專利名稱：運動系統(tǒng)、電機組件及電連接裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種運動系統(tǒng)，可適用于汽車致動系統(tǒng)，尤其適用于擺動板致動系統(tǒng)。
背景技術：
汽車致動系統(tǒng)中常需要可在兩端位置間運動的運動系統(tǒng)。已知的運動系統(tǒng)通常包括端部檢測裝置用于檢測在兩端位置間運動的運動機構(gòu)的位置、機械止動器用于中止運動機構(gòu)的運動、以及控制單元用于根據(jù)端部檢測裝置發(fā)送的位置信號控制用于驅(qū)動運動機構(gòu)的電機。上述配置的主要問題包括成本較高、需要額外的控制、且不能自動防故障等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種運動系統(tǒng)，包括電機、由所述電機驅(qū)動在第一位置與第二位置之間運動的運動機構(gòu)、以及分別串接電機于其中的第一、第二電路用于交替地連通電機與電源以向電機提供兩方向相反的電流；其中第一電路包括串接的第一開關裝置和第三開關裝置，第二電路包括串接的第二開關裝置和第四開關裝置；所述運動機構(gòu)運動到第一位置時，第三開關裝置導通而第四開關裝置斷開；響應于第一方向輸入信號，第一開關裝置導通而第二開關裝置斷開，使電機輸出第一方向的旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動所述運動機構(gòu)從第一位置向第二位置運動；所述運動機構(gòu)運動到第二位置時，第三開關裝置斷開而第四開關裝置導通；響應于第二方向輸入信號，第一開關裝置斷開而第二開關裝置導通，使電機輸出與第一方向相反的第二方向的旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動所述運動機構(gòu)從第二位置向第一位置運動。本發(fā)明的另一方面提供一種電機組件，包括電機、以及分別串接電機于其中的第一、第二電路用于交替地連通電機與電源以向電機提供兩方向相反的電流；其中第一、第二電路中每個電路包括一連接件和與該連接件串接的開關裝置，所述連接件包括第一、第二絕緣本體，固設于第一絕緣本體的一對彼此絕緣的導電軌跡，及固設于第二絕緣本體的導電接觸端子；其中第一、第二絕緣本體其中之一可相對于其中之另一運動，使所述接觸端子可選擇性地與該對導電軌跡滑動接觸以連通該對導電軌跡，或至少不與該對導電軌跡其中之一接觸以保持該對導電軌跡絕緣；其中所述第一、第二電路的兩連接件具有同一個第一絕緣本體和同一個第二絕緣本體；第一、第二電路的兩連接件的兩對導電軌跡被配置為可依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有其中一對導電軌跡連通、兩對導電軌跡各自均連通、以及只有其中另一對導電軌跡連通。本發(fā)明的再一方面提供一種電連接裝置，包括第一、第二連接件，其中每一連接件包括第一、第二絕緣本體，固設于第一絕緣本體的一對彼此絕緣的導電軌跡，以及固設于第二絕緣本體的導電接觸端子；其中第一、第二絕緣本體其中之一可相對于其中之另一運動，使所述接觸端子可選擇性地與該對導電軌跡滑動接觸以連通該對導電軌跡，或至少不與該對導電軌跡其中之一接觸以保持該對導電軌跡絕緣；所述第一、第二連接件的兩對導電軌跡被配置為隨著第一、第二連接件的可運動絕緣本體的運動可依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有其中一對導電軌跡連通、兩對導電軌跡各自均連通、以及只有其中另一對導電軌跡連通。
