CN107498634B - 一种电动冲卡机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动冲卡机，包括外壳、制卡窗、冲切刀头及移动冲切刀头的动力输出机构，所述的动力输出机构包括电机、通过电机转动的转轴及安装于转轴上的凸轮，所述的动力输出机构还包括连接块，所述的连接块一端与冲切刀头联动设置，另一端设置有供凸轮安装的凸轮腔，所述的凸轮外周面相抵于连接块的凸轮腔的内周面，所述的凸轮腔位于凸轮朝向冲切刀头侧设置有第一分面及位于凸轮背离冲切刀头侧设置有第二分面，所述的凸轮与第一分面相抵并具有向其转动的趋势时，连接块带动冲切刀头朝制卡窗移动，所述的凸轮与第二分面相抵并具有向其转动的趋势时，连接块带动冲切刀头远离制卡窗移动。采用上述方案，提供一种能自动复位且安全性能高的一种电动冲卡机。

Description

一种电动冲卡机

技术领域

本发明涉及一种电动冲卡机。

背景技术

卡片应用于各种场合，如身份证、vip卡、电话卡等，因此卡片机械制造化的研究得到迅速发展。

电动冲卡机通常包括外壳、制卡窗、冲切刀头及动力输出机构，所述的冲切刀头及动力输出机构设置于外壳内部，所述的冲切刀头形状大小与所述加工的卡片相适配，所述的冲切刀头受到动力输出机构的驱动，在外壳内部移动并贯穿至外壳外部，所述的制卡窗设置于外壳，且位于冲切刀头贯穿外壳处设置有窗口，所述的窗口形状大小与冲切刀头贯穿外壳处相适配。卡片原料通过制卡窗放入，并使需要裁剪的部分置于窗口内；启动动力输出机构，使冲切刀头移动并贯穿窗口，将窗口内需要裁剪的卡片通过冲切刀头裁剪出来。

传统的动力输出机构包括电机、凸轮、连接杆及弹簧，所述的电机设置有输出轴，所述凸轮设置于输出轴，所述的连接杆一端固定设置于冲切刀头，另一端相抵于凸轮外周，所述的弹簧挤压设置于位于凸轮处的连接杆端与外壳之间，使连接杆朝向凸轮侧复位。输出轴通过电机转动，带动凸轮旋转，在输出轴转动一圈的过程中，由于凸轮外周与输出轴间距不同，且设置为先变大后变小，使连接杆相对输出轴中心位置先变大后变小，因此凸轮带动冲切刀头完成先朝外后复位的运动。

传统的动力输出机构存在以下一些问题：

第一，直接将凸轮设置于电机，由于电机转速过快，需要电机上的输出轴在一圈内完成一个来回，工作精度要求过高。

第二，弹簧复位设置，由于弹簧是弹性材料，其工作原理通过自身的形变来完成，因此弹簧工作来回形变将会导致永久变形、断裂、疲劳磨损等一系列的问题，最终导致弹簧失效，而弹簧一旦失效，将会使连接杆在凸轮的作用下远离转动块，且无法复位，更严重者，凸轮由于转速过快，而传递能量给连接杆，使连接杆随冲切刀头一同飞出，造成安全事故。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能自动复位且安全性能高的一种电动冲卡机。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括外壳、设置于外壳上的制卡窗、设置于外壳内的冲切刀头及移动冲切刀头的动力输出机构，所述的动力输出机构包括电机、通过电机转动的转轴及安装于转轴上的凸轮，其特征在于：所述的动力输出机构还包括连接块，所述的连接块一端与冲切刀头联动设置，另一端设置有供凸轮安装的凸轮腔，所述的凸轮外周面相抵于连接块的凸轮腔的内周面，所述的凸轮腔位于凸轮朝向冲切刀头侧设置有第一分面及位于凸轮背离冲切刀头侧设置有第二分面，所述的凸轮与第一分面相抵并具有向其转动的趋势时，连接块带动冲切刀头朝制卡窗移动，所述的凸轮与第二分面相抵并具有向其转动的趋势时，连接块带动冲切刀头远离制卡窗移动。

