基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)及司機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)，尤其涉及一種基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)及司機(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 司機(jī)控制器是鐵道機(jī)車、動(dòng)車組及工業(yè)自動(dòng)化的控制設(shè)備，其動(dòng)作的好壞直接影 響到機(jī)車的平穩(wěn)操縱以及各種工況的實(shí)現(xiàn)。
[0003] 司機(jī)控制器包括調(diào)速手柄、凸輪和速動(dòng)開(kāi)關(guān)，在行車過(guò)程中，司機(jī)拉動(dòng)調(diào)速手柄， 調(diào)速手柄帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪的外輪緣上分布有多個(gè)凸起，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)使凸起碰到速動(dòng)開(kāi) 關(guān)的觸頭時(shí)，觸頭產(chǎn)生位移，使速動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，輸出高電平，相當(dāng)于數(shù)字信號(hào)1，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng) 使凸起從觸頭上移開(kāi)時(shí)，觸頭產(chǎn)生反向動(dòng)作力，速動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，輸出低電平，相當(dāng)于數(shù)字信 號(hào)0,這樣，通過(guò)在凸輪外輪緣上的不同位置設(shè)置凸起，可以控制速動(dòng)開(kāi)關(guān)輸出不同的數(shù)字 信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，司機(jī)控制器包括四個(gè)凸輪和四個(gè)速動(dòng)開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)，用于 產(chǎn)生十六位不同的信號(hào)，調(diào)速手柄包括十六個(gè)檔位，手柄的每一檔位對(duì)應(yīng)一種凸輪位置，例 如，第一檔位對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)0000,第二檔位對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)0001，第十六檔位對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù) 1111，表1示出了不同的檔位對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，圖1示出了最低位對(duì)應(yīng)的凸輪的結(jié)構(gòu)，包括 均勻分布的八個(gè)凸起，可以隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)控制速動(dòng)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通或斷開(kāi)，變頻器或者斬波 器將四位高低電平信號(hào)轉(zhuǎn)為為速度信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車運(yùn)行速動(dòng)的控制。
[0004] 表 1
[0005]
[0006]
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于，調(diào)速手柄每移動(dòng)一檔，至少有一個(gè)速動(dòng)開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)或 導(dǎo)通一次，例如，在由第8檔（0111)轉(zhuǎn)換為第9檔（1000)時(shí)，四個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)都要發(fā)生變 化，速動(dòng)開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉次數(shù)過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)可靠性降低，影響行車安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)及司機(jī)控制器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中速動(dòng) 開(kāi)關(guān)在換擋時(shí)開(kāi)閉次數(shù)過(guò)多導(dǎo)致的開(kāi)關(guān)可靠性降低的問(wèn)題。
[0009] 本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)，包括四層凸輪，所述四 層凸輪的中央通孔共軸，每一層凸輪的外輪緣包括至少一個(gè)用于推動(dòng)速動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭以使 所述速動(dòng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的凸起，其中：
[0010] 第一層凸輪的凸起位于外輪緣的22. 5°~67. 5°、112· 5°~157. 5°、 202.5°~247.5°、292· 5°~337. 5°對(duì)應(yīng)的圓弧處；
[0011] 第二層凸輪的凸起位于外輪緣的45°~135°和225°~315°對(duì)應(yīng)的圓弧處；
[0012] 第三層凸輪的凸起位于外輪緣的90°~270°對(duì)應(yīng)的圓弧處；
[0013] 第四層凸輪的凸起位于外輪緣的180°~360°對(duì)應(yīng)的圓弧處；
[0014] 其中，四層凸輪的0°基準(zhǔn)相同。