本發(fā)明所舉實施例包括以下有益效果1)由于通過使用兩對導電軌跡和導電接觸端子并配合電子或機械開關能夠自動限制運動機構(gòu)的運動，因此不需配置外部機械止動器、堵轉(zhuǎn)檢測裝置和傳感器，并避免使電機采用外部機械堵轉(zhuǎn)。2)由于通過使用兩對導電軌跡和接觸端子并配合電子或機械開關能夠在運動機構(gòu)到達期望位置時自動斷開流過電機的電流，因此可以節(jié)約電能，避免機械堵轉(zhuǎn)從而減輕齒輪系的負載，并且避免不必要的電機過熱，此外，也不需使用外部機構(gòu)來減少或切斷電流。3)通過使用單根方向輸入信號線和固定的電機電源，不需要變換電源即可以變換流過電機的電流，進而改變電機輸出的旋轉(zhuǎn)的方向。為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動系統(tǒng)的運動機構(gòu)；圖2A 2F示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動系統(tǒng)中電機的不同運行狀態(tài)；圖3示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動系統(tǒng)中第三、第四開關裝置的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案及其他有益效果顯而易見。本發(fā)明實施例提供一種運動系統(tǒng)，可適用于汽車致動系統(tǒng)，尤其適用于需要在兩端位置間進行直線或曲線運動的擺動板致動系統(tǒng)，如格柵式百葉窗、引擎熱管理、加熱通風、空調(diào)系統(tǒng)等。本發(fā)明實施例的運動系統(tǒng)特別適合于自動防故障應用。請參閱圖1和圖2A至2F，本發(fā)明一實施例的運動系統(tǒng)包括電機10、運動機構(gòu)20、 以及分別連接于電源的正端52和地端M間的第一電路30和第二電路40。運動機構(gòu)20 (在本實施例中為圖1中所示的擺動板)由電機10驅(qū)動在第一位置和第二位置間繞其中心軸線22擺動。第一電路30、第二電路40和電機10組成橋式電路，電機10被設于橋式電路的橫向支路。第一電路30和第二電路40可以交替地連通電機10與電源，向電機10提供兩方向相反的電流，從而使得電機10能夠輸出相反方向的旋轉(zhuǎn)。較佳的，電機10為無刷直流電流。第一電路30包括第一開關裝置和第三開關裝置32，第二電路40包括第二開關裝置和第四開關裝置42。第一開關裝置進一步包括一對分別電性設置于電機10兩側(cè)并與電機10和第三開關裝置32串聯(lián)的開關34，36，第二開關裝置進一步包括一對分別電性設置于電機10兩側(cè)并與電機10和第四開關裝置42串聯(lián)的開關44，46。盡管在本實施例中，如圖中所示，第三、第四開關裝置32，42分別連接于電機10與開關34，44之間，但可以理解地， 第三、第四開關裝置32，34也可以分別連在電源的正端52與開關34，44之間，電機10與開關36，46之間，或開關36，46與電源的地端M之間。較佳的，開關34，44，36，46可以由單根方向信號輸入線26通過信息接收器M控制。較佳的，開關34，44，36，46和信息接收器M可以集成為單個元件，但可以理解的，開關34，44，36，46和信息接收器M也可以是獨立存在的元件，開關34，44，36，46可以是電子開關(如晶體管)、電磁機械開關(如繼電器)、 或機械開關等。一并參考圖3，第三、第四開關裝置32，42(也稱為連接件)中每個開關裝置包括第一絕緣本體62、第二絕緣本體63、固設于第一絕緣本體62的一對彼此電絕緣的導電軌跡 68 (或69)、以及固設于第二絕緣本體63的可與導電軌跡對68 (或69)滑動接觸的導電接觸端子65 (或67)。當接觸端子65 (或67)與導電軌跡對68 (或69)滑動接觸時，導電軌跡對68 (或69)被連通，當接觸端子65 (或67)至少不與導電軌跡對68 (或69)其中之一接觸時，導電軌跡對68 (69)的兩導電軌跡彼此絕緣。在本實施例中，第三、第四開關裝置32，42具有同一個第二絕緣本體63和同一個固定的第一絕緣本體62。第二絕緣本體62固定于直接或間接與運動機構(gòu)20連接的軸12， 軸12既可以是電機10的輸出軸，也可以是間接與電機10的輸出軸連接的軸，這樣第三、第四開關裝置32，34的接觸端子65，67可以相對于兩對導電軌跡68，69作同步往復運動。每對導電軌跡可以是用已知的如金屬沉積或金屬蒸鍍等方法形成于第一絕緣本體62表面的平行設置的印刷電路。