回行致動器和方法

2023-05-02 00:58:36 2

專利名稱：回行致動器和方法
技術領域：
本發明屬於機械致動器領域，特別是拉緊或牽引裝置的致動器，尤其是用於汽車或家具的例如為腰部支持器的人機控制機構的致動器。
背景技術：
典型的人機控制機構，例如腰部支持器，可通過機械裝置進行調整，其中，可以以特定的費用通過馬達，或者以更少的費用通過握柄、手輪等來啟動或控制機械裝置。在該領域，持續存在對簡單化、耐久性以及成本控制的需求。
人機控制機構通常設計為保持由重複使用者為他或她的個人舒適而選擇的特定設置。通常，通過採用牽引鋼纜保持諸如腰部支持器等的裝置處於壓力或張力在作用下，來實現對一調整的保持。需要通過裝卸循環以及用於保持設置的剎車或鎖來保持設置。必須保持一系列調整，因此需要釋放裝置、清除裝置或離合器。在大規模市場，例如汽車或家具市場，不斷需要降低這些多個組件的成本，以及簡化這些多個組件的組合。
簡單握柄是令人期望的調整裝置，尤其是當其用於汽車時。然而，一旦使用者對例如為腰部支持器的裝置選擇一個位置時，相應的握柄位置隨後在一個不方便的角度突出來。在汽車內，這帶來特別的問題，即座椅布套、安全帶等容易被從這種握柄通常放置的座椅背突出的握柄掛住。因此需要一種握柄，其能驅動像腰部支持器一樣的人機控制機構，保持該人機控制機構的選定位置，以及保持握柄處於其最小插入位置的起始位置。
在本領域存在一種持續需要，以減小組合致動器的尺寸和輪廓。在本領域也存在一種持續需要，以使得致動器組件的組合容易，並使得致動器的組件具有流線型組合機構。最後，存在一種持續需要，以減小組合入致動器的組件的數目，並因此減少費用。

發明內容
本發明是一種具有一超限離合器和一握柄回行機構的致動器。該離合器在美國申請序列號第09/970,268號中全部描述，該申請公開的內容全部併入本文中。
本發明的一個實施例是一棘輪鎖緊離合器致動器，尤其是用於選擇性定位諸如腰部支持器等的人機控制裝置的棘輪鎖緊離合器致動器。其使用新穎的剪形棘輪和握柄來驅動變速軸至一預定度數，並隨後使握柄返回至其起始位置。
通過一對對置棘輪爪可選擇傳動方向。通過一偏置彈簧來復位握柄。該剪形棘輪與一可釋放的超限離合器和鎖機構組合在一起。
或者棘輪臂，或者外殼從一驅動軸偏離該剪形棘輪。優選地，該握柄軸與一傳動齒輪共軸，也與一扣環和包括離合器的偏心輪轂共軸。該離合器輪轂與一滑輪外殼內的滑輪嚙合，優選地，其也處於共軸配置。該滑輪與鋼纜的一端牽引嚙合。該鋼纜的另一端與人機控制裝置，例如腰部支持器，運轉嚙合。
通過一預配置弧一次或多次旋轉握柄，能使滑輪在一個方向上前行，以將鋼纜拉入一選定位置。該鎖緊輪轂保持該滑輪鋼纜處於選定位置，同時棘輪/彈簧組合部件復位該握柄。在相反方向旋轉握柄能通過反相旋轉滑輪來倒轉傳動齒輪和軸，釋放鎖緊離合器輪轂，並放出鋼纜，直至到達第二個選定位置，該第二選定位置再次通過離合器輪轂鎖緊，並通過偏置彈簧再次復位握柄。
本發明的另一個實施例減少組件數目，使得組合容易，並減小該組合致動器的尺寸。為實現該目的，組合本實施例的傳動齒輪和傳動輪。配置該離合器環，以便其外表面可用於步進該棘輪爪。
用一螺旋彈簧來代替一板彈簧以回行該握柄。該棘輪爪與其銷釘機構已製成對稱的。
在本發明的另一實施例中，通過一雙向離合器可選擇傳動方向。通過一偏置彈簧復位握柄。該雙向離合器和復位握柄與可釋放的超限離合器和鎖結構組合在一起。
本發明的其它特點和優點，以及本發明的各種實施例的結構和操作將參照附圖在下面進行詳細描述。


圖1是一典型人機控制裝置—具有本發明的回行致動器的腰部支持器—的透視圖；圖2是本發明的棘爪致動器實施例的分解圖；圖3是該棘爪致動器的剖面側視圖；圖4是沒有安裝握柄或鋼纜的組合棘爪致動器的立體圖；圖5是為顯露出一剪形棘輪以及該剪形棘輪與一傳動齒輪的嚙合，在除去該握柄外殼的情況下，該棘爪致動器的立體圖；圖6是沒有安裝握柄的棘爪致動器的頂視圖；
圖7是組合棘爪致動器側視圖；圖8是基座外殼和滑輪的閉合圖；圖9是該剪形棘輪的分解圖；圖10是該鎖緊離合器的頂視圖；圖11是該鎖緊離合器的分解圖；圖12是本發明的棘爪致動器的薄剖面實施例的分解圖；圖13是用於該薄剖面實施例的基座外殼和齒輪的閉合圖；圖14是用於該薄剖面實施例的剪形棘輪的頂視圖；圖15是用於該薄剖面實施例的鎖緊離合器的頂視圖；圖16是在除去頂部外殼的情況下，該薄剖面棘爪致動器的透視圖；圖17是該薄剖面棘爪致動器的鎖緊離合器的透視圖；圖18是在除去頂部外殼和棘爪臂的情況下，該薄剖面棘爪致動器的透視圖；圖19是本發明雙離合器實施例的分解圖；圖20是該雙離合器致動器的側視圖；圖21是沒有安裝握柄或鋼纜的組合雙離合器致動器的立體圖；圖22是為顯露出回行輪，在除去該握柄外殼的情況下，該雙離合器致動器的立體圖；圖23是為顯露出雙向離合器和回行彈簧，在除去該握柄、外殼和回行輪的情況下，該雙離合器致動器的立體圖；圖24是沒有安裝握柄的雙離合器致動器的頂視圖；圖25是為顯露出雙向離合器和回行彈簧，在除去該握柄、外殼和回行輪的情況下，該雙離合器致動器的頂視圖；圖26是該鎖緊離合器的頂視圖；圖27是該基座外殼和滑輪的分解圖。
