CN105470042B - 一种360度无盲角位置检知磁传感器 - Google Patents

一种360度无盲角位置检知磁传感器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磁性开关技术领域，具体指一种360度无盲角位置检知磁传感器。包括中空的胶盒，所述胶盒内设有空心簧片，空心簧片两端均设有阻尼弹簧，阻尼弹簧外端与胶盒固定连接，空心簧片上套设有可导磁环；所述胶盒内设有导电柱，导电柱的里端穿入空心簧片且与其配合设置；本发明的可导磁环与之匹配的外磁无需选择极性，即可实现相吸或相斥的感应驱动配合；可导磁环与空心簧片悬空设置在悬挂支架内，空心簧片的两端通过阻尼弹簧提供恒定支撑力，外部磁极从任意角度接近均可触发空心簧片动作实现与导电柱的通断配合；改变现有传感器单一磁极适配和检测方向的局限性，提高机器人动作感知的灵活性，可有效减少传感器配置数量。

Description

一种360度无盲角位置检知磁传感器
技术领域
本发明涉及磁性开关技术领域，具体指一种360度无盲角位置检知磁传感器。
背景技术
磁性接近开关是接近开关的一种，它能通过磁性感知位置关系变化，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。目前的磁性接近开关通过磁场检测来实现位置感应，其类型大多分为霍尔式、磁组式、干簧管式等，且其核心的磁敏元件多为国外引进，生产周期长且核心技术受制于人，导致成本居高不下。在机器人、自动化控制设备、智能装备制造领域，部件之间的位置变化和动作感知情况复杂，而现有的外磁驱动感应为线性控制，外磁和内磁需要区分NS极性以实现同性相斥、异性相吸的控制机制，因此，感知和控制系统需要设置很多且具有唯一性的磁性开关，这样就导致整体布局的复杂性提高了制造难度。且随着自动化、智能化控制设备的发展趋势，小型化、紧凑型是工业设计的主流方向。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、配置灵活、有利于紧凑型布局的360度无盲角位置检知磁传感器。
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360度无盲角位置检知磁传感器，包括中空的胶盒，所述胶盒内横向设有空心簧片，空心簧片两端均设有阻尼弹簧，且两个阻尼弹簧外端与胶盒两端内壁分别固定连接，空心簧片可活动地悬空设置在胶盒内腔中，且空心簧片上套设有可导磁环；所述胶盒内设有导电柱，导电柱的里端穿入空心簧片且与其配合设置；所述胶盒上设有分别与导电柱和空心簧片电连接的进出引线。
根据以上方案，所述胶盒内设有悬挂支架，空心簧片可活动地悬空设置在悬挂支架内，空心簧片两端的外缘上设有与可导磁环配合的锁片，两个阻尼弹簧里端分别套设于空心簧片的对应端上；所述悬挂支架两端的内侧壁上设有固定凸台，两个阻尼弹簧的外端分别套设于对应的固定凸台上。
根据以上方案，所述悬挂支架左端侧壁上设有贯穿固定凸台的固设孔；所述导电柱外端设有限位环，导电柱穿设于固设孔内与其配合连接，导电柱里端穿设于空心簧片内与其呈配合设置。
根据以上方案，所述胶盒左侧壁与悬挂支架之间设有左导电片，左导电片的一端设有铆接孔，导电柱外端穿过铆接孔与左导电片电连接；所述左导电片的另一端上设有夹板，胶盒上对应的引线穿入夹板且焊接在左导电片上。
根据以上方案，所述胶盒右侧壁和悬挂支架之间设有右导电片，右导电片里端穿过悬挂支架与右端的阻尼弹簧电连接，右导电片的外端与胶盒上对应的引线电连接，右导电片的外端与胶盒之间设有限位机构。
根据以上方案，所述限位机构包括条状凸块，条状凸块设于胶盒的底板上，所述右导电片外端的两侧设有限位折页，限位折页的下端设有定位口，定位口卡接在条状凸块上与其呈过盈配合。
根据以上方案，所述胶盒右侧壁上的引线穿设于两个限位折页之间，且引线与右导电片电连接。
根据以上方案，所述胶盒的正面为开口设置，且胶盒的开口上设有密封胶；所述悬挂支架为正面开口的框形结构，悬挂支架的开口和密封胶之间设有绝缘垫片。
根据以上方案，所述绝缘垫片两端均设有扣板，绝缘垫片设于悬挂支架正面的开口上且两个扣板分别扣接在悬挂支架的两端，其中右端的扣板上设有与右导电片配合的插口。
根据以上方案，所述可导磁环为外周同一磁极的硬磁环。
本发明有益效果为：本发明的可导磁环外周为单一极性，与之匹配的外磁无需选择极性，即可实现相吸或相斥的感应驱动配合，可导磁环与空心簧片悬空设置在悬挂支架内，空心簧片的两端通过阻尼弹簧提供恒定支撑力，外部磁极从任意角度接近均可触发空心簧片动作实现与导电柱的通断配合；改变现有传感器单一磁极适配和检测方向的局限性，提高机器人动作感知的灵活性，可有效减少传感器配置数量。
附图说明
图1是本发明的爆炸结构示意图；