兩對導電軌跡68，69與軸12同心設置，在軸12的徑向方向間隔分布，在圓周方向上交錯分布。接觸端子65，67也在徑向方向上間隔分布并與兩對導電軌跡 68，69的位置相對應。每對導電軌跡68，69的一個端部分別與第一絕緣本體62上的接線端子Sl S4電連接，接線端子Sl S4分別與開關34，44和電機10的兩個端子電連接。當?shù)诙^緣本體63沿往復運動之一方向運動時，兩對導電軌跡68，69依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有導電軌跡對68連通、兩對導電軌跡68，69各自均連通、以及只有導電軌跡對69連通；當?shù)诙^緣本體63沿往復運動之另一方向運動時，兩對導電軌跡依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有導電軌跡對69連通、兩對導電軌跡68，69各自均連通、以及只有導電軌跡對68連通。作為替代的，第二絕緣本體63固定的而第一絕緣本體62可運動，使得兩對導電軌跡68，69可以相對于接觸端子65，67同步往復運動并經(jīng)歷前面所述的狀態(tài)。作為替代的，各導電軌跡也可以是從一大片金屬切割而形成的、固定連接于第一絕緣本體62的金屬片。作為替代的，兩對導電軌跡68，69也可以在圓周方向上間隔設置，接觸端子65，67 與兩對導電軌跡68，69的位置相對應，使得兩對導電軌跡68，69隨著可運動絕緣本體的運動經(jīng)歷前面所述的狀態(tài)。參考圖2A至圖2F，本發(fā)明上述實施例的工作原理描述如下。如圖2A所示，當運動機構(gòu)20在第一位置停止時，第三開關裝置32導通而第四開關裝置42斷開。經(jīng)由方向信號輸入線沈輸入第一方向輸入信號(在圖中表示為Signal Cff)，響應于該信號，開關34，36導通而開關44，46斷開，使電流沿從節(jié)點m到節(jié)點N2的方向流過電機10。電機10被啟動并輸出順時針方向的旋轉(zhuǎn)進而驅(qū)動運動機構(gòu)20向第二位置運動。由于軸12也由電機10驅(qū)動，因此固定于軸12的第二絕緣本體63相對于第一絕緣本體62旋轉(zhuǎn)，兩對導電軌跡68，69從導電軌跡對68由接觸端子65連通而導電軌跡對69 絕緣的狀態(tài)變?yōu)閮蓪щ娷壽E68，69各自由隨第二絕緣本體63旋轉(zhuǎn)的接觸端子65，67連通的狀態(tài)。這樣，如圖2B所示，第三、第四開關裝置32，42均導通。隨著電機10繼續(xù)輸出順時針方向的旋轉(zhuǎn)，接觸端子65到達導電軌跡對68的端部56隨即離開導電軌跡對68從而使第三開關裝置32斷開，而接觸端子67仍與導電軌跡對69接觸。如圖2C所示，由于第一電路和第二電路均不導通，因此沒有電流流過電機10，這樣電機10自動停轉(zhuǎn)，進而使得運動機構(gòu)20也自動停止運動。如果導電軌跡對68的端部56被設置為與第二位置很好地對應，當電機10停轉(zhuǎn)時，運動機構(gòu)20恰好在第二位置停止。當運動機構(gòu)20在第二位置停止時，第一方向輸入信號被切換為第二方向方向輸入信號(在圖中表示為Signal CCW)。響應于第二方向輸入信號，開關34，36斷開而開關 44,46導通，如圖2D所示，由于第四開關裝置42處于導通狀態(tài)，電流沿從節(jié)點N2到節(jié)點m 的方向流過電機10，電機10被重新啟動并輸出逆時針方向的旋轉(zhuǎn)進而驅(qū)動運動機構(gòu)20向第一位置運動。第二絕緣本體63反方向旋轉(zhuǎn)，兩對導電軌跡68，69從導電軌跡對68絕緣而導電軌跡對69連通的狀態(tài)變?yōu)閮蓪щ娷壽E68，69各自由接觸端子65，67連通的狀態(tài)。 這時，如圖2E所示，第三、第四開關裝置32，42均導通。隨著電機10繼續(xù)輸出逆時針方向的旋轉(zhuǎn)，接觸端子67到達導電軌跡對69的端部58隨即離開導電軌跡對69從而使第四開關裝置32斷開，而接觸端子65仍與導電軌跡對68接觸。如圖2F所示，由于第一電路和第二電路均不導通，因此沒有電流流過電機10，這樣電機10自動停轉(zhuǎn)，進而使得運動機構(gòu)20 也自動停止運動。