发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明的主要目的在提供一种摆线传动器的外摆线行星轮凸轮,其利用具有坡度变化的凸轮轨道(raisedcamtrack)或是具有凹槽设计的凸轮轨道(slottedcantrack),以将一驱动轴的旋转式位移转换为输出装置的线性位移输出。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案包括:
一种摆线传动器的外摆线行星轮凸轮,其特征在于,包括:一固定壳体、
一凸轮管脚、一外摆线行星轮以及一偏心轮驱动轴;
其中,该固定壳体包含有:
一内固定轮,具有复数个齿轮瓣与复数个齿轮瓣凹隙,其中各该齿轮瓣凹隙设置于相邻两个该齿轮瓣之间;以及
一驱动轴通孔;
其中,该外摆线行星轮设置于该内固定轮中,该外摆线行星轮包括:
一摆线本体;
复数个摆线瓣,其环绕设置于该摆线本体的周围;
复数个摆线凹隙,各该摆线凹隙设置于相邻两个该摆线瓣之间,且该些摆线瓣与该些摆线凹隙匹配于该些齿轮瓣与该些齿轮瓣凹隙;
一偏心轮固定孔,其设置于该摆线本体中;以及
一凸轮轨道,其设置于该摆线本体上,且该凸轮管脚置于该凸轮轨道上,当该外摆线行星轮旋转时,该凸轮管脚根据该凸轮轨道的轨道形状而产生对应地移动;
其中,该偏心轮驱动轴包括:
一摆线固定圆盘;
一外摆线行星偏心传动器,其设置于该摆线固定圆盘的一端上,该外摆线行星偏心传动器可在该偏心轮固定孔中自由旋转;
一偏心传动平衡器,其设置于该摆线固定圆盘的另一端上,该偏心传动平衡器的旋转角度是该外摆线行星偏心传动器的一半;以及
一偏心轮通孔,其开设于该摆线固定圆盘、该外摆线行星偏心传动器与该偏心传动平衡器中,其中该偏心轮驱动轴连接一驱动轴,且该驱动轴延伸穿过该驱动轴通孔并设置于该偏心轮通孔中,该外摆线行星轮凸轮将该驱动轴的旋转位移转换为线性量输出,并同时减速与增加其转矩。
其中:该凸轮轨道随着远离该摆线本体的方向而具有一轨道坡度变化,当该外摆线行星轮旋转时,该凸轮管脚根据该凸轮轨道的该轨道坡度变化而产生对应地移动。
其中:该凸轮轨道包括:
一凸轮轨道起点;以及
一凸轮轨道终点,该凸轮轨道自该凸轮轨道起点至该凸轮轨道终点而具有逐渐升高的轨道坡度变化。
其中:该凸轮轨道的坡度连续地在该外摆线行星轮的周围先逐渐上升再逐渐下降,使得该凸轮管脚的位置随着其轨道坡度的变化而先逐渐上升再逐渐下降。
其中:该凸轮轨道的坡度在该外摆线行星轮的周围具有复数次的上升与复数次的下降,使得该凸轮管脚的位置随着其轨道坡度的变化而快速地上升再快速地下降。
其中:该凸轮轨道于该摆线本体中形成一下陷的凸轮凹槽轨道,且该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离是可改变的。
其中:该凸轮轨道于该摆线本体中形成一下陷的凸轮凹槽轨道,且该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离呈一等比例的速率减少。
其中:该凸轮轨道于该摆线本体中形成一下陷的凸轮凹槽轨道,且该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离呈一指数上升的速率减少。
其中:该凸轮轨道于该摆线本体中形成一下陷的凸轮凹槽轨道,且该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离先逐渐地增加再逐渐地减少。
其中:该凸轮轨道于该摆线本体中形成一下陷的凸轮凹槽轨道,且该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离具有复数次的增加与复数次的减少。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种摆线传动器的外摆线行星轮凸轮,其特征在于,包括:一固定壳体、一凸轮管脚、一外摆线行星轮以及一偏心轮驱动轴;
其中,该固定壳体包含有:
一内固定轮,具有复数个齿轮瓣与复数个齿轮瓣凹隙,其中各该齿轮瓣凹隙设置于相邻两个该齿轮瓣之间;以及
一驱动轴通孔;
其中,该外摆线行星轮设置于该内固定轮中,该外摆线行星轮包括:
一摆线本体;
复数个摆线瓣,其环绕设置于该摆线本体的周围;
复数个摆线凹隙,各该摆线凹隙设置于相邻两个该摆线瓣之间,且该些摆线瓣与该些摆线凹隙匹配于该些齿轮瓣与该些齿轮瓣凹隙;
一偏心轮固定孔,其设置于该摆线本体中;以及
一凸轮轨道,其设置于该摆线本体上,该凸轮管脚置于该凸轮轨道上,且该凸轮轨道随着远离该摆线本体的方向而具有一轨道坡度变化,当该外摆线行星轮旋转时,该凸轮管脚根据该凸轮轨道的该轨道坡度变化而产生对应地移动;
其中,该偏心轮驱动轴包括:
一摆线固定圆盘;
