电动运载器用的加速模块 本专利申请与申请号为08/603,041的美国专利申请有关，该申请由兰达尔M.克利蓬等人于1996年2月16日提出，名称为《供电开关和可变电阻模块用的方法和装置》；本申请也与申请号为08/878,313的美国专利申请有关，该申请由罗伯特丹姆等人于1997年6月18日提出，名称为《加速模块》，其授权专利号为5,824,979。
一般说来，本发明涉及结合起来使用的电开关和可变电阻机构，尤其是涉及一种电开关和可变电阻机构，它们可快速地并入用于与电动运载器相连接的加速模块内。
在许多不同的应用中，电开关和可变电阻机构的使用，实际上是为了响应一个参与操作的可动元件的运动，接受其位置改变，并对此位置改变随动地进行检测或确定，而且还向电控器提供或产生该位置改变的相应电信号。这种电开关和可变电阻机构的一个使用实例，是把它们与电动运载器的加速踏板相结合，当电动运载器的加速踏板下压时，可变电阻机构将产生与加速踏板的位移或下压成比例的电信号，当然该位移或下压应和运载器操作人员所期望的加速程度相对应。
如通常利用电位器或其它类似的可变电阻设备或机构的情况那样，使可变电阻机构与可动元件机械连接，从而来检测或确定可动元件的位移或下压是否超越预先设定地移动范围。尤其是，在与电动运载器的加速踏板相连接的使用中，上述申请号为08/603,041的美国专利申请中公开了这样一种系统，其中电位器的轴可随动地连在从加速踏板上伸出的一个臂杆或类似的元件上，以便根据加速踏板的下压或位移而转动。而且在该转轴上还配有一根杠杆或一个执行机构，该杠杆或装置携带一个接触刷元件，用来确定安设在电气组件的印刷线路板上的定值电阻元件和可变电阻元件的扫刷接触。
上述申请号为08/603,041的美国专利中详细公开的系统，示于本专利申请的图1和图2中。可是，由于本专利申请的图1和图2与前述申请号为08/603,041的美国专利申请中的图1和图2相对应，因此对前述申请号为08/603,041的美国专利申请公开的系统的细节和说明以下仅作简要的叙述。为了说明本申请和本发明的背景，有必要对该有关系统进行了解时，亦仅对该系统中已标有参考号码的有关零部件加以充分的描述。尤其是，该供参考的系统一般用参考号码10来标出，它包括一个安设在罩壳100内的常开开关20，以及一块其上设有一个定值电阻元件32和一个可变电阻元件34的印刷电路板300，它也安设在罩壳100内。一个执行机构的本体元件220可转动地安设在罩壳100内，这是由于利用本体元件的轴套部份230，而将本件元件固定地装在可转轴60上；在执行机构的本体元件上装有接触刷元件420，以便扫刷地和定值电阻元件32以及可变电阻元件34相啮合。执行机构的本体元件220的轴套部份230，利用卡圈70和定位螺钉74沿轴向或沿纵向固定在轴60上，或是与转轴相对固定，此处的定位螺钉74穿伸过卡圈70上的螺纹孔72而与可转轴60相啮合。当然，轴60随动地连接到可动元件或加速踏板(图中未示出)上。一根扭转弹簧170使执行机构本体元件220朝图1所示的位置偏移，使得执行机构本体元件在正常情况下总是和常开开关20的执行机构按钮22相啮合。
尽管从操作的观点，事实上已证明前述的系统十分令人满意，例如该系统能在可靠的情况下达到操作目的，以便适当地控制与之相关联的电动运载器加速模式的要求，但是，特别是在一些电动运载器的操作方面，常常期望在电力实际发生和发送或输送到运载器的驱动电路之前，容许加速踏板在运载器操作人员操作下经历预先设定的限定行程量或限定下压量。从一种不同的操作观点来考虑，则是期望在加速踏板因运载器操作人员的操作经历预先设定的位移量，或运动量、或下压量之后，有效地延迟一段预先设定的时间，然后再向运载器的驱动电路发送或输送电力，其中如此预先设定的电力输送的时间延迟量，也就对执行机构的本体元件以及其上所携带的与印刷线路板定值电阻和可变电阻有关的扫刷元件，在常开开关机构闭合之前的旋转运动量或圆弧运动量预先作了规定。