具體實施例方式
人機控制技術—先前技術參照附圖，其中，相同附圖標記代表相同元件，圖1是一典型人機控制裝置—安裝有本發明的致動器的腰部支持器—的透視圖。腰部支持器50具有一固定部52和一弓形部54。用一安裝機構58將該導軌56安裝到一支座框架上(沒有示出)。在圖示實例中，多個縱向元件60越過該腰部支持器的弓形部，並且也越過該腰部支持器的固定部52。在導軌56上也放置兩個支架，該兩個支架包括一個固定下部支架64和一個滑動上部支架66。在本實施例中，由金屬杆製成的兩個弓形壓力面68基本上垂直運動，當該壓力面平直時，其基本上與導軌56平行。該弓形壓力杆68在樞軸架70處樞軸安裝在該上部支架上，並在樞軸架72處樞軸安裝在該下部支架64上。當上部支架66向下部支架64滑動時，使得壓力杆68彎曲，而壓力杆的彎曲使得縱向元件60向就座者拱起，從而產生一弓形腰部支持面。
用於移動安裝支架64和66使它們彼此相互靠近的一種最常用機構是牽引鋼纜。尤其常用的是彎曲鋼纜，如圖1所示。該彎曲鋼纜包括一外部柔性套管74，該套管74保留並定向套管內的鋼纜80，而鋼纜80能在套管內和套管外共軸滑動。在圖1中，該彎曲鋼纜套管74具有一端部76，該端部76通過彎曲鋼纜安裝支架78安裝於下部支架64上。彎曲鋼纜安裝機構78用做彎曲鋼纜套管端部76的止擋件，但其使鋼纜80能滑動通過。彎曲鋼纜80垂直向上前行，至其在與上部滑動支架66安裝在一起的鋼纜安裝點82處。對置的彎曲鋼纜套管端84安裝在致動器86上。當就座者旋轉握柄88時，致動器拉緊該彎曲鋼纜80。握柄可用手輪或其他裝置代替，只要其具有機械特性即可。該拉緊力拉動彎曲鋼纜套管74內的彎曲鋼纜80，使得該彎曲鋼纜80朝著第一彎曲鋼纜套管端76拉動滑動上部支架66，在這種情況下，沿著導軌56並朝著下部支架64拉動滑動上部支架66。如上所述，上部支架66向下部支架64的拉緊移動使得壓力杆68朝著腰部支持器弧的外側彎曲。
壓力杆68向著其平直位置偏置。因此，當沒有拉力作用在彎曲鋼纜80上時，腰部支持器50的弓形壓力面54返回至通常為平直的休息位置。
由此，任何致動器的最基本功能是通過彎曲鋼纜套管74拉動彎曲鋼纜80。如果採用可彎成弓形的替代柔性壓力面，例如模壓金屬板、或模製塑料「籃」或鉚接金屬帶架，則彎曲鋼纜仍然需要同時拉動該表面的兩端。如果設計時選擇一種替代拉緊裝置，則致動器應保持在施加拉力以驅動人機控制機構的方向上拉動拉緊元件的最基本功能，無論拉緊元件是杆、鋼纜或其他元件。本發明可用於此類的任何拉緊裝置。在另一替代設計中，可用壓力彎曲弓形表面。本發明同樣可用於驅動此種壓縮機構。
棘爪致動器圖2是本發明的回行致動器86的一個棘爪實施例的分解圖。圖3是圖2所示棘爪致動器的剖面側視圖，除了沒有顯示剪形棘輪11和鎖緊輥以及彈簧7和8之外，其圖示了圖2的所有元件。在描述的本發明的實施例中，圖3所示的所有元件均是共軸的。
基座外殼1容納滑輪6、偏心輪轂4以及環3。環3具有一內部表面18。偏心輪轂4具有三個凸起，該三個凸起的外邊緣與環3的內表面18旋轉、滑動相接。在該三個凸起之間確定三個空間。該偏心輪轂4的邊在這些空間內成為一凸輪。當組合環3時，在該偏心輪轂凸輪邊緣與該環3的內表面18之間的空間形成一個束緊槽。在組合機構中，三對鋼輥7和橡皮套圈8放置在偏心輪轂4和環3之間的三個空間的每一個空間中。
在該組合機構的上方放置一具有向下突出的銷的盤5，其向下突出的銷也插入偏心輪轂4和環3之間的三個空間內。該具有輪轂4、環3、輥7、套圈8以及盤5的組合機構包括一鎖緊超限離合器，其將在下文更詳細描述。
鎖緊離合器組合機構封裝在頂部外殼2和基座外殼1內。在頂部外殼2的上方放置一復位彈簧9，接著放置一傳動齒輪10以及握柄臂外殼12。握柄臂外殼12具有一齒形杆，在該齒形杆的上方(沒有示出)固定該握柄臂88。一剪形棘輪11通過一桿(沒有示出)懸掛在握柄臂外殼上。傳動齒輪10的中部是一六角形螺帽，用於接收從下文描述的傳動盤伸出的六角形螺釘組件。
螺釘17，以及墊圈16(圖2沒有示出)或螺栓、鉚釘或其它固定器把持基座外殼1以及握柄臂外殼12的下部延長杆。
圖4是沒有安裝握柄臂或彎曲鋼纜的圖2的棘爪致動器的立體圖。
圖5是為顯露出剪形棘輪11以及該剪形棘輪與傳動齒輪10的嚙合，在除去該握柄臂外殼12的情況下，該棘爪致動器86的立體圖。
圖6是沒有安裝握柄的棘爪致動器86的頂視圖。圖6揭示弧的預設置角度，就座者可以旋轉該握柄臂至該角度。在所描述的實施例中，在兩個方向的任一方向可將該握柄88旋轉45°。
圖7是組合致動器86的側視圖。
