CN101886931A - 防水编码器 - Google Patents

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Abstract

一种防水编码器，包括：一个底壳，它具有一个平板，平板上面中部有一个圆柱形空心突台，空心突台顶面中心处向突台内延伸形成一个轴座，轴座上、下端面各有一个凹腔，圆柱形空心突台内设置两个U形槽；一个旋钮，旋钮盖内周壁固装一个多极磁环，旋钮盖内于旋钮盖顶面中心处固装一个轴，旋钮盖套设于所述底壳的突台外，旋钮盖上的轴贯穿底壳上的轴座后下端设置卡环，轴座下端面的凹腔安装防水塞；一个控制电路板，安装于所述底壳的空心突台内；两个霍尔元件，分别安装于所述底壳的两个U形槽内，并与所述控制电路板连接。本编码器在潮湿或有水喷淋的环境中也能够安全、稳定地工作，使用寿命长。而且其结构简单，成本低。

Description

防水编码器
技术领域
本发明涉及编码器，特别是一种将角位移转换成编码数字化电信号的编码器。
背景技术
编码器是把角位移或直线位移信号转换成编码数字化电信号的一种传感器装置。前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种。接触式采用电刷输出，以电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”；采用磁敏元件时以感应磁场的变化来表示代码状态。编码器广泛用于工控定位、转速测量、功率调节等。现有的编码器存在以下缺点：
光电式：安装的位置需要有透明玻璃材料，不防水、不耐污、成本高。
机械式：直接由金属接触实现开关，不防水，且易导电。有金属接触，无隔离功能。在一些厨房、浴室等场所的电器上使用不安全。
电磁感应式：由铁心和电感线圈实现开关，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、成本低的防水编码器，使得编码器在潮湿或有水喷淋的环境中也能够安全、稳定地工作。
为了达到上述目的，本发明防水编码器包括：
一个底壳，它具有一个平板，平板上面中部有一个圆柱形空心突台，空心突台顶面中心处向突台内延伸形成一个轴座，轴座下端面有一个凹腔，所述圆柱形空心突台内在同一圆周上设置两个U形槽；
一个旋钮，包括一个旋钮盖，旋钮盖内周壁固装一个多极磁环，旋钮盖内于旋钮盖顶面中心处固装一个轴，所述旋钮盖套设于所述底壳的突台外，旋钮盖上的轴贯穿底壳上的轴座后下端处于轴座下端面的凹腔中并于轴的下端设置卡环，轴座下端面的凹腔安装一个防水塞；
一个控制电路板，安装于所述底壳的空心突台内；以及
两个霍尔元件，分别安装于所述底壳的两个U形槽内，并与所述控制电路板连接。
所述底壳的平板上环绕圆柱形空心突台设置环形槽，并于环形槽内设置防水圈。
本发明进一步还可包括旋钮定位机构，以防止编码器受到振动影响时旋钮发生小幅度的转动。所述旋钮定位机构优先采用以下结构，包括：设置于所述圆柱形空心突台的顶面上的若干径向凹槽，设置于所述旋钮盖的内顶面的若干突点，以及设置于所述旋钮的轴上用于使旋钮盖顶面压向空心突台顶面的弹性部件；在弹性部件作用下，旋钮盖内顶面的突点嵌于所述突台顶面的凹槽中，使旋钮在受动振动时不能自行转动，从而实现对旋钮的定位，当用手转动旋钮时，旋扭受力较大，可以克服所述弹性部件的力使旋钮盖内顶面的突点从所述突台顶面的凹槽中脱出，从而使旋钮能够转动。所述的径向凹槽是指沿圆柱形空心突台顶面的直径方向设置的凹槽。凹槽的数量和位置可根据具体的编码器灵活设置。
本发明编码器利用霍尔效应的原理对旋钮的角位移编码，结构简单，成本低。其电子元件和电路全部设置在底壳内，外露的旋钮中只有一个磁环，而且旋钮与底壳之间完全密封，保证了水不会通过旋钮处渗入编码器的电子元件和电路，从而使得编码器在潮湿或有水喷淋的环境中也能够安全、稳定地工作，使用寿命长。
同时，其底壳和旋钮均可以采用塑料制成，完全实现了与内部电路的隔离，使用安全。克服了现有机械式编码器直接由金属接触实现开关，在厨房、浴室等场所的电器上使用不安全的缺陷。
另外，其设置有旋钮定位机构，可以有效解决旋钮受振动容易产生小幅度转动的问题。
附图说明
图1为防水编码器的结构示意图；
图2为其内部结构示意图；
图3为其安装在机箱上时的状态图；
图4为其仰视图；
图5为其多极磁环的磁极分布示意图；
图6为实施例防水编码器两个霍尔元件输出信号的波形图。
具体实施方式
参照图1-4，本防水编码器，包括：
一个底壳2，它具有一个平板21，平板21上面中部有一个圆柱形空心突台22，空心突台22顶面中心处向突台22内延伸形成一个轴座23，轴座23上端面有一个凹腔24，轴座23下端面有一个凹腔25，所述圆柱形空心突台22内在同一圆周上设置两个U形槽26、27；
一个旋钮1，它包括一个旋钮盖11，旋钮盖11内周壁固装一个多极磁环12，旋钮盖11内于旋钮盖11顶面中心处固装一个轴13，所述旋钮盖11套设于所述底壳2的突台22外，旋钮盖11上的轴13贯穿底壳2上的轴座23后下端处于轴座23下端面的凹腔25中并于轴13的下端设置卡环6，轴座23下端面的凹腔25安装一个防水塞7；
一个控制电路板3，安装于所述底壳2的空心突台22内；以及
两个霍尔元件4、4’，分别安装于所述底壳2的两个U形槽26、27内，并与所述控制电路板3连接。
底壳2的平板21上环绕圆柱形空心突台22设置环形槽，并于环形槽内设置防水圈8，参照图3，这样当底壳2安装于机箱面板100上时，防水圈8将底壳2与机箱面板100之间密封，可防止水从机箱面板100上的编码器安装孔渗入机箱内。
本防水编码器还包括旋钮定位机构，该旋钮定位机构包括：设置于所述圆柱形空心突台22的顶面上的若干径向凹槽28，设置于所述旋钮盖11的内顶面的若干突点14，以及设置于所述旋钮1的轴12上的弹性垫圈；弹性垫圈使旋钮盖11顶面压向空心突台22顶面，从而使旋钮盖11上的突点14嵌入空心突台22上的凹槽28中，达到对旋钮定位的目的。
多极磁环12采用四极磁环，相邻两极极性相反(参照图5)。所述两个U形槽26、27的底面的垂线的夹角a为45度(参照图4)。图6所示为两个霍尔元件4、4’输出信号的波形图，可以看出它不但可以将旋钮1旋转的角度转换成脉冲序列，还可以识别旋钮1的旋转方向。