通过采用上述技术方案，动力输出机构的设置，带动冲切刀头的移动，使冲切刀头贯穿制卡窗，将所需卡片加工出来，起到制卡的目的，其中动力输出机构的主要工作区采用转动设置于转轴上的凸轮随转轴一起转动，且凸轮相抵第一分面或第二分面，当凸轮转动相抵第一分面时，第一分面与转轴之间的间距有逐渐变大的趋势，使冲切刀头朝制卡窗移动，将卡片裁剪出，当凸轮转动脱离第一分面，且相抵第二分面时，第二分面与转轴之间的间距有逐渐变大的趋势，使冲切刀头远离制卡窗移动。其优点在于，第一：从能量角度分析，凸轮转动过程中带动冲切刀头朝制卡窗移动的过程中，若采用弹簧复位结构，弹簧处于挤压状态，挤压力背离运动方向，因此在冲切刀头移动过程中不但需要能量驱动冲切刀头沿运动方向移动，而且还要克服弹簧挤压力做功，而本装置直接将凸轮与第一平面相抵，第一平面受凸轮的挤压力而沿运动方向运动，不会产生多余的阻力，因此不会消耗多余的能量；凸轮转动过程中带动冲切刀头远离制卡窗移动的过程中，若采用弹簧复位结构，弹簧释放挤压力带动连接杆使其相抵于凸轮，间接将弹簧释放的能量传递给了凸轮，在完成一个工作轮回的瞬间，电机需要做功使转轴、凸轮及冲切刀头停止工作，因此还需额外的能量抵消弹簧传递给凸轮的能量，而本装置直接将凸轮与第二平面相抵，通过第二平面的移动，使冲切刀头远离制卡窗，电机停止工作所需做的功为转轴、凸轮、连接块由运动至静止所需能量，而这三者在弹簧复位结构中也相应存在，因此得到结论，一个工作轮回内弹簧的工作均需额外的能力提供其运动，而本装置没有产生多余阻力可起到节能的作用。第二：从安全性能的角度分析，本设置相比弹簧复位结构的电动冲卡机，不存在弹簧预紧力，因此不存在弹簧永久变形、断裂、磨损等弹簧失效状况，而弹簧失效将直接导致电动冲卡机工作不完全以及缺少弹簧复位工作导致的安全隐患。

本发明进一步设置为：所述的凸轮为偏心轮，所述的第一分面平行于第二分面，且间距等于偏心轮外周直径。

通过采用上述技术方案，凸轮采用偏心轮的设计，将偏心轮置于第一分面及第二分面之间，由于第一分面平行于第二分面，且间距与偏心轮外周直径相同，因此偏心轮无论在任何状态下，其相抵第一分面的接触点与相抵第二分面的接触点相连必过外周直径的圆心，使偏心轮无法相对第一分面及第二分面垂直方向位移，其优点在于，在冲切刀头运动状态发生改变时，防止连接块由于惯性继续运动而脱离偏心轮，使运动转化更加的平稳，若第一平面与第二平面之间的间距不等于偏心轮外周直径，则偏心轮从第一平面转动至第二平面时由于惯性脱离将发生撞击，若凸轮为普通凸轮，同样会因为惯性偏离而发生碰撞。所述的冲切刀头运动状态发生改变包括以下两次，运动第一次发生改变：冲切刀头朝向制卡窗移动改变至远离制卡窗移动，第二次发生改变：冲切刀头远离制卡窗移动至停止移动。本方案优选的第一分面垂直冲切刀头运动方向，当第一分面垂直冲切刀头运动方向时，偏心轮对第一分面产生的推力沿冲切刀头运动方向，因此不会产生偏离运动方向的分力，使运动更加流畅，又由于第二分面与第一分面平行原则，当偏心轮作用第二分面时有相同的特点。

