TWI547656B - 凸輪機制 - Google Patents

Description

凸輪機制

本發明大體上係關於一種運動轉化設備，更具體而言係關於一種凸輪機制或設備，該凸輪機制或設備設置為將一個主體、模組或組件之旋轉運動或扭矩轉化為另一主體、模組或組件之線性運動。

凸輪機制或設備已慣用於將旋轉運動或扭矩轉化為線性運動(反之亦然)。凸輪機制大體上被視為用於利用、轉化或操作運動之通用工具。

凸輪機制已廣泛使用於眾多行業中。習知地，凸輪機制在範圍廣泛的自動式機器(例如，印花機械、紡織機械及螺釘機)之操作中具有重要功能。汽車之凸輪軸可理解為凸輪機制之普通實例，其中引擎之旋轉運動經轉換為線性運動以用於操作進氣缸閥及排氣缸閥。

現存凸輪機制具有不同結構組態。凸輪機制通常包括凸輪(或凸輪模組或凸輪主體)，該凸輪可界定為機械聯動裝置中之旋轉元件或滑動元件，該旋轉元件或滑動元件用於將旋轉運動轉化為線性運動(反之亦然)。凸輪機制通常亦包括與驅動器或驅動構件(例如，馬達)連接之輸入軸或輸入主體及連接至或耦接至從動元件之輸出軸或輸出主體。驅動器驅動連接至該驅動器之輸入軸旋 轉。輸入軸之旋轉經由凸輪(或凸輪模組或凸輪主體)轉換為輸出軸或輸出主體之線性運動。

與機械裝置(例如，攝影機)一起應用或使用之許多現存凸輪機制具有定位為最外部組件之輸入軸。輸入軸之旋轉由使用者實現。輸入軸之此使用者實現的旋轉致能透鏡焦點之調整或改變。然而，具有定位成最外部組件之輸入軸或輸入主體的凸輪機制通常不適用於緊密結構。因此，將瞭解，需要修改、改良及/或增強現存凸輪機制。

根據本發明之第一態樣，揭示一種總成，該總成包括具有至少一個從動元件之第一主體及界定一軸線之外部主體。外部主體包括至少一個導架，該至少一個導架設置為與至少一個從動元件嚙合，以將該至少一個從動元件之行進限定為大體上平行於軸線且引導第一主體於第一位置與第二位置之間的定位。總成亦包括定位於第一主體與外部主體之間的凸輪模組，凸輪模組與外部主體一起設置以大體上繞軸線旋轉移位。凸輪模組界定具有輪廓之至少一個通道，至少一個通道經成形且經調整尺寸以便至少一個從動元件在凸輪模組繞軸線之旋轉位移期間沿該至少一個通道行進。至少一個從動元件在凸輪模組之旋轉位移期間沿至少一個通道之行進使該至少一 個從動元件沿至少一個導架且平行於軸線線性地移位，以藉此使第一主體在第一位置與第二位置之間移位。

根據本發明之第二態樣，揭示一種用於將旋轉扭矩轉換為線性運動之方法。該方法包括以下步驟：操作耦接至凸輪總成之凸輪模組的驅動器以使凸輪模組繞軸線旋轉。凸輪模組界定具有輪廓之至少一個通道，至少一個通道經成形且經調整尺寸以允許凸輪總成之第一主體之至少一個從動元件在凸輪模組繞軸線旋轉期間沿該至少一個通道行進。凸輪總成進一步包含外部主體，該外部主體環繞凸輪模組及第一主體中之每一者，外部主體包括至少一個導架，該導架設置為與至少一個從動元件嚙合，以將該至少一個從動元件之行進限定為大體上平行於軸線且引導第一主體於第一位置與第二位置之間的定位。該方法亦包括以下步驟：使至少一個從動元件在凸輪模組繞軸線旋轉期間沿至少一個導架線性地移位，以藉此使第一主體在第一位置與第二位置之間移位。

本發明之許多實施例提供一種運動轉化或轉換設備，更具體言之，提供一種用於將一個元件、模組、組件或主體(例如，凸輪模組)之旋轉運動或扭矩轉化為另一元件、模組、組件或主體之線性運動的凸輪機制、總成、設備、系統、裝置及/或結構。藉由使用、應用或併入本發明之凸輪機制、設備、系統、裝置及/或結構將一個元 件、模組、組件或主體之旋轉運動轉化為另一元件、模組、組件或主體之線性運動之方法、程序及/或技術亦涵蓋于本發明之範疇中。

本發明之許多實施例之凸輪機制或設備使旋轉運動或扭矩(例如，一個元件繞旋轉軸線之旋轉運動)能夠順利、準確、有效及/或高效轉移或轉換為線性運動(例如，另一元件以平行方式沿該旋轉軸線之線性運動)。

在本發明之許多實施例中，凸輪機制或設備包括：第一主體、第一模組或第一元件(亦稱為內部主體、內部模組或內部元件，或上/下主體、上/下模組或上/下元件)；凸輪主體或凸輪模組；以及外部主體、外部模組或外部元件(亦稱為引導主體、引導模組或引導元件，或外部主體、外部模組或外部元件)。

在大部分實施例中，凸輪模組設置為圍繞、環繞或封裝第一主體。此外，外部主體設置為圍繞、環繞或封裝凸輪模組。因此，凸輪模組定位或安置於外部主體與第一主體之間。在若干實施例中，外部主體、凸輪模組及第一主體為同心對準。凸輪機制或設備之外部主體可為不動的或固定的主體。保持該外部主體不動可致能或促進其他一或多個組件、一或多個元件、一或多個結構或一或多個部件更容易、更快速、更準確及/或更持久地安裝或耦接至凸輪機制或總成之外部主體。

