专利名称：步进式自动调资机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种邮政专用设备，更确切地说是涉及一种邮资机上使用的调资机构。
邮资机是一种能在国际、国内的各类信件上加盖邮政戳记并具有记帐、资费结算功能的邮政专用设备。
对大宗信件的邮寄，国内长期以来均采用人工方式在信件上加盖“邮资已付”戳，由于不能与国际惯例接轨，故国家邮政总局于不久前作出了取消只加盖“邮资已付”戳的决定，并开始在全国范围内推广使用邮资机。邮资机必需在信件上加盖“邮资凭证戳”和“日期戳”，还可选择加盖“记念戳”，其中的“邮资凭证戳”上除了有相对固定的戳记外还含有随邮件改变的邮资已付字符￥XX.XX(位数可根据需要增加或减少)的戳记，其中的“日期戳”上除了有相对固定的邮政局名、支局代号戳记外还含有随邮寄日期变化的日期内容。邮资已付字符￥XX.XX，具有与邮票面值同等的效力，要求每一位X从0至9随意可调，此外日期内容中的每一位也能在某些数字间可调。
目前，邮资机在信件上加盖戳记的方式大致有三种机械方式；热转印方式；喷墨方式。其中的机械方式虽结构相对复杂，但由于防伪性能较好且使用成本较低而被广泛采用。在机械方式中，是用滚印鼓完成加盖邮政戳记的，滚印鼓上安装有滚印上述三种戳记的戳头。
本实用新型所涉及的调资机构是一种实现戳头上每一位X从0至9随意可调的资费调整机构，也是邮资机的关键部件，其传统的结构是由一外圆面上刻有0至9十个数字的字轮和传动机构组成。国内以往的调资机构都是手动的，为纯粹的机械结构，由人工来回手动推拉拨杆，该推拉运动再通过几组连杆机构传递到末级的齿轮齿条机构，最终实现字轮的调整。存在结构复杂、易磨损、维修不便、自动化程度低等缺陷。而随着科学技术的进步、民众素质的提高及单片微处理器等的广泛应用，淘汰手动调资机构而代之以机电一体化且符合中国国情的自动调资机构，已成为各邮政专用设备制造厂商的奋斗目标。
本实用新型的目的是设计一种步进式自动调资机构，为机电一体化的自动邮资机设计一种新颖的调资机构，该调资机构必须满足以下要求字轮上的数字跳变应准确无误，即每一次跳变必须跳变成指定的数字；字轮的定位须十分准确，否则在信件上滚动盖印出的戳字符就会不清晰。
本实用新型的目的是这样实现的一种步进式自动调资机构，包括闭环控制系统、一个以上的邮资字轮和邮资字轮的传动机构，其特征在于所述的邮资字轮与传动机构成一一对应设置；所述的传动机构包括步进电机和分别与步进电机及邮资字轮联结的传动链；还包括有与传动链活动联结的邮资字轮的定位机构；所述的闭环控制系统与步进电机及定位机构电连接。
所述的传动链包括电机齿轮、拨杆齿条、小齿条和小齿轮；电机齿轮固定在步进电机轴上，拨杆齿条与电机齿轮啮合，小齿条上的拨叉固定在拨杆齿条上，小齿轮与小齿条啮合；所述的邮资字轮固定在小齿轮上并成一体。
所述邮资字轮的定位机构，包括有棘爪、压杆、压轮、小拉簧和电磁铁；所述的棘爪通过枢轴枢设在邮资字轮侧，所述的压杆固定设置在棘爪一端的顶面上，所述的压轮固定在电磁铁的衔铁上，所述的压轮在电磁铁动作时伸出，其轮缘恰位于压杆上方，所述棘爪另一端的底面上设有凹口，凹口两侧的下边线在压轮缩回时恰位于所述小齿轮左右对称的两齿面上，所述的小拉簧连接在棘爪的枢轴端与凹口端间；所述的电磁铁与所述的闭环控制系统电连接。
所述棘爪另一端底面上的凹口呈矩形，凹口宽度等于所述小齿轮上两齿间的距离。
所述的拨杆齿条上还固定设置有定位板，定位板设置在拨杆齿条的齿牙末端。
本实用新型的步进式自动调资机构，设置在邮资机的滚印鼓上，让每一位邮资字轮都由一个独立的小功率步进电机驱动，中间采用了由二级齿轮、齿条传动的传动链，当步进电机在闭环控制系统的控制下步进预定的转角时，通过该传动链使邮资字轮转动，从而跳变成指定的数字，可使跳变的数字正确无误。本实用新型的步进式自动调资机构，通过设置邮资字轮的定位机构并与传动链的小齿轮联结和与闭环控制系统电连接，以棘爪的微调动作确保邮资字轮定位准确，以克服因机械传动及电控误差产生的邮资字轮位置不准的现象。因而使整个自动调资机构具有定位精度高、定位重复性好的特点。
