CN103774947B - 一种直流无刷电机驱动的开关网机构及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制网口开关的机构，旨在提供一种直流无刷电机驱动的开关网机构及其应用方法。该发明包括直流无刷电机、凸轮轴、凸轮、拨片、网杆、弹簧和网杆轴；所述凸轮轴一端连接有驱动该凸轮轴的电机，其另一端设置感应器和带有N极和S极交叉布置磁铁的转盘，凸轮轴上安装有轴向间距相等、圆周方向角度间隔相等的凸轮；所述凸轮与对应带滚轮的拨片相接触，且每个拨片上的挂钩与对应网杆上的滚轮连接在一起。本发明的有益效果是：使用直流无刷电机，可以准确地控制转向及转速；凸轮转动顶起拨片过程中，减少了摩擦力，提高了耐用度和可靠性；使用带磁铁的转盘定位的方法，定位精准，开机即可直接使用，不需要调节零位。

Description

一种直流无刷电机驱动的开关网机构及其应用方法

技术领域

本发明涉及控制网口开关的机构，具体涉及一种直流无刷电机驱动的开关网机构及其应用方法。

背景技术

海底生物的研究，最常用的方法就是从海底取回样本到科学考察船上进行研究。海底近底层的生物幼体，由于个体较大而且数量稀少，往往需要通过过滤大量的海水才能获得少量的样本，因此一般使用大口径的过滤网拖曳方式进行取样，这一类取样器一般有多于一个网口，因此需要在取样器上增加一个机构，用于在不同的时间或者深度或者地点控制不同的网口打开。

目前使用较多的是MOCNESS(MultipleOpening/ClosingNetandEnvironmentalSensingSystem多层可控开闭网和环境参数采集系统)，该系统采用直流电机带动一根驱动轴，轴上面不同的位置焊接了若干凸点，通过凸点顶起用于锁紧网杆的拨片，从而释放有弹簧预紧力的网杆，驱动轴转动一周就可以释放所有网杆。该系统通过定时控制电机关闭，也就是说设定好电机每次转动的时间，来控制驱动轴转动的角度，使其每次只释放一根网杆。由于电机存在加速和减速的过程，且不能保证同样的时间内转过的圈数都相同，因此每次使用后都会产生一定的转角误差，下次使用前要对电机的起始位置进行调整，十分不便。

由国家海洋局第二海洋研究所、浙江大学等单位联合研制的生物幼体保压直视取样系统。该系统的开关网机构由六只油缸组成，需要开关网时直接控制液压阀就可以。该系统最大的不足是采用了液压驱动的机构重量比较大，使得整套设备都十分沉重，而且渗漏出来的液压油会附着在设备的各个地方，导致生物样品被污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种直流无刷电机驱动的开关网机构及其应用方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种直流无刷电机驱动的开关网机构，用于控制网口的开关，还包括凸轮轴、凸轮、拨片、网杆、弹簧、固定板、感应器、夹具、转盘、底盘、直流无刷电机和网杆轴；所述凸轮轴通过两端的固定板固定在底盘上，凸轮轴的一端连接有用于驱动该凸轮轴的直流无刷电机，凸轮轴另一端的固定板上设置有感应器和带有N极、S极交叉布置的磁铁的转盘；凸轮轴上安装有凸轮，凸轮的圆形边沿上设有一个凸起；所述网杆上设有孔扣和滚轮，弹簧通过孔扣与网杆连接，网杆分别固定在网杆轴上；所述拨片的中间设有孔，拨片通过孔固定在轴上，轴通过两端的夹具固定在底盘上，拨片的一端设有滚轮，与凸轮接触，另一端是挂钩，挂钩勾在对应网杆的滚轮上；每个凸轮能分别顶起对应带滚轮的拨片，致使对应的网杆释放，网杆能在弹簧拉力下绕网杆轴转动一个角度，完成网口的打开或者关闭。

本发明中，所述感应器为磁敏传感器。

本发明中，所述直流无刷电机是60W直流无刷电机。

本发明中，所述凸轮轴上安装有六个凸轮，且六个凸轮的轴向间距相等、圆周方向角度间隔相等。

本发明中，所述转盘上装有14个N极、S极交叉布置的磁铁，且14个磁铁的一端均匀分布在转盘的圆周上。

本发明中，所述夹具和固定板都通过螺栓固定在底盘上。

提供基于所述的一种直流无刷电机驱动的开关网机构的应用方法，启动直流无刷电机，直流无刷电机带动安装在凸轮轴上的凸轮转动，当凸轮转动时，凸轮的凸起会顶起对应的拨片，将网杆释放掉，网杆在弹簧拉力作用下绕网杆轴转动90°，将网口打开或者关闭；直流无刷电机每次转动51.4°，凸轮轴一端的转盘就转动51.4°，转盘旁边的感应器就会发出一个电信号，使电机停转，等待下一个开机指令。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出了使用直流无刷电机，可以通过上位机准确地控制转向及转速；

2、本发明提出了使用带滚轮的拨片，凸轮转动顶起拨片的过程中，最大限度的减少了摩擦力，提高了耐用度和可靠性；

3、本发明提出了使用带滚轮的网杆，网杆从拨片上脱开的时候可以尽可能的减小摩擦力，提高耐用度和可靠性；

4、本发明提出了使用带磁铁的转盘定位的方法，定位精准，开机即可直接使用，不需要调节零位。

附图说明

图1为本发明的整体机构示意图。

图2是本发明的局部示意图。

图3是感应器工作原理图。

图中的附图标记为：1直流无刷电机；2凸轮轴；3凸轮；3-1圆形边沿；3-2凸起；4拨片；5转盘；6感应器；7网杆；8弹簧；9网杆轴；10磁铁；11夹具；12底盘；13固定板；14孔扣。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1中的一种直流无刷电机驱动的开关网机构用于控制网口的开关，包括直流无刷电机1、凸轮轴2、凸轮3、拨片4、弹簧8、固定板13、夹具11、底盘12、转盘5、感应器6、网杆7和网杆轴9，这里的直流无刷电机1采用60W直流无刷电机。