第一主體包括至少一個從動元件。凸輪模組界定、包括或承載至少一個通道，且在許多實施例中，該凸輪模 組界定、包括或承載複數個通道(該複數個通道可稱為一組通道)。該組通道中之每一通道具有預定輪廓且經成形及調整尺寸以允許至少一個從動元件沿該通道行進。外部主體或引導主體包括或承載至少一個從動元件導架，且在許多實施例中，該外部主體或引導主體包括或承載複數個從動元件導架(該複數個從動元件導架可稱為一組從動元件導架)。每一從動元件導架設置為與相應從動元件嚙合以引導、控制、限制及/或決定該等從動元件之位移。在許多實施例中，該組從動元件設置為限定、決定、限制或控制該組從動元件之行進或位移之有效方向。

凸輪模組可繞旋轉軸線旋轉。凸輪模組之該旋轉可由馬達或驅動器驅動或實現。例如，使用耦接至驅動器之控制模組可控制凸輪模組繞旋轉軸線之旋轉。舉例而言，可按要求控制及/或改變凸輪模組繞旋轉軸線旋轉之起始、終止及/或速度中之至少一者。

凸輪模組繞旋轉軸線之旋轉(亦即，旋轉位移)導致該組從動元件沿凸輪模組之該組通道行進或移位。該組從動元件導架將該組從動元件之行進或有效位移或有效行進限定為大體上平行於旋轉軸線。因此，第一主體之該組從動元件在凸輪模組之旋轉位移期間沿該組通道之位移實現或導致第一主體平行於旋轉軸線之線性位移，以藉此使第一主體在第一位置與第二位置之間移位。

參閱第1圖至第4圖，在下文中詳細描述本發明所提供之凸輪總成或機制之代表態樣及使用該凸輪總成或機制將旋轉運動或扭矩轉化為線性運動之程序或方法之代表態樣，其中相同或類似元件或程序部分展示為用相同或類似元件符號編號。關於對應於第1圖至第4圖中之一或多者之描述性素材，給定元件符號之詳述可表明同時考慮先前展示此元件符號之圖式。本發明所提供之實施例並不排除在需要本文所描述之各種實施例中呈現之特定基本結構原理及/或操作原理的應用之外。

凸輪總成或機制之態樣

第1圖至第3D圖展示根據本發明之特定實施例之凸輪總成或機制20的各種態樣。

凸輪機制20包括：第一主體50(亦稱為內部主體、上/下主體或可線性移位之主體)；凸輪模組、凸輪主體或凸輪元件100；及外部主體150(亦稱為引導主體或第二主體)。

凸輪機制20可構造為緊密設計。此外，凸輪機制20可經構造以達成或提供目標負載能力或預期負載能力。凸輪機制20可與許多現存裝置(例如，機械裝置)一起應用、合併或使用。舉例而言，凸輪機制20可併入揚聲器裝置、設備、機制或模組中或與以上各者一起使用。併入揚聲器裝置中之凸輪機制20可致能一個組件(例如，凸輪模組100)之旋轉運動以實現揚聲器裝置之組件、部件或元件之線性垂直(亦即，上/下)移動。揚聲器裝置 之該組件、部件或元件可耦接至第一主體50或由第一主體50承載。

在大部分實施例中，凸輪模組100圍繞、環繞或封裝第一主體50，且外部主體150圍繞、環繞或封裝凸輪模組100且因此圍繞、環繞或封裝第一主體50。在大部分實施例中，凸輪機制20經設置或經裝配以便凸輪模組100或凸輪模組100之至少大部分安置或定位於第一主體50與外部主體150之間。在若干實施例中，外部主體150、凸輪模組100及第一主體50為同心對準。

凸輪機制20可具有圓柱形或桶形結構或組態。凸輪模組100、第一主體50或內部主體50及外部主體150或引導主體150中之每一者(或凸輪模組100、第一主體50及外部主體150中之每一者之至少一部分)可為圓柱形或桶形結構或可包括圓柱形或桶形結構。將瞭解，凸輪機制20或凸輪機制之組件部分中之至少一者(例如，凸輪模組100、第一主體50及外部主體150中之至少一者)或者可以不同的方式成形及/或設置，例如，呈卵形、正方形、矩形、橢圓形或其他不規則形狀。

第一主體/內部主體之各種態樣

在許多實施例中，第一主體50(亦被稱為內部主體50或上/下主體50)為界定中空內部或空間之圓柱形結構。第3A圖展示根據本發明之特定實施例之第一主體50。

第一主體50可以線性方式移位，更具體言之，第一主體50可藉以平行於旋轉軸線(A)之直線而移位，該旋 轉軸線(A)由第一主體界定(參見第1圖及第3A圖)。藉由外部主體150(更具體言之，藉由外部主體150的一組導架160)以下文描述之方式可控制、界定或決定第一主體50平行於旋轉軸線(A)之線性位移。

在許多實施例中，第一主體50包括若干從動元件或耳片60(亦即，一組從動元件60)。一或多個從動元件60可在第一主體50之外圓周處或沿該外圓周安置或定位。更具體言之，一或多個從動元件60或一或多個從動元件60之至少一部分可自第一主體50之外圓周突出或延伸一段距離。

