CN105405716A - 一种机器人或设备用的位置检知自动控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁性开关技术领域，具体指一种机器人或设备用的位置检知自动控制器，包括壳体，所述壳体的内腔中设有磁铁、第一端子和第二端子，所述第二端子的上端横向设有弹性触片，壳体内设有助力杆，弹性触片上设有弹力舌片，弹力舌片的自由端抵设于助力杆里端上；所述助力杆里端上设有与其一体成型的托盘，磁铁设于托盘和壳体上端板之间，且磁铁与托盘之间连接有屏蔽罩。本发明结构合理，通过限位插片与限位板的行程间距配合，提高弹性舌片在触点分断时提供的复位力；屏蔽罩通过不同方向的隔磁侧板屏蔽磁力线引力，实现磁力开关单一方向的精确触发控制；触点分断行程具有导弧槽保护结构，有效提高接近开关的工作稳定性和使用寿命。

Description

一种机器人或设备用的位置检知自动控制器

技术领域

本发明涉及磁性开关技术领域，具体指一种机器人或设备用的位置检知自动控制器。

背景技术

磁性接近开关是接近开关的一种，接近开关是传感器家族中众多种类中的一种，它能通过磁性原件感知位置关系变化，将非电量或电磁量转化为所需的电信号，从而达到控制或测量的目的。对于机器人应用技术而言，自动导航和定位检测是实现智能化控制的核心技术，而接近开关所能提供的位置检测和执行控制方案，具有其他控制器所不具备的优点。并且，磁性接近开关在在磁引信弹头、磁探测水雷、航天器磁通门等军工领域，高速列车、自动电梯、磁热发电等高端装备制造业产业、自动化加工设备、汽车车速控制和天窗开启等先进制造业以及家用电器的门开关、开合盖、压力检测等领域，均能实现较强的检测和稳定的安全控制能力。

中国专利CN201410299835.1公开了一种新型磁性接近开关，包括壳体、在壳体上部活动区内可上下移动的磁铁、壳体底部并列设置的两个接线端片，其中一个接线端片上端设有弹片，壳体中部设有可摆动的助力杆和与其配合的限位机构，弹片上设有弹力舌片且抵设于助力杆的助力部上。这种结构解决动作机构中的助力杆和磁铁动作行程过大、弹力舌片的易金属疲劳的问题。但是其助力杆的摆动支点、助力部与弹力舌片的力矩支点在同一水平线上，且力矩支点与摆动支点之间力臂较长，助力杆一端在限位机构内的控制行程与助力部摆动行程之间的比率较大，导致助力杆的力矩转化和行程助力效果不明显；磁铁上下活动抵触助力杆使其摆动进而触发弹片动作，磁铁与壳体、助力杆之间均存在一定的相对摩擦，容易产生磁粉或部件上电镀层的掉落，影响弹片和接线端片上触点之间的电气连接可靠性；磁铁在外部磁力驱动下产生沿磁力圈散射的驱动力，而外部驱动磁力源存在扭转和偏移的情况，驱动磁力源产生波浪线的力矩变化导致磁性开关的动作临界点不稳定，无法满足精确和单一方向上的触发和控制，影响了产品的工作稳定性。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构紧凑、工作稳定、控制精确的机器人或设备用的位置检知自动控制器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种机器人或设备用的位置检知自动控制器，包括壳体，所述壳体的内腔中设有磁铁、第一端子和第二端子，第一端子和第二端子并列间隔设置且分别竖直穿设于壳体下端板上；所述第二端子的上端横向设有弹性触片，弹性触片的活动端设于第一端子的上方；所述壳体内设有助力杆，助力杆外端与壳体铰接；所述弹性触片上设有弹力舌片，弹力舌片的自由端抵设于助力杆里端上；所述助力杆里端上设有与其一体成型的托盘，磁铁设于托盘和壳体上端板之间，且磁铁与托盘之间连接有屏蔽罩。

根据以上方案，所述屏蔽罩包括底板，底板上竖直设有不少于两个的侧板，底板上至少有两个侧板为相互平行且间隔的配对设置；所述磁铁设于底板上且与侧板配合连接，磁铁的高度为H，侧板的高度为G，磁铁下端面与底板抵触则H：G的比值范围在1-0.85之间。

根据以上方案，所述托盘上竖直设有外端板和内隔板，外端板和内隔板相互间隔设置且与托盘呈开口朝上的“凵”形一体结构；所述屏蔽罩穿设于外端板和内隔板之间，且屏蔽罩与外端板配合连接。

