转速调整模块、旋转装置及转速调整方法与流程

本发明涉及一种调整模块、旋转装置及调整方法，且特别涉及一种转速调整模块、具有此转速调整模块的旋转装置及转速调整方法。

背景技术：

随着儿童滑步车的普及，其骑乘的安全性逐渐受到关注。详言之，当滑步车因行经过陡或过长的斜坡而导致车速过快时，儿童往往无法通过踩踏地面而有效减缓车速，且即使滑步车设有人力操作的煞车系统，儿童往往在车速过快的紧急情况下无法正确地操作所述煞车系统。另一方面，手持式热感应印表机为一种可用于列印收据的列印装置，列印纸卷绕于其内的卷纸滚轮并随着卷纸滚轮的转动而被输送，据以完成列印操作。当卷纸滚轮转动速度过快时，可能产生过大的噪音，且列印纸的输送速度会随之过快而造成列印品质不佳。因此，实有必要针对滑步车的车轮、列印装置的卷纸滚轮或其他种类的旋转件设计出良好的自动转速调整系统。

技术实现要素：

本发明提供一种转速调整模块及转速调整方法，可自动地调整旋转件的转速。

本发明提供一种旋转装置，其转速调整模块可自动地调整轮体的转速。

本发明的转速调整模块包括一固定轴、一旋转件及至少一转速调整机构。旋转件枢接于固定轴且适于以固定轴为轴转动。转速调整机构包括一从动件、一驱动件及一接触件。从动件可转动地连接于旋转件且具有一第一端及一第二端。驱动件配置于第一端。接触件配置于第二端，其中当旋转件的转速到达一门槛值时，驱动件通过离心力的改变而驱动从动件转动，以切换接触件的状态。

在本发明的一实施例中，当旋转件的转速小于门槛值时，从动件被定位于一第一状态，当旋转件的转速大于门槛值时，驱动件通过离心力驱动从动件转动至一第二状态。

在本发明的一实施例中，当从动件为第一状态及第二状态的其中之一时，接触件分离于固定轴，且当从动件为第一状态及第二状态的其中另一时，接触件接触固定轴。

本发明的旋转装置包括一转速调整模块、一主体及一轮体。转速调整模块包括一固定轴、一旋转件及至少一转速调整机构。旋转件枢接于固定轴且适于以固定轴为轴转动。转速调整机构包括一从动件、一驱动件及一接触件。从动件可转动地连接于旋转件且具有一第一端及一第二端，其中当旋转件的转速小于一门槛值时，从动件被定位于一第一状态。驱动件配置于第一端，其中当旋转件的转速大于门槛值时，驱动件通过离心力驱动从动件转动至一第二状态。接触件配置于第二端，其中当从动件为第一状态及第二状态的其中之一时，接触件分离于固定轴，且当从动件为第一状态及第二状态的其中另一时，接触件接触固定轴。主体连接于固定轴。轮体连接于旋转件，其中轮体适于转动。

在本发明的一实施例中，上述的转速调整机构包括一弹性件，弹性件连接于旋转件与从动件之间，当旋转件的转速小于门槛值时，从动件通过弹性件的弹性力而被定位于第一状态，且当旋转件的转速大于门槛值时，驱动件通过离心力驱动从动件抵抗弹性件的弹性力而转动至第二状态。

在本发明的一实施例中，当从动件为第一状态时，接触件分离于固定轴，且当从动件为第二状态时，接触件接触固定轴以降低旋转件的转速。

在本发明的一实施例中，当从动件为第一状态时，接触件接触固定轴，且当从动件为第二状态时，接触件分离于固定轴以增加旋转件的转速。

在本发明的一实施例中，当旋转件沿一第一转动方向的转速大于门槛值时，驱动件通过离心力驱动从动件转动至第二状态，且当旋转件沿反向于第一转动方向的一第二转动方向的转速大于门槛值时，驱动件通过离心力驱动从动件转动至第二状态。

