專利名稱：步進式自動調(diào)資機構(gòu)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種郵政專用設備，更確切地說是涉及一種郵資機上使用的調(diào)資機構(gòu)。
郵資機是一種能在國際、國內(nèi)的各類信件上加蓋郵政戳記并具有記帳、資費結(jié)算功能的郵政專用設備。
對大宗信件的郵寄，國內(nèi)長期以來均采用人工方式在信件上加蓋“郵資已付”戳，由于不能與國際慣例接軌，故國家郵政總局于不久前作出了取消只加蓋“郵資已付”戳的決定，并開始在全國范圍內(nèi)推廣使用郵資機。郵資機必需在信件上加蓋“郵資憑證戳”和“日期戳”，還可選擇加蓋“記念戳”，其中的“郵資憑證戳”上除了有相對固定的戳記外還含有隨郵件改變的郵資已付字符￥XX.XX(位數(shù)可根據(jù)需要增加或減少)的戳記，其中的“日期戳”上除了有相對固定的郵政局名、支局代號戳記外還含有隨郵寄日期變化的日期內(nèi)容。郵資已付字符￥XX.XX，具有與郵票面值同等的效力，要求每一位X從0至9隨意可調(diào)，此外日期內(nèi)容中的每一位也能在某些數(shù)字間可調(diào)。
目前，郵資機在信件上加蓋戳記的方式大致有三種機械方式；熱轉(zhuǎn)印方式；噴墨方式。其中的機械方式雖結(jié)構(gòu)相對復雜，但由于防偽性能較好且使用成本較低而被廣泛采用。在機械方式中，是用滾印鼓完成加蓋郵政戳記的，滾印鼓上安裝有滾印上述三種戳記的戳頭。
本實用新型所涉及的調(diào)資機構(gòu)是一種實現(xiàn)戳頭上每一位X從0至9隨意可調(diào)的資費調(diào)整機構(gòu)，也是郵資機的關鍵部件，其傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由一外圓面上刻有0至9十個數(shù)字的字輪和傳動機構(gòu)組成。國內(nèi)以往的調(diào)資機構(gòu)都是手動的，為純粹的機械結(jié)構(gòu)，由人工來回手動推拉撥桿，該推拉運動再通過幾組連桿機構(gòu)傳遞到末級的齒輪齒條機構(gòu)，最終實現(xiàn)字輪的調(diào)整。存在結(jié)構(gòu)復雜、易磨損、維修不便、自動化程度低等缺陷。而隨著科學技術的進步、民眾素質(zhì)的提高及單片微處理器等的廣泛應用，淘汰手動調(diào)資機構(gòu)而代之以機電一體化且符合中國國情的自動調(diào)資機構(gòu)，已成為各郵政專用設備制造廠商的奮斗目標。
本實用新型的目的是設計一種步進式自動調(diào)資機構(gòu)，為機電一體化的自動郵資機設計一種新穎的調(diào)資機構(gòu)，該調(diào)資機構(gòu)必須滿足以下要求字輪上的數(shù)字跳變應準確無誤，即每一次跳變必須跳變成指定的數(shù)字；字輪的定位須十分準確，否則在信件上滾動蓋印出的戳字符就會不清晰。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種步進式自動調(diào)資機構(gòu)，包括閉環(huán)控制系統(tǒng)、一個以上的郵資字輪和郵資字輪的傳動機構(gòu)，其特征在于所述的郵資字輪與傳動機構(gòu)成一一對應設置；所述的傳動機構(gòu)包括步進電機和分別與步進電機及郵資字輪聯(lián)結(jié)的傳動鏈；還包括有與傳動鏈活動聯(lián)結(jié)的郵資字輪的定位機構(gòu)；所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)與步進電機及定位機構(gòu)電連接。
所述的傳動鏈包括電機齒輪、撥桿齒條、小齒條和小齒輪；電機齒輪固定在步進電機軸上，撥桿齒條與電機齒輪嚙合，小齒條上的撥叉固定在撥桿齒條上，小齒輪與小齒條嚙合；所述的郵資字輪固定在小齒輪上并成一體。