如果導電軌跡對69的端部58被設置為與第一位置很好地對應，當電機 10停轉(zhuǎn)時，運動機構(gòu)20恰好在第一位置處停止。第二方向輸入信號被重新切換為第一方向輸入信號，第一電路30將電機10和電源重新導通使得電機10驅(qū)動運動機構(gòu)20再次向第二位置運動。可以理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。例如，各導電軌跡也可以為直線型軌跡；此外，第三、第四開關裝置32，42也可以為機械開關(如按鈕型開關)，當運動機構(gòu)20運動到第二 /第一位置時，第三/第四開關裝置被推動以斷開第一/第二電路。
權(quán)利要求
1.一種運動系統(tǒng)，包括電機、由所述電機驅(qū)動在第一位置與第二位置之間運動的運動機構(gòu)、以及分別串接電機于其中的第一、第二電路用于交替地連通電機與電源以向電機提供兩方向相反的電流；其中第一電路包括串接的第一開關裝置和第三開關裝置，第二電路包括串接的第二開關裝置和第四開關裝置；所述運動機構(gòu)運動到第一位置時，第三開關裝置導通而第四開關裝置斷開；響應于第一方向輸入信號，第一開關裝置導通而第二開關裝置斷開，使電機輸出第一方向的旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動所述運動機構(gòu)從第一位置向第二位置運動；所述運動機構(gòu)運動到第二位置時，第三開關裝置斷開而第四開關裝置導通；響應于第二方向輸入信號，第一開關裝置斷開而第二開關裝置導通，使電機輸出與第一方向相反的第二方向的旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動所述運動機構(gòu)從第二位置向第一位置運動。
2.如權(quán)利要求1所述的運動系統(tǒng)，其特征在于，第三、第四開關裝置中每個開關裝置包括第一、第二絕緣本體、固設于第一絕緣本體的一對彼此絕緣的導電軌跡、以及固設于第二絕緣本體的導電接觸端子；其中所述第一、第二絕緣本體其中之一可相對于其中之另一運動，使所述接觸端子可選擇性地與該對導電軌跡滑動接觸以連通該對導電軌跡，或至少不與該對導電軌跡其中之一接觸以保持該對導電軌跡絕緣；所述第三、第四開關裝置具有同一個第一絕緣本體和同一個第二絕緣本體。
3.如權(quán)利要求2所述的運動系統(tǒng)，其特征在于，所述第三、第四開關裝置的可運動絕緣本體由所述電機驅(qū)動。
4.如權(quán)利要求1所述的運動系統(tǒng)，其特征在于，所述第三、第四開關裝置為機械開關， 當所述運動機構(gòu)運動到所述第二 /第一位置時，所述第三/第四開關裝置被推動以斷開第一 /第二電路。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的運動系統(tǒng)，其特征在于，第一、第二開關裝置中每個開關裝置包括兩開關分別電性設置于電機兩側(cè)并與電機串聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1至4任一項所述的運動系統(tǒng)，其特征在于，第一、第二開關裝置由單根方向信號輸入線控制。
7.如權(quán)利要求1至4任一項所述的運動系統(tǒng)，其特征在于，所述運動系統(tǒng)為汽車致動系統(tǒng)，所述運動機構(gòu)為擺動板。
8.一種電機組件，包括電機、以及分別串接電機于其中的第一、第二電路用于交替地連通電機與電源以向電機提供兩方向相反的電流；其中第一、第二電路中每個電路包括一連接件和與該連接件串接的開關裝置，所述連接件包括第一、第二絕緣本體、固設于第一絕緣本體的一對彼此絕緣的導電軌跡、以及固設于第二絕緣本體的導電接觸端子；其中第一、第二絕緣本體其中之一可相對于其中之另一運動， 使所述接觸端子可選擇性地與該對導電軌跡滑動接觸以連通該對導電軌跡，或至少不與該對導電軌跡其中之一接觸以保持該對導電軌跡絕緣；其中所述第一、第二電路的兩連接件具有同一個第一絕緣本體和同一個第二絕緣本體；第一、第二電路的兩連接件的兩對導電軌跡被配置為可依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有其中一對導電軌跡連通、兩對導電軌跡各自均連通、以及只有其中另一對導電軌跡連通。