一外摆线行星偏心传动器,其设置于该摆线固定圆盘的一端上,该外摆线行星偏心传动器可在该偏心轮固定孔中自由旋转;
一偏心传动平衡器,其设置于该摆线固定圆盘的另一端上,该偏心传动平衡器的旋转角度是该外摆线行星偏心传动器的一半;以及
一偏心轮通孔,其开设于该摆线固定圆盘、该外摆线行星偏心传动器与该偏心传动平衡器中,其中该偏心轮驱动轴连接一驱动轴,且该驱动轴延伸穿过该驱动轴通孔并设置于该偏心轮通孔中,该外摆线行星轮凸轮将该驱动轴的旋转位移转换为线性量输出,并同时减速与增加其转矩。
其中:该凸轮轨道包括:
一凸轮轨道起点;以及
一凸轮轨道终点,该凸轮轨道自该凸轮轨道起点至该凸轮轨道终点而具有逐渐升高的该轨道坡度变化。
其中:该凸轮轨道的坡度连续地在该外摆线行星轮的周围先逐渐上升再逐渐下降,使得该凸轮管脚的位置随着该轨道坡度变化而先逐渐上升再逐渐下降。
其中:该凸轮轨道的坡度在该外摆线行星轮的周围具有复数次的上升与复数次的下降,使得该凸轮管脚的位置随着该轨道坡度变化而快速地上升再快速地下降。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案还包括:
一种摆线传动器的外摆线行星轮凸轮,其特征在于,包括:一固定壳体、一凸轮管脚、一外摆线行星轮以及一偏心轮驱动轴;
其中,该固定壳体包含有:
一内固定轮,具有复数个齿轮瓣与复数个齿轮瓣凹隙,其中各该齿轮瓣凹隙设置于相邻两个该齿轮瓣之间;以及
一驱动轴通孔;
其中,该外摆线行星轮设置于该内固定轮中,该外摆线行星轮包括:
一摆线本体;
复数个摆线瓣,其环绕设置于该摆线本体的周围;
复数个摆线凹隙,各该摆线凹隙设置于相邻两个该摆线瓣之间,且该些摆线瓣与该些摆线凹隙匹配于该些齿轮瓣与该些齿轮瓣凹隙;
一偏心轮固定孔,其设置于该摆线本体中;以及
一凸轮轨道,其于该摆线本体中形成一下陷的凸轮凹槽轨道,该凸轮管脚置于该凸轮凹槽轨道上,且该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离是可改变的,当该外摆线行星轮旋转时,该凸轮管脚根据该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离而产生对应地移动;
其中,该偏心轮驱动轴包括:
一摆线固定圆盘;
一外摆线行星偏心传动器,其设置于该摆线固定圆盘的一端上,该外摆线行星偏心传动器可在该偏心轮固定孔中自由旋转;
一偏心传动平衡器,其设置于该摆线固定圆盘的另一端上,该偏心传动平衡器的旋转角度是该外摆线行星偏心传动器的一半;以及
一偏心轮通孔,其开设于该摆线固定圆盘、该外摆线行星偏心传动器与该偏心传动平衡器中,其中该偏心轮驱动轴连接一驱动轴,且该驱动轴延伸穿过该驱动轴通孔并设置于该偏心轮通孔中,该外摆线行星轮凸轮将该驱动轴的旋转位移转换为线性量输出,并同时减速与增加其转矩。
其中:该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离呈一等比例的速率减少。
其中:该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离呈一指数上升的速率减少。
其中:该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离先逐渐地增加再逐渐地减少。
其中:该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离具有复数次的增加与复数次的减少。
与传统的旋转式凸轮不同的是,本发明所提出的外摆线行星轮凸轮,不仅可将驱动轴的旋转式位移转换为输出装置的线性位移输出,更可同时达到将凸轮减速并增加其转矩的目的。
根据本发明所揭示的摆线传动器的外摆线行星轮凸轮,其包括有一固定壳体,其内部设置有一内固定轮。一外摆线行星轮设置于该固定壳体的内固定轮与一壳体外盖中。一偏心轮驱动轴连接于一直流马达的驱动轴,或其他可手动转动的驱动轴上。此偏心轮驱动轴可自由地在外摆线行星轮的一偏心轮固定孔中转动。当驱动轴转动时,该偏心轮驱动轴带动外摆线行星轮与固定壳体产生一摆线运动,并且同时使得外摆线行星轮可独立地于偏心轮驱动轴的周围旋转,其中外摆线行星轮的旋转方向与驱动轴的旋转方向相反。根据本发明的实施例,此时外摆线行星轮的旋转速率会低于驱动轴的旋转速率,且仅为驱动轴旋转速率的r倍。其中,r=(P-L)/L,P是固定壳体上齿轮瓣的数量,L是外摆线行星轮上摆线瓣的数量。举例来说,若固定壳体上具有11个齿轮瓣,而外摆线行星轮上具有10个摆线瓣,那么在此情况下,外摆线行星轮的旋转速率只有驱动轴旋转速率的1/10(r=(11-10)/10)。再者,外摆线行星轮的输出转矩可放大为原输入转矩的10倍以上,如此同时大幅地降低转矩的机械损失。