在本发明的一实施例中，上述的驱动件与接触件分别位于从动件的转动中心与旋转件的转动中心的连线的相对两侧。

在本发明的一实施例中，上述的驱动件与接触件位于从动件的转动中心与旋转件的转动中心的连线的同一侧。

在本发明的一实施例中，上述的驱动件的质心与旋转件的转动中心的连线倾斜于驱动件的质心与从动件的转动中心的连线。

在本发明的一实施例中，上述的至少一转速调整机构的数量为多个，这些转速调整机构围绕固定轴。

在本发明的一实施例中，上述的驱动件与从动件的转动中心之间的距离大于接触件与从动件的转动中心之间的距离。

在本发明的一实施例中，上述的旋转装置为一车辆，轮体为一车轮，车轮适于转动而驱动主体移动。

在本发明的一实施例中，上述的旋转装置为一列印装置，轮体为一卷纸滚轮，一列印纸适于卷绕于卷纸滚轮，卷纸滚轮适于转动而输送列印纸。

本发明的转速调整方法，包括以下步骤。驱动一旋转件以一固定轴为轴转动，其中一从动件可转动地连接于旋转件，一驱动件及一接触件配置于从动件。使旋转件的转速小于一门槛值，以定位从动件于一第一状态。使旋转件的转速大于门槛值，以利用驱动件通过离心力驱动从动件转动至一第二状态，其中当从动件为第一状态及第二状态的其中之一时，接触件分离于固定轴，且当从动件为第一状态及第二状态的其中另一时，接触件接触固定轴。

在本发明的一实施例中，一弹性件连接于旋转件与从动件之间，定位从动件于第一状态包括：通过弹性件的弹性力定位从动件于第一状态。

在本发明的一实施例中，一弹性件连接于旋转件与从动件之间，驱动从动件转动至第二状态包括：驱动从动件抵抗弹性件的弹性力而转动至第二状态。

在本发明的一实施例中，当从动件为第一状态时，接触件分离于固定轴，且当从动件为第二状态时，接触件接触固定轴以降低旋转件的转速。

在本发明的一实施例中，当从动件为第一状态时，接触件接触固定轴，且当从动件为第二状态时，接触件分离于固定轴以增加旋转件的转速。

在本发明的一实施例中，上述的使旋转件的转速大于门槛值包括：使旋转件沿一第一转动方向的转速大于门槛值，或使旋转件沿反向于第一转动方向的一第二转动方向的转速大于门槛值。

基于上述，在本发明的转速调整模块中，旋转件上设置了可转动的从动件，从动件通过其上的驱动件而会在足够的离心力作用下转动，从而控制从动件上的接触件接触或分离于固定轴。据此，转速调整模块能够依据旋转件的转速是否超越预设的门槛值而自动地转换为摩擦状态或转换为非摩擦状态，从而有效地对旋转件进行转速控制，实现自动减速、自动加速或自动定速的效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的转速调整模块的剖面图。

