微型齿轮旋转开关装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微小型低功耗的齿轮旋转开关装置，尤其涉及一种用于智能锁开合的微型齿轮旋转开关装置。
【背景技术】
[0002]在现有电控电机齿轮旋转开关系统中，应用于电控电机的齿轮传动控制单元的实现方式通常如下:首先是通过马达将旋转钮旋转到开关位置，然后使用制动控制单元强行停止旋转开关的旋转。在齿轮传动控制单元制动停止旋转的那一刻，由于马达转动惯性的存在，即便是通过多种方式对马达实施停止控制，马达也不能瞬间立即停止，这样就导致马达瞬间发生堵转。堵转的后果是造成传动装置电机的负载电流瞬间增大到正常运转电流的5至10倍，电流瞬间增大使制动装置的电机线圈温度瞬间升高，其结果会影响电机的使用寿命，反复的温度瞬间升高也会发生烧毁电机绕组的情况，电流的瞬间增大同样会影响到电机驱动电路的寿命。同时，过大的瞬间电流的产生也会造成电池能量的过度消耗，从而减少了电池的续航时间。此外，对于某些不适合大电流放电的电池，这种电流瞬间增大情况下的使用会对电池本身造成严重伤害。
[0003]现有技术中智能锁齿轮传动控制单元的结构设计，不仅要求电池的容量大，还要求有较高的充放电倍率，在目前电池能量密度有限的前提下其结果必然导致现有的智能锁齿轮传动单元电池体积较大，且对电池性能的选择变得非常严苛。也就是说目前的智能电子锁的结构设计通常只适用于对系统体积没有严苛要求的应用领域，无法满足市场对小体积、低成本电子锁具产品的需求。此外，为了尽量减少电量的消耗，现有的智能锁齿轮传动控制单元在其控制电路中往往还需要加上位置传感器，以便及时得知齿轮旋转控制单元的开关动作是否到位，从而方便做到及时切断电机电源，实现该旋转开关单元的有效开、合动作。这样一来，又会导致增加对智能锁齿轮传动控制单元的整体尺寸空间要求。智能锁齿轮传动控制单元部分的零部件多了，也是可靠性降低的因素之一。
[0004]综上所述，现有的电控电机齿轮传动控制系统其基本外部特征是，电机体积大，系统结构复杂，这不可避免地导致整个系统能耗高，可靠性低，综合成本高。此外，现有电控电机齿轮传动控制系统不仅要求电池容量高，也要求具备大电流放电的特性，还需要配合限位装置进行控制。
[0005]随着智能手机的普及与智能手机在智能硬件领域应用的快速发展及市场对小体积、多用途智能锁的需求的提升，从智能锁控制系统技术层面上去看对智能锁齿轮传动控制单元越来越趋向于追求微小型化、多功能化、和低成本化，这样一来就要求驱动电机足够小。又出于齿轮传动控制单元整体结构空间的限制，往往要求电机的直径小于8mm，并要求电池足够小，这种足够小的电池要求又对齿轮传动控制单元开合动作省电提出了较高要求。这样，智能锁齿轮传动控制单元在同时满足可靠性高的前提下，要求其结构越简单越好，且电路亦易于控制。
[0006]现有技术无法满足或兼顾上述所有的技术要求。
【发明内容】
[0007]鉴于现有技术的上述不足，本发明提供一种微型齿轮旋转开关装置，其通过齿轮脱开与啮合的独特结构设计，实现智能锁开、合到位及齿轮的自动脱离;并在旋转开关反向动作时能有效恢复齿轮啮合，以实现该齿轮旋转开关装置的自动离合。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]—种微型齿轮旋转开关装置，包括:直流电机、主动轮、从动轮和两个推力弹簧。其中，两个推力弹簧对称布置在所述从动轮两侧，所述直流电机与所述主动轮同轴，所述直流电机带动所述主动轮顺时针转动或者逆时针转动，所述从动轮具有局部齿轮、限位凸起和豁口。