另一方面而言,本发明所揭示的偏心轮驱动轴更可包括有一偏心传动平衡器,其可提供作为偏心轮驱动轴旋转时用来减少过度震动的平衡抵销。为达成相同的目的,根据本发明的实施例,摆线传动器的外摆线行星轮凸轮上也可选择性地设有另一传动平衡凸轮,以如此抵销掉凸轮旋动时可能产生的所有震动。
根据本发明的实施例,外摆线行星轮上更可包括一凸轮轨道,该凸轮轨道可选择性地设计为随着远离其摆线本体的方向而具有轨道坡度变化,或是在其摆线本体中形成下陷的凹槽轨道,且该凸轮凹槽轨道与该外摆线行星轮中心的距离是可调变的。由于凸轮管脚设置于该凸轮轨道上,因此,当外摆线行星轮旋转时,该凸轮管脚可根据其轨道的坡度变化而对应地上升或下降,或是根据其凹槽轨道与外摆线行星轮中心的距离而对应地往内移或往外推。由于凸轮管脚同时连接于一例如可为相机镜头的输出装置,因此,此输出装置即可同时随着凸轮管脚的移动而改变其位置。
是以,综上所述,本发明即可凭借简易地改变与控制凸轮轨道的样式,而达到将驱动轴的旋转位移转为输出装置的线性量输出的目的。
更进一步而言,利用上述的外摆线行星轮、固定壳体的内固定轮、以及偏心轮驱动轴,本发明所揭示的外摆线行星轮凸轮相较于现有的前导螺丝具有较佳的市场价值与市场优势。除此之外,本发明更可在无须额外设置任何电子控制系统的情况下,仅需利用改变凸轮轨道的轨道形状,即可达到精确控制输出装置的位移的目的。再者,利用善加地设计轨道的轨道坡度变化或是凹槽半径的改变,本发明的输出装置所能达到的位移改变量相较于现有技术,更为精准、精确并具有再现性。举例来说,若凸轮轨道的轨道终点与轨道起点设计为具有0.1公厘的坡度变化,那么本发明所揭示的外摆线行星轮的旋转速率可减速为原有的十分之一,且输入马达在每转一圈时,其输出装置可以产生有微小至0.01公厘的位移改变量。相较于本发明,现有技术若要制造出一螺距为0.01公厘的前导螺丝,则是相当困难并且需要高度的制程技术与制程复杂度的。
由此可见,相较于现有技术,本发明所揭示的外摆线行星轮凸轮不仅具有制程简单且成本较低的优势,其内部各组件之间的摩擦力也较小,可在无形中增加本发明的外摆线行星轮凸轮的生命周期与使用年限。并且,相较于其他坊间的凸轮设计,本发明所揭示的外摆线行星轮凸轮更具有无须外加有其他输入驱动电力需求的优点。
具体实施方式
以上有关于本发明的内容说明,与以下的具体实施方式用于示范与解释本发明的精神与原理,并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。有关本发明的特征、实作与功效,兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
请参阅图1A至图1D所示,其是根据本发明实施例的外摆线行星轮凸轮(epicycloidplanetgearcam)的结构示意图。
如图1A至图1D所示,本发明实施例所提出的外摆线行星轮凸轮100,其主要包括有:一固定壳体(stationaryhousing)200、一壳体外盖(housingcap)300、一外摆线行星轮(epicycloidplanetgear)、一偏心轮驱动轴(driveshafteccentric)、一凸轮管脚(camfollowerpin)600、一透镜置架(lenscarrier)700、一复原弹簧(returnleafspring)800以及一直流马达(directcurrent(DC)motor)900。
其中,固定壳体200内部具有一内固定轮(internalstationaryringgear),上述的外摆线行星轮与偏心轮驱动轴设置于该固定壳体200内,而壳体外盖300则组装于该固定壳体200上,以如此将上述的外摆线行星轮与偏心轮驱动轴封装于壳体外盖300与固定壳体200中。
一马达传动轴固设于直流马达900的驱动轴(driveshaft)上,如此,马达传动轴可自由旋转于外摆线行星轮凸轮中心的一偏心轮固定孔中。根据本发明的实施例,当直流马达900通电,使得其偏心轮驱动轴开始旋转时,将带动外摆线行星轮凸轮绕着固定壳体中的内固定轮旋转,且其旋转方向与驱动轴的旋转方向相反。
在此情况下,当外摆线行星轮开始旋转,其凸轮的旋转轨道将致使凸轮管脚600上升或下降,同时,由于复原弹簧800开始产生压力,而可如此维持凸轮管脚600在凸轮的旋转轨道上而不致松动。
再者,由于凸轮管脚600安设于透镜置架700中,因此当凸轮管脚600移动时,透镜置架700也会同时随之产生位移。
续请参阅图2A至图2D所示,其是根据本发明实施例的固定壳体的结构示意图。