9.如權(quán)利要求8所述的電機組件，其特征在于，第一、第二電路的可運動絕緣本體由所述電機驅(qū)動。
10.如權(quán)利要求8所述的電機組件，其特征在于第一、第二電路的可運動絕緣本體被配置為可在兩位置間往復運動；當?shù)谝浑娐返拈_關裝置導通而第二電路的開關裝置斷開時，可運動絕緣本體沿所述往復運動之一方向運動，當?shù)谝浑娐返拈_關裝置斷開而第二電路的開關裝置導通時，可運動絕緣本體沿所述往復運動之另一方向運動。
11.如權(quán)利要求8或9或10所述的電機組件，其特征在于，每一所述開關裝置包括兩開關分別電性設置于電機兩側(cè)并與電機串聯(lián)。
12.如權(quán)利要求8或9或10所述的電機組件，其特征在于，第一、第二電路的兩開關裝置由單根方向信號輸入線控制。
13.一種電連接裝置，包括第一、第二連接件，其中每一連接件包括第一、第二絕緣本體、固設于第一絕緣本體的一對彼此絕緣的導電軌跡、以及固設于第二絕緣本體的導電接觸端子；其中第一、第二絕緣本體其中之一可相對于其中之另一運動，使所述接觸端子可選擇性地與該對導電軌跡滑動接觸以連通該對導電軌跡，或至少不與該對導電軌跡其中之一接觸以保持該對導電軌跡絕緣；所述第一、第二連接件的兩對導電軌跡被配置為隨著第一、第二連接件的可運動絕緣本體的運動依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有其中一對導電軌跡連通、兩對導電軌跡各自均連通、以及只有其中另一對導電軌跡連通。
14.如權(quán)利要求13所述的電連接裝置，其特征在于，所述第一、第二連接件的可運動絕緣本體被配置為可在兩位置間同步往復運動。
15.如權(quán)利要求13所述的電連接裝置，其特征在于，所述第一、第二連接件具有同一個第一絕緣本體和同一個第二絕緣本體。
16.如權(quán)利要求15所述的電連接裝置，其特征在于，所述第一、第二連接件的可運動絕緣本體被配置為可在兩位置間往復運動；其中，所述可運動絕緣本體沿所述往復運動之一方向運動時，所述第一、第二連接件的兩對導電軌跡依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有第一連接件的導電軌跡對連通、兩對導電軌跡各自均連通、以及只有第二連接件的導電軌跡對連通；所述可運動絕緣本體沿所述往復運動之另一方向運動時，所述第一、第二連接件的兩對導電軌跡依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有第二連接件的導電軌跡對連通、兩對導電軌跡各自均連通、以及只有第一連接件的導電軌跡對連通。
17.如權(quán)利要求13至16任一項所述的電連接裝置，其特征在于，所述導電軌跡為固定連接于所述第一絕緣本體的金屬片，或者為形成于所述第一絕緣本體表面的印刷電路。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開運動系統(tǒng)、電機組件及電連接裝置，所述電連接裝置包括第一、第二連接件，其中每一連接件包括第一、第二絕緣本體、固設于第一絕緣本體的一對彼此絕緣的導電軌跡、以及固設于第二絕緣本體的導電接觸端子；第一、第二絕緣本體其中之一可相對于其中之另一運動，使所述接觸端子可選擇性地與該對導電軌跡滑動接觸，或至少不與該對導電軌跡其中之一接觸；所述第一、第二連接件的兩對導電軌跡被配置為可依次經(jīng)歷以下狀態(tài)只有其中一對導電軌跡連通、兩對導電軌跡各自均連通、以及只有其中另一對導電軌跡連通。本發(fā)明實施例具有成本和能耗較低的優(yōu)點。
文檔編號H01R24/00GK102291071SQ201010220970
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者伊范·布爾吉, 詹斯·潘科茨維斯基 申請人:思博莫頓股份公司