CN201002198Y - 带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，包括与转轴相关联的摇把(1)，摇把与外环齿牙阻尼片(12)相关联实现同步转动，与外环齿牙阻尼片同心设置有固定不动的内环齿牙阻尼片(11)；内、外环齿牙阻尼片分别在外圈和内圈设置有中间留有间隙、齿形相互对应、齿数相等的齿牙(51、51’)；内环齿牙阻尼片贴靠于环形磁铁的一侧，磁铁的另一侧通过一个具有导磁间隙的导磁部件与外环齿牙阻尼片相关联；内、外环齿牙阻尼片均由导磁材料构成，从而内、外环齿牙阻尼片的齿牙上分别形成磁极N和磁极S。本实用新型手动旋转输入盘具有阻尼效果好，易于感知，转动手感好、经久耐用的特点，尤其适用于数控领域的手摇脉冲发生器。

Description

带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘

技术领域

本实用新型涉及一种手动实现旋转输入的转盘，更具体地说，涉及一种微调输入角度时实现使用者感知角度位移的用于旋转盘的中间装置；尤其适用于手摇脉冲发生器。

背景技术

如图2所示一种手动旋转盘的主视图，通过回转地摇动摇把1，带动其后的转轴(图中未示出)转动，从而通过转轴转动实现角度位移的输入，或者通过转轴带动后续的执行机构动作。如图2所示上述旋转盘还设置有刻度，通过该刻度，使用者可以知道旋转盘输入的角度。问题在于，在微调状态下，尽管使用者旋转了摇把，但通常情况下，转轴处于无阻尼自由回转的状态，使用者无法感知输入的角度，而由于是微调方式在刻度盘上又无法表现出输入的角度。因此，如图1所示，提供了一种用于让使用者感知角度微调输入的中间装置，包括一个与上述转轴相关联同步转动的设有齿牙的旋转盘71。图1中，弹簧73将一个旋转的小轴72始终顶靠在旋转盘71的齿牙上。在旋转盘旋71回转过程中，小轴72由齿谷转到齿峰或由齿峰转到齿谷，使弹簧收缩量发生变化，产生弹性阻尼，阻碍旋转。从而让使用者在旋转摇把的过程中获得步进式的感受。

上述装置可以用在数控领域的手摇脉冲发生器。通常，旋转盘上的齿数与手摇脉冲发生器每转输出的脉冲个数具有比例关系。由于弹簧7 3的弹性阻尼作用，转动手摇脉冲发生器时可感受到转过的刻度，进而知道输出脉冲数。问题在于，上述装置，实现感知角度输入的强弱与弹簧的弹性系数及伸缩量有关，即与阻尼系数有关。阻尼大，感受强，但当阻尼过大时，又不便于转动，摇把实现微调的功能受到限制；而欲减小弹簧的阻尼，使用者的感知程度又会受到制约。因此有必要对此装置做进一步的改进。此外，上述装置采用全接触式的机械结构，由于存在磨损，因此会影响装置的使用寿命。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，其目的在于解决现有技术中手动旋转盘输入角度在微调状态下使用者不易感知；同时解决了如图1原理方式的装置存在不便于使用、使用寿命短等问题。尤其适用于数控领域的手摇脉冲发生器。

为了解决上述问题，本实用新型构造了一种带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，包括与转轴相关联的摇把；摇把还与一个外环齿牙阻尼片相关联实现同步转动；与该外环齿牙阻尼片同心设置有一个固定不动的内环齿牙阻尼片。内、外环齿牙阻尼片分别在外圈和内圈设置有中间留有间隙、齿形相互对应、齿数相等的齿牙。此外，内环齿牙阻尼片贴靠于环形磁铁的一侧，而磁铁的另一侧通过一个具有导磁间隙的导磁部件与外环齿牙阻尼片相关联。由于内、外环齿牙阻尼片均由导磁材料构成，从而在内、外环齿牙阻尼片的齿牙上分别形成磁极N和磁极S，或者相反的磁极设置。

本实用新型带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，其进一步改进在于，内、外环齿牙阻尼片均由若干阻尼片层叠而成。这一设置的目的在于，通过调整阻尼片的个数可以改变内、外环齿牙阻尼片的层叠厚度，进而改变之间磁力的大小，最终影响旋转摇把过程中使用者感知阻尼的力度。因此，概括地说，这种改进大大方便了使用者感知阻尼的强弱。此外，优选方式下，内、外环齿牙阻尼片11、12共面设置。同时为了指示转动的角度，还设置有与转轴(5)、同心且同步转动的圆盘，在圆盘表面设置刻度。

通过上述技术方案，本实用新型在内环齿牙阻尼片的外沿和外环齿牙阻尼片的内沿产生锯齿形磁场，两磁场形成阻尼作用，通过调整内外环齿牙阻尼片的数量可改变阻尼效果的强弱。片数多，阻尼效果强，片数少，阻尼效果弱。从而本实用新型带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，具有阻尼效果好，易于感知，转动手感好的特点，并且因采用非接触式结构，较现有技术大大延长了使用寿命，具有经久耐用的特点。将本实用型性应用到手摇脉冲发生器中，将具有极高的使用价值。