凸轮轴2通过两端的固定板13利用螺栓固定在底盘12上，凸轮轴2的一端连接有用于驱动该凸轮轴2的直流无刷电机1，凸轮轴2另一端的固定板13上设置有感应器6和转盘5，这里的感应器6为磁敏传感器，转盘5上装有14个N极、S极交叉布置的磁铁10，且14个磁铁10的一端均匀分布在转盘5的圆周上，利用相反的磁极消除感应器6内残余的磁场，确保下一次能准确的感应到所需的磁场，发出停机信号。凸轮轴2上安装有六个凸轮3，且六个凸轮3的轴向间距相等、圆周方向角度间隔相等，凸轮3的圆形边沿3-1上设有一个凸起3-2。所述网杆7上设有孔扣14和滚轮，弹簧8通过孔扣14与网杆7连接，网杆7分别固定在网杆轴9上。所述拨片4的中间设有孔，拨片4通过孔固定在轴上，轴通过两端的夹具11利用螺栓固定在底盘12上，拨片4的一端设有滚轮，与凸轮3接触，另一端是挂钩，挂钩勾在对应网杆7的滚轮上；每个凸轮3能分别顶起对应带滚轮的拨片4，致使对应的网杆7释放，网杆7能在弹簧8拉力下绕网杆轴9转动一个角度，完成网口的打开或者关闭。

一种直流无刷电机驱动的开关网机构的应用方法是：启动直流无刷电机1，直流无刷电机1带动安装在凸轮轴2上的凸轮3转动，当凸轮3转动时，凸轮3的凸起3-2会顶起对应的拨片4，将网杆7释放掉，网杆7在弹簧8拉力作用下绕网杆轴9转动90°，实现开关网动作。同时，凸轮轴2上安装的转盘5上有14个磁铁10，凸轮轴2每转动51.4°，磁铁10会使感应器6产生一个停机信号，使直流无刷电机1停转，确保每次只打开一根网杆7；当凸轮3转动时，会推动拨片4的滚轮，向上移动6mm，拨片4本体就旋转51.4°，之后拨片4和网杆7的滚轮接触地方就会脱开，网杆7在弹簧8的作用力下绕网杆轴9转动；用于定位的转盘5上，沿圆周布置了14颗磁铁10，N和S极交叉布置，这样相当于凸轮轴2转动一圈，可以有7个停机位；磁铁10的N、S极交叉布置，是为了利用相反的磁极消除传感器6内残余的磁场，确保下一次能准确的感应到所需的磁场，发出停机信号。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。例如电机可以是其他功率或者其他类型的电机，凸轮3和网杆7可以是六套或者更多、感应器6可以是电磁感应器或者其他形式的感应器6等等。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种直流无刷电机驱动的开关网机构，用于控制网口的开关，其特征在于，包括凸轮轴、凸轮、拨片、网杆、弹簧、固定板、感应器、夹具、转盘、底盘、直流无刷电机和网杆轴；所述凸轮轴通过两端的固定板固定在底盘上，凸轮轴的一端连接有用于驱动该凸轮轴的直流无刷电机，凸轮轴另一端的固定板上设置有感应器和带有N极、S极交叉布置的磁铁的转盘；凸轮轴上安装有凸轮，凸轮的圆形边沿上设有一个凸起；所述网杆上设有孔扣和滚轮，弹簧通过孔扣与网杆连接，网杆分别固定在网杆轴上；所述拨片的中间设有孔，拨片通过孔固定在轴上，轴通过两端的夹具固定在底盘上，拨片的一端设有滚轮，与凸轮接触，另一端是挂钩，挂钩勾在对应网杆的滚轮上；每个凸轮能分别顶起对应带滚轮的拨片，致使对应的网杆释放，网杆能在弹簧拉力下绕网杆轴转动一个角度，完成网口的打开或者关闭。

2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动的开关网机构，其特征在于，所述感应器为磁敏传感器。

3.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动的开关网机构，其特征在于，所述直流无刷电机是60W直流无刷电机。

4.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动的开关网机构，其特征在于，所述凸轮轴上安装有六个凸轮，且六个凸轮的轴向间距相等、圆周方向角度间隔相等。

5.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动的开关网机构，其特征在于，所述转盘上装有14个N极、S极交叉布置的磁铁，且14个磁铁的一端均匀分布在转盘的圆周上。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种直流无刷电机驱动的开关网机构，其特征在于，所述夹具和固定板都通过螺栓固定在底盘上。

7.基于权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动的开关网机构的应用方法，其特征在于，启动直流无刷电机，直流无刷电机带动安装在凸轮轴上的凸轮转动，当凸轮转动时，凸轮的凸起会顶起对应的拨片，将网杆释放掉，网杆在弹簧拉力作用下绕网杆轴转动90°，将网口打开或者关闭；直流无刷电机每次转动51.4°，凸轮轴一端的转盘就转动51.4°，转盘旁边的感应器就会发出一个电信号，使电机停转，等待下一个开机指令。