CN100347468C - 凸轮转动控制机构 - Google Patents

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Abstract

提供一种凸轮转动控制机构，其包括弹性部件，该弹性部件的一端连接到可转动的凸轮上。当转动装置的驱动力到凸轮的传递被离合器机构截断时，凸轮由该弹性部件的拉力强制转动到原始位置。

Description

凸轮转动控制机构
技术领域
本发明涉及例如在多个模式间的切换中使用的或在臂的定位控制中使用的凸轮转动控制机构。
背景技术
图2示意性示出传统的凸轮转动控制机构的一个例子。凸轮21包括连接到一起的两个平板凸轮，即具有偏心形状的凸轮21a和形成有缺口21c的圆形凸轮21b。凸轮21具有图中两条假想线的交点所示的转动中心，未示出的一转动轴连接于其上。臂22具有通过其自重恒定地抵接着凸轮21a的外周面的顶端部。当凸轮21a的转动位置(角度)变化时，臂22在图中所示的垂直方向(上和下)移动。凸轮21被未示出的一驱动器如马达驱动在逆时针方向转动。
图2所示的凸轮转动控制机构需要检测凸轮21的转动位置(角度)以便于控制臂22的位置。由于这个原因，用传感器23来检测上述凸轮21的缺口21c以控制臂22的运动。具体而言，传感器23包括检测部23a，其具有通常抵接着凸轮21b的外周面、但在缺口21c因凸轮21b的转动而最接近传感器23时脱离与凸轮21b的接触的端部。如图2A和2B所示的传感器23的检测部23a抵接着凸轮21b的状态确定为“开”，而如图2C所示的传感器23的检测部23a没有抵接凸轮21b的状态确定为“关”。凸轮21的检测部23a没有抵接凸轮21b的位置被确定为原始位置。
因此，图2中所示的凸轮转动控制机构可以通过检查来自传感器23的开/关信号来检测该原始位置。此外，臂22的位置可根据凸轮21从原始位置的转动角度来控制。具体而言，可通过控制凸轮21从原始位置到图2B所示的角度θx的转动角度将臂22的位置控制到位置x，而通过控制凸轮21到图2A所示的角度θy的转动角度将臂22的位置控制到位置y。
日本专利公开出版物HEI No.6-211367中公开了用于检测凸轮的转动位置(角度)的一种可供选择的结构，其中一抵接着形成有缺口的凸轮的初始杆具有接触传感器的检测部的顶端部，用于检测凸轮的转动位置。
图3示出与图2所示机构的不同的传统凸轮转动控制机构的一个例子。凸轮31包括连接到一起的两个平板凸轮，即具有偏心形状的凸轮31a和形成有部分切口的圆形凸轮31b。凸轮31具有图中两条假想线的交点所示的转动中心，未示出的一转动轴连接于其上。臂32具有通过其自重恒定地抵接着凸轮31a的外周面的顶端部，使得臂32可在图中所示的垂直方向(上和下)移动。例如当凸轮31从未示出的一驱动器如马达接收到驱动力时，凸轮31在逆时针方向转动。
在图3所示的凸轮转动控制机构中，保持板33抵接着凸轮31b的外周面。保持板33可绕其一端转动，并在其另一端由带有预定压力的弹簧34压靠着凸轮31，从而使得保持板33的表面33a与凸轮31b接触。凸轮31b是如上所述的有部分切口的圆形，并具有如图3B所示的可接触保持板33的平表面31c。在该状态中凸轮1的转动位置被确定为原始位置，从而可正确地检测该原始位置。因此，臂32的位置可根据凸轮31的转动位置(角度)来控制。
此外，如日本专利公开出版物HEI No.5-139588中所公开的，还存在一种结构，其中图3中所示的机构还应用了一压力辊，以根据凸轮的转动位置变化辊的压力。