所述郵資字輪的定位機構(gòu)，包括有棘爪、壓桿、壓輪、小拉簧和電磁鐵；所述的棘爪通過樞軸樞設在郵資字輪側(cè)，所述的壓桿固定設置在棘爪一端的頂面上，所述的壓輪固定在電磁鐵的銜鐵上，所述的壓輪在電磁鐵動作時伸出，其輪緣恰位于壓桿上方，所述棘爪另一端的底面上設有凹口，凹口兩側(cè)的下邊線在壓輪縮回時恰位于所述小齒輪左右對稱的兩齒面上，所述的小拉簧連接在棘爪的樞軸端與凹口端間；所述的電磁鐵與所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)電連接。
所述棘爪另一端底面上的凹口呈矩形，凹口寬度等于所述小齒輪上兩齒間的距離。
所述的撥桿齒條上還固定設置有定位板，定位板設置在撥桿齒條的齒牙末端。
本實用新型的步進式自動調(diào)資機構(gòu)，設置在郵資機的滾印鼓上，讓每一位郵資字輪都由一個獨立的小功率步進電機驅(qū)動，中間采用了由二級齒輪、齒條傳動的傳動鏈，當步進電機在閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制下步進預定的轉(zhuǎn)角時，通過該傳動鏈使郵資字輪轉(zhuǎn)動，從而跳變成指定的數(shù)字，可使跳變的數(shù)字正確無誤。本實用新型的步進式自動調(diào)資機構(gòu)，通過設置郵資字輪的定位機構(gòu)并與傳動鏈的小齒輪聯(lián)結(jié)和與閉環(huán)控制系統(tǒng)電連接，以棘爪的微調(diào)動作確保郵資字輪定位準確，以克服因機械傳動及電控誤差產(chǎn)生的郵資字輪位置不準的現(xiàn)象。因而使整個自動調(diào)資機構(gòu)具有定位精度高、定位重復性好的特點。
下面結(jié)合實施例及附圖進一步說明本實用新型的技術。


圖1是本實用新型步進式自動調(diào)資機構(gòu)傳動鏈的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型步進式自動調(diào)資機構(gòu)閉環(huán)控制系統(tǒng)的電原理框圖圖3是本實用新型步進式自動調(diào)資機構(gòu)閉環(huán)控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制流程圖圖4是本實用新型步進式自動調(diào)資機構(gòu)的棘爪與壓輪等的結(jié)構(gòu)示意圖參見
圖1，本實用新型步進式自動調(diào)資機構(gòu)傳動鏈主要包括電機齒輪103、撥桿齒條102、定位板107、小齒條104和小齒輪105。電機齒輪103固定在步進電機101的電機軸上，撥桿齒條102由有齒段與無齒段構(gòu)成，電機齒輪103與撥桿齒條102的有齒段嚙合，定位板107固定設置在撥桿齒條102上有齒段與無齒段的交接處，小齒條104通過其上突設的撥叉1041固定在撥桿齒條102的無齒段上，小齒輪105與小齒條104嚙合，小齒輪105則與郵資字輪106同軸地固定，并與郵資字輪106形成一整體。
步進電機101軸上的電機齒輪103隨步進電機101步進轉(zhuǎn)動，帶動撥桿齒條102向前或向后平動，又通過撥叉1041推動小齒條104向前或向后平動，因郵資字輪106與小齒輪105為一整體，小齒條104的平動通過小齒輪105帶動郵資字輪106轉(zhuǎn)動，當步進電機101步進一定的轉(zhuǎn)角后，通過上述的傳動鏈使郵資字輪106轉(zhuǎn)動跳變到指定的數(shù)字。
步進電機101的尾端上還同時固定有屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的光碼盤108及光電耦合器109，光碼盤108的邊緣位于一光電耦合器109內(nèi)，步進電機101每轉(zhuǎn)動一圈，光電耦合器109可記錄到該轉(zhuǎn)動信號，并反饋回閉環(huán)控制系統(tǒng)。