可視需要改變或調整第一主體50所承載之若干從動元件60，例如，取決於第一主體50之大小及/或重量及/或第一主體50所支撐或承載之負載。

在特定實施例中，例如，如第3A圖中所示，第一主體50可包括三個從動元件60，該三個從動元件60自第一主體50之外圓周突出。三個從動元件60中之每一者可經定位以使第一主體50之重量能夠均勻分佈(例如，當第一主體50耦接至或安裝至凸輪模組100時)。舉例而言，在第一主體50形狀為圓柱形之情況下，三個從動元件60可自第一主體50之外圓周相對彼此成120度角突出。在第一主體50具有不同形狀之情況下，可視需要或按要求調整具有不同形狀之該第一主體50之從動元件60之數目及相對位置(例如)以使該第一主體50之重量能夠均勻或平衡分佈。

凸輪模組之各種態樣

凸輪模組100(亦稱為凸輪主體100)圍繞、環繞或封裝第一主體50。第一主體50可耦接至或安裝至凸輪模組100。第3B圖展示根據本發明之特定實施例之凸輪模組100。

凸輪模組100可繞旋轉軸線旋轉，例如，如第1圖及第3A圖中所示之旋轉軸線(A)。凸輪模組100可耦接至驅動器(亦即，驅動構件或機制)，例如，馬達或伺服馬達。驅動器設置為實現凸輪模組100之旋轉。在許多實施例中，凸輪模組100經由如第3D圖中所示之馬達齒條130耦接至驅動器。馬達齒條130可附接於或接近凸輪模組100之底部。在若干實施例中，一組齒輪140(例如，一或多個螺旋齒輪140a及/或一或多個蝸形齒輪140b)可用以將馬達齒條130連接至凸輪模組100。該組齒輪140設置且定位為有效地及/或高效地將經由馬達齒條130提供之驅動力轉換或轉移為凸輪模組100之旋轉。此外，一或多個蝸形齒輪140b亦可用以(例如)藉由防止、抑制及/或停止在非預期(例如，相反)方向上的旋轉而控制凸輪模組100之旋轉。一或多個蝸形齒輪140b之使用可有助於確保旋轉以預期或目標方式(例如，在預期或目標方向上及/或以預期或目標速度)發生。

在若干實施例中，可控制凸輪模組100之旋轉(例如，凸輪模組100之旋轉之起始、終止及速度中之至少一者)。在一些實施例中，控制模組(未展示)耦接至驅動 器。控制模組設置為實現對凸輪模組100之旋轉之控制。控制模組可儲存且執行一組指令(例如，程式指令)以實現對凸輪模組100之旋轉之控制。舉例而言，控制模組可儲存且執行指令以控制、決定及/或調整凸輪模組100之旋轉速度。此外，在特定實施例中，控制模組亦可儲存且執行指令以控制凸輪模組100之旋轉之起始、終止及/或方向(例如，順時針方向或反時針方向)。

凸輪模組100界定、包括或承載一組通道、凹槽或路徑110(亦共同被視為通道110)。凸輪模組100之該組通道110可在凸輪模組100之壁120內或沿該等壁120界定或形成。凸輪模組100之該組通道110設置為容納、嚙合或耦接至、承載或支撐第一主體50之該組從動元件60。該組從動元件60可在凸輪模組100之旋轉(亦即，旋轉位移)期間沿該組通道110行進或移位。

在第一主體50包括多個從動元件60之情況下，凸輪模組100亦可包括相應數目之個別的通道110，其中每一通道110容納一個從動元件60。可按要求決定、改變或調整每一通道110之輪廓。舉例而言，通道110可具有沿凸輪模組100之壁120之彎曲的、傾斜的、斜置的、螺旋的、錐形的或不規則的輪廓或圖案。在凸輪模組100包括多個獨立的通道110之情況下，每一通道110可具有相同、完全相同或大體上完全相同的輪廓。

凸輪模組100之每一通道110可延伸凸輪模組100之大部分高度(H)，例如，凸輪模組100之高度(H)之至少 約75%、85%或甚至95%。如第3B圖中所示，每一通道110終止於第一端112及第二端114處，該第一端112及該第二端114位於通道110之相對末端。在凸輪模組100為諸如第3B圖中所示之圓柱形結構之情況下，第一端112可位於接近凸輪模組100之底部處，且第二端114可位於接近凸輪模組100之頂部處。

在許多實施例中，第一端112包括第一端部113，且第二端114包括第二端部115。第一端部113及第二端部115中之每一者可為大體上水平之組態(亦即，可在大體上垂直於旋轉軸線(A)之方向上定位或安置)。在若干實施例中，第一端部113及/或第二端部115成形、設計及/或設置為在凸輪模組100不動時至少暫時地保持或維持從動元件60在該第一端部113及/或第二端部115之位置。

凸輪模組100之旋轉促進或實現該組從動元件60沿該組通道110之位移。舉例而言，在該組從動元件60最初定位於該組通道110之第一端112之情況下，凸輪模組100之旋轉可促進或實現該組從動元件60沿該組通道110自第一端112至第二端114或朝第二端114之位移。

在若干實施例中，第一端部113及第二端部115之水平組態(亦即，第一端部113及第二端部115垂直於旋轉軸線(A)之位置或安置)有助於防止或抑制凸輪模組100不動時該組從動元件60在平行於旋轉軸線(A)之方向上的位移(例如，無意的位移或運動)。

該組通道110之水平安置的第二端部115可使凸輪模組100能夠固持、承載或支撐第一主體50之重量，且在若干實施例中使凸輪模組100能夠固持、承載或支撐耦接至第一主體50、連接至第一主體50或由第一主體50承載之其他一或多個組件、一或多個模組或一或多個結構之重量。更具體言之，凸輪模組100之該組通道110之水平安置的第二端部115可固持、承載或支撐第一主體50之重量，且在若干實施例中可固持、承載或支撐其他一或多個組件、一或多個模組或一或多個結構之重量，該其他一或多個組件、一或多個模組或一或多個結構經由該組從動元件60耦接至第一主體50、連接至第一主體50或由第一主體50承載，該組從動元件60定位或保持於該組通道110之該第二端部115處。