图2a是图1的转速调整模块的局部放大图。

图2b绘示图2a的从动件逆时针转动。

图3是图1的旋转件及驱动件的示意图。

图4是本发明一实施例的转速调整模块的转速调整方法。

图5a是本发明另一实施例的转速调整模块的局部放大图。

图5b绘示图5a的从动件逆时针转动。

图6是本发明一实施例的车辆的立体图。

图7绘示本发明一实施例的列印装置。

图8是图7的列印装置的分解图。

图9绘示图8的转速调整模块的部分构件。

图10绘示图8的固定轴固定于支撑结构。

其中，附图标记说明如下：

50：车辆

52、62：主体

54、64：轮体

60：列印装置

62a：出口

62b：支撑结构

100、200、300：转速调整模块

110、210、310：固定轴

120、220、320：旋转件

122、222：外框

124、224：连接段

126、226：枢接部

130、330：转速调整机构

132、232、332：从动件

132a、232a：枢部

134、234、334：驱动件

136、236、336：接触件

138、238、338：弹性件

c1、c1’、c2、c2’：转动中心

d1：第一转动方向

d2：第二转动方向

e1：第一端

e2：第二端

p：列印纸

l1、l2、l3、l3’：连线

m：质心

vf、vb：速度

fb：离心力

rb：距离

rw：半径

r1、r2：力臂

ω：角速度

具体实施方式

图1是本发明一实施例的转速调整模块的剖面图。请参考图1，本实施例的转速调整模块100包括一固定轴110、一旋转件120及多个转速调整机构130(绘示为三个)。这些转速调整机构130围绕固定轴110，且各转速调整机构130包括一从动件132、一驱动件134、一接触件136及一弹性件138。从动件132例如为一杆件，驱动件134例如为一配重块，接触件136例如为一摩擦片，弹性件138例如为一弹簧，然而本发明不以此为限。

旋转件120枢接于固定轴110且适于以固定轴110为轴转动。各从动件132可转动地连接于旋转件120。各弹性件138连接于旋转件120与从动件132之间。具体而言，旋转件120包括一外框122、多个连接段124(绘示为三个)及一枢接部126，枢接部126枢接于固定轴110且连接弹性件138，外框122通过这些连接段124而连接于枢接部126，且各从动件132通过其枢部132a而可转动地连接于旋转件120的连接段124。在其他实施例中，旋转件120可为其他适当形式结构，本发明不对此加以限制。

图2a是图1的转速调整模块的局部放大图。如图2a所示，从动件132具有相对的一第一端e1及一第二端e2，驱动件134配置于第一端e1，接触件136配置于第二端e2。在本实施例中，驱动件134例如是以胶合、卡合、螺锁等适当方式固定于第一端e1，接触件136例如是以胶合、卡合等适当方式固定于第二端e2，本发明不对此加以限制。当旋转件120的转速到达一门槛值时，驱动件134会通过离心力的改变而驱动从动件132转动，以切换接触件136的状态，从而改变旋转件120的转速。以下通过附图对此具体说明。

图2b绘示图2a的从动件逆时针转动。当旋转件120的转速小于门槛值时，其所产生的离心力不足以抵抗弹性件138的弹性力来驱使从动件132转动，此时从动件132通过弹性件138的弹性力被定位而为图2a所示的第一状态。在此第一状态下，接触件136分离于固定轴110而为非摩擦状态。当旋转件120的转速大于所述门槛值时，其所产生的离心力增加，此时驱动件134通过离心力驱动从动件132抵抗弹性件138的弹性力而以逆时针方向转动至图2b所示的第二状态。在此第二状态下，接触件136接触固定轴110而为摩擦状态，以通过接触件136与固定轴110之间的摩擦力降低旋转件120的转速。

在上述配置方式之下，转速调整模块100能够依据旋转件120的转速是否超越预设的门槛值而自动地转换为摩擦状态或转换为非摩擦状态，从而有效地对旋转件120进行转速控制。需说明的是，在本实施例中，不论旋转件120沿图1所示的第一转动方向d1(顺时针方向)的转速大于所述门槛值，或是旋转件120沿图1所示的第二转动方向d2(逆时针方向)的转速大于所述门槛值，驱动件134皆会通过离心力驱动从动件132转动至所述第二状态。

请参考图2a，在本实施例中，驱动件134的质心m与旋转件120的转动中心c1的连线l1倾斜于驱动件134的质心m与从动件132的转动中心c2的连线l2，亦即连线l1非平行于连线l2，以使从转动中心c1往质心m作用的所述离心力能够驱动从动件132以转动中心c2为轴转动。此外，驱动件134与接触件136分别位于从动件132的转动中心c1与旋转件120的转动中心c2的连线l3的相对两侧，从而逆时针转动的从动件132驱使接触件136靠合于固定轴110。另外，驱动件134与从动件132的转动中心c2之间的距离大于接触件136与从动件132的转动中心c2之间的距离，以使驱动件134与从动件132的转动中心c2之间具有较大的力臂，从而驱动件134的重量需求较低，以减轻模块的整体重量。