实行这样一种操作模式，有几点理由。第一，这种操作模式可有效地减少运载器从停止状态起步时突然的“摇摆”，否则，当运载器的操作人员使加速踏板下压时，如果电力瞬息间就输送或发送到运载器的驱动电路，而无任何预先设定的延迟，将会有上述这种突然的“摇摆”发生。从稍许不同的观点来看，在运载器内装有这样一种延迟机构或操作机构，实质上也是一种安全措施，因此，不可能仅仅由于不小心偶然或有限地触及或压下运载器踏板，就使运载器从停止位置或停止状态加速而运动。第二，从人与机械控制的观点来看，这样一种操作模式也是需要的。第三，这样一种操作模式，容许与运载器的加速踏板移动或下压量有关的电压信号输出水平具有可调节性。最后第四，这样一种操作模式或采用这样一种延迟或操作机构，容许对踏板的行程、移动或下压进行调节或补偿，从而使得该操作系统有可能与一些不同的基本开关机构或组件结合起来操作。
除前述之外，如果加速踏板被突然或迅速地释放，有时会使常开开关机构经受或承受振动力或冲击力，由此执行机构的本体元件在扭转弹簧偏转力的作用下，非常快地回归到它的初始圆弧位置并和开关机构的按钮元件相啮合。在这种环境下，常开开关有可能发生破裂、损坏或变形，而且振动力或冲击力的作用，也会将应力施加到使开关机构固着到印刷线路板上的焊接接头上。
因此需要在技术上对供电动运载器用的加速模块进行改进。该模块中安装有一个可变电阻控制机构、组件、或设备，其中电力向电动运载器驱动线路的输送可有效地延迟一段预先设定的时间，在该延迟段时间内，运载器的加速踏板，以及与之相连的执行机构的本体元件能够经历一个初始位移或初始移动，由此电动运载器从初始的停止位置或停止状态所进行的加速运动，可根据所要求的加速度曲线安全地来完成。此外，作用在开关机构上的、以及作用在印刷电路板上的安装接头上的冲击力、振动力和应力均可有效地消除，或显著地减少。
因此，本发明的一个目的，是为电动运载器提供一种新的改进型加速模块。
本发明的另一目的，是为电动运载器提供一种新的改进型加速模块，它可将已有的电动运载器的加速模块的各种缺点和不利的特性全部克服掉。
本发明的另外一个目的，是为电动运载器提供一种新的改进型加速模块，其中，由于在加速模块执行机构的本体元件上结合有延迟机构，因而可有效地延迟一段预先设定的时间，在运载器的加速踏板下压和位移一段预先设定的距离之后再向电动运载器输送电力。
本发明还有一个目的，是为电动运载器提供一种新的改进型加速模块，其中加速模块执行机构的本体元件上的延迟机构亦可用来为加速模块的常开开关提供减振作用和提供防冲击保护。
根据本发明的学说，为电动运载器提供一种新的改进型加速模块，可达到前述的和其它的一些目的，正如前述申请号为08/603,041的美国专利申请中所公开的加速模块的情况一样，本发明的本体元件可转动地装在加速踏板的输入轴上，而且该执行机构的本体元件还具有一个含有若干扫刷元件的接触刷机构，这些装在接触刷机构上的扫刷元件，用来扫刷地与印刷线板上所形成的可变电阻元件及定值电阻元件相啮合，可是为了替代不可转动的、在加速踏板未下压时就直接和常开开关机构相啮合的执行机构的本体元件的末端部份，本发明的执行机构本体元件具备一个用弹簧使之偏移的滑柱机构，根据运载器的加速踏板下压或未下压，该滑柱机构可在本体元件所在的两个极端位置之间移动。
由于前述的结构和系统，当运载器的加速踏板开始下压时，其执行机构的本体元件亦即开始转动或旋转，这样，本体元件上的扫刷机构开始扫刷地与在印刷线路板上形成的定值电阻元件和可变电阻元件相啮合，以便开始向运载器的驱动线路输送电力。可是，用弹簧使之偏移的滑柱机构，是在滑柱机构的螺旋弹簧的作用下来维持其和常开开关机构的开关按钮相啮合的，这样常开开关总是保持在它的正常断开状态，向运载器的驱动线路电力的输送一直延迟，直到随动地连接在执行机构本体元件上的加速踏板被转动或位移一个预先设定的距离之后，用弹簧使之偏移的滑柱机构与常开开关机构脱离啮合，随之该常开开关机构处于闭合状态，才开始实际向运载器的驱动线路输送电力。