如上文所描述，本發明之凸輪機制20或凸輪總成20可將凸輪模組100繞旋轉軸線(A)之旋轉運動轉換為第一主體50平行於旋轉軸線(A)之線性運動。凸輪機制20可將凸輪模組100繞旋轉軸線(A)之旋轉運動轉換為該組從動元件平行於旋轉軸線(A)之線性位移。在大部分實施例中，藉由凸輪機制20之外部主體150促進、致能、控制或實現該運動轉換。

外部主體/引導主體之態樣

第3C圖展示根據本發明之特定實施例之外部主體150或引導主體150。外部主體150成形且設置為圍繞、環繞或封裝凸輪模組100。

在本發明之許多實施例中，外部主體150為不動的或固定的主體或結構。保持外部主體150不動可促進或致能其他組件、部件、元件或裝置更容易、更快速、更準確及/或更持久地安裝或耦接至外部主體150。此外，不動的外部主體150亦可隔離可移動凸輪機制組件部分(例如，凸輪模組100及第一主體50)。因此，各種實施例之凸輪機制20使該凸輪機制20之可移動組件部分(例如，凸輪模組100及第一主體50)能夠實體地隔離，且在一些實施例中能夠受到保護或遮蔽以免受外部因素或條件影響。此外，藉由外部主體150實體地隔離可移動凸輪機制組件部分(例如，凸輪模組100及第一主體50)可有助於改良或增強凸輪機制20(或併入凸輪機制20之裝置)之美學吸引力或視覺吸引力。

外部主體150之不動性質或在空間上固定的性質可增加在美學上界定及/或改變外部主體150之輕鬆及/或便利。在特定實施例中，凸輪機制之外部主體150之不動性質或在空間上固定的性質增強凸輪機制20之操作(例如，減少凸輪模組100之移動或旋轉所需之功率或能量)。

在大部分實施例中，外部主體150設置為引導、控制、限制及/或決定第一主體50之位移。更具體言之，外部主體150可設置為引導、控制及/或決定第一主體50之該組從動元件60之行進或位移或運動的有效方向，且因此引導、控制及/或決定第一主體50之行進或位移的有效方向。

在許多實施例中，外部主體150包括或承載一組導架160(或從動元件導架160)。每一導架160經成形、經調整尺寸及/或經設置為容納或耦接至第一主體50之一個從動元件60之至少一部分或與該至少一部分嚙合。在各種實施例中，該組導架160中之每一導架160經成形及/或經調整尺寸以便該組從動元件60中之一個從動元件60以匹配方式與該導架160配合或嚙合。

外部主體150之導架160之數目通常對應於第一主體50之從動元件60之數目。因此，第一主體50之該組從動元件60中之每一從動元件60可容納於或嚙合至外部主體150之該組導架160中之一個導架160內。

在若干實施例中，該組導架160中之每一導架160至少大體上平行於旋轉軸線(A)而定位或對準。每一導架160可設置為將嚙合至該導架160之從動元件60之行進或位移限定為至少大體上平行於旋轉軸線(A)。因此，該組導架160相應地引導、控制、限制或決定第一主體50之位移方向。

凸輪模組100繞旋轉軸線(A)之旋轉使第一主體50之該組從動元件60能夠沿凸輪模組之該組通道110行進。由於該組從動元件60與外部主體之該組導架160嚙合，故該組從動元件60之行進或位移之有效方向限定或限制為大體上平行於旋轉軸線(A)。因此，在凸輪模組100之旋轉期間，第一主體50之該組從動元件60沿凸輪模組100之該組通道110之行進使該組從動元件60沿至少一個導 架160且大體上平行於旋轉軸線(A)而線性地移位，以藉此使第一主體在第一位置與第二位置之間移位。

凸輪機制或總成20促進或致能凸輪模組100繞旋轉軸線(A)之旋轉運動或扭矩(及該組從動元件60沿該組通道110之位移)轉換為該組從動元件60以平行方式沿旋轉軸線(A)之線性運動且因而轉換為第一主體50以平行方式沿旋轉軸線(A)之線性運動。

在若干實施例中，外部主體或引導主體150包括主體部分170及凸緣部分180。第3C圖展示引導模組150，該引導模組150包括中心圓柱形主體部分170及向外突出凸緣部分180，該向外突出凸緣部分180在大體上垂直之方向上自主體部分170之外圓周延伸或突出。

如第3C圖中所示，可於引導模組150之主體部分170處、沿該主體部分170或於該主體部分170內形成導架160。導架160可設置及/或定位為允許從動元件60容易地、無限制地及/或無障礙地進入導架160。舉例而言，可沿主體部分170之內壁或內圓周形成該組導架160以促進第一主體50之該組從動元件60嚙合至該組導架160。

在若干實施例中，凸緣部分180設置為承載或耦接至印刷電路板190。凸緣部分180可於主體部分170周圍形成環且可為圓形。因此，印刷電路板190可具有圓形環或圓盤形狀以耦接至凸緣部分180上或安裝至凸緣部分180上。

如先前所揭示，外部主體150可為不動的主體或結構。外部主體150之不動性質或位置固定的性質使印刷電路 主體190更容易、更快速、更準確及/或更持久地耦接至外部主體150。在一些實施例中，凸緣部分180可設置為承載或耦接至齒輪140(例如，螺旋齒輪140a及蝸形齒輪140b)。凸緣部分180之不動性質可使齒輪140(例如，螺旋齒輪140a及蝸形齒輪140b)更容易、更快速、更準確及/或更持久地安裝或耦接至該凸緣部分180。