[0010]进一步地，所述从动轮上只有占整个圆周1/6至1/3的部分分布有齿轮，也即所述从动轮上只有60°至120°的弧面分布有齿轮。
[0011]较佳地，所述从动轮上只有占整个圆周1/4的部分分布有齿轮，也即所述从动轮上仅有90°弧面上分布有齿轮。
[0012]优选地，所述推力弹簧是橡胶弹性体或金属弹簧。
[0013]所述从动轮的圆周上开有一个豁口。所述从动轮两侧面各有一个限位凸起，所述限位凸起随着本发明装置的转动而接触到推力弹簧。
[0014]所述从动轮上齿轮最边上的两个齿设计成异形齿，所述异形齿为非标渐开线的异形齿。
[0015]所述异形齿的结构设计使得在齿轮分度圆以下为标准渐开线齿形，而在分度圆以上部分的齿宽略大于标准渐开线齿形，从而使得主动轮和从动轮对应位置的两个齿轮间有形位公差。
[0016]较佳地，所述的两个异形齿的齿轮分度圆到齿根为20°压力角的标准渐开线，到齿顶圆为22.5°压力角的非标渐开线。
[0017]本发明的有益效果:本发明的微型齿轮旋转开关装置通过采用从动轮与主动轮的局部啮合，以及从动轮上、下两边齿采用异形齿的技术结构设计实现微小型智能锁开、合到位及齿轮的自动脱离。本发明的微型齿轮开关装置在旋转开关反向动作时能有效恢复齿轮啮合，从而实现该齿轮旋转开关装置的自动离合。根据本发明的上述特征，可以实现机构的微型化、低功耗、易于控制及可靠的特点。
[0018]又由于本发明的微型齿轮旋转开关装置采用微型高速电机，而其离合部分是由机械离合实现，既省电又能使得电路控制方式简单易行。根据本发明的这种自动且可离合的结构特点，不仅可以使得电机不会产生超载电流，从而保护电机及其驱动电路;还能实现自动到位分离。此外，本发明装置在结构设计上也可以使得电池足够小，以减少无谓的电能消耗。本发明整体结构设计简单且电路易于控制，在满足可靠性高的前提下电路易于控制。
[0019]综上，本发明的微型齿轮旋转开关装置其基本外部特征在于，体积小，结构简单。本发明的这种外部特征使得其具有能耗低、可靠性高，且综合成本也较低的性能属性。此夕卜，本发明装置所用电机体积小、功耗低，所用电池容量低，且对电池大电流放电没有严苛要求，控制方式简单。
【附图说明】
[0020]图1是根据本发明装置的结构示意图；
[0021]图2是根据本发明装置的从动轮各个功能部分的结构示意图；
[0022]图3示出了本发明的主动轮顺时针旋转带动从动轮正向旋转直至齿轮相互脱离的结构示意图；
[0023]图4示出了本发明的主动轮逆时针旋转带动从动轮反向旋转直至齿轮相互脱离的结构示意图；
[0024]图5示出了本发明装置在接近开锁状态时的动作过程示意图；
[0025]图6示出了本发明装置在开锁状态时的动作过程示意图；
[0026]图7是主动轮反向旋转使得本发明装置处于闭合状态时的动作过程示意图；
[0027]图8是从动轮最边上的上、下两个异形齿的结构示意图；
[0028]图9是从动轮上、下两个异形齿的局部放大图。
【具体实施方式】
[0029]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，所描述的实施例仅仅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。
[0030]本发明涉及一种微型齿轮旋转开关装置，其包括:直流电机1、主动轮2，从动轮3、两个推力弹簧4。结合图1来看，两个推力弹簧4对称布置在从动轮3两侧。其中，直流电机I与主动轮2同轴，直流电机I带动主动轮2可以做正向(也即顺时针)转动或者反向(逆时针)转动。在一个具体实施例中，推力弹簧4可以是橡胶弹性体，较佳地，推力弹簧4选用片状或柱状弹簧。在另一个具体实施例中，推力弹簧4可以是金属弹簧。