈32和轴套件33之间形成所述偏转槽。
本实施例中轴套件33设计成类似花键，即所述轴套件33的外侧壁上周向设有多个第二凹槽331，所述第二外圈32为圆环，所述圆柱体2容置在第二凹槽331与第二外圈32之间，所述第二凹槽331的周侧壁与第二外圈32周侧壁之间的径向间距沿电机输出轴10反转方向逐渐减小。
具体可参见图7中所示，第二凹槽331的内侧壁3311，其实是带有一定斜度的，从而使得偏转槽的径向间距存在逐渐减小的趋势，同理，当电机输出轴10沿反转方向转动时(即图中逆时针方向转动时)，轴套件33就会带动圆柱体2朝逆时针方向移动，圆柱体2与偏转槽之间的过盈量就会增大，在本实施例中，同样是优选圆柱体2是弹性体，另外，第二外圈32、轴套件33优选是硬质体。因为本实施例同样是安装在电机1壳体的端部，第二外圈32作为安装的基座，优选是硬质体。
在其他实施方式中，也可以是圆柱体2是硬质体，而第二外圈32、轴套件33则至少有一个是弹性体。
另外，需要说明的是，本实施例中第二凹槽是设置在轴套件上，本领域技术人员通过本实施例的构思，也容易想到可以将轴套件设计为圆环，而在所述第二外圈的内侧壁设有第三凹槽，所述第三凹槽的周侧壁与轴套件的周侧壁之间的径向间距沿电机输出轴反转方向逐渐减小，这种实施方式也落入本实用新型的保护范围内。
实施例三
如上文所述，可参见图1和图2所示，本实施例的线性致动器优选是一电动推杆，本实施例包括内管51、外管52、转动丝杆61、传动螺母62、电机1，电机1驱动转动丝杆61转动，转动丝杆61转动时带动传动螺母62轴向移动，传动螺母62移动以带动内管51和外管52发生相对伸缩，其中电机1上就安装有如实施例一或实施例二或与其相等同的实施方式的电机自锁装置100。
对于电动推杆的其他结构，由于在现有技术中均有大量公开，本文不作过多阐述。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
1.一种线性致动器的电机自锁装置，其特征在于，所述电机自锁装置套装在电机输出轴上，包括外圈构件和圆柱体，所述外圈构件套装在电机输出轴外，所述外圈构件朝电机输出轴一侧形成有至少一个偏转槽，偏转槽内设有所述圆柱体，所述偏转槽的径向间距沿电机输出轴的反转方向逐渐减小，所述电机输出轴朝反转方向转动时，带动所述圆柱体朝径向间距小的一端移动，以使所述圆柱体与外圈构件形成过盈配合。
2.如权利要求1所述的电机自锁装置，其特征在于，所述圆柱体和外圈构件，其中之一为弹性体，另一个为硬质体。
3.如权利要求1所述的电机自锁装置，其特征在于，所述外圈构件包括第一外圈，所述第一外圈内侧壁与电机输出轴外侧壁之间形成所述偏转槽。
4.如权利要求3所述的电机自锁装置，其特征在于，所述第一外圈的内侧壁上周向间隔设有多个第一凹槽，所述圆柱体容置在第一凹槽内壁与电机输出轴外侧壁之间，第一凹槽的内壁与电机输出轴的径向间距沿电机输出轴反转方向逐渐减小。
5.如权利要求3所述的电机自锁装置，其特征在于，所述圆柱体为弹性体，所述第一外圈为硬质体，电机包括电机壳体，电机输出轴伸出电机壳体，所述第一外圈安装在电机壳体端部。
6.如权利要求1所述的电机自锁装置，其特征在于，所述外圈构件包括第二外圈和轴套件，轴套件套装在电机输出轴上，第二外圈套装在轴套件外，第二外圈和轴套件之间形成所述偏转槽。
7.如权利要求6所述的电机自锁装置，其特征在于，所述轴套件的外侧壁上周向设有多个第二凹槽，所述第二外圈为圆环，所述圆柱体容置在第二凹槽与第二外圈之间，所述第二凹槽的周侧壁与第二外圈周侧壁之间的径向间距沿电机输出轴反转方向逐渐减小。
8.如权利要求6所述的电机自锁装置，其特征在于，所述轴套件为圆环，所述第二外圈的内侧壁设有第三凹槽，所述第三凹槽的周侧壁与轴套件的周侧壁之间的径向间距沿电机输出轴反转方向逐渐减小。
9.如权利要求6所述的电机自锁装置，其特征在于，所述圆柱体为弹性体，所述第二外圈为硬质体，电机包括电机壳体，电机输出轴伸出电机壳体，所述第二外圈安装在电机壳体端部。
10.一种线性致动器，包括内管、外管、转动丝杆、传动螺母、电机，电机驱动转动丝杆转动，转动丝杆转动时带动传动螺母轴向移动，传动螺母移动以带动内管和外管发生相对伸缩，其特征在于，所述电机上安装有如权利要求1至9之一所述的电机自锁装置。
技术总结