第一主體50(或內部主體50)、凸輪模組100及外部主體150(或外部主體150)之裝配或耦接引起凸輪機制或總成20之構造或裝配。第一主體50耦接或安裝至凸輪模組100(經由將該組從動元件60容納或嚙合於凸輪模組100之該組通道110中)及引導模組150(經由將該組從動元件60嚙合至引導模組150之該組導架160)中之每一者。

如上文所描述，凸輪模組100繞旋轉軸線(A)之旋轉使第一主體50之該組從動元件60能夠沿凸輪模組100之該組通道110行進。該組導架160設置為限定或限制該組從動元件60在大體上平行於旋轉軸線(A)之方向上之位移，該組從動元件60嚙合至該組導架160。該組從動元件60沿該組導架160在大體上平行於旋轉軸線(A)之方向上的此線性位移實現第一主體50大體上平行於旋轉軸線(A)之相應的線性位移。

凸輪機制或總成20使凸輪模組100之旋轉扭矩能夠順利、有效及/或簡單地轉換為第一主體50之線性運動(例如，垂直或上/下運動)。第一主體50之此運動可與低機制雜訊及/或振動位准相關聯。而且，凸輪機制20可為緊 密設計。凸輪機制20之各種組件(例如，第一主體50、凸輪模組100及引導模組150)之裝配簡單且成本低收益大。

此外，凸輪機制20可設置為具有或提供可變負載能力。應用於機械裝置(例如，揚聲器裝置、設備或機制)時，凸輪機制20可設置或構造為承載機械裝置之至少一部分之重量，且較佳地承載機械裝置之大部分之重量。舉例而言，機械裝置可耦接或連接至凸輪機制20之第一主體50或可為該第一主體50之一部分，其中凸輪模組100之至少特定部分或節段(例如，凸輪模組100之該組通道110之第二部分115)設置為固持、承載或支撐機械裝置之至少一部分之重量，且較佳地固持、承載或支撐機械裝置之大部分之重量。

凸輪機制20亦可為緊密的、輕質的及/或防水的。本技術領域已知之不同材料可用於構造凸輪機制20。在特定實施例中，凸輪機制20可包括自鎖零件(未展示)、模組或元件，該自鎖零件、模組或元件設置為在意外地或不合意地切斷用於驅動凸輪模組100之電源時維持凸輪機制20之組件(例如，第一主體50、凸輪模組100及外部主體150)之相對位置。該自鎖零件可耦接至凸輪機制20，更具體言之，耦接至凸輪機制20之控制模組及/或驅動器。

特定程序實施例之態樣

第4圖展示根據本發明之特定實施例之用於將旋轉運動(或旋轉扭矩)轉換、改變或轉化為線性運動之程序200的流程圖。使用如上文所描述之凸輪機制或總成20執行、達成或實現程序200。

凸輪機制20包括第一主體50(或內部主體50)、凸輪模組100及外部主體150(或引導主體150)。凸輪機制20可併入、應用於不同裝置、設備及/或系統或與不同裝置、設備及/或系統一起使用以將一個主體、組件、元件或模組之旋轉運動(或旋轉扭矩)以簡單、快速、有效及/或成本低收益大之方式轉換為另一主體、組件、元件或模組之線性運動。凸輪機制20之外部主體150圍繞、環繞或封裝凸輪模組100及第一主體50中之每一者。在若干實施例中，外部主體150為不動的結構，該外部主體150設置為實體地隔離可移動凸輪機制組件部分(例如，凸輪模組100及第一主體50)。

第一程序部分210包含操作用於驅動凸輪模組100旋轉之驅動器。凸輪模組100之旋轉(例如，凸輪模組100之旋轉之起始、終止及速度中之至少一者)可由控制模組控制。控制模組耦接至驅動器，且可設置為執行一組指令以便控制凸輪模組100之旋轉。舉例而言，控制模組可設置為實現凸輪模組之精確旋轉速度以用於該組從動元件60自該組通道110之第一端112至第二端114的精確定時位移。

在第二程序部分220中，凸輪模組100之旋轉實現或致能第一主體50之該組從動元件60沿該組通道110之行進。該組從動元件60嚙合至外部主體150之該組導架160。該組從動元件60沿該組通道110在第一端112與第二端114之間的行進使該組從動元件60沿該組導架且平行於旋轉軸線(A)線性地移位，以藉此使第一主體50分別在第一位置與第二位置之間移位。

在若干實施例中，第一主體50之第一位置對應於第一主體50自參考表面(例如，承載凸輪機制20之表面)的第一高度(或第一高程)；且第二位置對應於第一主體50自該參考表面的第二高度(或第二高程)。相對於參考表面，第二高度可超過(亦即，高於或大於)第一高度。因此，該組從動元件60沿通道110自第一端112至第二端114或朝第二端114之位移實現第一主體50自第一位置至第二位置或朝第二位置之位移，該位移對應於第一主體50相對於參考表面自第一高度至第二高度或朝第二高度之位移或升高。

如上文所描述，該組通道110包括第一端部113及第二端部115，該第一端部113及該第二端部115中之每一者定位或安置成垂直於旋轉軸線(A)。當該組從動元件60定位於第一端部113及第二端部115處時，第一端部113及第二端部115相對於旋轉軸線(A)之垂直安置幫助在無凸輪模組旋轉之情況下防止該組從動元件60在平行於旋轉軸線(A)之方向上的位移且因而防止第一主體50在平 行於旋轉軸線(A)之方向上的位移。因此，第一端部113及第二端部115之垂直組態可輔助第一主體50分別在第一位置及第二位置處之位置鎖定或維持。