本发明进一步设置为：所述的第一分面及第二分面之间设置有开口朝向凸轮的弧形过渡面。

通过采用上述技术方案，弧形过渡面的设置为偏心轮从第一平面转动至第二平面及从第二平面转动至第一平面的转化过程中起到导向及支撑作用，使转化更加平稳。

本发明进一步设置为：所述的凸轮与转轴之间设置有平键及卡箍，所述的凸轮内周及转轴外周对应设置有供平键安装的键槽，所述的卡箍分别沿轴向设置于凸轮两侧，且夹持于转轴。

通过采用上述技术方案，凸轮设置于转轴，转轴起到对凸轮相对径向位置的定位，平键的设置，使凸轮固定于转轴，达到凸轮相对转轴轴向位置的定位，卡箍分别套设与凸轮相对转轴轴向的位置两端，使凸轮无法沿转轴轴向移动，达到轴向定位，三者联合作用，使凸轮固定于转轴，且与转轴同步转动。

本发明进一步设置为：所述的冲切刀头包括顶板及沿顶板边缘设置的尖锐部，所述的制卡窗包括基板，所述的基板上设置有与顶板大小形状相适配的成型孔，所述的基板相对成型孔的侧面设置有供纸片插入的加工槽，该加工槽经过成型孔，并将成型孔分隔为滑移部及切割部，所述的顶板滑移设置于滑移部，并将纸片向切割部挤压。

通过采用上述技术方案，基板上成型孔的设置，使冲切刀头的尖锐部通过成型孔将所需卡片裁剪出来，并通过顶板将裁剪出来的卡片顶出成型孔，其中成型孔的大小形状与所需加工卡片的大小形状相一致，除此之外，成型孔经加工槽分为滑移部及切割部，顶板滑移设置于滑移部，且滑移部的形状大小与顶板相适配，起到导向定位的作用，使顶板经过导向进入相对应的切割部，若无导向作用的滑移部的设置，冲切刀头容易以运动方向为转轴旋转而朝向不与切割部相适配，导致工作时冲击切割部，使设备内部受到破坏。

本发明进一步设置为：所述的转轴与电机之间设置有调节转轴转速的调节装置，所述的调节装置包括第一轮、第二轮及传动带，所述的第一轮同轴设置于电机，所述的第二轮同轴设置于转轴，所述的第一轮及第二轮之间通过传动带连接。

通过采用上述技术方案，由于转轴需要电机传递的能量，但是电机输出的转速过快，所以将转轴与电机之间通过调节转轴转速的调节装置进行连接，降低了电机的输出速度，其中改变调节装置中第一轮、第二轮的不同有效半径比，可以调整转轴转速，使转轴在自身所需速度下工作，第一轮及第二轮之间通过传动带连接，使第一轮带动第二轮传动，除此之外，与传统的第一轮及第二轮通过齿轮啮合相比，传动带的设计其优点在于起到了减小噪音的作用，传动带一般采用橡胶材料，其于金属转动轮的配合转动相比金属齿轮配合转动所产生的声音将大幅度减小。本方案优选的传动带选择同步带，与之匹配的第一轮及第二轮选择第一同步轮及第二同步轮，其中同步带及对应同步轮的选择，其优点在于同步带及同步轮的配合转动稳定性极强，其转速比严格遵守有效半径比，不会产生皮带打滑而影响转速比。

本发明进一步设置为：所述的制卡窗上设置有收卡盒。

通过采用上述技术方案，收卡盒的设计，在加工完成后便于卡片的暂时存储，其中收卡盒设置于制卡窗上，工作人员将从制卡窗内生产出来的卡片直接放入位于制卡窗上的收卡盒，在最短的位移距离内达到工作效果。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的装配图；

图2为本发明具体实施方式的剖视图；

图3为本发明具体实施方式除去外壳的装配图；

图4为本发明制卡窗的装配图；

图5为本发明偏心轮的零件图；

图6为本发明转轴的零件图；

图7为本发明连接块的零件图;