參見圖2，本實用新型的步進式自動調(diào)資機構(gòu)為了達到字輪上數(shù)字跳變的絕對正確性，采用了自動控制領域非常成熟的閉環(huán)控制技術(由于其實現(xiàn)電路是該領域的公知技術，因而不再給出實施電路)。主要包括單片微處理器系統(tǒng)21和與之連接的至少四路(分位、角位、元個位及元十位)郵資字輪的電控系統(tǒng)N1、N2、N3、N4。每一郵資字輪的電控系統(tǒng)包括順序連接的邏輯保護電路22和步進電機的隔離驅(qū)動電路23，單片微處理器系統(tǒng)21根據(jù)調(diào)資要求輸出脈沖信號，通過步進電機的隔離驅(qū)動電路23控制
圖1中步進電機(馬達)101的轉(zhuǎn)角，從而使相應的郵資字輪106跳變到所要數(shù)字的位置，同時由安裝在步進電機尾部的光碼盤108在光電耦合器109(碼盤)配合下，向單片微處理器系統(tǒng)21反饋回某個郵資字輪轉(zhuǎn)動的位置信號。
結(jié)合參見圖2、圖3，每次調(diào)資時(步驟31)，單片微處理器系統(tǒng)21首先使郵資字輪全部復位置零(步驟32)，即分位、角位、元個位及元十位郵資字輪全部復位置零，并由光電耦合器109將置零到位信號返回給單片微處理器系統(tǒng)21(步驟33)，單片微處理器系統(tǒng)21再根據(jù)調(diào)資要求輸出代表置值n的脈沖信號(步驟34)，分別控制各位步進電機轉(zhuǎn)動，通過相應的傳動鏈使各位郵資字輪轉(zhuǎn)到需要的位置，同時由對應的光電耦合器109向單片微處理器系統(tǒng)21反饋回相應郵資字輪轉(zhuǎn)動的位置信號，當該返回的位置信號與根據(jù)調(diào)資要求輸出的置值n相等時(步驟35)，即經(jīng)核對無誤后，確定調(diào)資過程正確，結(jié)束調(diào)資(步驟36)操作。
參見圖4，為了確保調(diào)資字輪定位的準確，本實用新型的步進式自動調(diào)資機構(gòu)還在與調(diào)資字輪106成一體的小齒輪105上增設了一個可微調(diào)調(diào)資字輪106位置的定位機構(gòu)，以確保調(diào)資字輪106定位準確。定位機構(gòu)設置在滾印鼓41上，滾印鼓41套置在郵資機的主軸42上，并可繞主軸42的軸線轉(zhuǎn)動，各郵資字輪106及其傳動機構(gòu)也設置在滾印鼓41上。
定位機構(gòu)包括棘爪46、壓桿45、壓輪43、小拉簧47和電磁鐵44，電磁鐵44與閉環(huán)控制系統(tǒng)中單片微處理器系統(tǒng)21連接。棘爪46以樞軸48為支點樞設在郵資字輪106側(cè)，壓桿45固定設置在棘爪46一端的頂面上，壓輪43固定在電磁鐵44的銜鐵上，壓輪43在電磁鐵44不動作時被壓縮在電磁鐵44內(nèi)，壓輪43的輪緣在電磁鐵44動作時伸出電磁鐵44外并恰位于壓桿45上方。棘爪46另一端的底面上設有矩形凹口461，在電磁鐵44不動作時該凹口461兩側(cè)的下邊線恰位于小齒輪105上兩左右對稱的齒面上，小拉簧47連接在棘爪46的樞軸48端與凹口461端間。
當滾印鼓41停在原始位置時，各部件狀態(tài)如圖中所示，單片微處理器系統(tǒng)控制電磁鐵44動作，與電磁鐵44銜鐵聯(lián)結(jié)的壓輪43伸出電磁鐵44外，壓輪43的輪緣接觸壓桿45并隨著郵資字輪106的順時鐘轉(zhuǎn)動而下壓壓桿45，按杠桿原理設計的棘爪46，在壓桿45端被下壓時，其凹口461端將以樞軸48為支點而克服小拉簧47的拉力上翹，棘爪46上凹口461兩側(cè)的下邊線離開小齒輪105上的齒面，即棘爪46釋放小齒輪105，使郵資機可通過本實用新型的步進式自動調(diào)資機構(gòu)驅(qū)動郵資字輪106隨意調(diào)整在所需的數(shù)字位置處。