基座外殼與滑輪總成圖8是基座外殼1和滑輪6的閉合圖。如下所述，彎曲鋼纜(沒有示出)與滑輪6和基座外殼1組合在一起。槽100A或100B的任一個使得彎曲鋼纜80(或其它牽引線)能插入基座外殼1。槽100的較寬部102A和102B使得鋼纜端部的插入能停止。退出孔104既可用作彎曲鋼纜80的通路，又可用作鋼纜套管端部84的止擋件。在基座外殼1相對側的槽和退出孔100B、102B和104B使得彎曲鋼纜能逆向安裝，以便為使座椅的設計更加靈活，能安裝棘爪致動器以用於要麼順時針啟動牽引、要麼逆時針啟動牽引，例如，設計靈活的座椅在將鏡像致動器既能安裝到駕駛者的側座，又能安裝到乘客的側座上時是有用的。
滑輪6具有一個缺口106，用於接收該彎曲鋼纜端部止擋件。接著，該彎曲鋼纜80部分圍繞滑輪6纏繞，並從兩個退出孔104的任一個引出。在該配置中，滑輪6的旋轉進一步纏繞彎曲鋼纜80，從而影響彎曲鋼纜80另一端處鋼纜的縮短。此縮短也在該鋼纜套管74內拉動該彎曲鋼纜80，從而向與該彎曲鋼纜80和彎曲鋼纜套管74相連的人機控制機構施加期望的牽引力。
為提供滑輪6和輪轂4的旋轉固定組合，滑輪6進一步具有一個柱狀凸起部108，該柱狀凸起部具有與鎖緊輪轂4的中央孔對應的凹口。
此外，通過除滑輪和鋼纜之外的機構，例如齒條和齒輪、或凸輪和推桿，能將由本發明的棘爪和離合器組合傳送的旋轉力轉換成牽引力。這可用於本文揭示的回行致動器的所有實施例中。
再來參考圖1和2，圖中，就座者推動握柄臂88，從而旋轉握柄臂外殼12。握柄臂外殼12的旋轉使剪形棘輪11沿著其弓形路徑移動，從而使其棘爪齒與傳動齒輪10嚙合。傳動齒輪10中的六角形孔與盤5的六角形螺釘凸起部嚙合，因此傳動盤5以與傳動齒輪10的旋轉方向相同的方向旋轉。在盤5下方配置的銷與偏心輪轂4的凸起部嚙合，其也傳動該偏心輪轂以與盤5和傳動齒輪10相同的旋轉方向旋轉。偏心輪轂4通過滑輪6的凹口凸起部108驅動滑輪6在同一方向旋轉。滑輪6的旋轉，要麼捲入、要麼拉出彎曲鋼纜80，而鋼纜80通過基座外殼1的一個孔104部分卷繞在滑輪6上。因此，彎曲鋼纜80拉力的增加或降低引起腰部支持器50上的組合支架66與64之間的空間變窄或加寬，從而增加或降低壓力杆68的拱度。
剪形棘輪圖9是圖2的剪形棘輪11的分解圖。握柄臂外殼12具有一個傳動軸120以及一個從該傳動軸120偏離的剪形棘輪杆軸122。握柄臂外殼12具有一個上部齒形傳動軸124，其設計為用於固定握柄臂88(沒有示出)。握柄臂外殼12也具有一個下部傳動軸126，其延伸並穿過棘爪致動器86的所有共軸傳動軸元件，並通過螺釘(17，圖3)和墊圈(16，圖3)將這些共軸件固定在一起。傳動齒輪10和復位彈簧9放置在傳動軸120上，並位於握柄臂外殼12和上部外殼2之間。可替代地，可用其他偏壓機構來將握柄偏置至中間位置。
沿著棘爪軸122，在握柄臂外殼12的孔128中放置一柱(沒有示出)。在該柱上放置剪形棘輪11的各種不同元件，通過齒形鎖緊墊圈15保持所有這些元件處於適當位置。該柱不接觸傳動齒輪20、頂部外殼2或其他元件。這種懸空放置使得該柱能自由地以一弧線做搖擺運動。
該剪形棘輪11由兩個棘輪爪11A和11B、兩個銷釘13A和13B以及彈簧14組成。在某種程度上，棘輪爪11A和11B彼此成鏡像，以便它們齒面的方向相反。每一個棘爪11A和11B分別具有一帶孔的柱端130A和130B，用於安裝在棘輪柱上。棘輪130A和130B以互補方式步進移動，以便棘爪放置在同一平面上。傳動齒輪10也在同一平面上。因此，棘輪爪齒132A和132B放置成與傳動齒輪10的齒嚙合。彈簧14也放置在棘爪柱上，並將棘輪爪齒132A和132B偏置成與傳動齒輪10的齒嚙合。彈簧14的端部分別與棘輪爪11A和11B的每一個中的凹口134A和134B嚙合。
為使剪形棘爪11有選擇地要麼在順時針方向，要麼在逆時針方向旋轉傳動齒輪10，本發明引入一機構以有選擇地與棘輪爪11A和11B中的一個嚙合，而與另一個脫離。該機構由棘輪爪銷釘13A和13B與頂部外殼2上的相應齒嚙合組成。每一個銷釘13A和13B插入每一相應棘輪爪11A和11B的齒端內的相應孔136A和136B中。銷釘13A和13B插入孔136A和136B中，並向下延伸。銷釘13A和13B比傳動齒輪10長，並且比較厚。因此，銷釘13A和13B向下延伸並與頂部外殼2的齒嚙合。
頂部外殼2具有兩個下部齒138A和138B以及一個上部齒140。彈簧14的偏置動作不僅保持棘輪爪齒端132A和132B中的一個與傳動齒輪10的齒嚙合，而且保持銷釘13A和13B與頂部外殼2的齒138和140之間滑動接觸。齒138和140的弧形距離預先設置，以便當為了使傳動棘輪爪端齒132A或132B與傳動齒輪10嚙合，而在握柄臂外殼12的旋轉使得剪形棘輪機構要麼順時針、要麼逆時針移動時，該握柄臂外殼棘輪軸122的弧形移動使得對置剪形棘輪爪11的銷釘13沿著下部齒138滑動，直至該銷釘碰到上部齒140，然後與其嚙合，並被該上部齒140徑向向外驅動。例如，如果就座者以圖9中的機構向下順時針推動該握柄時，棘輪爪11A將使其齒132A與傳動齒輪10的齒嚙合。同時，嚙合棘輪爪11A將使其銷釘13A與下部齒138A嚙合，而下部齒138A的尺寸使得其能與齒嚙合。由彈簧14的偏置作用保持該嚙合。這種同樣程度的旋轉將使相對的棘輪爪銷釘13B沿著相對的下部齒138B滑動，直至其嚙合上部齒140。上部齒140離傳動軸120一定距離，也就是其半徑大於下部齒138的半徑。因此，上部齒140將使銷釘13B以及棘輪爪11B偏離傳動軸120，並因此與傳動齒輪10的齒嚙合。
