一种双向高灵敏检测遇阻情况的结构及其使用方法与流程

本发明涉及家具领域，特别涉及一种双向高灵敏检测遇阻情况的结构及其使用方法。

背景技术：

1、对于双电机驱动的升降桌来说，一般包括桌板、横梁、以及两侧可伸缩的桌腿，横梁安装在桌板下方，桌腿安装在横梁的左右两端部，当桌腿由电机驱动而伸缩时，桌板也随之升降；桌腿包括两根套接的立柱，立柱内部安装有丝杆传动机构，丝杆传动机构包括和电机传动连接的丝杆以及与丝杆螺纹连接的方管，电机驱动丝杆传动机构实现伸缩运动。

2、但在实际使用升降桌的过程中，无法保证升降桌上下方向的空间均是空旷的，也就是说，升降桌在运动时会遇到阻碍或有障碍物存在，一方面会对升降桌的电机或传动机构造成损伤，另一方面会对障碍物造成伤害，甚至会对使用者或者孩童产生安全隐患，因此升降桌的遇阻回退功能显得尤为重要。

3、在现有产品中，遇阻检测的方式一般为使用电流检测、使用陀螺仪检测或使用感应片检测，在感应片检测遇阻时，需要考虑感应片的设置位置，部分感应片设置的位置并不合理，会导致空载或大负载时遇阻检测某一方向失效；同时还有灵敏度高低的问题，这会影响到检测的效果，从而影响升降桌运动时的安全性。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种双向高灵敏检测遇阻情况的结构，包括基座，基座设有容置空间，容置空间端部设有阻挡部，容置空间中设有轴承、检测件、施压件、挤压件以及限位件，检测件、施压件位于阻挡部与轴承之间，挤压件与限位件位于轴承的另一侧，相邻的零部件之间互相抵接；检测件与挤压件具有弹性，安装时挤压件在压缩后再放置限位件，并由限位件保持挤压件处于压缩状态；挤压件给予轴承朝向施压件方向的弹力，轴承与施压件具有浮动能力；轴承抵压施压件并给予施压件朝向检测件的力，施压件抵靠检测件并给检测件施加预压力，检测件处于预形变状态，升降桌遇阻时，施压件与轴承产生浮动，施压件给予检测件的压力发生变化，检测件产生与预形变状态不同的形变；检测件上设有用于检测检测件形变量的感应片，感应片配置为将检测件的形变量转换成信号并传递给用于判断遇阻情况的控制单元。

2、进而提供了一种该结构的使用方法，将检测件、施压件、轴承、挤压件以及限位件依次层叠设置在容置空间中后，将该结构用于连接电机盒与丝杆；桌板上升并遇阻时，基座、阻挡部和限位件相对于轴承向下浮动，挤压件因限位件位移而产生形变，检测件受到阻挡部与施压件的作用而加剧形变，感应片检测此过程中的形变量并将转换的信号传递给控制单元，控制单元控制电机停止并反转，使桌板停止后下降；桌板下降并遇阻时，基座、阻挡部和限位件相对于轴承向上浮动，挤压件因限位件位移而产生形变，检测件受到阻挡部与施压件的作用而减弱形变，感应片检测此过程中的形变量并将转换的信号传递给控制单元，控制单元控制电机停止并反转，使桌板停止后上升。

3、本发明的技术方案是这样实现的：

4、一种双向高灵敏检测遇阻情况的结构，包括基座以及轴承，基座配置为与电机盒连接，轴承配置为与丝杆连接，基座具有容置空间，容置空间的端部设有阻挡部；轴承与阻挡部之间的容置空间中设有检测件与施压件，轴承另一侧的容置空间中设有挤压件与限位件；施压件与轴承抵接，检测件位于施压件与阻挡部之间，挤压件与轴承抵接，限位件与挤压件抵接并与基座在轴向方向上相对固定地连接；检测件与挤压件具有弹性，限位件配置为限制限位件与轴承之间的距离小于挤压件的厚度，使挤压件压缩而产生弹力；挤压件配置为给予轴承朝向施压件方向的弹力，并使轴承与施压件具有浮动能力；轴承抵压施压件并给予施压件朝向检测件的力，施压件抵靠检测件并给检测件施加预压力，检测件处于预形变状态，升降桌遇阻时，施压件与轴承产生浮动，施压件给予检测件的压力发生变化，检测件产生与预形变状态不同的形变；检测件上设有用于检测检测件形变量的感应片，感应片配置为将检测件的形变量转换成信号并传递给用于判断遇阻情况的控制单元。

