基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)及司機控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機械技術(shù)，尤其涉及一種基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)及司機控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 司機控制器是鐵道機車、動車組及工業(yè)自動化的控制設(shè)備，其動作的好壞直接影 響到機車的平穩(wěn)操縱以及各種工況的實現(xiàn)。
[0003] 司機控制器包括調(diào)速手柄、凸輪和速動開關(guān)，在行車過程中，司機拉動調(diào)速手柄， 調(diào)速手柄帶動凸輪轉(zhuǎn)動，凸輪的外輪緣上分布有多個凸起，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動使凸起碰到速動開 關(guān)的觸頭時，觸頭產(chǎn)生位移，使速動開關(guān)導(dǎo)通，輸出高電平，相當(dāng)于數(shù)字信號1，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動 使凸起從觸頭上移開時，觸頭產(chǎn)生反向動作力，速動開關(guān)斷開，輸出低電平，相當(dāng)于數(shù)字信 號0,這樣，通過在凸輪外輪緣上的不同位置設(shè)置凸起，可以控制速動開關(guān)輸出不同的數(shù)字 信號。在實際應(yīng)用中，司機控制器包括四個凸輪和四個速動開關(guān)，對應(yīng)四位二進制數(shù)，用于 產(chǎn)生十六位不同的信號，調(diào)速手柄包括十六個檔位，手柄的每一檔位對應(yīng)一種凸輪位置，例 如，第一檔位對應(yīng)二進制數(shù)0000,第二檔位對應(yīng)二進制數(shù)0001，第十六檔位對應(yīng)二進制數(shù) 1111，表1示出了不同的檔位對應(yīng)的二進制數(shù)，圖1示出了最低位對應(yīng)的凸輪的結(jié)構(gòu)，包括 均勻分布的八個凸起，可以隨著凸輪的轉(zhuǎn)動控制速動開關(guān)的導(dǎo)通或斷開，變頻器或者斬波 器將四位高低電平信號轉(zhuǎn)為為速度信號，從而實現(xiàn)對機車運行速動的控制。
[0004] 表 1
[0005]
[0006]
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于，調(diào)速手柄每移動一檔，至少有一個速動開關(guān)要斷開或 導(dǎo)通一次，例如，在由第8檔（0111)轉(zhuǎn)換為第9檔（1000)時，四個開關(guān)的狀態(tài)都要發(fā)生變 化，速動開關(guān)的開閉次數(shù)過多，會導(dǎo)致開關(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)及司機控制器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中速動 開關(guān)在換擋時開閉次數(shù)過多導(dǎo)致的開關(guān)可靠性降低的問題。
[0009] 本發(fā)明的第一個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用于推動速動開關(guān)的觸頭以使 所述速動開關(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°對應(yīng)的圓弧處；
[0012] 第三層凸輪的凸起位于外輪緣的90°~270°對應(yīng)的圓弧處；
[0013] 第四層凸輪的凸起位于外輪緣的180°~360°對應(yīng)的圓弧處；
[0014] 其中，四層凸輪的0°基準(zhǔn)相同。
[0015] 本發(fā)明的另一個方面是提供一種司機控制器，包括：調(diào)速手柄、連接軸、速動開關(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 動開關(guān)的觸頭相配合以使所述速動開關(guān)在觸頭抵觸凸起時導(dǎo)通。
[0016] 進一步地，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盈配合。
[0017] 進一步地，所述司機控制器還包括：傳動機構(gòu)，所述調(diào)速手柄通過所述傳動機構(gòu)與 所述連接軸相連。
[0018] 進一步地，所述調(diào)速手柄包括十六個檔位，所述調(diào)速手柄每轉(zhuǎn)動一個檔位，各凸輪 轉(zhuǎn)過22. 5°。
[0019] 本發(fā)明提供的基于格雷碼的凸輪結(jié)構(gòu)及司機控制器中，每一層凸輪的凸起都按照 格雷碼的編碼方式進行設(shè)置，能夠保證從任一檔位切換到下一檔位時，都只有一個凸輪的 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，因此只有一個速動開關(guān)的開閉狀 態(tài)發(fā)生變化，能夠有效減少對速動開關(guān)的沖擊次數(shù)，減輕了開關(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)明實施例二提供的司機控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 符號說明：
[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-速動開關(guān) 8-觸頭
【具體實施方式】
[0030] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031] 圖2為本發(fā)明實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用于推動速動開關(guān)7的觸頭8以使速動開關(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°對應(yīng)的圓弧處；
[0036] 其中，四層凸輪的0°基準(zhǔn)相同。
[0037] 本實施例提供的凸輪結(jié)構(gòu)中，四層凸輪上的凸起5是按照格雷碼進行編碼設(shè)置 的，格雷碼屬于可靠性編碼，是一種錯誤最小化的編碼方式，其特點是，任意兩個相鄰的代 碼只有一位二進制數(shù)不同。表2示出了不同的凸輪檔位對應(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)動一個檔位，各凸輪轉(zhuǎn)過22.5°，每段圓弧對應(yīng)格雷碼從1檔至16檔 的取值，當(dāng)取值為1時，該段圓弧設(shè)置凸起5,取值為0時，不設(shè)置凸起5。