本發明所有實施例的一個優點在於，在驅動該傳動齒輪10之後，握柄臂88返回至其「起始」位置。通過使該握柄臂外殼12返回至其起始位置，該握柄臂88返回至其起始位置。通過將握柄臂88和握柄臂外殼12與握柄臂外殼軸124鎖緊固定，使握柄臂88和握柄臂外殼12協調一致的運動。雖然本發明的棘輪致動器能以任何方式安裝，然而我們認為可方便設置握柄臂88的起始位置，最好使其起始位置平行與座椅背。
在復位彈簧9的驅動旋轉下，將握柄臂外殼12驅動至其起始位置。復位彈簧9放置在頂部外殼2的上方，並圍繞著頂部外殼圓形凸起部142。彈簧9的對稱壓力臂144放置在頂部外殼凸起部146的任一側，並且也放置在握柄臂外殼凸起部148的任一側。當握柄臂88和握柄臂外殼12處於起始位置時，凸起部146和148沿著離傳動軸120相同的半徑排列。在該位置，彈簧9處於休息狀態，不具有張力。當座椅使用者旋轉該握柄臂88以及該握柄臂外殼12時，該握柄臂外殼凸起部148被旋出，不再與頂部外殼凸起部146徑向對齊，而與彈簧9的一個或另外一個壓力臂144接觸。在動態張力下，握柄臂外殼12的旋轉推動彈簧9。在就座者已經將握柄臂外殼12調整至其期望弧度，並釋放加在握柄臂88上的壓力之後，彈簧9的壓力施加到握柄臂外殼凸起部148上，以為了將該握柄臂外殼凸起部146推回至其與頂部外殼軸146對齊的位置。在該過程中，旋轉握柄臂外殼12以及握柄臂88使其返回其起始位置。
頂視圖6圖解了能預配置本發明，以使得握柄臂88能在任一方向旋轉45度。這對應於滑輪6弧線旋轉的8毫米半徑，在優選實施例中，在該半徑處放置彎曲鋼纜80。彎曲鋼纜80總的移動距離限制在32毫米。因此，為移動彎曲鋼纜80以及腰部支持器，需要握柄臂的總共32毫米移動以及四個全45度旋轉。45度的限制由在止擋件150上的頂部外殼下部齒138的移動端止擋件處的止擋銷釘13A和13B產生。
圖10是本發明的組合鎖緊輪轂、超限離合器的頂視圖。頂部外殼和在其上的元件均已除去。圖10示出基座外殼1、輪轂4、鋼輥7和橡皮套圈8，以及環3。滑輪6位於鎖緊輪轂4和環3的下方。圖10中僅可見到滑輪6的頂部軸凸起部108。軸凸起部108與輪轂4互鎖。
優選地，輪轂4具有三個凸起160。可採用任何數目的凸起。這些凸起的頂端組成輪轂4的外徑，其與環3的內表面18旋轉、滑動配合。位於凸起160之間的輪轂4的邊162具有從輪轂4中心向外的徑向距離，該徑向距離小於該凸起160的外或頂表面的徑向距離。在組合時，輪轂4的邊162的內表面與環3的內表面18組合，以形成收縮空間164。放置在這些空間內的是橡皮套圈8、鋼輥7以及傳動盤5(參見圖11)的下凸銷166。優選地，輪轂邊162是弧形，但是其也可以是大至平坦狀的，只要當其與環3組合時，該輪轂邊所確定的空間是一個收緊槽。可替代地，環3的內表面18可是弧形的。另外，也可除去環3，並使用外殼的內表面來確定運轉空間。
在圖10中，空間164的逆時針端窄於它們的順時針端。橡皮套圈8放置在空間164的順時針端，優選地，其放置在凸起160側壁內的相應凸面中。在將橡皮套圈8、鋼輥7放置在空間164內之後，使它們沿著每一個空間164在順時針方向前進，並帶動傳動盤5的銷166移動。在其順時針端，空間164在徑向要麼大於鋼輥7的直徑，要麼大於橡皮套圈8的直徑。因此，輪轂4能在順時針方向自由移動。然而，在每一個空間164的逆時針端，空間164在徑向窄於鋼輥7的直徑。因此，如果在順時針方向，在空間164的順時針端和空間164的逆時針端之間的某些點旋轉輪轂4，則鋼輥7將不能配合輪轂4的內表面邊緣162和環3的內表面邊緣。在此點，該鋼輥將擠進或「鎖緊」，並進一步阻止輪轂4的旋轉以及連接在該輪轂上的所有元件的旋轉，尤其是阻止滑輪6在順時針方向的任何進一步前進。這是輪轂4、環3以及離合器機構的鎖緊特性。
圖11最佳示出通過傳動盤銷166能轉換輪轂4。輥7的鎖緊位置可為套圈8和傳動盤銷166之間的任何位置。優選地，為使離合器具有一個快速鎖緊響應，以及幾乎不動，該鎖緊點接近該輥7的自由或休息位置，如本文所描述。