由于前述结构，所期望的电动运载器的加速度曲线可在有保证的情况下得到实现。此外，借助用弹簧使之偏移的滑柱机构在开关机构和执行机构的本体元件之间的布置情况，当执行机构的本体元件在其偏移弹簧的作用下迅速地回到其初始位置时，例如当运载器的操作人员把加速踏板从其下压状态突然释放时，该用弹簧使之偏移的滑柱机构将吸收振动力或冲击力，否则这些力将会施加到开关机构上。这样就可以消除或显著地减少这些力对开关机构以及其上安装的印刷线路板所带来的严重损坏或应力集中。
结合附图，即可从以下的详细说明中对本发明的各种其它目的，特点以及所带来的一些优点有更充分的了解。在所有附图中，凡是同样的或相应的零部件全都标以相同的参考号码。其中：
图1为一个电动运载器加速模块的前正视图，视图中已将部分罩壳拆除。该加速模块是根据前述申请号为08/603,041的美国专利申请所公开的学说和原理来构造的，并且在图中表示了该模块的一些协同工作的零部件，而本发明的改进型执行机构的本体元件则可结合到这些协同工作的零件之中；
图2为图1所示的加速模块沿图1中剖面线2-2的剖面图；
图3为新的改进型加速模块的前正视图，该模块是根据本发明学说和原理来构造的，而且该模块可以结合到图1的加速模块内；
图4为与图3中新的改进型加速器本体元件相连接的滑柱机构的前正视图；
图5为图4所示的滑柱机构沿图4中5-5剖面线的剖面图。
以下请参阅附图，尤其是参阅附图的图3，该图表示了一种根据本发明的原理和学说所构造的改进型执行机构，它大体上类似于图1和图2所示的执行机构，通常用参考号码500来指明，而且其中的零部件凡与图1和图2所示的执行机构的对应的零部件相类似的，除去在图5中所提及的参考号码为500系列外，都用相同的参考号码标出。
较详细地说，执行机构500包括一个执行机构的本体元件520，该执行机构的本体元件520含有一个毂部522，它适合于可转动或可旋转地安设在与图1所示的加速模块的罩壳100相类似的罩壳内。而且它还适合于利用连接轴或利用与图2中加速模块的可转轴60相类似的轴，可随动地与电动运载器的加速踏板相连接。电动运载器和加速踏板图中均未示出。一根扭转弹簧，它与图1中加速模块的扭转弹簧170相类似，适合于可随动地和毂部522相结合，以使执行机构500向其正常位置偏移，在该位置执行机构的本体元件520的末端部份524将与按钮元件正常啮合，以使该开关机构维持在它的常开状态。该开关机构和按钮元件分别与图1中加速模块的开关机构20及其按钮元件22相类似。
一个由一对扫刷件542、542所组成的接触刷540固定在执行机构的本体元件520的末端部份524上，这样扫刷元件542、542可以与装在相应的印刷电路板上的定值电阻元件及可变电阻元件相啮合，这些定值电阻元件及可变电阻元件分别类似于图1中的定值电阻元件32及可变电阻元件34，而该相应的印刷电路板则类似于图1中的印刷电路板300。本发明的加速模块，包括执行机构500在内，其基本操作模式大体上与前述申请号为08/603,041的美国专利申请中所公开的相同，但如下所述，对于常开开关的延时闭合，以及与之相应的电力向运载器的驱动线路的延时输送，将进行充分详细的讨论。该操作模式在此一并作为本申请的对比技术。
参阅图3，可以看到执行机构的本体元件520的末端部份524具备一个支撑架部件544，一对在垂向隔有一定间距的支撑臂546则从支撑架部件544向外伸出，使它们相对于支撑架部件，沿横向处于悬臂梁状态。尤其是，每根支撑臂546，都具有一个与执行机构本体元件520的末端部份524的支撑架部件544构成整体的第一邻接端，和一个具备凸缘548的第二远离端，凸缘548的用途以后予以讨论。由于这对支撑臂546、546为悬臂梁结构，而且执行机构500用适当的热塑材料来制造，因此每根支撑臂546、546都是回弹可挠的。