當滾印鼓41離開該調(diào)整位置開始對信件進行滾動蓋戳時，電磁鐵44恢復原態(tài)，壓輪43縮回，壓桿45失去了下壓棘爪46的作用力，棘爪46的凹口461端在小拉簧47的作用下下壓與郵資字輪106成一整體的小齒輪105，即凹口461兩側(cè)的兩個下邊線壓在小齒輪105上左右對稱的兩齒面上，實現(xiàn)字輪的微調(diào)定位，克服調(diào)資機構(gòu)因機械傳動及電控誤差造成的字輪位置定位不準的問題。該機械定位方法具有精度高且重復性好的優(yōu)點。
本實用新型的步進式自動調(diào)資機構(gòu)，在實施時為確保郵資字輪準確定位，除了采用上述的定位機構(gòu)外，還可采用選擇步距較小的步進電機將調(diào)資機構(gòu)傳動鏈的機械傳動誤差控制在一允許的范圍內(nèi)等其它技術措施。
本實用新型的步進式自動調(diào)資機構(gòu)，除了可應用于郵資機外，還可應用在其它郵政過戳專用設備上。
權利要求1.一種步進式自動調(diào)資機構(gòu)，包括閉環(huán)控制系統(tǒng)、一個以上的郵資字輪和郵資字輪的傳動機構(gòu)，其特征在于所述的郵資字輪與傳動機構(gòu)成一一對應設置；所述的傳動機構(gòu)包括步進電機和分別與步進電機及郵資字輪聯(lián)結(jié)的傳動鏈；還包括有與傳動鏈活動聯(lián)結(jié)的郵資字輪的定位機構(gòu)；所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)與步進電機及定位機構(gòu)電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種步進式自動調(diào)資機構(gòu)，其特征在于所述的傳動鏈包括電機齒輪、撥桿齒條、小齒條和小齒輪；電機齒輪固定在步進電機軸上，撥桿齒條與電機齒輪嚙合，小齒條上的撥叉固定在撥桿齒條上，小齒輪與小齒條嚙合；所述的郵資字輪固定在小齒輪上并成一體。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種步進式自動調(diào)資機構(gòu)，其特征在于所述郵資字輪的定位機構(gòu)，包括有棘爪、壓桿、壓輪、小拉簧和電磁鐵；所述的棘爪通過樞軸樞設在郵資字輪側(cè)，所述的壓桿固定設置在棘爪一端的頂面上，所述的壓輪固定在電磁鐵的銜鐵上，所述的壓輪在電磁鐵動作時伸出，其輪緣恰位于壓桿上方，所述棘爪另一端的底面上設有凹口，凹口兩側(cè)的下邊線在壓輪縮回時恰位于所述小齒輪左右對稱的兩齒面上，所述的小拉簧連接在棘爪的樞軸端與凹口端間；所述的電磁鐵與所述的閉環(huán)控制系統(tǒng)電連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種步進式自動調(diào)資機構(gòu)，其特征在于所述棘爪另一端底面上的凹口呈矩形，凹口寬度等于所述小齒輪上兩齒間的距離。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種步進式自動調(diào)資機構(gòu)，其特征在于所述的撥桿齒條上還固定設置有定位板，定位板設置在撥桿齒條的齒牙末端。
專利摘要本實用新型涉及一種步進式自動調(diào)資機構(gòu),可實現(xiàn)郵政戳頭上每一位資費符號0至9的準確調(diào)節(jié)。包括閉環(huán)控制系統(tǒng)、郵資字輪、與郵資字輪成一一對應設置并由步進電機和傳動鏈組成的傳動機構(gòu),還有與傳動鏈活動聯(lián)結(jié)的郵資字輪的定位機構(gòu)。步進電機在閉環(huán)控制系統(tǒng)控制下步進預定的轉(zhuǎn)角,通過傳動鏈使郵資字輪轉(zhuǎn)動跳變成指定的數(shù)字,定位機構(gòu)以棘爪的微調(diào)動作確保郵資字輪定位準確。具有定位精度高、重復性好的優(yōu)點。
文檔編號B41K3/10GK2400279SQ9925735
公開日2000年10月11日 申請日期1999年12月14日 優(yōu)先權日1999年12月14日
發(fā)明者葉寶榮, 徐志江, 原泉, 高劍, 方有權 申請人:浙江省郵政規(guī)劃科學研究所