根据以上方案，所述外端板设于助力杆与壳体铰接点的远端，且外端板的上端边上开有固定口；所述屏蔽罩其中一个侧板的上端设有翻边扣，翻边扣穿设于固定口内。

根据以上方案，所述侧板上端边与外端板的上端边平齐设置，翻边扣沿侧板上端边横向向外延伸设置，固定口的深度大于翻边扣的厚度；所述外端板的高度为Q，内隔板的高度为W，则Q：W的比值范围在1-5之间。

根据以上方案，所述第一端子上方的壳体内侧壁上设有支点，助力杆的外端设有套环，且套环套设于支点上与其转动配合；所述套环设有限行插板，且限行插板、套环、助力杆呈“L”形的一体结构，所述壳体内设有与限行插板配合的限位机构。

根据以上方案，所述限位机构包括两个相对间隔设置的限位板，两个限位板均设于支点上方，且两个限位板之间的通槽开口指向支点；所述限行插板可活动地穿设于两个限位板之间的通槽内。

根据以上方案，所述两个限位板内侧面之间的间距为D，限行插板的厚度为S，则D：S的比值范围在1.1-1.9之间；所述磁铁随助力杆转动的行程夹角为P，则P与D：S比值成正比。

根据以上方案，所述第一端子上端设有横向的折页，折页上设有静触点，弹性触片的活动端设于折页上方且弹性触片上设有与静触点配合的动触点。

根据以上方案，所述折页与助力杆之间的壳体内侧壁上设有“J”形的导弧条，导弧条横向设置且导弧条的“J”形勾部与动触点对应设置。

本发明有益效果为：本发明结构合理，通过限位插片与限位板的行程间距配合，实现助力杆和磁铁的行程夹角的控制，弹性舌片对助力杆保持向上的复位力矩，提高弹性舌片在触点分断时提供的复位力；磁铁通过托盘与助力杆一体自由转动，避免摩擦导致的磁粉及部件电镀层掉落，降低部件磨损提高触点的电气连接可靠性；屏蔽罩通过不同方向的隔磁侧板屏蔽磁力线引力，实现磁力开关单一方向的精确触发控制；触点分断行程具有导弧槽保护结构，避免拉弧现象对绝缘壳体和部件产生影响，有效提高接近开关的工作稳定性和使用寿命。

附图说明

图1是本发明的整体爆炸结构示意图；

图2是本发明的内部装配平面结构示意图；

图3是本发明的内部装配立体结构示意图；

图4是图3中B部放大结构示意图；

图5是图3中C部放大结构示意图。

图中：

1、壳体；2、弹性触片；3、助力杆；4、磁铁；11、第一端子；12、第二端子；13、支点；14、静触点；15、限位板；16、折页；17、导弧条；21、弹力舌片；22、动触点；31、限行插板；32、套环；33、托盘；34、内隔板；35、外端板；36、固定口；41、屏蔽罩；42、底板；43、侧板；44、翻边扣。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1-5所示，本发明所述的一种机器人或设备用的位置检知自动控制器，包括壳体1，所述壳体1的内腔中设有磁铁4、第一端子11和第二端子12，第一端子11和第二端子12并列间隔设置且分别竖直穿设于壳体1下端板上；所述第二端子12的上端横向设有弹性触片2，弹性触片2的活动端设于第一端子11的上方；所述壳体1内设有助力杆3，助力杆3外端与壳体1铰接；所述弹性触片2上设有弹力舌片21，弹力舌片21的自由端抵设于助力杆3里端上；所述磁铁4驱动助力杆3动作，使弹性触片2接通第一端子11和第二端子12电路，弹力舌片21与助力杆3的力矩提供弹性触片2的复位力，从而实现接近开关接通、分断控制原理与现有技术无本质区别，在此不做重复描述。

所述助力杆3里端上设有与其一体成型的托盘33，磁铁4设于托盘33和壳体1上端板之间，且磁铁4与托盘33之间连接有屏蔽罩41，所述磁铁4通过屏蔽罩41连接在托盘33上，从而与助力杆3一体转动，避免磁铁4在运动中产生磁粉掉落情况影响触点的电气连接可靠性，所述屏蔽罩41用于控制磁铁4的磁力线接收方向，从而使磁铁4接收指定方向上的外部磁力驱动，提高磁性开关的触发灵敏性和动作精确度。