以下对旋转件120的转速的所述门槛值进行更具体的说明。图3是图1的旋转件及驱动件的示意图。请参考图3，vf为旋转件120的圆周处的切线速度，其对应于图3中所标示的角速度ω。vf及ω为旋转件120的转速的预期的门槛值，当旋转件120的转速到达此门槛值时，转速调整模块100如前述般自动地转换为摩擦状态或转换为非摩擦状态。fb为驱动件134所受的离心力，vb为驱动件134的速度，rb为驱动件134与旋转件120的转动中心c1的距离，rw为旋转件120的半径。若驱动件134的质量为m，则由牛顿力学中的离心力公式可得fb＝mvb²/rb，而vb＝vfrb/rw，故fb＝m(vfrb/rw)²/rb＝mvf²rbrw²。承上，请参考图2a及图3，驱动件134所受离心力fb相对于从动件132的转动中心c2的力臂为r1，弹性件138的弹性力为fc，所述弹性力相对于从动件132的转动中心c2的力臂为r2。欲将所述门槛值设定为vf，需满足力矩平衡公式fbr1＝fcr2，即fcr2/r1＝mvf²rbrw²。

以下通过附图说明对应于本实施例的转速调整模块100的转速调整方法。图4是本发明一实施例的转速调整模块的转速调整方法。请参考图4，驱动一旋转件120以一固定轴110为轴转动，其中一从动件132可转动地连接于旋转件120，一驱动件134及一接触件136配置于从动件132(步骤s602)。使旋转件120的转速小于一门槛值，以定位从动件132于一第一状态(步骤s604)。使旋转件120的转速大于门槛值，以利用驱动件134通过离心力驱动从动件132转动至一第二状态，其中当从动件132为第一状态时，接触件136分离于固定轴110，且当从动件132为第二状态时，接触件136接触固定轴110(步骤s606a)。

图5a是本发明另一实施例的转速调整模块的局部放大图。图5b绘示图5a的从动件逆时针转动。在图5a所示的转速调整模块200中，固定轴210、旋转件220、外框222、连接段224、枢接部226、从动件232、驱动件234、接触件236、弹性件238、枢部232a的配置与作用方式类似于图2a的固定轴110、旋转件120、外框122、连接段124、枢接部126、从动件132、驱动件134、接触件136、弹性件138、枢部132a的配置与作用方式，于此不再赘述。图5a所示实施例与图2a所示实施例的不同处在于，驱动件234与接触件236位于从动件232的转动中心c2’与旋转件220的转动中心c1’的连线l3’的同一侧，从而逆时针转动的从动件232驱使接触件236分离于固定轴210。亦即，在图5a所示实施例中，当旋转件220的转速小于门槛值而使从动件232为第一状态时，接触件236通过弹性件238的弹性力而接触固定轴210，且当旋转件220的转速大于门槛值而使从动件232逆时针转动至图5b所示第二状态时，接触件236分离于固定轴210以增加旋转件220的转速。

以下通过附图说明对应于图5a所示实施例的转速调整模块的转速调整方法。请参考图4、图5a及图5b，驱动一旋转件220以一固定轴210为轴转动，其中一从动件232可转动地连接于旋转件220，一驱动件234及一接触件236配置于从动件232(步骤s602)。使旋转件220的转速小于一门槛值，以定位从动件232于一第一状态(步骤s604)。使旋转件220的转速大于门槛值，以利用驱动件234通过离心力驱动从动件232转动至一第二状态，其中当从动件232为第一状态时，接触件236接触固定轴210，且当从动件232为第二状态时，接触件236分离于固定轴210(步骤s606b)。