图2是本发明的内部装配结构示意图。
图中：
1、胶盒；2、可导磁环；3、导电柱；4、右导电片；11、悬挂支架；12、固定凸台；13、固设孔；14、条状凸块；15、密封胶；16、绝缘垫片；17、扣板；18、插口；19、引线；21、空心簧片；22、阻尼弹簧；23、锁片；31、限位环；32、左导电片；33、铆接孔；34、夹板；41、触片；42、限位折页；43、定位口。
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1-2所示，本发明所述的一种360度无盲角位置检知磁传感器，包括中空的胶盒1，所述胶盒1内横向设有空心簧片21，空心簧片21两端均设有阻尼弹簧22，且两个阻尼弹簧22外端与胶盒1两端内壁分别固定连接，空心簧片21可活动地悬空设置在胶盒1内腔中，且空心簧片21上套设有外周为单一极性的可导磁环2；所述外周单一磁极的可导磁环2可配合任意极性外磁或铁磁性体相吸或相斥动作，带动空心簧片21实现通断动作使传感器输出控制信号；两个阻尼弹簧22分别从两端支撑空心簧片21和可导磁环2使其在胶盒1内腔中悬浮，从而外部任意极性的磁极或铁磁性体接近时产生相应的动作，外部磁极或铁磁性体远离磁场后则阻尼弹簧22提供复位力使空心簧片21和可导磁环22回到初始位置；所述胶盒1内设有导电柱3，导电柱3的里端穿入空心簧片21且与其配合设置，当可导磁环22与外磁或铁磁性体相斥或相吸时出现位移，带动空心簧片21抵触导电柱3与其电连通，传感器输出通断控制信号；所述胶盒1上设有分别与导电柱3和空心簧片21电连接的进出引线19。
所述胶盒1内设有悬挂支架11，空心簧片21可活动地悬空设置在悬挂支架11内，空心簧片21两端的外缘上设有与可导磁环2配合的锁片23，两个阻尼弹簧22里端分别套设于空心簧片21的对应端上；所述悬挂支架11两端的内侧壁上设有固定凸台12，两个阻尼弹簧22的外端分别套设于对应的固定凸台12上；所述悬挂支架11将胶盒1内腔隔离呈左中右三个独立容纳腔，空心簧片21和可导磁环2悬浮在悬挂支架11内的中部容纳腔，阻尼弹簧22套设于固定凸台12上与悬挂支架11连接，且阻尼弹簧22对空心簧片21施加压力，从而使空心簧片21在初始状态下处于悬挂支架11的立体中心上，此时可导磁环2外缘与悬挂支架11的上下前后内壁之间的间距为可导磁环2的行程极限，以实现360°无盲区检知和动作输出信号。
所述悬挂支架11左端侧壁上设有贯穿固定凸台12的固设孔13，且固设孔13为外大内小的阶梯孔；所述导电柱3外端设有限位环31，导电柱3穿设于固设孔13内与其配合连接，导电柱3里端穿设于空心簧片21内与其呈配合设置；所述导电柱3穿过固设孔13使其里端处于空心簧片21的内孔中心线上，(常态下导电柱悬空于簧片内)从而在空心簧片21沿径向动作使均可以与其接触形成电连通。
所述胶盒1左侧壁与悬挂支架11之间设有左导电片32，左导电片32的一端设有铆接孔33，导电柱3外端穿过铆接孔33与左导电片32电连接；所述左导电片32的另一端上设有夹板34，胶盒1上对应的引线19穿入夹板34且焊接在左导电片32上，本发明优选的悬挂支架11与胶盒1左侧壁之间为独立空间，导电柱3穿过固设孔13并与其呈过盈配合，进而悬挂支架11左侧的胶盒1内腔可填充绝缘胶体以提高传感器的电气安全性和绝缘稳定性。
所述胶盒1右侧壁和悬挂支架11之间设有右导电片4，右导电片4里端穿过悬挂支架11与右端的阻尼弹簧22电连接，右导电片4的外端与胶盒1上对应的引线19电连接，右导电片4的外端与胶盒1之间设有限位机构；所述悬挂支架11右端侧壁优选的开有装配口，右导电片4穿设于装配口，右导电片4里端设有与阻尼弹簧22电连接的触片41；本发明优选的悬挂支架11右侧的胶盒1内腔为独立空间，从而可填充绝缘胶体以提高传感器的电气安全性和绝缘稳定性。
所述限位机构包括条状凸块14，条状凸块14设于胶盒1的底板上，所述右导电片4外端的两侧设有限位折页42，限位折页42的下端设有定位口43，定位口43卡接在条状凸块14上与其呈过盈配合；本发明优选的胶盒1顶板和底板上分别设有高度调整块，右导电片4穿设于上下高度调节块之间并与其配合连接，该高度调节块使右导电片4与上述的悬挂支架11装配口等高设置，下高度调节块上设置条状凸块14与定位口43配合，从而避免右导电片4产生横向位移影响电气连接稳定性。
所述胶盒1右侧壁上的引线19穿设于两个限位折页42之间，且引线19与右导电片4电连接，限位折页42之间的通道可方便引线19的穿入和焊接，从而使右导电片4与引线19焊接后进行装配以提高效率。
所述胶盒1的正面为开口设置，且胶盒1的开口上以及悬挂支架11两侧的胶盒1内腔中均填充有密封胶15；所述悬挂支架11为正面开口的框形结构，悬挂支架11的开口和密封胶15之间设有绝缘垫片16，胶盒1正面的开口为装配口，装配完成后通过如环氧树脂、硅酮胶、702胶等密封胶15进行封口。