如图2A至图2D所示,固定壳体200包含有:一壳体本体部(housingbody)295、复数个壳体定位器(housingretainer)210、一壳体外壁(housingouterwall)220、复数个外盖凹孔(snapclearancehole)230、一驱动轴通孔(driveshaftclearancehole)240、复数个组装孔(assemblyhole)250、一用于设置输出装置的壳体凹隙(housingclearance)270、复数个齿轮瓣(ringgearlobe)280以及复数个齿轮瓣凹隙(ringgearlobeclearance)290。
其中,壳体本体部295提供作为固定壳体200的中心本体,且壳体外壁220设置在壳体本体部295的周围。
复数个壳体定位器210与复数个外盖凹孔230环绕设置在固定壳体200的壳体外壁220上。其中,外盖凹孔230用来供壳体外盖300对应设置于其上,以组装壳体外盖300于固定壳体200上。
根据本发明的此实施例,壳体外盖300凭借卡合于外盖凹孔230而组装于固定壳体200上。然而,壳体外盖300与固定壳体200的组合并不以此为限。根据本发明的其他实施例,壳体外盖300与固定壳体200的组合也可通过其他方式来实施,例如:壳体外盖300与固定壳体200可凭借螺丝、螺栓或其他锁合元件将二者组装在一起。
驱动轴通孔240设置于固定壳体200的本体部中,如此,直流马达900的驱动轴即可利用该驱动轴通孔240而穿设过固定壳体200中。
组装孔250则是用于提供直流马达900固设于固定壳体200上之用。举例来说,扣件或锁合元件即可通过该些组装孔250而将直流马达900扣合或锁合于固定壳体200的上。
齿轮瓣凹隙290设置于相邻两个齿轮瓣280之间。根据本发明的实施例,这些齿轮瓣280与其复数个齿轮瓣凹隙290设置于固定壳体200的内侧面上。于此,如图2D所示,外摆线行星轮400上的摆线瓣(cycloidlobe)与摆线瓣凹隙(cycloidlobeclearance)即可凭借匹配于这些齿轮瓣280与齿轮瓣凹隙290而旋转于固定壳体200的内部。
壳体凹隙270设置于固定壳体200的壳体外壁220上,根据本发明的实施例,壳体凹隙270用于提供作为固定壳体200与输出装置之间之间隙之用。
根据本发明的实施例,如图1A至图1D所示,本发明所使用的输出装置包含该透镜置架700。
根据本发明的其他实施例,输出装置也可以是其他利用旋转式输入转换为线性输出的装置,例如:机床工具(machiningtool)、压印机(stampingmachine)、缝纫机(sewingmachine)、往复式工具机(reciprocatingtool)、往复式治锯(reciprocatingsaw)、或其他加锁/解锁器(engaging/disengaginglock)。
续请参阅图3A至图3D图所示,其是根据本发明实施例的壳体外盖的结构示意图。
如图3A至图3D所示,壳体外盖300包含有:复数个弹性组装件(assemblysnap)310、复数个组装端(snapdetail)315、一凸轮托座孔(camfollowerclearancehole)320、一凸轮支托座(camfollowersupportbracket)330、复数个弹簧定位孔(leafspringretainerhole)340、复数个弹簧轨道(leafspringtrack)350、以及一用于设置输出装置的外盖凹隙(capclearance)360。
其中,该些弹性组装件310环绕设置于壳体外盖300的周围,用于提供壳体外盖300与固定壳体200组装在一起之用。根据本发明的实施例,这些弹性组装件310设计为可伸缩且具有狭缝的,如此,当壳体外盖300组装或拆卸于固定壳体200时,弹性组装件310即可对应地被伸长或压缩。
其中,每一个弹性组装件310上更具有一组装端315,其譬如可为一凸缘(flange)、钩端(hook)、或楔形端(wedge)。
因此,在组装时,上述的弹性组装件310可对应插设于固定壳体200的外盖凹孔230中,使得位于弹性组装件310上的每一个组装端315都可卡合于固定壳体200的壳体定位器210内,在此情况下,壳体外盖300与固定壳体200即被成功地组装在一起。
凸轮支托座330设置于壳体外盖300上,且凸轮支托座330中更开设有一凸轮托座孔320。凭借此设计,凸轮管脚600即可利用此凸轮支托座330中的凸轮托座孔320而持续地往上或往下移动。
同样地,根据本发明的实施例,壳体外盖300上更设计有复数个弹簧定位孔340与弹簧轨道350。其中,弹簧轨道350用于定位(align)复原弹簧800,使其可与凸轮支托座330及凸轮管脚600相对维持在正确的位置上。弹簧定位孔340则是用于将复原弹簧800与壳体外盖300组装在一起之用。
外盖凹隙360设置于壳体外盖300的外侧面上,根据本发明的实施例,此一外盖凹隙360用于提供作为壳体外盖300与输出装置之间之间隙之用。
根据本发明的实施例,如图1A至图1D所示,本发明所使用的输出装置包含该透镜置架700。