图8为本发明转轴、偏心轮及连接块的装配图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1-图8所示，本发明公开了一种电动冲卡机，包括外壳1、设置于外壳1上的制卡窗2、设置于外壳1内的冲切刀头3及移动冲切刀头3的动力输出机构4，动力输出机构4包括电机41、通过电机41转动的转轴42及安装于转轴42上的凸轮43，动力输出机构4还包括连接块44，连接块44一端与冲切刀头3联动设置，另一端设置有供凸轮43安装的凸轮腔441，凸轮43外周面相抵于连接块44的凸轮腔441的内周面，凸轮腔441位于凸轮43朝向冲切刀头3侧设置有第一分面4411及位于凸轮43背离冲切刀头3侧设置有第二分面4412，凸轮43与第一分面4411相抵并具有向其转动的趋势时，连接块44带动冲切刀头3朝制卡窗2移动，凸轮43与第二分面4412相抵并具有向其转动的趋势时，连接块44带动冲切刀头3远离制卡窗2移动。动力输出机构4的设置，带动冲切刀头3的移动，使冲切刀头3贯穿制卡窗2，将所需卡片加工出来，起到制卡的目的，其中动力输出机构4的主要工作区采用转动设置于转轴42上的凸轮43随转轴42一起转动，且凸轮43相抵第一分面4411或第二分面4412，当凸轮43转动相抵第一分面4411时，第一分面4411与转轴42之间的间距有逐渐变大的趋势，使冲切刀头3朝制卡窗2移动，将卡片裁剪出，当凸轮43转动脱离第一分面4411，且相抵第二分面4412时，第二分面4412与转轴42之间的间距有逐渐变大的趋势，使冲切刀头3远离制卡窗2移动。

作为优选地，本实施例凸轮43为偏心轮431，第一分面4411平行于第二分面4412，且间距等于偏心轮431外周直径。凸轮43采用偏心轮431的设计，将偏心轮431置于第一分面4411及第二分面4412之间，由于第一分面4411平行于第二分面4412，且间距与偏心轮431外周直径相同，因此偏心轮431无论在任何状态下，其相抵第一分面4411的接触点与相抵第二分面4412的接触点相连必过外周直径的圆心，使偏心轮431无法相对第一分面4411及第二分面4412垂直方向位移，其优点在于，在冲切刀头3运动状态发生改变时，防止连接块44由于惯性继续运动而脱离偏心轮431，使运动转化更加的平稳。本方案优选的第一分面4411垂直冲切刀头3运动方向，当第一分面4411垂直冲切刀头3运动方向时，偏心轮431对第一分面4411产生的推力沿冲切刀头3运动方向，因此不会产生偏离运动方向的分力，使运动更加流畅，又由于第二分面4412与第一分面4411平行原则，当偏心轮431作用第二分面4412时有相同的特点。

本实施例第一分面4411及第二分面4412之间设置有开口朝向凸轮43的弧形过渡面4413。弧形过渡面4413的设置为偏心轮431从第一平面转动至第二平面及从第二平面转动至第一平面的转化过程中起到导向及支撑作用，使转化更加平稳。

另外，本实施例凸轮43与转轴42之间设置有平键5及卡箍6，凸轮43内周及转轴42外周对应设置有供平键5安装的键槽51，卡箍6分别沿轴向设置于凸轮43两侧，且夹持于转轴42。凸轮43设置于转轴42，转轴42起到对凸轮43相对径向位置的定位，平键5的设置，使凸轮43固定于转轴42，达到凸轮43相对转轴42轴向位置的定位，卡箍6分别套设与凸轮43相对转轴42轴向的位置两端，使凸轮43无法沿转轴42轴向移动，达到轴向定位，三者联合作用，使凸轮43固定于转轴42，且与转轴42同步转动。

此外，本实施例还包括冲切刀头3包括顶板31及沿顶板31边缘设置的尖锐部32，制卡窗2包括基板21，基板21上设置有与顶板31大小形状相适配的成型孔22，基板21相对成型孔22的侧面设置有供纸片插入的加工槽23，该加工槽23经过成型孔22，并将成型孔22分隔为滑移部221及切割部222，顶板31滑移设置于滑移部221，并将纸片向切割部222挤压。基板21上成型孔22的设置，使冲切刀头3的尖锐部32通过成型孔22将所需卡片裁剪出来，并通过顶板31将裁剪出来的卡片顶出成型孔22，其中成型孔22的大小形状与所需加工卡片的大小形状相一致，除此之外，成型孔22经加工槽23分为滑移部221及切割部222，顶板31滑移设置于滑移部221，且滑移部221的形状大小与顶板31相适配，起到导向定位的作用，使顶板31经过导向进入相对应的切割部222，若无导向作用的滑移部221的设置，冲切刀头3容易以运动方向为转轴42旋转而朝向不与切割部222相适配，导致工作时冲击切割部222，使设备内部受到破坏。