再参考图4和图5，一个用弹簧使之偏移的滑柱或超行程机构适配地装在执行机构500的支撑臂546、546上，这样滑柱机构将被安插在执行机构550的末端部份524和本发明加速模块的常开开关的按钮元件之间，该常开开关则与图1所示的电开关20相类似。尤其是，本发明的滑柱机构一般用参考号码550来表示，而且从图上可看出该滑柱机构含有一个大致为H形的罩壳552。
罩壳522包括一个前壁部份554，和一对相对设置的侧壁556，556，这一对侧壁556、556与前壁部份554构成一个整体，并从前壁部份向后伸出。一对在垂向隔有一定间距，横向安设的杆件或棒件558、558，它们与相对布置的侧壁556、556构成一个整体，并在其中延伸。前壁部份554朝后的表面具备一个圆环形凹槽部份560，它在图5中看得最为清楚，而且该圆环形凹槽部份560沿着径向依次确定出一个圆环形外周缘或凸缘562，和一个圆环内凸台部份564。再详细参阅图3，可以看到罩壳552的前壁部份554的前述结构，用来安置螺旋弹簧566的一端，而螺旋弹簧566另一端安置成围绕圆形凸台部份568，该圆形凸台568位于执行机构的本体元件520的末端部份524的支撑架部件544上，并位于垂向隔有一定间距的支撑臂546、546之间。
还可以看出，滑柱机构550可快速地装到执行机构本件元件520的支撑臂546、546上，这是由于滑柱机构的沿横向延伸的杆件或棒件558、558首先与那一对支撑臂546、546的凸缘548、548相啮合，因此由于支撑臂546、546的凸缘548、548的倒角构造，同时也由于支撑臂546、546具有如上所述的回弹挠性，支撑臂546、546被压得向内互相靠拢，这样就使滑柱机构550的杆件或棒件558、558在实行装配时能越过支撑臂546、546的凸缘548、548，而被快速地装到支撑臂上，而且支撑臂可以再向外扩张，以使滑柱机构550保持在支撑臂上如图3所示的位置。当然，螺旋弹簧556的作用分别是：使滑柱机构罩壳552相对于执行机构的本体元件520的末端部份524和末端部份的支撑架部件544向伸展位置偏移，并使滑柱机构罩壳552保持在如图3所示的伸展位置。因此当通过运载器的加速踏板的联动系统(图中未示出)使执行机构的本件元件520沿着箭头CW所指的方向作顺时针转动或旋转，并在滑柱机构550已经和常开开关的按钮元件脱离啮合后，才使常开开关机构移动至它的闭合状态，从而向运载器的驱动电路提供电力。
在相反的操作模式中，当螺旋弹簧566，由于执行机构的本体元件520在与图1所示的扭转弹簧170相类似的扭转弹簧的作用下，沿着箭头CCW所指的方向作逆时针转动或旋转，使螺旋弹簧566沿轴向被压缩时，滑柱机构552适配地朝执行机构的本体元件520的末端524的支撑架部件544移动，并抵抗螺旋弹簧566的偏移力而到达或置于图中558’所示的虚线位置。当运载器的加速踏板不再被下压，并在滑柱机构罩壳522的前壁部份554与常开开关机构的按钮元件相啮合之后，就可使常开开关机从其闭合位置或闭合状态移回到其断开状态。应予指出，执行机构的本体元件520的末端部份524的支撑架部件544有一对凹入区570、570，当滑柱机构550与常开开关机构的按扭元件相啮合时，它们用来容纳滑柱机构罩壳552上的横向布置的杆件或棒件558、558。还可看出，当滑柱机构550在使执行机构500沿逆时针方向CCW偏转的扭转弹簧的作用下，而与常开开关相啮合时，滑柱机构罩壳552的弹簧偏移机构也可用来吸收振动力和冲击力，否则这些力会有害地施加到常开开关机构上。