5、施压件与轴承的浮动能力是指升降桌遇阻时，施压件与轴承能在基座中所产生浮动，该浮动是相对于基座而言的，实际上是桌板遇阻后，与桌板连接的电机盒以及与电机盒连接的基座产生相对于丝杆的上下浮动，基座上的阻挡部和基座中的限位件随之浮动，基座与施压件、轴承之间产生相对浮动，基座是主动浮动，施压件、轴承是被动浮动，挤压件随限位件与轴承之间的浮动而产生相应的形变，而检测件则在施压件与阻挡部的作用下也产生形变，也可以反应为施压件、轴承与基座相对浮动，施压件挤压或放松检测件；即在桌板上方遇阻时，基座向下浮动，相当于轴承与施压件相对于检测件向上浮动，施压件与阻挡部靠近，检测件受挤压使得检测件相对于预形变状态加剧形变；在桌板下方遇阻时，基座向上浮动，相对于轴承与施压件相对于检测件向下浮动，施压件与阻挡部远离，检测件被放松使得检测件相对于预形变状态减弱形变。

6、从宏观上来看，挤压件带来的浮动能力造成的是丝杆与基座之间的浮动，即电机盒与丝杆之间的浮动，因此在遇阻时，桌板受力发生变化，破坏原本电机盒与丝杆之间的力平衡，导致电机盒与丝杆之间具有运动趋势，这种运动趋势能通过上述微小的浮动体现，具有弹性的检测件能放大这微小的浮动，并通过自身形变体现，从而判断遇阻的情况。

7、浮动会造成施压件给予检测件的压力改变，偏离预压力，或者说，施压件浮动会使检测件减弱或加剧形变；当升降桌遇阻时，轴承和施压件会产生浮动，相较于电机盒的板件，具有弹性的检测件受力改变明显，感应片所检测到的形变也更加明显，从而使遇阻检测更加灵敏；该结构设置在丝杆与电机盒之间这一力传导相对直接、力变化相对明显的位置，也能增加遇阻检测的灵敏度。

8、限位件限制限位件与轴承之间的距离小于挤压件的厚度，换句话说，限位件与阻挡部之间的距离小于挤压件、轴承、施压件以及检测件的厚度之和，优先发生形变的是弹性模量更小的挤压件，从而带来浮动能力，具有浮动能力其实意味着挤压件在正常工作中始终具有弹性变形的能力，使整体处于挤压的状态，确保施压件对检测件始终施加压力，检测件始终处于形变状态，从而使检测件在升降桌于上下方向遇阻时均能产生形变。

9、施压件抵靠检测件并给检测件施加预压力，检测件处于预形变状态；若施压件未给检测件施加预压力，只有施压件向上运动才会给检测件施加压力，那么只能检测到来着上方的障碍物，若来自下方的障碍物，施压件给予检测件的压力始终为零，也就无法起到检测遇阻的作用。

10、可将预形变状态的形变量设为零点，具体如何判断形变量、如何判断是否遇阻（可接受的形变量范围）由对控制单元的编程决定。

11、作为优选，沿径向方向，容置空间内壁向内延伸形成所述阻挡部，阻挡部呈环状；施压件成环状，施压件内缘向上凸起形成抵压部，抵压部与检测件内缘抵接。检测件被阻挡部由上往下阻挡，当抵压部由下往上对施压检测件时，检测件内缘与外缘之间产生形变；抵压部减少了施压件与检测件的接触面积，使施压件对检测件造成的形变更加明显，从而保证遇阻检测的高灵敏度。