另外，本实施例转轴42与电机41之间设置有调节转轴42转速的调节装置45，调节装置45包括第一轮451、第二轮452及传动带453，第一轮451同轴设置于电机41，第二轮452同轴设置于转轴42，第一轮451及第二轮452之间通过传动带453连接。由于转轴42需要电机41传递的能量，但是电机41输出的转速过快，所以将转轴42与电机41之间通过调节转轴42转速的调节装置45进行连接，降低了电机41的输出速度，其中改变调节装置45中第一轮451、第二轮452的不同有效半径比，可以调整转轴42转速，使转轴42在自身所需速度下工作，第一轮451及第二轮452之间通过传动带453连接，使第一轮451带动第二轮452传动，除此之外，与传统的第一轮451及第二轮452通过齿轮啮合相比，传动带453的设计其优点在于起到了减小噪音的作用，传动带453一般采用橡胶材料，其于金属转动轮的配合转动相比金属齿轮配合转动所产生的声音将大幅度减小。本方案优选的传动带453选择同步带，与之匹配的第一轮451及第二轮452选择第一同步轮及第二同步轮，其中同步带及对应同步轮的选择，其优点在于同步带及同步轮的配合转动稳定性极强，其转速比严格遵守有效半径比，不会产生皮带打滑而影响转速比。

另外，本实施例制卡窗2上设置有收卡盒24。收卡盒24在加工完成后便于卡片的暂时存储，其中收卡盒24设置于制卡窗2上，工作人员将从制卡窗2内生产出来的卡片直接放入位于制卡窗2上的收卡盒24，在最短的位移距离内达到工作效果。

Claims (6)

1.一种电动冲卡机，包括外壳、设置于外壳上的制卡窗、设置于外壳内的冲切刀头及移动冲切刀头的动力输出机构，所述的动力输出机构包括电机、通过电机转动的转轴及安装于转轴上的凸轮，其特征在于：所述的动力输出机构还包括连接块，所述的连接块一端与冲切刀头联动设置，另一端设置有供凸轮安装的凸轮腔，所述的凸轮外周面相抵于连接块的凸轮腔的内周面，所述的凸轮腔位于凸轮朝向冲切刀头侧设置有第一分面及位于凸轮背离冲切刀头侧设置有第二分面，所述的凸轮与第一分面相抵并具有向其转动的趋势时，连接块带动冲切刀头朝制卡窗移动，所述的凸轮与第二分面相抵并具有向其转动的趋势时，连接块带动冲切刀头远离制卡窗移动，所述的凸轮为偏心轮，所述的第一分面平行于第二分面，且间距等于偏心轮外周直径，第一分面垂直冲切刀头运动方向。

2.根据权利要求1所述的一种电动冲卡机，其特征在于：所述的第一分面及第二分面之间设置有开口朝向凸轮的弧形过渡面。

3.根据权利要求1所述的一种电动冲卡机，其特征在于：所述的凸轮与转轴之间设置有平键及卡箍，所述的凸轮内周及转轴外周对应设置有供平键安装的键槽，所述的卡箍分别沿轴向设置于凸轮两侧，且夹持于转轴。

4.根据权利要求1所述的一种电动冲卡机，其特征在于：所述的冲切刀头包括顶板及沿顶板边缘设置的尖锐部，所述的制卡窗包括基板，所述的基板上设置有与顶板大小形状相适配的成型孔，所述的基板相对成型孔的侧面设置有供纸片插入的加工槽，该加工槽经过成型孔，并将成型孔分隔为滑移部及切割部，所述的顶板滑移设置于滑移部，并将纸片向切割部挤压。

5.根据权利要求1所述的一种电动冲卡机，其特征在于：所述的转轴与电机之间设置有调节转轴转速的调节装置，所述的调节装置包括第一轮、第二轮及传动带，所述的第一轮同轴设置于电机，所述的第二轮同轴设置于转轴，所述的第一轮及第二轮之间通过传动带连接。

6.根据权利要求1所述的一种电动冲卡机，其特征在于：所述的制卡窗上设置有收卡盒。

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