一般地，凸轮转动控制机构首先在开始时检测凸轮的原始位置，然后根据步进马达从原始位置所计数的脉冲数控制凸轮的转动。因此，原始位置的检测是必不可少的。但是用这样的传统凸轮转动控制机构是很难确定凸轮的目前位置，除非凸轮被驱动器一加电就转动以检测在凸轮转动控制机构的初始状态中凸轮的原始位置。
此外，当由于外部原因马达停止或电源被重置时，用于检测凸轮位置的传感器也被复位，这样就不可能检测凸轮的转动位置。因此，必须再次检测原始位置。由此，凸轮需要以和初始状态相同的方式被转动。
关于图2和图3所示的结构，它们不能算作可精确检测凸轮的转动位置的理想机构。具体而言，用图2所示的结构，由于例如缺口21c的宽度和传感器23从检测出“关”到凸轮21停止转动的时滞等原因，致使在检测的原始位置中存在少许偏差。
另一方面，用图3所示的结构，当凸轮31b的平表面31c如上所述地紧密接触保持板33时，凸轮可被稳固在其正确的原始位置中。但是，当保持板33与凸轮31的一部分而不是与平表面31c接触时，不能得到该优点。因此，不能确定凸轮31在初始状态假定位于什么位置，就不能正确地检测该原始位置。此外，该结构没有提供检测绝对位置的装置。
还存在着另一种传统的凸轮转动控制机构，其将图2和图3所示的结构组合到一起以精确地检测该原始位置。但是，这样的结构要求多个零件只是为了检测该原始位置，并且凸轮本身的结构也不可避免地变得复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以可靠地检测凸轮的原始位置，同时能减少所需的零件数和成本的凸轮转动控制机构。
根据本发明，提供了一种凸轮转动控制机构，当转动装置的驱动力通过离合器机构被传递到凸轮时，凸轮被转动；同时当转动装置的传递到凸轮的驱动力被离合器机构截断时，原始位置设定装置使凸轮转动到原始位置。
原始位置设定装置可包括例如弹性部件，弹性部件的端部被如此固定，使得该弹性部件的伸展长度在凸轮处于原始位置时最短。采用这种结构，凸轮可以可靠地转动到原始位置。因此，用于检测凸轮的转动角度的装置是不必要的，作为凸轮转动的驱动电源也不需要给该转动装置加电。此外，如果离合器机构被构造成在凸轮转动控制机构的操作停止的同时，或者在由于外部原因转动装置停止驱动或在电源被重置的同时，其与转动装置的连接被断开，则凸轮可以迅速地转到原始位置。
结合附图阅读本发明的以下详细说明可更清楚理解本发明的上述和其它目的、特征和附带的优点。
附图说明
图1是根据本发明的凸轮转动控制机构的示意图；
图2是传统的凸轮转动控制机构的一个例子的示意图；和
图3是与图2所示不同的传统的凸轮转动控制机构的一个例子的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明。图1是根据本发明的凸轮转动控制机构的示意图。所示的凸轮转动控制机构包括凸轮1，臂2，作为弹性部件的弹簧3，作为转动装置的马达4和离合器机构5。凸轮1包括具有偏心形状的凸轮1a和被连接到一起的圆形凸轮1b，凸轮1具有一转动中心，转动轴6连接于该转动中心上。臂2具有通过其自重恒定地抵接着凸轮1a的外周面的顶端部。当凸轮1的转动位置(角度)变化，臂2可在图中所示的垂直方向(上和下)移动。当凸轮1通过离合器机构5从马达4接收到驱动力时，凸轮31转动。当从马达4传递到凸轮1的驱动力被离合器机构5截断时，凸轮1可自由地转动。
在凸轮1的转动停止的同时，或者在由于外部原因马达4停止驱动或在电源被重置的同时，离合器机构5切断马达4和凸轮1的连接。