根据本发明的其他实施例,输出装置也可以是其他利用旋转式输入转换为线性输出的装置,例如:机床工具(machiningtool)、压印机(stampingmachine)、缝纫机(sewingmachine)、往复式工具机(reciprocatingtool)、往复式治锯(reciprocatingsaw)、或其他加锁/解锁器(engaging/disengaginglock)。
续请参阅图4A至图4E所示,其是根据本发明实施例的外摆线行星轮的结构示意图。
如图4A至图4E所示,外摆线行星轮400包含有:复数个摆线瓣(cycloidlobe)410、复数个摆线瓣凹隙(cycloidlobeclearance)420、一偏心轮固定孔(eccentricmountinghole)430、一凸轮轨道(camtrack)440、一凸轮轨道起点(camtrackstart)450、一凸轮轨道终点(camtrackend)460、一摆线本体(cycloidbody)470、以及一摆线基座(cycloidbase)480。
其中,复数个摆线瓣410环绕设置于摆线本体470的外表面上,且相邻两个摆线瓣410之间具有一摆线瓣凹隙420。根据本发明的实施例,这些摆线瓣410与其摆线瓣凹隙420可相互匹配于固定壳体200中的复数个齿轮瓣280以及复数个齿轮瓣凹隙290,以如此使得外摆线行星轮400可旋转于固定壳体200的内。
偏心轮固定孔430开设于摆线本体470之中,其作用用来令偏心轮驱动轴的外摆线行星偏心传动器带动外摆线行星轮400产生旋转式的运动。值得注意的是,根据本发明的实施例,外摆线行星轮400并未接触于偏心轮驱动轴上,且外摆线行星偏心传动器也仅穿设于外摆线行星轮400的偏心轮固定孔430中而已。
根据本发明的实施例,上述的凸轮轨道440是一坡度逐渐升高的轨道。此凸轮轨道440设置于摆线本体470的上表面,并且自该上表面上具有一坡度逐渐升高的表征。详细而言,在凸轮轨道440的凸轮轨道起点450时,该轨道具有一最低的高度;而在凸轮轨道440的凸轮轨道终点460时,该轨道具有一最高的高度。
当进行组装时,凸轮管脚600的凸轮接触表面置于上述的凸轮轨道440上,在此情况下,复原弹簧800提供一往下压的压力,使得凸轮管脚600可更紧密地贴合于凸轮轨道440上。当外摆线行星轮400开始转动时,凸轮轨道440将使得凸轮管脚600可根据其轨道坡度的变化而产生相对地运动。举例而言,在凸轮轨道440坡度上升的地方,凸轮管脚600也会对应地往上运动;而在凸轮轨道440坡度下降的地方,凸轮管脚600则会产生对应地往下运动。
根据本发明的实施例,凸轮轨道440的坡度逐渐地上升,并具有一轨道起点450与一轨道终点460。
根据本发明的其他实施例,凸轮轨道440当然也可以呈现其他种类的设计样式。举例来说,外摆线行星轮400上的凸轮轨道440可以设计为具有缓慢升高并缓慢降低的坡度样式,又或者是,凸轮轨道440也可以设计为具有急速升高并急速降低等高度变化较明显的坡度,以利用此种设计加快凸轮管脚上升或下降的速度。
是以,由上可知,根据本发明所揭示的外摆线行星轮凸轮,其可通过简易地改变其外摆线行星轮轨道的轨道样式,而达到外摆线行星轮凸轮适于不同需求与使用范畴的目的。
更进一步而言,本发明凭借改变驱动轴(driveshaft)的旋转方向可同时影响凸轮管脚的移动。举例而言,若驱动轴的旋转方向朝向同一方向旋转,则凸轮管脚会周期性地随着凸轮轨道440的坡度变化而朝同一方向移动。然而,若驱动轴的旋转方向先朝某一方向旋转,然后再朝向与其相反的方向旋转,那么在此情况下,凸轮管脚的移动就会随之改变。若以图4A至图4E的实施例(即凸轮轨道440具有一凸轮轨道起点450与凸轮轨道终点460)进行说明,则在凸轮管脚移动到凸轮轨道终点460前,驱动轴可先朝某一方向旋转;然后,自此开始到凸轮管脚移动至凸轮轨道起点450前,驱动轴即会朝另一与其相反的方向旋转。凭借此种设计,驱动轴的旋转方向即可用于控制凸轮轨道440的方位、凸轮管脚的移动方向,并进一步地控制透镜置架的位置。更进一步而言,根据本发明的实施例,若使用者屡次增加驱动轴旋转方向改变的次数,则更可达到精确地控制凸轮管脚位置的目的。举例来说,当应用于自动定位系统中时,凭借精密地设计调变驱动轴的旋转方向,本发明可达到准确地控制输出装置(例如:透镜置架)位置的目的。
续请参阅图5A至图5C所示,其是根据本发明实施例的偏心轮驱动轴的结构示意图。
如图5A至图5C所示,偏心轮驱动轴500包含有:一外摆线行星偏心传动器(epicycloidplanetgeareccentricdriver)510、一摆线固定圆盘(cycloidmountingdisc)520、一偏心传动平衡器(eccentricdrivercounterbalance)530、以及一偏心轮通孔(eccentrichole)540。