橡皮套圈8放置在凸起160和鋼輥7之間。其起彈簧的作用，用來將鋼輥向空間164內的點偏置，在該點它們鎖緊並阻止輪轂4的進一步旋轉。在就座者釋放握柄臂88之後，該偏置阻止該組合機構的迴轉。在驅動旋轉握柄臂88之後，將鋼輥7偏置至其鎖緊點或接近鎖緊點的位置，以使迴轉或「移動」降至最低。這使得握柄臂88的驅動弧的有用部分降得最低。雖然優選橡皮套圈作為彈簧，但是螺旋、片或其它類型的彈簧可等同代替橡皮套圈。橡皮套圈8以及鋼輥7優選為圓柱形，雖然其它形狀，例如輥珠軸承可等同代替該圓柱形。如所述的，傳動盤5具有銷166，其也向下延伸入空間164。這些銷配置成與凸起160在與橡皮套圈相對側的凸起處鄰接。在操作中，當由就座者在逆時針方向旋轉握柄臂88時，驅動傳動盤5的銷166，使其與該凸起160接觸。該旋轉力驅動輪轂4，使其相對於鋼輥7逆時針拓寬間隙164，並釋放該間隙。傳動盤5的持續旋轉推動輪轂4以及滑輪6至啟動旋轉該棘輪致動器86的預定弧度。在到達旋轉弧的端部時，優選地為45度，當就座者釋放握柄臂88時，釋放傳動盤5的銷166的壓力，腰部支持器內的張力偏置彎曲鋼纜80以及滑輪6至其換向或順時針方向連接的地方。然而，組合機構在換向以及順時針方向的移動由在鎖緊輪轂邊162和環3的內表面18之間的鋼輥幾乎立即鎖緊。在這種方式下，就座者可持續鬆脫致動器，直至達到腰部支持的期望弧度，並接著釋放握柄。接著，由彈簧9復位握柄臂，而同時由鋼輥7保持鎖緊輪轂4和滑輪6處於適當的位置。
就座者的重量使腰部支持器向平坦位置偏置，並保持彎曲鋼纜80處於張緊狀態。為使就座者平坦化該弓形腰部支持器，必須向相反方向推動該握柄88。這產生順時針旋轉驅動盤5的銷166的結果，在順時針方向，銷166與鋼輥7接觸，並迫使該銷離開其鎖緊位置，從而使得彎曲鋼纜80的預存在張力能引起滑輪6相應於輪轂4的順時針旋轉而循環移動，由鋼輥7的鎖緊使得滑輪6的循環移動不會受到阻礙，因為只要傳動盤5的銷166在鋼輥7上保持順時針壓力就可以了。當然，通過推動握柄臂，乘客可獲得相同結果。
在該方向安裝輪轂4的情況下，彎曲鋼纜80通過孔和間隙組合100A，102A和104A系在滑輪6上。換向僅是下列操作的一種情況在組合過程中反轉輪轂4、旋轉滑輪6內的缺口106以及通過相對間隙106B、102B和104B安裝彎曲鋼纜80。在該第二方向，順時針是傳動方向，逆時針是鎖緊方向。
如圖11所示，由沿著傳動盤5的邊放置的齒170內的止擋件168限制彎曲鋼纜圍繞滑輪6的整個移動長度，該長度與頂部外殼2(沒有示出)下側上的止擋件相對應。
如圖2所示，為了將軸的六角形面與傳動齒輪10互鎖以及可傳動固定，或者如圖11中所示，在雙離合器實施例中，傳動盤5不具有這種軸時，傳動盤5可具有一向上延伸的軸，其穿過頂部外殼2內的中央傳動軸孔。
薄剖面實施例圖12是本發明的棘輪致動器薄剖面改進的剖面圖。這些組合組件封裝在基座外殼201和頂部外殼202之間。基座外殼201具有一個用於接收滑輪206的支座。鋼纜(沒有示出)系在滑輪206上，在退出孔304A或304B處退出基座外殼。該與上述機構相似的基座外殼滑輪機構以如上所述的方式動作。
在本實施例中，如圖13所最佳示出，基座外殼201也具有一個用於接收回行偏置螺旋彈簧209的致動器槽318。在槽318的任一端處的保持支座320將回行偏置螺旋彈簧209保持在僅有輕微壓縮度的適當位置處。由於該螺旋彈簧209僅需要放置在槽318中，因此這種與螺旋彈簧組合的槽機構易於組合。而當組合這些元件時，典型的板彈簧需要保持在兩個其它元件之間的適當位置處(例如上述實施例中的棘輪臂外殼和上部外殼)。
支座320組成間隙，其直徑小於螺旋彈簧209的直徑。當就座者轉動握柄臂(沒有示出)並隨後轉動棘輪臂220時，這些間隙接收棘輪臂銷322。這個將棘輪臂銷322移動至壓縮彈簧209的動作能裝入彈簧。當就座者釋放握柄臂時，彈簧209展開並推動銷322以及隨後推動棘輪臂220返回至其起始位置。
輪轂204、橡皮套圈207以及輥208與環218的內表面相互作用的操作與前述對鎖緊離合器的描述相同，並且與圖12至18的薄實施例外殼安裝在一起。
環203外面具有三個凸起230。其與基座外殼201內的支座棘爪232對應。一旦組合，該棘爪232用於將環203保持在一固定位置。
在該薄實施例中，環凸起230也用作齒以調解棘爪211A和211B的距離。如圖14和18所示，通過與剪形棘爪銷釘213A和213B滑動接觸，凸起230與剪形棘輪爪211A和211B嚙合和脫離。通過保持非傳動剪形棘爪臂離開傳動齒輪210的傳動齒輪齒，環203的凸起230成為上部齒以與非傳動剪形棘爪臂脫離，而其他的剪形棘爪與傳動齒輪210的齒驅動嚙合。通過上部齒230的較大半徑能保持該脫離狀態。環203具有在凸起230的任一側的棘爪238A和238B。這包括下部齒。該傳動棘爪銷釘保持與下部齒238A或238B滑動嚙合。通過提升環203的支座至其高於基座外殼201，能使得環203的上部齒230、下部齒238A和238B與棘輪爪銷釘213A和213B之間的接觸成為可能。基座外殼支座棘輪232接收環203。然而，與環203不一樣深的支座棘輪232是高的。因此，環203的高度超出基座外殼201的高度。環203超出的如此之高，使得其外表面元件，高齒230與低齒238A和238B與棘輪爪銷釘213A和213B滑動接觸。因此，除去了整個用於調解棘輪爪移動的帶有齒的中間外殼，從而削薄了本發明的改進的棘輪致動器。