附图说明

图1是现有技术的旋转输入盘使用了弹簧阻尼原理的结构示意图；

图2是现有技术的旋转输入盘外观的结构示意图；

图3是本实用新型旋转输入盘使用了磁阻尼原理的结构示意图；

图4是图3中的结构在俯视状态下的剖面图；

图5是将本实用新型的旋转输入盘应用于手摇脉冲发生器的结构示意图。

具体实施方式

结合附图3和4说明本实用新型带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘。通常情况下，旋转输入盘均设置有与一个主转轴关联的摇把。当转动摇把时，上述转轴回转。

如图3所示(图中未示出上述主动的摇把和从动的转轴)，包括同心设置的内环齿牙阻尼片11和外环齿牙阻尼片12。其中，外环齿牙阻尼片12通过关联部件与摇把同步转动；该关联部件可以采用螺栓连接或者静摩擦连接的原理，甚至可以采用相互焊接的形式固连为一体。而上述内环齿牙阻尼片11通常固定不动，因此应当与如整体装置的外壳等固定不动的部件实现固连。此外，如图3所示，内、外环齿牙阻尼片11、12分别在外圈和内圈设置有中间留有间隙、齿形相互对应、齿数相等的齿牙51、51’。而在内环齿牙阻尼片11一侧贴靠有一个环形磁铁10(如图4)。该磁铁10的另一侧通过一个具有导磁间隙的导磁部件与外环齿牙阻尼片(12)相关联，其目的主要是将磁铁的磁力传导到外环齿牙阻尼片12上，同时导磁间隙的作用使得内、外环齿牙阻尼片11、12和磁铁在空间上不会连为一体，在转动中不会发生静摩擦，即实现了非接触方式的相互关联。具有导磁间隙的导磁部件的具体实施例可以在图5中看到，将在下文予以描述。综上，由于内、外环齿牙阻尼片11、12均由导磁材料构成，因此在内、外环齿牙阻尼片11、12的齿牙上分别形成磁极N和磁极S。

为了便于改变磁阻尼的大小，内、外环齿牙阻尼片11、12均由若干阻尼片层叠而成；片数多，阻尼效果强，片数少，阻尼效果弱。而且上述磁铁还可以设置在内、外环齿牙阻尼片11、12的两侧，只要能够保证内、外环齿牙阻尼片11、12的齿牙之间形成相对应的磁极N和S即可。

如图5所示本实用新型应用于数控领域的手动脉冲发生器的实施例。图中可以看到，层叠形式的内、外环齿牙阻尼片11、12和环形磁铁10。其中，主动的摇把1和从动的转轴13相关联，同时带动一个刻度盘8转动，在刻度盖8的内部固定了外环齿牙阻尼片12和一个铁碗9，铁碗9主要用于将磁铁10的磁力传导到外环齿牙阻尼片12。尽管图中铁碗9与磁铁10之间存在间隙16，但该间隙由于较小，可以实现导磁，即上文所述的导磁间隙。此外，内环齿牙阻尼片11和环形磁铁10固定在一个固定座14上。当摇动摇把1时，外环齿牙阻尼片12就会随之做同心旋转，外环齿牙阻尼片12与内环齿牙阻尼片11产生相对运动，依据上面所述的原理转动时可以感受到“咔咔”的感觉，进而感知转过的刻度。图5中，还表示出手动脉冲发生器使用的与转轴同步转动的码盘3，以及用于检测转动状态的光电开关4和电路板2等部件。

此外，摇把是一种通过摇动带动外环阻尼片转动的部件。而其他通过摇动的方式驱动外环阻尼片转动的技术手段，如在一个圆盘面上设置凹痕，依靠手压凹痕转动驱动外环阻尼片等方式，均属等同的技术手段。而例如旋钮、环、盘，球等只要能达到驱动外环阻尼片以及转轴转动的所有技术手段，均都等同于上述摇把。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，包括与转轴(5)相关联的摇把(1)，其特征在于，所述摇把(1)还与一个外环齿牙阻尼片(12)相关联实现同步转动，与所述外环齿牙阻尼片(12)同心设置有一个固定不动的内环齿牙阻尼片(11)；所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)分别在外圈和内圈设置有中间留有间隙、齿形相互对应、齿数相等的齿牙(51、51’)；所述内环齿牙阻尼片(11)贴靠于环形磁铁(10)的一侧，所述磁铁(10)的另一侧通过一个具有导磁间隙的导磁部件与所述外环齿牙阻尼片(12)相关联同步转动；所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)均由导磁材料构成，从而所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)的齿牙上分别形成磁极N/S。

2、根据权利要求1所述的带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，其特征在于，所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)均由若干阻尼片层叠而成。

3、根据权利要求1或2所述的带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，其特征在于，所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)共面设置。

4、根据权利要求3所述的带有齿牙的磁阻尼式手动旋转输入盘，其特征在于，还包括同心固定于转轴(5)、同步转动的圆盘，所述圆盘表面设置有刻度。

Images