12、作为优选，所述的容置空间上下贯通，阻挡部设置于容置空间上端开口处；所述的检测件、施压件、轴承、挤压件以及限位件由上往下依次设置在容置空间中。

13、作为优选，所述的检测件为平整的片状。平整的检测件更易于粘贴感应片。

14、作为优选，所述的检测件为弹性片。薄片的弹性片更加利于形变，从而使遇阻检测更加灵敏。

15、作为优选，所述的限位件为卡簧，容置空间内壁对应开设有供卡簧卡入的环槽。使用卡簧作为限位件，结构简单成本低，而且有效实现上述方案所需的限位效果。

16、作为优选，所述的施压件为刚性件。施压件为刚性件，能更有效直接地传递并给予检测件压力，以保证遇阻检测的灵敏度。

17、作为优选，所述的挤压件为橡胶圈。橡胶圈的成本低，且能有效实现所需效果。

18、作为优选，所述的感应片为应变片或压电片；感应片为圆片状或矩形片状或扇形片状；感应片粘贴在检测件上并位于丝杆旁侧。感应片的形状有多种，均能实现相似的效果；其中，圆形与矩形的感应片工艺相对成熟，材料成本相对较低，而扇形的感应片更对称贴合环状的检测件，增加了检测检测件结构对称受力的灵敏度，从而增加遇阻检测的灵敏度；感应片位于丝杆旁侧而非包围丝杆。

19、作为优选，所述基座上开设有避让孔，避让孔与容置空间连通，避让孔配置为避让感应片的信号线，供信号线穿出基座与控制单元连接。避让孔除供信号线通过外，还让避让孔处的检测件外边缘处于腾空状态，检测件受力产生的形变会相对变大，从而进一步增加遇阻检测的灵敏度。

20、作为优选，基座包括固定板以及安装部，固定板配置为与电机盒固定连接，安装部位于固定板下方并向下凸出于电机盒底部；容置空间开设在安装部上，感应片设置在检测件上时，感应片位于电机盒底部下方。相对于现有技术而言，感应片既没有安装在电机盒上，也没有安装在基座上，而是位于电机盒下方且设置在弹性的检测件上，也就无需为了增加感应片的检测灵敏度而将电机盒或基座厚度减薄来增加形变能力。

21、作为优选，感应片位于电机盒下方0.5-1cm处。

22、一种双向高灵敏检测遇阻情况的结构的使用方法，将所述的检测件、施压件、轴承、挤压件以及限位件依次由上往下置于容置空间中；将所述的结构安装于升降桌中，将所述的基座与电机盒相对固定连接，将所述的轴承与丝杆相对固定连接，所述结构将升降桌的电机盒与丝杆连接；当升降桌中与电机盒固定连接的桌板向上移动并遇阻时，电机盒产生相对丝杆向下运动的趋势，基座和限位件相对于轴承向下浮动，挤压件随之产生形变，检测件受所述阻挡部作用而具有相对施压件向下运动的趋势，施压件与检测件之间的相对作用力增加，检测件产生大于预形变状态的形变，感应片检测此过程中检测件的形变量并将转换的信号传递给控制单元，控制单元控制升降桌的电机停止并反向转动，使桌板停止后下降；当桌板向下移动并遇阻时，电机盒产生相对丝杆向上运动的趋势，基座及限位件相对于轴承向上浮动，挤压件随之产生形变，阻挡部向上远离施压件浮动，施压件与检测件之间的相对作用力减少，检测件的形变将小于预形变状态的形变，感应片检测此过程中检测件的形变量并将转换的信号传递给控制单元，控制单元控制电机停止并反向转动，使桌板停止后上升。

23、在实际遇阻时，轴承与施压件是不动的，基座、限位件以及基座上的阻挡部将会相对于轴承和施压件产生相对浮动，挤压件能够始终给予轴承与施压件弹力，该弹力随限位件的浮动而变化但该弹力始终使施压件抵压检测件而不脱离，也能在升降桌离开阻碍后，恢复结构中各部件原有的位置关系；轴承与施压件不动，且施压件始终抵接检测件，在阻挡部随基座浮动时，改变阻挡部对检测片的作用力，检测件在施压件和阻挡部的共同作用下产生形变，以此判定遇阻情况。

24、采用了上述技术方案的本发明的设计出发点、理念及有益效果是：

25、施压件与轴承的浮动能力是指升降桌遇阻时，施压件与轴承能在基座中所产生浮动，该浮动是相对于基座而言的，实际上是桌板遇阻后，与桌板连接的电机盒以及与电机盒连接的基座产生相对于丝杆的上下浮动，基座上的阻挡部和基座中的限位件随之浮动，基座与施压件、轴承之间产生相对浮动，基座是主动浮动，施压件、轴承是被动浮动，挤压件随限位件与轴承之间的浮动而产生相应的形变，而检测件则在施压件与阻挡部的作用下也产生形变，也可以反应为施压件、轴承与基座相对浮动，施压件挤压或放松检测件；即在桌板上方遇阻时，基座向下浮动，相当于轴承与施压件相对于检测件向上浮动，施压件与阻挡部靠近，检测件受挤压使得检测件相对于预形变状态加剧形变；在桌板下方遇阻时，基座向上浮动，相对于轴承与施压件相对于检测件向下浮动，施压件与阻挡部远离，检测件被放松使得检测件相对于预形变状态减弱形变。

