CN109470210A - 一种倾倒传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倾倒传感器，包括底座和若干个磁感应元件，所述底座由内至外依次设置三个圆周，若干个磁感应元件等间距设置于内侧的第一圆周；于第二圆周位置设置一内圆环，内圆环与磁感应元件具有一定距离；于第三圆周位置设置一外圆环，外圆环与内圆环通过等间距设置的滑竿连接，滑竿与磁感应元件设置位置对应，滑竿上可滑动连接有磁体滑块；所述滑竿倾斜设置，与内圆环连接一侧的高度高于与外圆环连接一侧；所述磁感应元件的输入端与供电模块连接，输出端连接至外部的检测模块。本发明结构简单，功耗低，成本低廉。

Description

一种倾倒传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其是涉及一种倾倒传感器。

背景技术

随着物联网行业的发展，为了安全方面的考虑，很多电器或器械都加装了倾倒开关或倾倒传感器，尤其是在大功率、带发热、旋转器件的电器或器械上加装倾倒保护更为普遍，当电器或器械翻到时，倾倒开关会告知主芯片切断电源，以达到报警以及安全保护的目的。现有的倾倒传感器主要有机电式和光电式两种，机电式主要是由钢珠，内部带有锥形导槽的壳体，和开关触点组成，通过钢珠与触点的接触与断开来感知传感器姿态；光电式倾倒传感器主要是由光发射管、光接收管和滚珠组成，通过滚珠是否挡住光来判断传感器姿态。但现有倾倒传感器耗费功率较大，在器件使用电池供电的时候造成较大损耗，无法长时间工作。

发明内容

本发明提供了一种倾倒传感器，用于解决现有倾倒传感器功耗较大的问题。

实现本发明所用的技术特征为：

一种倾倒传感器，其特征在于：包括底座和若干个磁感应元件，所述底座由内至外依次设置三个圆周，若干个磁感应元件等间距设置于内侧的第一圆周；于第二圆周位置设置一内圆环，内圆环与磁感应元件具有一定距离；于第三圆周位置设置一外圆环，外圆环与内圆环通过等间距设置的滑竿连接，滑竿与磁感应元件设置位置对应，滑竿上可滑动连接有磁体滑块；所述滑竿倾斜设置，与内圆环连接一侧的高度高于与外圆环连接一侧；所述磁感应元件的输入端与供电模块连接，输出端连接至外部的检测模块。

进一步的，所述底座开设有圆柱状凹槽，第一圆周位于凹槽内底面，内圆环和外圆环设置在槽口外侧的圆台上，内圆环的顶端高于外圆环，滑竿分别与圆环顶端连接且距圆台一定距离。

进一步的，所述磁感应元件采用干簧管，干簧管包括引线脚和封壳，引线脚均匀设置在第一圆周上，内圆环设置高度与封壳匹配，引线脚上的引线连接至检测模块。

进一步的，所述磁感应元件为6个，角度间隔为60度。

进一步的，所述磁体滑块为永磁环形磁体，永磁环形磁体通过通孔套设在滑竿上。

有益效果：

本发明通过磁体和磁感应元件组成了倾倒传感器，物体倾倒时，磁体与磁感应元件的相对距离缩短，使对应的磁感应元件受磁并发出信号至检测模块，以此计算出物体的倾倒角度。本发明结构简单，功耗低，成本低廉。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中:

图1是具体实施例结构图；

图2是图1的A向视图；

图3是干簧管引线连接原理图；

图4是第一种具体的引线连接图；

图5是第二种具体的引线连接图。

图中标号：1.底座，11.凹槽，12.第一圆周，2.干簧管，21.封壳，22.引线脚，3.内圆环，4.外圆环，5.永磁环形磁体，6.滑竿。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种倾倒传感器，包括六个干簧管2，每个干簧管2包括封壳21和与封壳21两端连接的引线脚22，还包括底座1、内圆环3、外圆环4以及六个永磁环形磁体5和六根滑竿6；

底座1整体为圆柱，由其顶部向底部开设有均匀的圆柱状凹槽11，将各干簧管2的一个引线脚22均匀设置在凹槽11内底面的第一圆周12上，第一圆周12与凹槽11底面的圆心相重合，干簧管2伸出凹槽11的凹槽口，干簧管2的磁感应部分位于凹槽11的凹槽口附近，参照图1,六个干簧管2分别设置在第一圆周12的0°位(360°位)、60°位、120°位、180°位、240°位、300°位角上；

内圆环3的半径略大于凹槽11的半径，内圆环3设置在凹槽11槽口外侧的圆台上，内圆环3的圆心与凹槽11底面的圆心同轴，因而内圆环3套住每个干簧管2且与每个封壳21的距离是相等的；

外圆环4的半径大于内圆环3的半径，外圆环4设置在内圆环3外侧的圆台上，外圆环4与内圆环3同心，因而外圆环4内侧面和内圆环3外侧面之间的距离相等；

内圆环3的顶端高于外圆环4的顶端，滑竿6的长度等于内圆环3外侧面和外圆环4内侧面之间的距离，滑竿6沿内圆环3的径向方向连接内圆环3外侧面和外圆环4的顶端，并且各滑竿6与封壳21一一对应且与在内圆环3和外圆环4之间的位置一致，因此滑竿6在内圆环3一侧的高度比在外圆环4一侧的高度高；