如圖12至18所示，通過將前述實施例的傳動輪和傳動齒輪組合成一個單個組件，可進一步減小本發明的改進棘輪致動器的尺寸。由齒限制該傳動齒輪210，使其接收其與棘輪爪齒21A和211B的傳動嚙合。從該相同傳動齒輪210下降銷366，使其向下延伸至與該鎖緊組合機構的鎖緊輪轂204、套圈207以及輥208運轉嚙合。
通過將它們的關鍵組件組合成較少的幾個組件，能消除元件，而元件的消除減少成本，易於組合，並減少本發明改進棘輪致動器的整體尺寸。
通過改進棘輪爪銷釘211A和211B的設計，進一步使得組合變得容易了。它們是對稱的。在它們與銷釘213A和213B的組合中，它們保持對稱。銷釘213A和213B在棘爪211A和211B的上方和下方延伸出相等距離。因此，組合者不需要區分左和右棘輪爪銷釘，而僅需要旋轉其中一個棘輪爪以產生本發明的剪形棘爪機構。該剪形棘爪放置在棘輪臂220的柱222上。通過鎖緊墊圈216將它們保持在適當位置。
通過採用一帶彈簧作為棘爪偏置彈簧214，相對於前述實施例，本發明的組合變得容易了。由於棘爪211A和211B也放置在柱222上，現有技術需要將板彈簧自身插入到棘輪柱222上，並接著使其同時與棘爪211A和211B嚙合。通過將棘輪爪211滑動至柱222上，並接著迅速放置帶彈簧214來組合本發明的改進棘輪致動器。
棘輪臂220具有一驅動軸224，其在頂部外殼202內的孔延伸並穿出該孔，以實現與握柄臂(沒有示出)的固定連接。握柄臂220具有一個軸226，其通過下方組件的軸延伸至接收鉚釘(沒有示出)的位置，其中，下方組件包括基座外殼201。在最後組合時，在基座外殼244上的拉環240咬合入在頂部外殼202內的間隙242。基座外殼軸244也與頂部外殼柱孔246嚙合，以進一步保護棘輪致動器的機構，並封裝該移動剪形棘爪。
在操作時，就座者旋轉握柄臂(沒有示出)，握柄臂的旋轉旋轉棘輪臂220，棘輪臂的旋轉通過棘爪柱222將棘輪爪211A與齒輪210傳動嚙合。偏置彈簧214保持棘輪爪柱213A與環203的下部齒238A滑動嚙合。通過柱213B與環203的上部齒230之間的滑動嚙合，能將相對的棘輪爪211B保持在脫離傳動齒輪210的位置處。齒輪210的驅動旋轉引起傳動齒輪銷366推動輥208以及套圈207背離鎖緊輪轂204的凸起360。這旋轉與鎖緊輪轂204固定嚙合的滑輪206。旋轉滑輪206，推動鋼纜(沒有示出)穿過退出孔304A或304B。
棘輪臂220的旋轉也傳動棘輪臂銷322壓縮回行偏置螺旋彈簧209。當就座者釋放握柄臂(沒有示出)時，鎖緊輪轂204的凸輪表面的鎖緊楔入動作將鎖緊輪轂合滑輪206保持在由就座者使用握柄臂所選擇的旋轉度處。然而，棘輪臂220保持自由或移動，並被回行偏置螺旋彈簧209的伸展動作驅動而移動至其起始位置，通過回行偏置螺旋彈簧209與棘輪臂銷322的伸展嚙合，回行偏置螺旋彈簧209的伸展動作能推動棘輪臂220至其起始位置。
雙離合器實施例參見圖19，在操作中，就座者旋轉握柄臂(沒有示出)，而握柄臂的旋轉旋轉驅動軸432。通過一上部離合器以如下充分描述的方式使驅動軸432傳動盤405。
盤405的向下配置銷440嚙合偏心輪轂404的凸起，也傳動該凸起以與盤405和驅動軸432相同的旋轉方向旋轉。通過滑輪406的具有刻痕的突出部508傳動滑輪406在相同旋轉方向旋轉。滑輪406的旋轉，要麼收縮、要麼放出彎曲鋼纜80，而彎曲鋼纜80通過基座外殼421的一個孔504部分卷繞在滑輪406上。因此，彎曲鋼纜的張力增加或減小，從而引起在腰部支持器50上的安裝支架66和64之間的空間相應變窄或加寬，並依次增加或減小壓力杆68(圖1)的拱度。
在復位彈簧409的驅動旋轉之後，驅動回行輪430至其起始位置。在動態張力作用下，復位輪430及其調整片418的驅動旋轉推動彈簧409。在就座者將握柄臂和驅動軸432帶至期望弧度並釋放加在握柄臂上的壓力後，為推動回行彈簧的調整片、驅動軸432以及握柄臂返回至其起始位置，彈簧409不能向回行輪430的調整片418施加壓力。
通過將彈簧409插入槽510，彈簧409是容易組合的。支座512保持彈簧409，並使間隙能使得在回行輪430上的調整片418穿過支座512，並擠壓彈簧409。
在先前頂視圖6圖示的實施例中，預配置本發明的現有實施例，以使握柄臂88能在任一方向旋轉90度。這對應於在優選實施例中安裝有彎曲鋼纜80的半徑處，滑輪406弧度旋轉16毫米。彎曲鋼纜80的整個移動距離限制在32毫米處。因此，為移動彎曲鋼纜80，以及移動腰部支持器至全部32毫米，需要握柄臂的兩個全部90度旋轉。通過頂部外殼1上的止擋件42實現該90度的限制。
鎖緊輪轂離合器鎖緊離合器機構根據上述公開的機構動作。圖26和27描述安裝在雙離合器實施例中的基座外殼401內的鎖緊離合器機構。