所述屏蔽罩41包括底板42，底板42上竖直设有不少于两个的侧板43，底板42上至少有两个侧板43为相互平行且间隔的配对设置；本发明优选的屏蔽罩41具有四个围绕的侧板43，且底板42和侧板43均为厚度不小于1mm的隔磁材料制成；所述磁铁4设于底板42上且与侧板43配合连接，磁铁4的高度为H，侧板43的高度为G，磁铁4下端面与底板42抵触则H：G的比值范围在1-0.85之间；底板42和侧板43围绕磁铁4的五个方向，从而使磁铁4接收单一方向上的外部磁力驱动，实现本发明的精确触发控制；所述侧板43与磁铁4的H:G高度比可满足磁铁4的固定和屏蔽需求。

所述托盘33上竖直设有外端板35和内隔板34，外端板35和内隔板34相互间隔设置且与托盘33呈开口朝上的“凵”形一体结构；所述屏蔽罩41穿设于外端板35和内隔板34之间，且屏蔽罩41与外端板35配合连接；外端板35和内隔板34从内外两侧夹持固定屏蔽罩41,且屏蔽罩41与外端板35之间具有侧向固定的结构。

所述外端板35设于助力杆3与壳体1铰接点的远端，且外端板35的上端边上开有固定口36；所述屏蔽罩41其中一个侧板43的上端设有翻边扣44，翻边扣44穿设于固定口36内；翻边扣44嵌入固定口36内使屏蔽罩41与外端板35连接，从而方便装配和侧向的固定。

所述侧板43上端边与外端板35的上端边平齐设置，翻边扣44沿侧板43上端边横向向外延伸设置，固定口36的深度大于翻边扣44的厚度；所述外端板35的高度为Q，内隔板34的高度为W，则Q：W的比值范围在1-5之间；本发明优选的外端板35和内隔板34的Q:W比值范围在1.5-2.5之间，外端板35在助力杆3向上转动时对屏蔽罩41以及磁铁4提供一个向上的力矩，避免磁铁4在助力杆3和托盘33上产生位移。

所述第一端子11上方的壳体1内侧壁上设有支点13，助力杆3的外端设有套环32，且套环32套设于支点13上与其转动配合；所述套环32设有限行插板31，且限行插板31、套环32、助力杆3呈“L”形的一体结构，所述壳体1内设有与限行插板31配合的限位机构；所述助力杆3通过其外端铰接在壳体1上实现助力杆3里端的上下摆动动作，“L”设置的限行插板31通过与限位机构配合从而限制助力杆3里端的上下摆动极限行程；为了方便描述助力杆3的力矩变化情况，设定助力杆3外端与壳体1的铰接点为M，助力杆3里端与弹力舌片21连接点为N，弹性触片2与第二端子12连接点为K，且M、N、K之间连线组成三角力矩关系，其中的N点的内角为钝角且N点对应的三角形高为H；所述助力杆3在上行极限位也就是初始分断状态时，H为最大值，且K-N连线上的弹力舌片21产生的力矩对助力杆3上的N点保持向上的支撑力；当磁铁4驱动助力杆3的N点向下转动到达极限位置时，H为最小值且H大于0，因此弹性触片2接通状态下弹力舌片21仍旧对助力杆3施加向上的复位力矩，从而磁铁4被释放后弹力舌片21能提供一个较大的复位扭力，从而保证接近开关的分断灵敏度。

所述限位机构包括两个相对间隔设置的限位板15，两个限位板15均设于支点13上方，且两个限位板15之间的通槽开口指向支点13；所述限行插板31可活动地穿设于两个限位板15之间的通槽内，限行插板31在两个限位板15之间左右摆动，而限行插板31与助力杆3为一体结构从而控制助力杆3里端的上下摆动极限行程，“L”形结构的助力杆3可提高壳体1的内部空间利用率，缩小整体体积，提高空间布局的合理性；磁铁4在托盘33上随助力杆3上下转动，从而通过计算和控制两个限位板15之间的间距，实现磁铁4磁力线旋转角度的精确控制。

所述两个限位板15内侧面之间的间距为D，限行插板31的厚度为S，则D：S的比值范围在1.1-1.9之间；所述磁铁4随助力杆3转动的行程夹角为P，则P与D：S比值成正比；所述磁铁4在接通和分断行程中相对壳体1上端板转动的行程夹角P受D：S的比值控制，且该D：S比值使磁铁4的行程夹角P范围在1-20°之间；本发明优选的D：S比值范围在1.3-1.7之间，则磁铁4的行程夹角P最佳范围在5-15°。