26、从宏观上来看，挤压件带来的浮动能力造成的是丝杆与基座之间的浮动，即电机盒与丝杆之间的浮动，因此在遇阻时，桌板受力发生变化，破坏原本电机盒与丝杆之间的力平衡，导致电机盒与丝杆之间具有运动趋势，这种运动趋势能通过上述结构中微小的浮动体现，具有弹性的检测件能放大这微小的浮动，并通过自身形变体现，从而判断遇阻的情况。

27、浮动会造成施压件给予检测件的压力改变，偏离预压力，或者说，施压件浮动会使检测件减弱或加剧形变；当升降桌遇阻时，轴承和施压件会产生浮动，相较于电机盒的板件，具有弹性的检测件受力改变明显，感应片所检测到的形变也更加明显，从而使遇阻检测更加灵敏；该结构设置在丝杆与电机盒之间这一力传导相对直接、力变化相对明显的位置，也能增加遇阻检测的灵敏度。

28、相较于现有产品，本发明的结构中，使用的零部件成本更低，通过低成本的方式，提高升降桌遇阻检测的灵敏度，从而把碰撞产生的不良影响降到最低。

29、限位件限制限位件与轴承之间的距离小于挤压件的厚度，换句话说，限位件与阻挡部之间的距离小于挤压件、轴承、施压件以及检测件的厚度之和，优先发生形变的是弹性模量更小的挤压件，从而带来浮动能力，具有浮动能力其实意味着挤压件在正常工作中始终具有弹性变形的能力，使整体处于挤压的状态，确保施压件对检测件始终施加压力，检测件始终处于形变状态，从而使检测件在升降桌于上下方向遇阻时均能产生形变。

30、施压件抵靠检测件并给检测件施加预压力，检测件处于预形变状态；若施压件未给检测件施加预压力，只有施压件向上运动才会给检测件施加压力，那么只能检测到来着上方的障碍物，若来自下方的障碍物，施压件给予检测件的压力始终为零，也就无法起到检测遇阻的作用。

31、相较于现有产品，感应片不再设置在电机盒上，而是以基座为主体，设置在了基座中的检测件上，具体地说，基座下部用于安装轴承的容置空间被改进，在容置空间中除了设置有轴承外，还设置了检测件、施压件、弹性环以及卡簧，检测件以及施压件位于轴承的上方，弹性环以及卡簧位于轴承的下方；弹性环与轴承相抵，在卡簧卡入基座而完成整体的安装后，弹性环在上下方向上被限制，弹性环被压缩（卡簧卡入的位置与轴承之间的间隙小于弹性环厚度导致），并始终给予轴承向上的弹力；施压件内圆周处向上凸起，并抵压在检测件上，检测件外圆周处上方受基座阻挡，弹性环的弹力将传递给施压件，施压件始终抵压检测件，给予检测件产生形变趋势的压力；所述的感应片就设置在检测件上，并检测检测件上形变量，即力的变化；由于弹性环的存在，使轴承以及施压件能够浮动，当升降桌遇阻时，轴承和施压件会产生浮动，检测件受力改变明显，感应片所检测到的形变也更加明显，从而使遇阻检测更加灵敏；而且，轴承和施压件上下浮动的能力，使得感应片对桌板上下两个方向的遇阻均能检测。

32、可将预形变状态的形变量设为零点，具体如何判断形变量、如何判断是否遇阻（可接受的形变量范围）由控制单元的程序决定。

33、在实际遇阻时，轴承与施压件是不动的，基座、限位件以及基座上的阻挡部将会相对于轴承和施压件产生相对浮动，挤压件能够始终给予轴承与施压件弹力，该弹力随限位件的浮动而变化但该弹力始终使施压件抵压检测件而不脱离，也能在升降桌离开阻碍后，恢复结构中各部件原有的位置关系；轴承与施压件不动，且施压件始终抵接检测件，在阻挡部随基座浮动时，改变阻挡部对检测片的作用力，检测件在施压件和阻挡部的共同作用下产生形变，以此判定遇阻情况。