驅動軸432的旋轉也驅動銷418壓縮回行偏置螺旋彈簧409。當就座者釋放握柄臂(沒有示出)，鎖緊輪轂的凸輪表面的鎖緊楔入動作保持鎖緊輪轂和滑輪406處於由就座者使用握柄臂選擇的旋轉度。然而，上部離合器和驅動軸432保持自由移動，並被回行偏置螺旋彈簧409的伸展作用傳動以移動至其起始位置，而回行偏置復位彈簧的伸展作用推動回行齒輪430上的調整片418至起始位置。
上部離合器除了上部離合器是雙向的之外，其以與下部離合器類似的凸輪和三角滑塊方式動作。參見圖19，傳動盤405具有用於接收上部離合器組件的凹軸支座414。驅動軸432安裝在傳動盤405內，其具有一個從傳動盤405延伸並穿出該傳動盤的下部驅動軸412，以及一個向上延伸的具有凹槽的上部驅動軸432。在傳動盤405的平面上，以及在傳動盤405的支座414內是驅動軸凸輪面411。在描述的另一個實施例中，驅動軸凸輪411具有三個凸角。三角滑塊402A和402B也放置在傳動盤405的支座414內。在描述的另一個實施例中，有三對三角滑塊。在每一對三角滑塊之間放置橡皮套圈413。空隙428位於每一對三角滑塊之間。空隙428接收從復位輪430向下伸出的上部離合器銷410。
現在參見圖23和25，在操作中，上部離合器接收從就座者採用固定在驅動軸432上的握柄臂(沒有示出)施加的旋轉力。假定就座者已經選擇順時針旋轉，則每一軸狀凸輪凸角411在凸輪組402A上施加壓力。被施加壓力的三角滑塊402A壓縮套圈413，並向三角滑塊402B傳遞旋轉力。這個直接進入驅動軸裝凸輪凸角411和傳動盤405內表面416的之間的楔形空間的力向傳動盤405傳遞旋轉力。傳動盤405上的力傳輸到傳動盤405的下部銷440，並因此首先上文描述的下部鎖緊離合器440的操作嚙合。
由於關於每一凸輪組402A和402B以及它們與驅動軸狀凸輪凸角411，將上部離合器設計成對稱的，因此該嚙合的操作是雙向的。因此，在操作中，逆時針力可通過本文描述的相同方法傳遞。
再來看順時針實例，因為回行板430的銷410已經通過它們與三角滑塊402B的接觸而被順時針傳動，所以由就座者施加到驅動軸上的順時針力已經順時針旋轉回行板430。該驅動旋轉使得回行板430的彈簧調整片418進入支座512內的間隙，並與螺旋迴行彈簧409嚙合以擠壓該螺旋迴行彈簧409。當就座者釋放施加到驅動軸上的順時針力時，施加到回行螺旋彈簧409的擠壓作用被釋放，從而使回行螺旋彈簧409能伸展。回行螺旋彈簧409的伸展推動回行輪調整片418逆時針旋轉，並因此阿推動回行輪430、銷410逆時針旋轉。該作用在銷410上的逆時針力使楔形軸狀塊402B擺脫驅動軸狀凸輪凸角411和傳動盤內表面416之間產生的楔形空間內的堵塞位置。三角滑塊402B和傳動盤405之間的壓力釋放使得該傳動盤返回至其起始位置，這時，就座者可停下來，並通過下部鎖緊離合器選擇當前的鎖緊位置，或可選擇再次旋轉握柄臂，以進一步前進該人機控制支持表面。
考慮到前述描述，可以看到，本發明的幾個優點可以實現和達成。
為最好的解釋本發明的原理和及其應用，從而使得本領域技術人員嫩國最好的使用本發明，選擇和描述了幾個實施例，各種實施例和對各種實施例的改進適合於所計劃的特定應用。
由於可對本文描述和圖解的機構和方法進行各種改進而不脫離本發明的範圍，因此前述說明所包含的或附圖所圖示的所有內容均應當解釋為示例性的，而非限定性的。因此，本發明的範圍不應當限於上述任何實施例，而僅根據下述附屬權利要求和其等價物來限定。
權利要求
1.一種回行致動器，具有一握柄(88)；一牽引鋼纜附件(6)；一牽引聯動機構(5)，用握柄的作用，以拉動或釋放一牽引鋼纜；以及一復位彈簧(9)，用於使握柄返回至其起始位置；其特徵在於所述聯動機構是通過超限離合器(403，404)和雙向離合器機構(411，416)來實現施加力的作用的，其中，在驅動旋轉後，所述復位彈簧復位該握柄和該雙向離合器機構至一起始位置，同時該超限離合器將該牽引鋼纜鎖緊在由該驅動旋轉所選定的位置處。
2.根據權利要求1的致動器，其中所述雙向離合器是一棘輪。
3.根據權利要求1的致動器，其中所述超限離合器是一單向離合器。
4.根據權利要求2的致動器，其中具有一個外殼，該外殼有整數個用於嚙合所述棘輪或從所述棘輪脫離的齒。
5.根據權利要求1的致動器，其中所述握柄是一手輪。
6.根據權利要求1或2的致動器，其中進一步包括一與超限離合器嚙合的共軸牽引鋼纜，以便旋轉所述握柄能通過所述牽引鋼纜的一個管道軸向拉動一根所述牽引鋼纜的線。
7.根據權利要求1的致動器，其中進一步包括一人機控制裝置，當旋轉所述握柄時，能通過所述致動器驅動該人機控制裝置。
8.根據權利要求1或2的致動器，其中所述牽引元件是一壓縮元件。
9.根據權利要求1的致動器，其中所述超限離合器、所述雙向離合器和所述牽引聯動機構是共軸的。