下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型的技术。
图1是本实用新型步进式自动调资机构传动链的结构示意图图2是本实用新型步进式自动调资机构闭环控制系统的电原理框图图3是本实用新型步进式自动调资机构闭环控制系统的闭环控制流程图图4是本实用新型步进式自动调资机构的棘爪与压轮等的结构示意图参见
图1，本实用新型步进式自动调资机构传动链主要包括电机齿轮103、拨杆齿条102、定位板107、小齿条104和小齿轮105。电机齿轮103固定在步进电机101的电机轴上，拨杆齿条102由有齿段与无齿段构成，电机齿轮103与拨杆齿条102的有齿段啮合，定位板107固定设置在拨杆齿条102上有齿段与无齿段的交接处，小齿条104通过其上突设的拨叉1041固定在拨杆齿条102的无齿段上，小齿轮105与小齿条104啮合，小齿轮105则与邮资字轮106同轴地固定，并与邮资字轮106形成一整体。
步进电机101轴上的电机齿轮103随步进电机101步进转动，带动拨杆齿条102向前或向后平动，又通过拨叉1041推动小齿条104向前或向后平动，因邮资字轮106与小齿轮105为一整体，小齿条104的平动通过小齿轮105带动邮资字轮106转动，当步进电机101步进一定的转角后，通过上述的传动链使邮资字轮106转动跳变到指定的数字。
步进电机101的尾端上还同时固定有属于闭环控制系统的光码盘108及光电耦合器109，光码盘108的边缘位于一光电耦合器109内，步进电机101每转动一圈，光电耦合器109可记录到该转动信号，并反馈回闭环控制系统。
参见图2，本实用新型的步进式自动调资机构为了达到字轮上数字跳变的绝对正确性，采用了自动控制领域非常成熟的闭环控制技术(由于其实现电路是该领域的公知技术，因而不再给出实施电路)。主要包括单片微处理器系统21和与之连接的至少四路(分位、角位、元个位及元十位)邮资字轮的电控系统N1、N2、N3、N4。每一邮资字轮的电控系统包括顺序连接的逻辑保护电路22和步进电机的隔离驱动电路23，单片微处理器系统21根据调资要求输出脉冲信号，通过步进电机的隔离驱动电路23控制
图1中步进电机(马达)101的转角，从而使相应的邮资字轮106跳变到所要数字的位置，同时由安装在步进电机尾部的光码盘108在光电耦合器109(码盘)配合下，向单片微处理器系统21反馈回某个邮资字轮转动的位置信号。
结合参见图2、图3，每次调资时(步骤31)，单片微处理器系统21首先使邮资字轮全部复位置零(步骤32)，即分位、角位、元个位及元十位邮资字轮全部复位置零，并由光电耦合器109将置零到位信号返回给单片微处理器系统21(步骤33)，单片微处理器系统21再根据调资要求输出代表置值n的脉冲信号(步骤34)，分别控制各位步进电机转动，通过相应的传动链使各位邮资字轮转到需要的位置，同时由对应的光电耦合器109向单片微处理器系统21反馈回相应邮资字轮转动的位置信号，当该返回的位置信号与根据调资要求输出的置值n相等时(步骤35)，即经核对无误后，确定调资过程正确，结束调资(步骤36)操作。
参见图4，为了确保调资字轮定位的准确，本实用新型的步进式自动调资机构还在与调资字轮106成一体的小齿轮105上增设了一个可微调调资字轮106位置的定位机构，以确保调资字轮106定位准确。定位机构设置在滚印鼓41上，滚印鼓41套置在邮资机的主轴42上，并可绕主轴42的轴线转动，各邮资字轮106及其传动机构也设置在滚印鼓41上。