所述第一端子11上端设有横向的折页16，折页16上设有静触点14，弹性触片2的活动端设于折页16上方且弹性触片2上设有与静触点14配合的动触点22；所述折页16与助力杆3之间的壳体1内侧壁上设有“J”形的导弧条17，导弧条17横向设置且导弧条17的“J”形勾部与动触点22对应设置，导弧条17的控制范围与动触点22的动作行程匹配，从而避免动触点22与静触点14接通和分断过程中产生的拉弧现象对壳体1以及其他内部部件产生影响，提高整体的工作稳定性和使用寿命。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种机器人或设备用的位置检知自动控制器，包括壳体(1)，所述壳体(1)的内腔中设有磁铁(4)、第一端子(11)和第二端子(12)，第一端子(11)和第二端子(12)并列间隔设置且分别竖直穿设于壳体(1)下端板上；所述第二端子(12)的上端横向设有弹性触片(2)，弹性触片(2)的活动端设于第一端子(11)的上方；其特征在于：所述壳体(1)内设有助力杆(3)，助力杆(3)外端与壳体(1)铰接；所述弹性触片(2)上设有弹力舌片(21)，弹力舌片(21)的自由端抵设于助力杆(3)里端上；所述助力杆(3)里端上设有与其一体成型的托盘(33)，磁铁(4)设于托盘(33)和壳体(1)上端板之间，且磁铁(4)与托盘(33)之间连接有屏蔽罩(41)。

2.根据权利要求1所述的机器人或设备用的位置检知自动控制器，其特征在于：所述屏蔽罩(41)包括底板(42)，底板(42)上竖直设有不少于两个的侧板(43)，底板(42)上至少有两个侧板(43)为相互平行且间隔的配对设置；所述磁铁(4)设于底板(42)上且与侧板(43)配合连接，磁铁(4)的高度为H，侧板(43)的高度为G，磁铁(4)下端面与底板(42)抵触则H：G的比值范围在1-0.85之间。

3.根据权利要求1所述的机器人或设备用的位置检知自动控制器，其特征在于：所述托盘(33)上竖直设有外端板(35)和内隔板(34)，外端板(35)和内隔板(34)相互间隔设置且与托盘(33)呈开口朝上的“凵”形一体结构；所述屏蔽罩(41)穿设于外端板(35)和内隔板(34)之间，且屏蔽罩(41)与外端板(35)配合连接。

4.根据权利要求3所述的机器人或设备用的位置检知自动控制器，其特征在于：所述外端板(35)设于助力杆(3)与壳体(1)铰接点的远端，且外端板(35)的上端边上开有固定口(36)；所述屏蔽罩(41)其中一个侧板(43)的上端设有翻边扣(44)，翻边扣(44)穿设于固定口(36)内。

5.根据权利要求4所述的机器人或设备用的位置检知自动控制器，其特征在于：所述侧板(43)上端边与外端板(35)的上端边平齐设置，翻边扣(44)沿侧板(43)上端边横向向外延伸设置，固定口(36)的深度大于翻边扣(44)的厚度；所述外端板(35)的高度为Q，内隔板(34)的高度为W，则Q：W的比值范围在1-5之间。

6.根据权利要求1所述的机器人或设备用的位置检知自动控制器，其特征在于：所述第一端子(11)上方的壳体(1)内侧壁上设有支点(13)，助力杆(3)的外端设有套环(32)，且套环(32)套设于支点(13)上与其转动配合；所述套环(32)设有限行插板(31)，且限行插板(31)、套环(32)、助力杆(3)呈“L”形的一体结构，所述壳体(1)内设有与限行插板(31)配合的限位机构。

7.根据权利要求6所述的机器人或设备用的位置检知自动控制器，其特征在于：所述限位机构包括两个相对间隔设置的限位板(15)，两个限位板(15)均设于支点(13)上方，且两个限位板(15)之间的通槽开口指向支点(13)；所述限行插板(31)可活动地穿设于两个限位板(15)之间的通槽内。

8.根据权利要求7所述的助力型磁性接近开关，其特征在于：所述两个限位板(15)内侧面之间的间距为D，限行插板(31)的厚度为S，则D：S的比值范围在1.1-1.9之间；所述磁铁(4)随助力杆(3)转动的行程夹角为P，则P与D：S比值成正比。

9.根据权利要求1所述的助力型磁性接近开关，其特征在于：所述第一端子(11)上端设有横向的折页(16)，折页(16)上设有静触点(14)，弹性触片(2)的活动端设于折页(16)上方且弹性触片(2)上设有与静触点(14)配合的动触点(22)。

10.根据权利要求9所述的助力型磁性接近开关，其特征在于：所述折页(16)与助力杆(3)之间的壳体(1)内侧壁上设有“J”形的导弧条(17)，导弧条(17)横向设置且导弧条(17)的“J”形勾部与动触点(22)对应设置。