在一些實施例中，蝸形齒輪140b之使用有助於防止該組從動元件60之無意或非期望之移動，例如，該組從動元件60朝該組通道110之第一端112及第二端114中之一者的無意運動。蝸形齒輪140b之使用有助於控制凸輪模組100之旋轉。舉例而言，蝸形齒輪140b可幫助防止凸輪模組100在非預期方向上之旋轉。

在若干實施例中，當第一主體50之該組從動元件60定位於該組通道110之第二端部115時，該組通道110之第二端部115之組態(例如，該組通道110之第二端部115垂直於旋轉軸線(A)之安置)使凸輪模組100且更具體言之使該組通道之第二端部115能夠固持、承載或支撐第一主體50之重量的至少一部分。

各種實施例之用於將旋轉運動(或旋轉扭矩)轉換、改變或轉化為線性運動之程序200簡單且有效。凸輪機制20之組態(例如，藉由引導模組150封裝或環繞第一主體50及凸輪模組100)允許使用者觀測第一主體50之平滑垂直位移(例如，突出及/或縮回)，此垂直位移可為美學上有吸引力的。凸輪模組100介於第一主體50與外部主體150之間的位置可促進或致能凸輪模組100之旋轉扭矩順利、準確、有效及/或精確地轉換為第一主體50之線性運動或位移。

實例一：將凸輪機制應用於揚聲器機制

特定實施例之凸輪機制可併入現存揚聲器機制或裝置中，或併入新揚聲器機制或裝置中。

實例一之揚聲器機制包括若干主要組件，即發聲組件、照明組件、凸輪機制及外殼組件。外殼組件收納、圍繞或封裝發聲組件及凸輪機制中之每一者。發聲組件設置為產生、發出及/或投射聲音或聲波。發聲組件可定位為揚聲器機制之底部。

凸輪機制耦接至發聲組件。更具體言之，凸輪機制可安裝至發聲組件上或上方。照明組件可安裝至凸輪機制上。在實例一之揚聲器機制中，照明組件可由凸輪機制之第一主體承載。揚聲器機制之外殼組件可包括蓋子或罩蓋，該蓋子或罩蓋形成揚聲器機制之頂部表面。

如上文所描述，將凸輪機制之凸輪模組繞旋轉軸線之旋轉轉換為第一主體沿旋轉軸線之線性運動或位移。更具體言之，凸輪模組之旋轉運動實現第一主體沿旋轉軸線之垂直位移。第一主體向上之垂直位移相應地使照明組件垂直向上移位。照明組件之垂直位移速度由第一主體之位移速度決定。第一主體之垂直位移速度可控且因而照明組件之垂直位移速度可控，且該等垂直位移速度可按要求由使用者調整。第一主體之垂直位移亦實現揚聲器機制之蓋子之相應的垂直位移，藉此顯示出揚聲器機制之高度增加。照明組件對於使用者至少部分可見。 揚聲器機制之照明組件及蓋子之此受控、精確及/或平滑垂直位移可為美學上有吸引力的。

如上文所描述，凸輪機制之第一主體可為圓柱形結構，該圓柱形結構界定中空內部或空間。藉由發聲組件發出的聲音或聲波在經由開口或通風口自揚聲器機制傳輸之前在第一主體之中空內部內行進，該等開口或通風口位於揚聲器機制之頂部部分。藉由使第一主體平行於旋轉軸線垂直向上位移，此中空內部或空間可向上(亦即，在向上方向上)延伸或擴展。換言之，第一主體在平行於旋轉軸線之向上方向上之垂直位移增大揚聲器機制內之空間或中空體積。揚聲器機制內之此空間增大可增強自揚聲器機制發出的聲音。舉例而言，空間增大可有助於提高自揚聲器機制發出的聲音之品質，聲波在自揚聲器機制發出前必須穿過該空間行進。

凸輪機制之外部主體為不動的。凸輪機制之外部主體之不動性質促進組件、部件或元件(例如，致動器、齒輪及/或控制電路)更容易、更快速、更準確及/或更持久地安裝或耦接至外部主體。外部主體圍繞凸輪模組及第一主體中之每一者以使可移動凸輪機制組件部分(例如，凸輪模組及第一主體)能夠實體地隔離。外部主體、凸輪模組及第一主體可為同心對準。

第一主體與耦接至該第一主體的或藉由該第一主體承載的組件或結構(例如，照明組件)之重量可由凸輪模組支撐或承載。舉例而言，凸輪模組可設置為支撐第一 主體與耦接至該第一主體的或藉由該第一主體承載的組件或結構(例如，照明組件)之重量之至少一部分以促進及/或實現第一主體平行於旋轉軸線之垂直位移。此外，凸輪模組之該組通道之特定部分(例如，該組通道之第二端部)可藉以以下方式設置及/或安置：藉由凸輪模組促進及/或實現對第一主體之至少部分重量的支撐或承載，且更佳地促進及/或實現第一主體及由該第一主體承載之組件(例如，照明組件)之大部分重量的支撐或承載。

儘管上文描述本發明之涉及將凸輪機制併入揚聲器機制的實施例，但將瞭解，凸輪機制可併入許多其他機械裝置中、與該等機械裝置一起使用或應用於該等機械裝置以提供本發明之範疇內的其他功能性用途及/或優勢。