弹簧3的一端3a在邻近于凸轮1的周边(外周面)的位置处连接到凸轮1的侧表面上，其另一端3b固定在凸轮外周面更外侧的位置，以使得弹簧的伸展长度在凸轮处于原始位置时最短。甚至当凸轮1设定于原始位置时，弹簧3以预定的拉力拉着凸轮1。当凸轮设定于弹簧3被拉伸到最大长度的位置时，弹簧3施加一拉力，使得凸轮1可以毫无困难地转动，并且，当传递到凸轮的驱动力被离合器机构5截断时，凸轮1可迅速地转到原始位置。此外，在原始位置以外的位置当传递到凸轮1的驱动力被离合器机构5截断时，通过由弹簧3的拉力使凸轮1顺时针或逆时针转动，凸轮1可迅速地转回到原始位置。
这样，当从马达4传递到凸轮1的驱动力被离合器机构5的操作截断时，凸轮1由弹簧3的端部3a拉动而转动，从而凸轮1可转回到原始位置。
可通过控制凸轮1从原始位置到角度θx的转动角度将臂2的位置控制到位置x，而通过控制凸轮1到角度θy的转动角度将臂2的位置控制到位置y。
可能的是，臂2在其接触凸轮1的一部分上形成有突起(凸起)，而凸轮1形成有沿其外周面延伸的槽，用于接收该突起；还有一弹簧(弹性部件)设置用于使臂2在移动方向上自动返回到其原始位置，和凸轮1相似。
作为弹簧3，可以使用例如卷簧、树脂弹簧、拉伸弹簧或板簧等制成的弹性部件。
上述结构可以正确地检测出凸轮的原始位置，同时可使凸轮转到该原始位置以使凸轮安稳和静止地停靠在该位置。此外，与现有技术的凸轮机构不同，本发明的凸轮转动控制机构不需要例如用于检测凸轮的转动位置的传感器和用于将凸轮保持在原始位置的保持板这样的部件。另外，不需要机加工该凸轮以在其中形成缺口或类似物。因此，可以减少所需的零件数和所需用于加工零件的时间和劳力。此外，当从马达传递到凸轮的驱动力由离合器机构的操作截断时，仅需要弹簧来使凸轮返回到原始位置。因此，由于减少了零件数，明显减少了机构的成本和尺寸。
应注意的是，本发明中使用的优选的凸轮包括具有偏心结构的凸轮和具有多边形的凸轮。
根据本发明可得到下面的优点。
如果离合器机构被构造成在凸轮转动控制机构的操作停止的同时，或者在由于外部原因转动装置停止驱动或在电源被重置的同时，其与转动装置的连接被断开，则凸轮可以迅速地转到原始位置。此外，本发明的凸轮转动控制机构不需要用于检测凸轮的转动位置的传感器或用于将凸轮保持在原始位置的保持板。
由于弹性部件被如此固定，使得该弹性部件的伸展长度在凸轮处于原始位置时最短，故凸轮可以可靠地转动到原始位置。
当凸轮位于原始位置时，凸轮可安稳和静止地停靠在该原始位置。
尽管只详细描述了本发明的一些目前优选的实施例，对于本技术领域中的普通技术人员可清楚地理解，在不偏离由所附权利要求书中限定的本发明的精神和范围的情况下，可在实施例中做出某些变换和修改。

Claims (3)

1.一种凸轮转动控制机构，其包括：
可转动的凸轮；
用于将转动装置的驱动力传递给所述凸轮和截断传递给所述凸轮的驱动力的离合器机构，同时，其构成为在所述转动装置停止的情况下或电源重新启动的情况下，截断所述转动装置和所述凸轮的连接；和
原始位置设定装置，当传递到所述凸轮的驱动力被离合器机构截断时，该原始位置设定装置使所述凸轮转动到原始位置，
该原始位置设定装置包括弹性部件，其一端在邻近于所述凸轮的周边的位置处连接到所述凸轮上，其另一端固定在所述凸轮的外周面更外侧的位置，以使得所述弹性部件的伸展长度在所述凸轮处于其原始位置时最短。
2.如权利要求1所述的凸轮转动控制机构，其特征在于，当所述凸轮位于原始位置时，该原始位置设定装置以预定的拉力拉着所述凸轮。
3.如权利要求1所述的凸轮转动控制机构，其特征在于，所述弹性部件是弹簧。
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