当进行组装时,外摆线行星偏心传动器510设置于外摆线行星轮400的偏心轮固定孔430中。值得注意的是,根据本发明的实施例,偏心轮驱动轴500并未附着于外摆线行星轮400上,且外摆线行星偏心传动器510可自由地在外摆线行星轮400的偏心轮固定孔430中恣意旋转。
由于偏心轮驱动轴500与外摆线行星轮400二者并未具有实际上的接触与附着,因此,摆线圆盘520即是用于固定且维持住外摆线行星偏心传动器510在外摆线行星轮400的偏心轮固定孔430中的位置。
相对于外摆线行星偏心传动器510的位置,偏心传动平衡器530设置于摆线圆盘520的另一端上。根据本发明的实施例,偏心传动平衡器530的旋转角度可设计为外摆线行星偏心传动器510的一半(half-rotation),以如此提供作为外摆线行星偏心传动器510旋转时减少震动的平衡抵销。
偏心轮驱动轴500利用其偏心轮通孔540而组装于一驱动轴,例如:直流马达的驱动轴上。
续请参阅图6所示,其是根据本发明实施例的凸轮管脚的立体结构示意图。
如图6所示,凸轮管脚600包含一凸轮本体(camfollowerbody)610与一凸轮接触表面(camfollowercontactsurface)620。
根据本发明的实施例,在进行组装时,凸轮本体610穿设于透镜置架的凸轮固定孔中,以如此将凸轮管脚600与透镜置架组合在一起。
当外摆线行星轮开始旋转时,凸轮管脚600的凸轮接触表面620接触于外摆线行星轮上的凸轮轨道440,并且随着凸轮轨道产生对应地移动。根据本发明的实施例,当凸轮管脚600位在凸轮轨道440的凸轮轨道起点上时,由于凸轮轨道起点位于轨道上的最低点,因此,凸轮管脚600也位在其运动的最低位置上。当外摆线行星轮400开始转动时,凸轮轨道440将使得位于其上的凸轮管脚600可根据其轨道坡度而产生相对地运动。也就是说,当凸轮管脚600移动到凸轮轨道440的凸轮轨道终点上时,由于凸轮轨道终点位于轨道上的最高点,因此,凸轮管脚600也位在其运动的最高位置上。由于凸轮管脚600与输出装置固设在一起,因此,本发明的输出装置与透镜置架即可一并随着凸轮管脚600而移动。
续请参阅图7A至图7B所示,其是根据本发明实施例的透镜置架的结构示意图。
根据本发明的一实施例,用于连接且可一并与上述的凸轮管脚600一起移动的输出装置可为一透镜置架700。
根据本发明的其他实施例,此种输出装置当然也可为其他可利用旋转式输入转换为线性输出的装置,例如:机床工具(machiningtool)、压印机(stampingmachine)、缝纫机(sewingmachine)、往复式工具机(reciprocatingtool)、往复式治锯(reciprocatingsaw)、或其他加锁/解锁器(engaging/disengaginglock)。唯本发明以下的技术思想,以透镜置架作为一实施例的说明而已,然并非用于限定本发明的发明范围。
如图7A至图7B所示,透镜置架700包含有一
透镜本体(lensbody)710、一透镜(lens)720、一上固定部(topmount)730、一下固定部(bottommount)740、一旋转阻力部(anti-rotationfeature)745、以及一凸轮固定孔(camfollowerpressfithole)750。
其中,透镜720设置于透镜本体710中。根据本发明的一实施例,该透镜720例如可以是一相机的聚焦镜头。
上固定部730与下固定部740设置于透镜本体710的外壁上。
凸轮固定孔750自上述的上固定部730与下固定部740上延伸形成。根据本发明的实施例,凸轮固定孔750提供作为凸轮管脚600的凸轮本体610穿设于透镜置架中之用,以如此将凸轮管脚600与透镜置架700组合在一起。
其中,下固定部740上更具有一旋转阻力部745,其作用在于,当本发明的凸轮管脚600与透镜置架700组合在一起后,二者将会一起运动。在此情况的下,旋转阻力部745会同时沿着壳体外盖300的凸轮支托座330移动。当透镜置架700移动时,旋转阻力部745的力臂将会靠近且支托住上述的凸轮支托座330,如此有效地防止透镜置架产生无预期的旋转。
续请参阅图8A至图8B所示,其是根据本发明实施例的复原弹簧的结构示意图。
如图8A至图8B所示,复原弹簧800包含有:一弹簧基座(springbase)810、一弹簧本体(springbody)820、一弹簧尖端(springtip)830、以及一弹簧固定孔(springmountinghole)840。
根据本发明的实施例,复原弹簧800由一弹性材料所制成,且其形状呈现一类似S的形状。其中,弹簧本体820连接于弹簧基座810与弹簧尖端830之间。
弹簧固定孔840开设于弹簧基座810中,其作用使得复原弹簧800可通过此弹簧固定孔840而组装于壳体外盖300的弹簧定位孔340中。