本發明之實施例係關於用於將一個元件、模組、組件或主體(例如，凸輪模組)之旋轉運動或扭矩轉化為另一元件、模組、組件或主體(例如，第一主體)之線性運動的凸輪機制、設備、系統、裝置及/或結構。本發明亦提供藉由使用、應用或併入本發明之凸輪機制將一個元件、模組、組件或主體(例如，凸輪模組)之旋轉運動轉化為另一元件、模組、組件或主體(例如，第一主體)之線性運動之方法、程序及/或技術。凸輪機制包括第一主體、凸輪模組及引導主體，該凸輪模組圍繞、環繞或封裝第一主體，該引導主體圍繞、環繞或封裝凸輪 模組及第一主體。外部主體、凸輪模組及第一主體可為同心對準，例如，繞旋轉軸線。

第一主體包括該組從動元件。外部主體包括該組導架，該組導架設置為與該組從動元件嚙合且將該組從動元件之行進限定為大體上平行於旋轉軸線。凸輪模組包括界定一組通道(該組從動元件可沿該組通道行進)之一組通道。凸輪模組之旋轉使該組從動元件能夠沿凸輪模組之該組通道行進。該組從動元件沿凸輪模組之該組通道之行進實現該組從動元件沿該組導架且平行於旋轉軸線之線性地移位，以藉此使第一主體在第一位置與第二位置之間移位。

凸輪模組提供凸輪模組之旋轉運動或扭矩向第一模組之線性運動或位移的順利、有效及準確轉換。凸輪模組繞旋轉軸線之旋轉速度可受到控制，藉此致能第一模組沿旋轉軸線之線性運動之速度的控制。凸輪機制可為緊密的且可設計為具有低機制雜訊及/或低振動位准。此外，凸輪機制可包括自鎖(亦即，位置維持)零件或模組，該自鎖零件或模組在提供驅動力至凸輪模組之意外地及/或非期望地停止期間促進或實現凸輪機制之組件部分之相對位置(例如，第一主體、凸輪模組及引導主體之相對位置)的維持。

上文描述本發明之特定實施例。儘管於彼等實施例之上下文中已描述與某些實施例相關聯之特徵結構、功能、優勢及替代物，但其他實施例亦可展示此等優勢， 且並非所有實施例必須展示此等優勢以屬本發明之範疇。將瞭解，上文所揭示之機制、結構、特徵結構及功能或以上各者之替代物中之若干者可良好地與不同裝置、系統或應用結合。以下申請專利範圍涵蓋上文所揭示之結構、結構特徵及功能或以上各者之替代物，以及由一般技術者隨後對以上各者做出的各種目前不可預見或不可預料之替代、修改、變更或改良。

20‧‧‧凸輪總成或機制

50‧‧‧第一主體或內部主體或上/ 下主體或可線性位移主體

60‧‧‧從動元件或耳片

100‧‧‧凸輪模組、主體或元件

110‧‧‧通道、凹槽或路徑

112‧‧‧第一端

113‧‧‧第一端部

114‧‧‧第二端

115‧‧‧第二端部

130‧‧‧馬達齒條

140‧‧‧齒輪

140a‧‧‧螺旋齒輪

140b‧‧‧蝸形齒輪

150‧‧‧外部主體/引導主體或第二主體

160‧‧‧導架/從動元件導架

170‧‧‧主體部分

180‧‧‧凸緣部分

190‧‧‧印刷電路板

200‧‧‧程序

210‧‧‧第一程序部分

220‧‧‧第二程序部分

A‧‧‧旋轉軸線

H‧‧‧凸輪模組之高度

參閱圖式來提供本發明之各種實施例之描述，其中：第1圖展示根據本發明之實施例之凸輪總成或凸輪機制；第2圖展示第1圖之凸輪總成之部分剖面圖；第3A圖至第3D圖展示根據本發明之特定實施例的第1圖之凸輪總成之不同組件或元件；第4圖為根據本發明之實施例之用於將旋轉運動轉化為線性運動之程序的流程圖。

20‧‧‧凸輪總成或機制

50‧‧‧第一主體或內部主體或上/下主體或可線性位移主體

100‧‧‧凸輪模組、主體或元件

110‧‧‧通道、凹槽或路徑

113‧‧‧第一端部

115‧‧‧第二端部

140a‧‧‧螺旋齒輪

140b‧‧‧蝸形齒輪

150‧‧‧外部主體/引導主體或第二主體

190‧‧‧印刷電路板

Claims (23)