各永磁环形磁体5通过通孔活动套设在各滑竿6上，滑竿6在外圆环4一侧的高度较低，因此在底座1水平放置时，永磁环形磁体5在重力的作用下与外圆环4贴合，此时永磁环形磁体5并不靠近对应的封壳21，封壳21内的磁感应部分是断开的；

引线脚22引出的引线输出端分别连接至检测模块上，检测模块检测引线的信号，以此得出对应的干簧管2的状态，参照图3的干簧管2接线原理图，为了减少接入检测模块的引线数量，将六个干簧管2一端引线脚22的引线连接在一起作为公共端，另一端分别引出，且分别称为0°位引线、60°位引线、120°位引线、180°引线、240°引线、300°引线；如图4所示，可将公共端接地，0°位引线、60°位引线、120°位引线、180°引线、240°引线、300°引线一起经电阻R后接入3.3V直流电源且引线共同连接至检测模块，检测模块检测低电平信号；如图5所示，也可以将0°位引线、60°位引线、120°位引线、180°引线、240°引线、300°引线分别经电阻R后接入3.3V直流电源，且各引线也是分别连接至检测模块。

倾倒传感器水平设置在物体上，若干簧管2的引线按照图4所示方式连接，则此时倾倒传感器只检测物体是否倾倒而不检测具体的角度；

若按照图5方式连接，则当物体朝某一个方向倾倒一定角度时，与倾倒方向相反的永磁环形磁体5会沿着滑竿6从外侧滑向内侧，会有至少一个至多三个永磁环形磁体5滑动至与内圆环3贴合，当永磁环形磁体5与内圆环3贴合时，对应的干簧管2的磁感应部分受磁吸合，则该干簧管2两端的引线形成通路，倾倒角度通过如下计算式计算：

倾倒角度＝(最小位角吸合干簧管+最大位角吸合干簧管)/2+180°，若倾倒角度大于360°，则倾倒角度需要修正，修正倾倒角度＝倾倒角度-360°；若倾倒角度小于等于360°，则修正倾倒角度＝倾倒角度。

例如：若60°位干簧管2吸合，则倾倒角度＝(60°+60°)/2+180°＝240°，因240°<360°，故最终的修正倾倒角度为240°；

若180°位和240°位干簧管2吸合，则倾倒角度＝(180°+240°)/2+180°＝390°，因390°>360°，故最终的修正倾倒角度为390°-360°＝30°；

若120°、180°、240°位干簧管2吸合，则倾倒角度＝(120°+240°)/2+180°＝360°，此时的修正倾倒角度为360°，也为0°。

上述方案的倾倒角测量的精度是±30°，如果需要提高倾倒角测量的精度，可在同一个倾倒传感器内增加干簧管2的个数，或者是增加物体上的倾倒传感器的个数。上述方案的倾倒传感器结构简单，而且干簧管2和永磁环形磁体5的成本低廉，默认情况下，干簧管2两端的引线是断开的，此时倾倒传感器是不不耗电，功耗较低，用于电池供电的器件检测时，有助于延长使用时间。

需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种倾倒传感器，其特征在于：包括底座(1)和若干个磁感应元件(2)，所述底座(1)由内至外依次设置三个圆周，若干个磁感应元件(2)等间距设置于内侧的第一圆周；于第二圆周位置设置一内圆环(3)，内圆环(3)与磁感应元件(2)具有一定距离；于第三圆周位置设置一外圆环(4)，外圆环(4)与内圆环(3)通过等间距设置的滑竿(6)连接，滑竿(6)与磁感应元件(2)设置位置对应，滑竿(6)上可滑动连接有磁体滑块(5)；所述滑竿(6)倾斜设置，与内圆环(3)连接一侧的高度高于与外圆环(4)连接一侧；所述磁感应元件(2)的输入端与供电模块连接，输出端连接至外部的检测模块。

2.如权利要求1所述的一种倾倒传感器，其特征在于：所述底座(1)开设有圆柱状凹槽，第一圆周位于凹槽内底面，内圆环(3)和外圆环(4)设置在槽口外侧的圆台上，内圆环(3)的顶端高于外圆环(4)，滑竿(6)分别与圆环顶端连接且距圆台一定距离。

3.如权利要求2所述的一种倾倒传感器，其特征在于：所述磁感应元件(2)采用干簧管，干簧管包括引线脚(22)和封壳(21)，引线脚(22)均匀设置在第一圆周上，内圆环(3)设置高度与封壳(21)匹配，引线脚(22)上的引线连接至检测模块。

4.如权利要求1～3所述的一种倾倒传感器，其特征在于：所述磁感应元件(2)为6个，角度间隔为60度。

5.如权利要求1～3任一项所述的一种倾倒传感器，其特征在于：所述磁体滑块(5)为永磁环形磁体，永磁环形磁体通过通孔套设在滑竿(6)上。