详细而言,当复原弹簧800的弹簧基座810组合于壳体外盖时,上述的弹簧尖端830接触于凸轮管脚的顶端。当凸轮管脚开始往上移动时,复原弹簧800被压缩而提供一微小的反作用力于凸轮管脚上。当凸轮管脚往下移动时,复原弹簧800即又被延长而回到其弹簧的原始状态。举例来说,当凸轮管脚沿着外摆线行星轮上的凸轮轨道移动至其轨道终点时,在凸轮管脚通过该轨道终点的瞬间,复原弹簧800立即地将该凸轮管脚往下推挤,而使其朝向外摆线行星轮的摆线本体靠近。
续请参阅图9A至图9C所示,其是根据本发明实施例的直流马达的结构示意图。
如图9A至图9C所示,直流马达900包含有:一马达壳体(motorhousing)910、一马达接点(contact)920、一马达基座(motorbase)930、一马达上盖(motortop)940、以及一驱动轴(driveshaft)950。
其中,马达基座930与马达接点920设置于马达壳体910的一端上,马达上盖940与驱动轴950设置于马达壳体910相对的另一端上。
根据本发明的实施例,马达接点920包含有一个或一个以上的电性接点,以凭借该些电性接点耦接于一直流电源,并利用该直流电源驱动直流马达900运作。
是以,当直流电源输入于直流马达900时,驱动轴950即会开始旋转。由于偏心轮驱动轴也连接于该直流马达900的驱动轴950,因此,当驱动轴950开始旋转时,也会同时带动偏心轮驱动轴开始旋转。
请参阅图10A至图10F所示,其是根据本发明实施例具有凸轮凹槽轨道的外摆线行星轮凸轮的结构示意图。
如图10A至图10F所示,在此实施例中,外摆线行星轮凸轮400的凸轮轨道440是一凹槽轨道(slottedcamtrack)。此一凹槽轨道自摆线本体470的上表面往下凹陷,而形成一凹槽或沟槽(groove)。根据本发明此一实施例,此一凸轮凹槽轨道440环绕着外摆线行星轮凸轮400设置,且其凹槽轨道的半径随着轨道距离外摆线行星轮凸轮400中心的远近而逐渐增加或减少。
当进行组装的时候,由于凸轮管脚600的凸轮接触表面620置于上述的凸轮凹槽轨道440中,因此,当外摆线行星轮凸轮400开始旋转时,凸轮管脚600会因此而随着轨道440距离外摆线行星轮凸轮400中心的距离远近而开始移动。举例来说,若凸轮凹槽轨道440与外摆线行星轮中心的距离(意即凸轮凹槽轨道440的半径)随着其起点至终点而越来越短(也就是轨道往偏心轮固定孔430的方向靠近),则凸轮管脚600的凸轮接触表面620会被凸轮轨道440的侧壁所推挤,并同时带动与其连接的输出装置往外摆线行星轮凸轮400的方向接近。
相反地,若凸轮凹槽轨道440与外摆线行星轮中心的距离(意即凸轮凹槽轨道440的半径)随着其轨道起点至终点而越来越长(意即轨道朝向远离偏心轮固定孔430的方向移动),则凸轮管脚600的凸轮接触表面620会被凸轮轨道440的侧壁而往外推,并同时带动与其连接的输出装置朝远离外摆线行星轮凸轮400的方向移动。
请参阅图10G所示,其是根据本发明实施例,具有滚轮的凸轮管脚与凸轮凹槽轨道的外摆线行星轮凸轮的结构示意图。
如图10G所示,在此实施例中,凸轮管脚600上更可设置有一滚轮(roller)601。如此,当外摆线行星轮凸轮400旋转时,滚轮601接触于上述的轨道内壁,并沿着凸轮凹槽轨道440往复滑移,以如此滚轮601来降低凸轮管脚600与凸轮轨道之间的摩擦力。
续请参阅图10H至图10J所示,其是根据本发明其他实施例具有凸轮凹槽轨道的外摆线行星轮凸轮的结构示意图。
如图10H的实施例所示,凸轮凹槽轨道440具有一凸轮轨道起点450与凸轮轨道终点460,并且,凸轮凹槽轨道440与外摆线行星轮中心的距离(意即凸轮凹槽轨道440的半径)随着轨道起点至终点而逐渐缩短(意即轨道往偏心轮固定孔430的方向接近)。
在此实施例中,当外摆线行星轮凸轮400旋转时,凸轮管脚600以一固定速率或线性的速率移动。
如图10I的实施例所示,凸轮凹槽轨道440具有一凸轮轨道起点450与凸轮轨道终点460,并且,凸轮凹槽轨道440与外摆线行星轮中心的距离(意即凸轮凹槽轨道440的半径)随着轨道的起点450至终点460而加速地缩短。
在此实施例中,当外摆线行星轮凸轮400旋转时,凸轮管脚600则会以一指数上升(exponential)的速度移动。
根据本发明的其他实施例,凸轮凹槽轨道440当然也可具有其他的轨道态样。举例而言,凸轮凹槽轨道的半径(也就是其距离外摆线行星轮中心的距离)可随着轨道的起点至终点而先逐渐地增加再逐渐地缩短。如此,凸轮管脚600即可随之逐渐地先往外再往内移动。或者,如图10J的实施例所示,凸轮凹槽轨道440的半径可随着轨道的起点至终点而具有连续且复数次的半径增加与半径减少,如此使得凸轮管脚600可对应地以一较快速率先往外再逐渐往内移动。