虽然本发明的用弹簧使之偏移的滑柱机构550的操作情况和重要性易于明了，但现在仍将对这样的操作及其重要性作一个简要的描述。回想一下本发明的目的，是企图在开关机构闭合并向电动运载器输送电力之前，使执行机构500因运载器的加速踏板下压而首先沿顺时针方向CW移动一个预先设定的量，或转动一个预先设定的角度，而执行机构500则按前述的情况随动地与加速踏板相连。从另一种不同或相反的观点来看，向运载器驱动电路的电力输送被有效地延迟，一直到执行机构500，对应于运载器的加速踏板的下压，经历了预先设定的转动或旋转位移量、或移动量后才开始。在这种形式下，运载器的突然“摇摆”的加速由于它们的作用而被有效地限制。
因此，实际上当图3的执行机构500被插入罩壳100内，用来代替图1的执行机构220，而且执行机构500在扭转弹簧170的偏移力作用下沿逆时针方向CCW作转动或旋动转运动时，举一个例子，例如当运载器的加速踏板末下压，或从先前的下压状态被释放时，滑柱机构或超行程机构550的前壁部份554将首先和常开开关机构20的按钮元件22相啮合，并下压或驱动按钮元件，结果实质上是把开关机构置于其断开状态。
然而，由于扭转弹簧170作用在执行机构500上的偏移效果，可移动地装在支撑臂546、546上的滑柱机构或超行程机构罩壳552，处于可沿如图3所示的轴A大致作直线或沿轴向运动的状态；而且滑柱机构或超行程机构550的前壁部份554，也与常开开关机构20的按钮元件22相啮合；执行机构500在扭转弹簧170的作用下沿逆时针方向CCW的持续圆弧运动，使得滑柱机构或超行程机构的罩壳552持续运动，由此后者从其如图3所示的极左端的伸展位置，抵抗其螺旋弹簧566的偏移力，而被移向其极右端的压下位置。这样，杆件或棒件558、558沿着执行机构的支撑架部件544的那对支撑臂546、546滑动或移动，而到达虚线位置558’、558’。当然常开开关20的按钮元件22，仍保持与滑柱机构或超行机构的罩壳552的前壁部份554相啮合，从而常开开关20相应地保持在它的正常断开状态。
当运载器的加速踏板再次下压，而且执行机构500沿顺时针方向CW转动或旋转时，执行机构的末端部份524将沿背离常开开关的方向经历圆弧运动，与此同时，滑柱机构或超行程机构的罩壳552在其螺旋弹簧566的偏移力的作用下，亦将开始运动，从其极右端的压下位置(在此位置该机构的杆件或棒件位于它们的虚线位置558’、558’)，移向极左端的如图3实线所示的伸张位置。但是必须理解：在该时间内，或在该运动期间，滑柱机构或超行程机构的罩壳552的前壁部份554，在螺旋弹簧556偏移力的作用下仍保持在与常开开关机构20的按钮元件22的啮合状态，由此开关机构20也保持在它的断开状态。可是，当运载器的加速踏板被进一步下压到预先设定的程度时，执行机构500于该下压程度下达到某一相对应的圆弧位移位置，此时，滑柱机构或超行程机构的罩壳552也达到如图3所示的完全伸展位置，而且正好变得与常开开关机构20的按钮元件22脱离啮合，于是后者将达到其闭合状态并且把电力输送到运载器驱动线路。
这样，可以看到：根据本发明的一些学说和原理，由于把滑柱机构或超行程机构550结合到运载器的加速模块的开关执行系统内，使运载器的加速踏板下压，并在把电力实际输送到运载器的驱动线路之前，经历预先设定的移动量或位移量。从相反的观点来考虑，由于把滑柱机构或超行程机构550结合到开关执行系统内，电力向运载器的驱动线路的输送被延迟一段预先设定的时间，一直到加速踏板下压到预先设定的程度方始进行。另外，因螺旋弹簧566的偏移力的作用，滑柱机构或超行程机构550在执行机构500上可移动的装配，可对任何振动力或冲击力起吸收或缓冲作用，否则，当运载器的加速踏板不再压下或释放，执行机构500在扭转弹簧170的作用下回归到它的正常位置时，这些力将会施加到常开开关机构20的按钮元件22上，以及开关机构20及其所在的印刷线路板300的一些零件上。
显然，借助以上的学说，对本发明的各种变化和改进都是可能的，为此可以理解它们仍属于本发明的权利要求范围之内，而且本发明还可应用于与此处专门述及不同的其它场合。