[发明专利]正向力矩保护与反向开关控制旋转机构及指纹锁杯盖

权利要求书

1.一种正向力矩保护与反向开关控制旋转机构，其特征在于，包括主动件、从动件和旋转控制件，所述主动件通过所述旋转控制件控制所述从动件同步旋转或不旋转，所述旋转控制件包括齿轮台、顺向爪、逆向爪，所述顺向爪单独置于所述齿轮台的齿缝中时，与齿缝其中一边的齿始终处于打滑的状态、与另一边的齿处于啮合或打滑的状态，具体为：当啮合力小于啮合阈值时，顺向爪与另一边的齿处于啮合状态；当啮合力超过啮合阈值时，顺向爪与另一边的齿处于打滑状态；所述逆向爪单独置于齿轮台的齿缝中时，与齿缝其中一边的齿始终处于打滑的状态、与另一边的齿始终处于啮合状态；所述顺向爪与所述逆向爪镜像设置，所述顺向爪为弹性设置，以使所述顺向爪与所述齿轮台处于非始终打滑状态的齿之间存在啮合阈值，以使所述顺向爪与所述齿轮台啮合或打滑，所述逆向爪为抬放设置，以与所述齿轮台啮合或不啮合；

所述主动件顺时针旋转：

当所述顺向爪受所述齿轮台的啮合力未超过所述啮合阈值，通过所述顺向爪与所述齿轮台之间的啮合使所述从动件同步顺时针旋转；当所述顺向爪与所述齿轮台的啮合力超过啮合阈值后，所述顺向爪与所述齿轮台相对打滑，所述从动件不随主动件同步旋转；

所述主动件逆时针旋转：

当所述逆向爪下放，与所述齿轮台啮合，所述从动件同步逆时针旋转；当所述逆向爪抬起，与所述齿轮台不啮合，所述从动件不随主动件同步旋转。

2.根据权利要求1所述的正向力矩保护与反向开关控制旋转机构，其特征在于，所述顺向爪的爪头包括卡紧面和支撑面，所述卡紧面和支撑面均为弧形面且平滑连接，所述顺向爪卡入所述齿轮台时，所述顺向爪的爪头悬空于所述齿轮台的齿缝底部，所述顺向爪的爪头的卡紧面与支撑面分别与上述齿缝的相邻的齿相抵，以使所述顺向爪与所述齿轮台的啮合力超过所述啮合阈值后，所述卡紧面相对于所述齿轮台打滑；

所述顺向爪通过压簧弹性啮合在所述齿轮台内，所述顺向爪与所述齿轮台的啮合阈值由所述卡紧面和支撑面的弯曲弧度、所述压簧的弹力及所述齿轮台中顺向爪的爪头与相邻两个齿的抵触点之间的距离共同决定。

3.根据权利要求2所述的正向力矩保护与反向开关控制旋转机构，其特征在于，所述啮合阈值具体为：设压簧对顺向爪施加的弹力为g，顺向爪的卡紧面和支撑面分别为半径为r和半径为R的圆形的部分弧，齿轮台中顺向爪的爪头与相邻两个齿的抵触点之间的距离为l，则顺向爪与齿轮台之间的啮合阈值F＝cotα*g，而cotα＝y/x，通过二元二次方程组R²＝[(R-r)+x]²+(l-y)²与r²＝x²+y²来计算cotα，即可得出F；

所述顺向爪卡紧面的切面与竖直面之间的夹角α不超过45°，所述顺向爪支撑面的切面与竖直面之间的夹角不小于45°。

4.根据权利要求3所述的正向力矩保护与反向开关控制旋转机构，其特征在于，所述逆向爪通过控制装置进行抬放，所述逆向爪的爪头面为平面，当逆向爪放下后与齿轮台啮合时，逆向爪完全卡入齿轮台的齿缝中，以使所述爪头与齿缝的底部面接触。

5.根据权利要求4所述的正向力矩保护与反向开关控制旋转机构，其特征在于，在所述齿轮台的中心向外沿着直径的方向上，齿轮台的齿宽由窄变宽后再变窄，以使顺向爪、逆向爪与齿啮合时，与相邻齿的接触形式不同，具体为：与始终处于打滑的相邻的齿接触为点接触，而与另一相邻的齿的接触点为非点接触。

6.根据权利要求5所述的正向力矩保护与反向开关控制旋转机构，其特征在于，所述主动件与所述从动件内均开设有半球槽，还包括滚珠，所述滚珠部分设置于所述主动件的半球槽中、部分设置于所述从动件的半球槽中，以使所述主动件与从动件相对旋转。