1. 一種用於將旋轉扭矩轉換為線性運動之總成，該總成包含：一第一主體，該第一主體包含至少一個從動元件；一外部主體，該外部主體界定一軸線且包含至少一個導架，該至少一個導架設置為與至少一個從動元件嚙合，以將該至少一個從動元件之行進限定為至少大體上平行於該軸線且引導該第一主體於一第一位置與一第二位置之間的定位；一凸輪模組，該凸輪模組定位於該第一主體與該外部主體之間，該凸輪模組與該外部主體一起設置至少以大體上繞該軸線旋轉移位，該凸輪模組界定具有一輪廓之至少一個通道，該至少一個通道經成形且經調整尺寸以便該至少一個從動元件在該凸輪模組繞該軸線之旋轉位移期間沿該至少一個通道行進，其中該至少一個從動元件在該凸輪模組之旋轉位移期間沿該至少一個通道之行進使該至少一個從動元件沿該至少一個導架且平行於該軸線線性地移位，以藉此使該第一主體在該第一位置與該第二位置之間移位；一驅動器，該驅動器耦接至該凸輪模組，且該驅動器可操作以實現該凸輪模組繞該軸線之旋轉；一控制模組，該控制模組耦接至該驅動器，且該控制模組設置為控制該驅動器之操作；及 一自鎖零件，該自鎖零件耦接至該控制模組，且該自鎖零件設置為維持該第一主體、該凸輪模組及該外部主體中之每一者之一相對位置，其中該自鎖零件包含一蝸形齒輪，該蝸形齒輪設置為控制該凸輪模組之轉動。
2. 如請求項1所述之總成，其中該外部主體設置為環繞該凸輪模組及該第一主體。
3. 如請求項2所述之總成，其中該第一主體、該凸輪模組及該外部主體為同心對準。
4. 如請求項2所述之總成，其中該第一主體、該凸輪模組及該外部主體中之每一者形狀為圓柱形，且其中該第一主體之一直徑小於該凸輪模組之一直徑，且該凸輪模組之該直徑小於該外部主體之一直徑。
5. 如請求項2所述之總成，其中該外部主體為一不動的結構。
6. 如請求項1所述之總成，其中該控制模組設置為執行一組指令以控制該驅動器之操作，從而實現該凸輪模組繞該軸線之旋轉。
7. 如請求項6所述之總成，其中該控制模組設置為控制該凸輪模組之一旋轉速度且藉此控制該至少一個從動元件沿該至少一個通道之一位移速度。
8. 如請求項7所述之總成，其中該凸輪模組之該至少一個通道之該輪廓包含一第一端及一第二端，該第一端及該第二端位於該至少一個通道之相對末端，該至少一個從動 元件在該凸輪模組之該第一端及該第二端處之該位置對應於該第一主體分別在該第一位置及該第二位置處之位置。
9. 如請求項8所述之總成，其中該通道包括接近該第二端之一端部，該端部安置成至少大體上垂直於該軸線。
10. 如請求項9所述之總成，其中該至少一個從動元件在該至少一個通道之該端部處的位置對應於該第一主體在該第二位置處的位置，且其中至少大體上垂直於該軸線之該端部之該安置促進或實現防止該第一主體平行於該軸線朝該第一位置移位。
11. 如請求項9所述之總成，其中至少大體上垂直於該軸線之該端部之該位置使該凸輪模組能夠承載該第一主體之至少部分重量。
12. 如請求項5所述之總成，其中該外部主體包含：一主體部分，該主體部分經成形且經調整尺寸以環繞該凸輪模組及該第一主體中之每一者，該外部主體承載該至少一個導架；及一凸緣部分，該凸緣部分至少大體上垂直地自該主體部分之一外圓周延伸。
13. 如請求項12所述之總成，其中該凸緣部分設置為承載一印刷電路板或耦接至該印刷電路板。
14. 如請求項12所述之總成，其中該至少一個導架沿該主體部分之一內圓周形成，該內圓周接近該凸輪模組，且其中該至少一個導架經成形且經調整尺寸以便該至少一 個從動元件之至少一部分以匹配方式與該至少一個導架嚙合。
15. 一種用於將旋轉扭矩轉換為線性運動之方法，該方法包含以下步驟：操作耦接至一凸輪總成之一凸輪模組的一驅動器以使該凸輪模組繞一軸線旋轉，該凸輪模組界定具有一輪廓之至少一個通道，該至少一個通道經成形且經調整尺寸以允許該凸輪總成之一第一主體之至少一個從動元件在該凸輪模組繞該軸線旋轉期間沿該至少一個通道行進，該凸輪總成進一步包含一外部主體，該外部主體環繞該凸輪模組及該第一主體中之每一者，該外部主體包含至少一個導架，該至少一個導架設置為與該至少一個從動元件嚙合以將該至少一個從動元件之行進限定為至少大體上平行於該軸線且引導該第一主體於一第一位置與一第二位置之間的定位；使該至少一個從動元件在該凸輪模組繞該軸線旋轉期間沿至少一個導架線性地移位，以藉此使該第一主體在該第一位置與該第二位置之間移位；藉由耦接至該驅動器之一控制模組控制該驅動器之操作；及提供一自鎖零件，該自鎖零件耦接至該控制模組，且該自鎖零件設置為維持該第一主體、該凸輪模組及該外部主體中之每一者之一相對位置， 其中該自鎖零件包含一蝸形齒輪，該蝸形齒輪設置為控制該凸輪模組之轉動。
16. 如請求項15所述之方法，其中該外部主體為一不動的結構。
17. 如請求項15所述之方法，其中該第一主體、該凸輪模組及該外部主體為同心對準。
18. 如請求項15所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：控制該凸輪模組繞該軸線旋轉之起始、終止及速度中之至少一者。
19. 如請求項18所述之方法，其中該凸輪模組之旋轉之起始、終止及速度中之該至少一者的該控制由該控制模組實現，該控制模組設置為執行一組指令以控制該凸輪模組之旋轉之起始、終止及速度中之至少一者。
20. 如請求項15所述之方法，其中該凸輪模組之該至少一個通道之該輪廓包含接近該第二端之一端部，該端部安置成至少大體上垂直於該軸線。
21. 如請求項20所述之方法，其中該至少一個從動元件在該至少一個通道之該端部處的位置對應於該第一主體在該第二位置處的位置，且其中至少大體上垂直於該軸線之該端部之該安置促進或實現防止該第一主體平行於該軸線之線性位移。
22. 如請求項20所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：藉由該凸輪模組在該凸輪模組之該至少一個通道之該端部處支撐該第一主體之至少部分該重量。
23. 如請求項20所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：使用一自鎖機制實現該第一主體、該凸輪模組及該外部主體中之每一者之一相對位置的維持，該自鎖機制耦接至該控制模組。