[0015] 本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種司機(jī)控制器，包括：調(diào)速手柄、連接軸、速動(dòng)開(kāi)關(guān) 以及上述本發(fā)明提供的凸輪結(jié)構(gòu)，其中，所述四層凸輪通過(guò)中央通孔依次穿設(shè)在所述連接 軸上并且與所述連接軸緊配合，所述連接軸與所述調(diào)速手柄連接，所述四層凸輪與所述速 動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭相配合以使所述速動(dòng)開(kāi)關(guān)在觸頭抵觸凸起時(shí)導(dǎo)通。
[0016] 進(jìn)一步地，所述連接軸的橫截面為多邊形，或者，所述連接軸的橫截面為圓形且所 述連接軸與所述四層凸輪過(guò)盈配合。
[0017] 進(jìn)一步地，所述司機(jī)控制器還包括：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)速手柄通過(guò)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與 所述連接軸相連。
[0018] 進(jìn)一步地，所述調(diào)速手柄包括十六個(gè)檔位，所述調(diào)速手柄每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)檔位，各凸輪 轉(zhuǎn)過(guò)22. 5°。
[0019] 本發(fā)明提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)及司機(jī)控制器中，每一層凸輪的凸起都按照 格雷碼的編碼方式進(jìn)行設(shè)置，能夠保證從任一檔位切換到下一檔位時(shí)，都只有一個(gè)凸輪的 外輪緣狀態(tài)發(fā)生變化，其余三層凸輪的外輪緣狀態(tài)不變，因此只有一個(gè)速動(dòng)開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉狀 態(tài)發(fā)生變化，能夠有效減少對(duì)速動(dòng)開(kāi)關(guān)的沖擊次數(shù)，減輕了開(kāi)關(guān)和凸輪結(jié)構(gòu)的磨損，保證了 行車平穩(wěn)和安全。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中最低位凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第一層凸輪的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第二層凸輪的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第三層凸輪的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第四層凸輪的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0025] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的司機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 符號(hào)說(shuō)明：
[0027] 1-第一層凸輪2-第二層凸輪3-第三層凸輪
[0028] 4-第四層凸輪5-凸起 6-連接軸
[0029] 7-速動(dòng)開(kāi)關(guān) 8-觸頭
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第一層凸輪1的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第二層凸輪2的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第三層凸輪3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5 為本發(fā)明實(shí)施例一提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)中第四層凸輪4的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2-5 所示，本實(shí)施例提供的凸輪結(jié)構(gòu)，包括四層凸輪，所述四層凸輪的中央通孔共軸，每一層凸 輪的外輪緣包括至少一個(gè)用于推動(dòng)速動(dòng)開(kāi)關(guān)7的觸頭8以使速動(dòng)開(kāi)關(guān)7導(dǎo)通的凸起5,其 中：
[0032]第一層凸輪1的凸起5位于外輪緣的22. 5°~67. 5°、112· 5°~157. 5°、 202.5° ~247.5°、292· 5° ~337. 5° 對(duì)應(yīng)的圓弧處；
[0033] 第二層凸輪2的凸起5位于外輪緣的45°~135°和225°~315°對(duì)應(yīng)的圓弧 處；
[0034] 第三層凸輪3的凸起5位于外輪緣的90°~270°對(duì)應(yīng)的圓弧處；
[0035] 第四層凸輪4的凸起5位于外輪緣的180°~360°對(duì)應(yīng)的圓弧處；
[0036] 其中，四層凸輪的0°基準(zhǔn)相同。
[0037] 本實(shí)施例提供的凸輪結(jié)構(gòu)中，四層凸輪上的凸起5是按照格雷碼進(jìn)行編碼設(shè)置 的，格雷碼屬于可靠性編碼，是一種錯(cuò)誤最小化的編碼方式，其特點(diǎn)是，任意兩個(gè)相鄰的代 碼只有一位二進(jìn)制數(shù)不同。表2示出了不同的凸輪檔位對(duì)應(yīng)的格雷碼。
[0038] 表 2
[0039]
[0040] 根據(jù)格雷碼的編碼方式，在四層凸輪的外輪緣上分別設(shè)置相應(yīng)的凸起5,具體地， 每一層凸輪對(duì)應(yīng)格雷碼的一位，將每一層凸輪的外輪緣平均劃分為16段圓弧，每段圓弧為 22.5°，調(diào)速手柄每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)檔位，各凸輪轉(zhuǎn)過(guò)22.5°，每段圓弧對(duì)應(yīng)格雷碼從1檔至16檔 的取值，當(dāng)取值為1時(shí)，該段圓弧設(shè)置凸起5,取值為0時(shí)，不設(shè)置凸起5。