10.根據權利要求1的致動器，進一步包括一握柄外殼凸起；一外殼凸起，當所述握柄處於起始位置時，所述外殼凸起接近所述握柄外殼凸起；以及一彈簧，配置成向所述接近位置偏置所述握柄外殼凸起和所述外殼凸起。
11.根據權利要求1的致動器，其中所述外殼彈簧是一螺旋彈簧。
12.根據權利要求1的致動器，進一步包括一下部超限離合器，包括一環；一在所述環內的中央輪轂，所述中央輪轂具有至少一個凸起以及至少一個凸輪表面；至少一個處於所述輪轂和所述環之間的輥；至少一個處於所述至少一個輥和所述至少一個凸起之間的彈簧；一傳動盤，其具有在所述至少一個輥和所述至少一個凸起之間的密切配合的銷，所述盤具有一個支座，所述支座具有一個壁；一在所述支座內的傳動離合器，所述傳動離合器包括一傳動凸輪；在所述傳動凸輪和所述支座的所述壁之間的至少一對三角滑塊；在所述至少一對三角滑塊的每一個之間的至少一個彈簧。
13.根據權利要求1的致動器，進一步包括一外殼，有一彈簧嚙合，並具有至少一個牽引元件出口；一滑輪，適於與一牽引元件嚙合，所述滑輪旋轉設置在所述外殼內；其中，所述超限離合器與所述滑輪鎖緊嚙合，所述超限離合器包括一輪轂，其具有至少一個凸起以及具有至少一個凸輪表面；一環，其與所述至少一個凸起閉合旋轉連接，所述環具有一個內表面，該內表面確定在所述環的所述內表面和所述輪轂的所述凸輪表面之間的空間，所述空間具有一寬部和一窄部；至少一個放置在所述空間內的輥，其尺寸設置成當所述輥處於所述空間內的所述窄部內時，能鎖緊所述離合器，以及所述輥的尺寸設置成當所述輥處於所述空間內的所述寬部時，能使所述輪轂旋轉；至少一個輥彈簧，其放置在所述空間內，用於向所述空間的所述窄部偏置所述輥；至少一個下部銷，其放置在所述空間內，用於向所述空間的所述寬部驅動所述輥；一盤，其具有至少一個下部銷以及一個具有內表面的支座；一適於由所述握柄驅動的驅動軸，所述驅動軸具有至少一個凸輪凸角，所述凸輪凸角放置在所述盤的所述支座內，以便在所述至少一個凸輪凸角和所述支座的所述內表面之間確定一空間，所述空間具有至少一個寬部和至少兩個窄部；至少一對放置在所述空間內的三角滑塊，以便將由所述凸輪凸角和所述三角滑塊對傳遞的轉矩施加到所述驅動軸上，並旋轉所述盤；至少一三角滑塊彈簧，其放置在所述三角滑塊對的每一對之間，用於向所述空間的所述窄部偏置所述三角滑塊；至少一對復位彈簧，其放置在所述空間的所述窄部內，以便當向一驅動軸施加一轉矩時，由所述三角滑塊對旋轉所述銷；一具有所述復位銷的復位支架；以及一復位彈簧，其設置成與所述外殼嚙合，並與所述復位支架可操作性連接，以便通過所述銷、所述三角滑塊以及所述凸輪凸角，所述復位彈簧使所述驅動軸朝著復位位置偏置。
14.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述握柄、所述握柄外殼、驅動軸、盤、環、輪轂和滑輪是共軸的。
15.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述凸輪表面基本上在所述第一半徑和所述第二半徑之間是平坦的。
16.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述輪轂凸輪表面的每一個具有至少兩個在一基本中央第二半徑的任一側的第一半徑，所述第二半逕到所述輪轂的中央的距離大於所述第一半徑的任一個到所述輪轂的中央的距離。
17.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述輥在形狀上是偏心的。
18.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述環內表面在形狀上是偏心的。
19.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述盤的所述支座的所述內表面在形狀上是偏心的。
20.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述三角滑塊彈簧是一橡膠柱。
21.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述輥彈簧是一橡膠柱。
22.根據權利要求13的棘輪致動器，其中所述滑輪是一適於與為一齒條的牽引元件嚙合的一齒輪。
全文摘要
一種人機控制裝置致動器，包括一個外殼(1，2)；一個在該外殼內旋轉的滑輪(6)，該滑輪適於拉動一牽引元件(80)；以及封裝在外殼內的鎖緊離合器(3，4)，設置為由於控制所述滑輪的旋轉。一傳動離合器(11，10)通過該鎖緊離合器驅動滑輪(6)。一在外殼(1，2)內旋轉的驅動軸(12)驅動傳動離合器(3，4)。固定在所述滑輪(6)上的牽引鋼纜(80)與一人機控制裝置連接。
文檔編號B60N2/66GK1564761SQ02819520
公開日2005年1月12日 申請日期2002年10月3日 優先權日2001年10月3日
發明者J·劉, A·斯塔德鮑爾 申請人:L&P產權管理公司