是以,由上可知,根据本发明所揭示的外摆线行星轮凸轮,其可通过简易地改变其外摆线行星轮轨道的轨道样式,而达到外摆线行星轮凸轮适于不同需求与使用范畴的目的。
以下,请一并参阅前述的图1A至图10J所示,本发明兹针对摆线传动器的外摆线行星轮凸轮的组装流程,进行详细的说明如下。
首先,直流马达900通过一个或一个以上穿设于组装孔250中的扣件而固定于固定壳体200中。
之后,偏心轮驱动轴500与驱动轴950组合在一起,然后再穿过驱动轴通孔240,而设置于固定壳体200中。详细而言,驱动轴950先插设于偏心轮驱动轴500的偏心轮通孔540中,之后再利用一个或一个以上的扣件扣合于偏心轮驱动轴500上。
之后,凭借将外摆线行星偏心传动器510插设于偏心轮固定孔430中,并且将凸轮轨道440维持面朝上(意即朝远离固定壳体200的底部的方向),外摆线行星轮400即可设置于偏心轮驱动轴500的上。
在此情况的下,部分的摆线瓣410与摆线瓣凹隙420应已匹配于齿轮瓣280与齿轮瓣凹隙290,而使得外摆线行星轮400卡合在固定壳体200内。
之后,透镜置架700或其他输出装置即可组合于凸轮管脚600。凸轮支托座330的顶端设置于透镜置架的上固定部730与下固定部740之间,此时,旋转阻力部745环绕(或部分环绕)于上述的凸轮支托座330周围。
根据本发明的实施例,之后,凸轮托座孔320与凸轮固定孔750被定位对齐,以供凸轮管脚600穿过凸轮固定孔750之用。此时,透镜置架700与凸轮管脚600一并被组合于凸轮支托座330中。
在此情况下,凸轮管脚600的一端延伸至透镜置架的上固定部730上。之后,凸轮管脚的凸轮本体610延伸进入上固定部730的凸轮固定孔750中、凸轮支托座330上的凸轮托座孔320中、下固定部740中的凸轮固定孔750、以及凸轮支托座330下的凸轮托座孔320中,以延伸进入壳体外盖300的内部。此时,凸轮管脚的凸轮接触表面620被定位于壳体外盖300的内部。
之后,透镜本体710对位于壳体凹隙270,且每一个弹性组装件310对位于每一个外盖凹孔230。壳体外盖300与固定壳体200被组合在一起,直到壳体外盖300上的该些组装端315完整卡合于固定壳体200中的壳体定位器210中。
之后,复原弹簧800可组合于壳体外盖300上。详细而言,弹簧基座810设置于弹簧轨道350中,弹簧固定孔840对位于弹簧定位孔340,使得弹簧尖端830可覆盖住上固定部730上的凸轮管脚600。之后,再利用一个或一个以上的扣件穿过弹簧固定孔840与弹簧定位孔340,以使得复原弹簧800组合于壳体外盖300上。
值得说明的是,上述的组合流程是了解释本发明的技术思想之用,仅为一较佳的实施范例而已,并非用于限定本发明的发明范围。熟习此项技术领域者当可根据自行产品的需求与规格而略做调整,唯依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰,仍应涵盖在本发明的专利范围内。
另一方面而言,同前述本发明的图1A至图10J所示,本发明兹针对摆线传动器的外摆线行星轮凸轮的作动,进行详细的说明如下。
根据本发明的实施例,当直流电源输入于马达接点920后,驱动轴950开始旋转,并且同时带动与其连接的偏心轮驱动轴500旋转。在此情况下,位于偏心轮固定孔430中的外摆线行星偏心传动器510也同时带动外摆线行星轮400开始进行偏心圆的摆线运动。根据本发明的实施例,当外摆线行星偏心传动器510朝向某一方向旋转时,偏心轮固定孔430(及外摆线行星轮400)朝向与其相反的另一方向旋转。
当外摆线行星轮400开始旋转,凸轮管脚的凸轮接触表面620接触于凸轮轨道440上,甚而置于其轨道起点450上。当凸轮接触表面620位于凸轮轨道起点450上时,由于凸轮轨道440位于其坡度最低的位置,因此凸轮管脚600也随之位于其运动的最低点,同时使得透镜置架700形成一回缩(retracted)的状态。若外摆线行星轮400持续旋转,使得凸轮接触表面620沿着凸轮轨道440移动到其终点,此时由于凸轮轨道440的坡度逐渐地升高,因此将同时带动凸轮管脚600随之向上运动,并且使得透镜置架700因此往外移动(等同于向前移动)。至于,若外摆线行星轮400持续旋转,且其凸轮轨道440的坡度逐渐地下降,那么相反地,凸轮管脚600即会随之往下移动,并使得透镜置架700因此向内移(等同于向后移动)。
是以,综上所述,本发明可凭借控制驱动轴950的旋转角度与旋转方向,以及控制凸轮接触表面620在凸轮轨道440上的位置,如此精确地达到控制输出装置(例如:透镜置架700)位置的目的。
以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可作出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的保护范围之内。