基于格雷码的凸轮结构及司机控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机械技术，尤其涉及一种基于格雷码的凸轮结构及司机控制器。
【背景技术】
[0002] 司机控制器是铁道机车、动车组及工业自动化的控制设备，其动作的好坏直接影 响到机车的平稳操纵以及各种工况的实现。
[0003] 司机控制器包括调速手柄、凸轮和速动开关，在行车过程中，司机拉动调速手柄， 调速手柄带动凸轮转动，凸轮的外轮缘上分布有多个凸起，当凸轮转动使凸起碰到速动开 关的触头时，触头产生位移，使速动开关导通，输出高电平，相当于数字信号1，当凸轮转动 使凸起从触头上移开时，触头产生反向动作力，速动开关断开，输出低电平，相当于数字信 号0,这样，通过在凸轮外轮缘上的不同位置设置凸起，可以控制速动开关输出不同的数字 信号。在实际应用中，司机控制器包括四个凸轮和四个速动开关，对应四位二进制数，用于 产生十六位不同的信号，调速手柄包括十六个档位，手柄的每一档位对应一种凸轮位置，例 如，第一档位对应二进制数0000,第二档位对应二进制数0001，第十六档位对应二进制数 1111，表1示出了不同的档位对应的二进制数，图1示出了最低位对应的凸轮的结构，包括 均匀分布的八个凸起，可以随着凸轮的转动控制速动开关的导通或断开，变频器或者斩波 器将四位高低电平信号转为为速度信号，从而实现对机车运行速动的控制。
[0004] 表 1
[0005]
[0006]
[0007] 现有技术的不足之处在于，调速手柄每移动一档，至少有一个速动开关要断开或 导通一次，例如，在由第8档（0111)转换为第9档（1000)时，四个开关的状态都要发生变 化，速动开关的开闭次数过多，会导致开关可靠性降低，影响行车安全。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种基于格雷码的凸轮结构及司机控制器，用以解决现有技术中速动 开关在换挡时开闭次数过多导致的开关可靠性降低的问题。
[0009] 本发明的第一个方面是提供一种基于格雷码的凸轮结构，包括四层凸轮，所述四 层凸轮的中央通孔共轴，每一层凸轮的外轮缘包括至少一个用于推动速动开关的触头以使 所述速动开关导通的凸起，其中：
[0010] 第一层凸轮的凸起位于外轮缘的22. 5°~67. 5°、112· 5°~157. 5°、 202.5°~247.5°、292· 5°~337. 5°对应的圆弧处；
[0011] 第二层凸轮的凸起位于外轮缘的45°~135°和225°~315°对应的圆弧处；
[0012] 第三层凸轮的凸起位于外轮缘的90°~270°对应的圆弧处；
[0013] 第四层凸轮的凸起位于外轮缘的180°~360°对应的圆弧处；
[0014] 其中，四层凸轮的0°基准相同。
[0015] 本发明的另一个方面是提供一种司机控制器，包括：调速手柄、连接轴、速动开关 以及上述本发明提供的凸轮结构，其中，所述四层凸轮通过中央通孔依次穿设在所述连接 轴上并且与所述连接轴紧配合，所述连接轴与所述调速手柄连接，所述四层凸轮与所述速 动开关的触头相配合以使所述速动开关在触头抵触凸起时导通。
[0016] 进一步地，所述连接轴的横截面为多边形，或者，所述连接轴的横截面为圆形且所 述连接轴与所述四层凸轮过盈配合。
[0017] 进一步地，所述司机控制器还包括：传动机构，所述调速手柄通过所述传动机构与 所述连接轴相连。
[0018] 进一步地，所述调速手柄包括十六个档位，所述调速手柄每转动一个档位，各凸轮 转过22. 5°。
[0019] 本发明提供的基于格雷码的凸轮结构及司机控制器中，每一层凸轮的凸起都按照 格雷码的编码方式进行设置，能够保证从任一档位切换到下一档位时，都只有一个凸轮的 外轮缘状态发生变化，其余三层凸轮的外轮缘状态不变，因此只有一个速动开关的开闭状 态发生变化，能够有效减少对速动开关的冲击次数，减轻了开关和凸轮结构的磨损，保证了 行车平稳和安全。
【附图说明】
[0020] 图1为现有技术中最低位凸轮的结构示意图；
[0021] 图2为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第一层凸轮的结构示意 图；
[0022] 图3为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第二层凸轮的结构示意 图；
[0023] 图4为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第三层凸轮的结构示意 图；
[0024] 图5为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第四层凸轮的结构示意 图；
[0025] 图6为本发明实施例二提供的司机控制器的结构示意图。
[0026] 符号说明：
[0027] 1-第一层凸轮2-第二层凸轮3-第三层凸轮
[0028] 4-第四层凸轮5-凸起 6-连接轴
[0029] 7-速动开关 8-触头
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 图2为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第一层凸轮1的结构示意 图；图3为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第二层凸轮2的结构示意图； 图4为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第三层凸轮3的结构示意图；图5 为本发明实施例一提供的基于格雷码的凸轮结构中第四层凸轮4的结构示意图。如图2-5 所示，本实施例提供的凸轮结构，包括四层凸轮，所述四层凸轮的中央通孔共轴，每一层凸 轮的外轮缘包括至少一个用于推动速动开关7的触头8以使速动开关7导通的凸起5,其 中：
[0032]第一层凸轮1的凸起5位于外轮缘的22. 5°~67. 5°、112· 5°~157. 5°、 202.5° ~247.5°、292· 5° ~337. 5° 对应的圆弧处；
[0033] 第二层凸轮2的凸起5位于外轮缘的45°~135°和225°~315°对应的圆弧 处；
[0034] 第三层凸轮3的凸起5位于外轮缘的90°~270°对应的圆弧处；
[0035] 第四层凸轮4的凸起5位于外轮缘的180°~360°对应的圆弧处；
[0036] 其中，四层凸轮的0°基准相同。
[0037] 本实施例提供的凸轮结构中，四层凸轮上的凸起5是按照格雷码进行编码设置 的，格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，其特点是，任意两个相邻的代 码只有一位二进制数不同。表2示出了不同的凸轮档位对应的格雷码。
[0038] 表 2
[0039]
[0040] 根据格雷码的编码方式，在四层凸轮的外轮缘上分别设置相应的凸起5,具体地， 每一层凸轮对应格雷码的一位，将每一层凸轮的外轮缘平均划分为16段圆弧，每段圆弧为 22.5°，调速手柄每转动一个档位，各凸轮转过22.5°，每段圆弧对应格雷码从1档至16档 的取值，当取值为1时，该段圆弧设置凸起5,取值为0时，不设置凸起5。