定位机构包括棘爪46、压杆45、压轮43、小拉簧47和电磁铁44，电磁铁44与闭环控制系统中单片微处理器系统21连接。棘爪46以枢轴48为支点枢设在邮资字轮106侧，压杆45固定设置在棘爪46一端的顶面上，压轮43固定在电磁铁44的衔铁上，压轮43在电磁铁44不动作时被压缩在电磁铁44内，压轮43的轮缘在电磁铁44动作时伸出电磁铁44外并恰位于压杆45上方。棘爪46另一端的底面上设有矩形凹口461，在电磁铁44不动作时该凹口461两侧的下边线恰位于小齿轮105上两左右对称的齿面上，小拉簧47连接在棘爪46的枢轴48端与凹口461端间。
当滚印鼓41停在原始位置时，各部件状态如图中所示，单片微处理器系统控制电磁铁44动作，与电磁铁44衔铁联结的压轮43伸出电磁铁44外，压轮43的轮缘接触压杆45并随着邮资字轮106的顺时钟转动而下压压杆45，按杠杆原理设计的棘爪46，在压杆45端被下压时，其凹口461端将以枢轴48为支点而克服小拉簧47的拉力上翘，棘爪46上凹口461两侧的下边线离开小齿轮105上的齿面，即棘爪46释放小齿轮105，使邮资机可通过本实用新型的步进式自动调资机构驱动邮资字轮106随意调整在所需的数字位置处。
当滚印鼓41离开该调整位置开始对信件进行滚动盖戳时，电磁铁44恢复原态，压轮43缩回，压杆45失去了下压棘爪46的作用力，棘爪46的凹口461端在小拉簧47的作用下下压与邮资字轮106成一整体的小齿轮105，即凹口461两侧的两个下边线压在小齿轮105上左右对称的两齿面上，实现字轮的微调定位，克服调资机构因机械传动及电控误差造成的字轮位置定位不准的问题。该机械定位方法具有精度高且重复性好的优点。
本实用新型的步进式自动调资机构，在实施时为确保邮资字轮准确定位，除了采用上述的定位机构外，还可采用选择步距较小的步进电机将调资机构传动链的机械传动误差控制在一允许的范围内等其它技术措施。
本实用新型的步进式自动调资机构，除了可应用于邮资机外，还可应用在其它邮政过戳专用设备上。
权利要求1.一种步进式自动调资机构，包括闭环控制系统、一个以上的邮资字轮和邮资字轮的传动机构，其特征在于所述的邮资字轮与传动机构成一一对应设置；所述的传动机构包括步进电机和分别与步进电机及邮资字轮联结的传动链；还包括有与传动链活动联结的邮资字轮的定位机构；所述的闭环控制系统与步进电机及定位机构电连接。
2.根据权利要求1所述的一种步进式自动调资机构，其特征在于所述的传动链包括电机齿轮、拨杆齿条、小齿条和小齿轮；电机齿轮固定在步进电机轴上，拨杆齿条与电机齿轮啮合，小齿条上的拨叉固定在拨杆齿条上，小齿轮与小齿条啮合；所述的邮资字轮固定在小齿轮上并成一体。
3.根据权利要求1或2所述的一种步进式自动调资机构，其特征在于所述邮资字轮的定位机构，包括有棘爪、压杆、压轮、小拉簧和电磁铁；所述的棘爪通过枢轴枢设在邮资字轮侧，所述的压杆固定设置在棘爪一端的顶面上，所述的压轮固定在电磁铁的衔铁上，所述的压轮在电磁铁动作时伸出，其轮缘恰位于压杆上方，所述棘爪另一端的底面上设有凹口，凹口两侧的下边线在压轮缩回时恰位于所述小齿轮左右对称的两齿面上，所述的小拉簧连接在棘爪的枢轴端与凹口端间；所述的电磁铁与所述的闭环控制系统电连接。
4.根据权利要求3所述的一种步进式自动调资机构，其特征在于所述棘爪另一端底面上的凹口呈矩形，凹口宽度等于所述小齿轮上两齿间的距离。
5.根据权利要求1所述的一种步进式自动调资机构，其特征在于所述的拨杆齿条上还固定设置有定位板，定位板设置在拨杆齿条的齿牙末端。
专利摘要本实用新型涉及一种步进式自动调资机构,可实现邮政戳头上每一位资费符号0至9的准确调节。包括闭环控制系统、邮资字轮、与邮资字轮成一一对应设置并由步进电机和传动链组成的传动机构,还有与传动链活动联结的邮资字轮的定位机构。步进电机在闭环控制系统控制下步进预定的转角,通过传动链使邮资字轮转动跳变成指定的数字,定位机构以棘爪的微调动作确保邮资字轮定位准确。具有定位精度高、重复性好的优点。
文档编号B41K3/10GK2400279SQ9925735
公开日2000年10月11日 申请日期1999年12月14日 优先权日1999年12月14日
发明者叶宝荣, 徐志江, 原泉, 高剑, 方有权 申请人:浙江省邮政规划科学研究所