比较图2a所示实施例及图5a所示实施例，图2a所示实施例是在旋转件的转速超过门槛值时自动执行减速，此种实施方式可应用于滑步车以避免车速过快，或可应用于手持式列印装置以避免卷纸滚轮转速过快。反之，图5a所示实施例是在旋转件的转速超过门槛值时自动执行加速，此种实施方式可应用于以加速性能为诉求的车辆，或是应用于车辆加速测试装置，本发明不对此加以限制。

以下通过附图具体说明上述实施例的转速调整模块应用于旋转装置。图6是本发明一实施例的车辆的立体图。请参考图6，本实施例的旋转装置为一车辆50，车辆50例如是滑步车且包括一主体52、多个轮体54(绘示为两个车轮)及多个图1所示的转速调整模块100(绘示为两个)。主体52连接于各转速调整模块100的固定轴110，各轮体54连接于对应的转速调整模块100的旋转件120。轮体54适于转动而驱动主体52移动，且通过如图1至图3所示实施例的转速调整模块100的自动减速效果，可避免车速过快影响儿童的骑乘安全性。

图7绘示本发明一实施例的列印装置，其中放大部分为沿i-i线的剖面。图8是图7的列印装置的分解图。请参考图7及图8，本实施例的旋转装置为一列印装置60，列印装置60包括一主体62、一轮体64(绘示为一卷纸滚轮)及一转速调整模块300。轮体64配置于主体62内，列印纸p卷绕于轮体62，轮体62适于转动而输送列印纸p，使列印纸p被列印并从主体62的出口62a输出。

图9绘示图8的转速调整模块的部分构件。图10绘示图8的固定轴固定于支撑结构。请参考图8至图10，转速调整模块300包括一固定轴310、一旋转件320及多个转速调整机构330(绘示为三个)。主体62连接于固定轴310，其中主体62例如是通过其内的支撑结构62b(绘示于图10)来支撑固定轴310。轮体64连接于旋转件320。

这些转速调整机构330围绕固定轴310，且各转速调整机构330包括一从动件332、一驱动件334、一接触件336及一弹性件338。类似于图1所示实施例的配置方式，本实施例的旋转件320枢接于固定轴310且适于以固定轴310为轴转动。各从动件332可转动地连接于旋转件320。各弹性件338连接于旋转件320与从动件132之间。驱动件334及接触件336分别配置于从动件332的相对两端。在本实施例中，驱动件334例如是以胶合、卡合、螺锁等适当方式固定于从动件332，接触件336例如是以胶合、卡合等适当方式固定于从动件332，本发明不对此加以限制。

类似于图1所示实施例的作动方式，在本实施例中，当旋转件320的转速小于一门槛值时，其所产生的离心力不足以抵抗弹性件338的弹性力来驱使从动件332转动，此时从动件332通过弹性件338的弹性力被定位而为第一状态。在此第一状态下，接触件336分离于固定轴310而为非摩擦状态。当旋转件320的转速大于所述门槛值时，其所产生的离心力增加，此时驱动件334通过离心力驱动从动件332抵抗弹性件338的弹性力而转动至第二状态。在此第二状态下，接触件336接触固定轴310而为摩擦状态，以通过接触件336与固定轴310之间的摩擦力降低旋转件320的转速。借此自动减速效果，可避免轮体64转动过快影响列印品质。

综上所述，在本发明的转速调整模块中，旋转件上设置了可转动的从动件，从动件通过其上的驱动件而会在足够的离心力作用下转动，从而控制从动件上的接触件接触或分离于固定轴。据此，转速调整模块能够依据旋转件的转速是否超越预设的门槛值而自动地转换为摩擦状态或转换为非摩擦状态，从而有效地对旋转件进行转速控制，实现自动减速、自动加速或自动定速的效果。

虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。