所述绝缘垫片16两端均设有扣板17，绝缘垫片16设于悬挂支架11正面的开口上且两个扣板17分别扣接在悬挂支架11的两端，其中右端的扣板17上设有与右导电片4配合的插口18，绝缘垫片16为悬挂支架11内部构件的封装盖板，且绝缘垫片16与胶盒1里侧内壁配合行程可导磁环2的纵向行程极限；所述右端的扣板17与右导电片4咬合后将上述悬挂支架11上的装配口形成封堵，从而方便胶盒1右侧内腔中灌注绝缘胶体。
所述可导磁环2为外周同一磁极的硬磁环，本发明的可导磁环2与之匹配的外磁无需选择极性，即可实现相吸或相斥的感应驱动配合。
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 (9)

1.一种360度无盲角位置检知磁传感器，包括中空的胶盒(1)，其特征在于：所述胶盒(1)内横向设有空心簧片(21)，空心簧片(21)两端均设有阻尼弹簧(22)，且两个阻尼弹簧(22)外端与胶盒(1)两端内壁分别固定连接，空心簧片(21)可活动地悬空设置在胶盒(1)内腔中，且空心簧片(21)上套设有可导磁环(2)；所述胶盒(1)内设有导电柱(3)，导电柱(3)的里端穿入空心簧片(21)且与其配合设置；所述胶盒(1)上设有分别与导电柱(3)和空心簧片(21)电连接的进出引线(19)；
所述胶盒(1)内设有悬挂支架(11)，空心簧片(21)可活动地悬空设置在悬挂支架(11)内，空心簧片(21)两端的外缘上设有与可导磁环(2)配合的锁片(23)，两个阻尼弹簧(22)里端分别套设于空心簧片(21)的对应端上；所述悬挂支架(11)两端的内侧壁上设有固定凸台(12)，两个阻尼弹簧(22)的外端分别套设于对应的固定凸台(12)上。
2.根据权利要求1所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述悬挂支架(11)左端侧壁上设有贯穿固定凸台(12)的固设孔(13)；所述导电柱(3)外端设有限位环(31)，导电柱(3)穿设于固设孔(13)内与其配合连接，导电柱(3)里端穿设于空心簧片(21)内与其呈配合设置。
3.根据权利要求2所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述胶盒(1)左侧壁与悬挂支架(11)之间设有左导电片(32)，左导电片(32)的一端设有铆接孔(33)，导电柱(3)外端穿过铆接孔(33)与左导电片(32)电连接；所述左导电片(32)的另一端上设有夹板(34)，胶盒(1)上对应的引线(19)穿入夹板(34)且焊接在左导电片(32)上。
4.根据权利要求1所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述胶盒(1)右侧壁和悬挂支架(11)之间设有右导电片(4)，右导电片(4)里端穿过悬挂支架(11)与右端的阻尼弹簧(22)电连接，右导电片(4)的外端与胶盒(1)上对应的引线(19)电连接，右导电片(4)的外端与胶盒(1)之间设有限位机构。
5.根据权利要求4所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述限位机构包括条状凸块(14)，条状凸块(14)设于胶盒(1)的底板上，所述右导电片(4)外端的两侧设有限位折页(42)，限位折页(42)的下端设有定位口(43)，定位口(43)卡接在条状凸块(14)上与其呈过盈配合。
6.根据权利要求5所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述胶盒(1)右侧壁上的引线(19)穿设于两个限位折页(42)之间，且引线(19)与右导电片(4)电连接。
7.根据权利要求6所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述胶盒(1)的正面为开口设置，且胶盒(1)的开口上设有密封胶(15)；所述悬挂支架(11)为正面开口的框形结构，悬挂支架(11)的开口和密封胶(15)之间设有绝缘垫片(16)。
8.根据权利要求7所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述绝缘垫片(16)两端均设有扣板(17)，绝缘垫片(16)设于悬挂支架(11)正面的开口上且两个扣板(17)分别扣接在悬挂支架(11)的两端，其中右端的扣板(17)上设有与右导电片(4)配合的插口(18)。
9.根据权利要求1所述的360度无盲角位置检知磁传感器，其特征在于：所述可导磁环(2)为外周同一磁极的硬磁环。
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