Claims (6)

1.一种防水编码器，其特征在于，包括：
一个底壳，它具有一个平板，平板上面中部有一个圆柱形空心突台，空心突台顶面中心处向突台内延伸形成一个轴座，轴座下端面有一个凹腔，所述圆柱形空心突台内在同一圆周上设置两个U形槽；
一个旋钮，包括一个旋钮盖，旋钮盖内周壁固装一个多极磁环，旋钮盖内于旋钮盖顶面中心处固装一个轴，所述旋钮盖套设于所述底壳的突台外，旋钮盖上的轴贯穿底壳上的轴座后下端处于轴座下端面的凹腔中并于轴的下端设置卡环，轴座下端面的凹腔安装一个防水塞；
一个控制电路板，安装于所述底壳的空心突台内；以及
两个霍尔元件，分别安装于所述底壳的两个U形槽内，并与所述控制电路板连接。
2.如权利要求1所述的防水编码器，其特征在于：所述底壳的平板上环绕圆柱形空心突台设置环形槽，并于环形槽内设置防水圈。
3.如权利要求1所述的防水编码器，其特征在于：所述多极磁环为四极磁环，相邻两极极性相反。
4.如权利要求1所述的防水编码器，其特征在于：所述两个U形槽的底面的垂线的夹角为45度。
5.如权利要求1或2或3或4所述的防水编码器，其特征在于还包括旋钮定位机构。
6.如权利要求5所述的防水编码器，其特征在于，所述旋钮定位机构包括：
设置于所述圆柱形空心突台的顶面上的若干径向凹槽，
设置于所述旋钮盖的内顶面的若干突点，以及
设置于所述旋钮的轴上用于使旋钮盖顶面压向空心突台顶面的弹性部件。
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