CN201789491U - 防震防水编码装置 - Google Patents

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丘守庆
许申生
马艳明
陈劲锋
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Abstract

一种防震防水编码装置，包括内设若干磁体的旋钮和置于所述若干磁体对面的感应开关板，所述旋钮和所述感应开关板相互独立，所述旋钮包括一个支撑座和一个旋钮盖，支撑座包含空心柱体、支撑板以及上轴套，空心柱体顶面设置放射状排列的若干定位槽；旋钮盖套于所述支撑座的空心柱体外，其内顶面设置若干突点；一个磁性下轴套置于所述上轴套的下方与所述空心柱体内腔紧配合；一个金属轴一端与所述旋钮盖固接，另一端穿过所述上轴套伸入所述磁性下轴套内。本编码装置结构简单，加工、装配方便，成本低。其能够在震动环境中稳定地工作。其也能够在潮湿或有水喷淋的环境中安全、稳定地工作，具有优良的防水性能。

Description

防震防水编码装置
技术领域
本实用新型涉及旋钮式编码装置，用于将角位移转换成编码数字化电信号，特别是一种防震防水编码装置。
背景技术
编码装置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。按照读出方式编码装置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。编码装置广泛用于工控定位、转速测量、功率调节等。现有的编码装置存在以下缺点：
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。
现有编码装置在受震动影响时，编码装置的旋钮会有小幅度的转动，从而会导致编码装置输出发生变化。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低的防震防水编码装置，使得编码装置在潮湿或有水喷淋的环境中、以及受震动影响时也能够安全、稳定地工作。
本实用新型防震防水编码装置，包括内设若干磁体的旋钮和置于所述若干磁体对面的感应开关板，转动旋钮时带动所述磁体从感应开关板上的霍尔元件上方通过，使霍尔元件输出表示旋钮角位移的脉冲编码信号，其特征在于：所述旋钮和所述感应开关板相互独立，所述旋钮包括，
一个支撑座，包含空心柱体、从所述空心柱体的下端边沿向外延伸形成的支撑板、以及从所述空心柱体的顶面中心处向下延伸形成的上轴套，所述空心柱体顶面设置放射状排列的若干定位槽；
一个旋钮盖，套于所述支撑座的空心柱体外，其内顶面设置若干突点；
一个磁性下轴套，置于所述上轴套的下方与所述空心柱体内腔紧配合；及，
一个金属轴，一端与所述旋钮盖固接，另一端穿过所述上轴套伸入所述磁性下轴套内、被所述磁性下轴套向下吸引，以使旋钮盖内顶面的所述若干突点嵌于空心柱体顶面的所述定位槽内，使旋钮盖在受到震动时不能自行转动，从而实现对旋钮盖的定位，而在用手转动旋钮盖时，旋钮盖受力较大，可以克服所述磁性下轴套对金属轴的吸引力使旋钮盖内顶面的突点从所述定位槽内脱出，从而使旋钮盖能够旋转。
所述旋钮和感应开关板可以采用粘接方式固定在机壳面板的两侧。
本编码装置利用霍尔效应的原理对旋钮的角位移编码，结构简单，加工、装配方便，成本低。其利用磁性轴套和金属轴的吸引力、结合特殊结构的支撑座和旋钮盖，使旋钮盖在受震动时不会旋转、而在受到手动扭力时则旋转，保证了能够在震动环境中稳定地工作。
其旋钮和感应开关板相互独立，安装到机壳时不需在机壳上设安装孔就可将旋钮和感应开关板分别安装到机壳面板的外侧和内侧，而且旋钮内没有电子元件和电路，因此本编码装置可以在潮湿或有水喷淋的环境中安全、稳定地工作，具有优良的防水性能。
附图说明
图1为典型实施例编码装置的结构示意图；
图2为其剖视图；
图3为其安装在机壳面板上的状态图，其中4为机壳的面板；
图4为其爆炸图；
图5a为其若干磁体的分布示意图，图5b为其两个霍尔元件的分布示意图；
图6为其两个霍尔元件输出信号的波形图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进一步说明。
本防震防水编码装置利用霍尔效应的原理对旋钮的角位移编码，它还利用磁吸方式控制旋钮盖的定位，使得旋钮盖在受震动时不会旋转、而在受到手动扭力时则旋转。参照图1-4，本防震防水编码装置包括内设若干磁体15的旋钮1和置于所述若干磁体15对面的感应开关板3，转动旋钮1时带动所述磁体15从感应开关板3上的霍尔元件32上方通过，使霍尔元件32输出表示旋钮角位移的脉冲编码信号。
所述旋钮1和所述感应开关板3相互独立。
旋钮1包括一个支撑座14、一个旋钮盖11、一个磁性下轴套16和一个金属轴12。支撑座14包含空心柱体143、从所述空心柱体143的下端边沿向外延伸形成的支撑板144、以及从所述空心柱体143的顶面中心处向下延伸形成的上轴套142，所述空心柱体143顶面设置放射状排列的若干定位槽141。旋钮盖11套于所述支撑座14的空心柱体143外，旋钮盖11的内顶面设置若干突点11’。磁性下轴套16置于所述上轴套142的下方并与所述空心柱体143内腔紧配合。金属轴12的上端与所述旋钮盖11固接，金属轴12的下端穿过所述上轴套142伸入所述磁性下轴套16内、被所述磁性下轴套16向下吸引，以使旋钮盖11内顶面的所述若干突点11’嵌于空心柱体143顶面的所述定位槽141内，使旋钮盖11在受到震动时不能自行转动，从而实现对旋钮盖11的定位，而在用手转动旋钮盖11时，旋钮盖11受力较大，可以克服所述磁性下轴套16对金属轴12的吸引力使旋钮盖11内顶面的突点11’从所述定位槽141内脱出，从而使旋钮盖11能够旋转。
其中定位槽141的数量最好是所述磁体15数量的整数倍。所述突点11’的数量可以和所述定位槽141的数量相等，也可以是定位槽141的数量的一半或四分之一等，总之最好是不少于三个，以保证旋钮盖11能被支撑座14稳定地支撑。
可以通过粘接方式将旋钮1和感应开关板3分别安装到机壳面板的两侧。例如图3所示，所述旋钮1的支撑座14通过所述支撑板144粘接在面板4一侧，所述感应开关板3安装于粘接在面板4另一侧的固定座2。
本实施例的固定座2包括一平板21和设置在平板21下面中心处、呈环状排列的若干卡扣23，所述若干卡扣23与感应开关板3中心处的安装孔31配合将磁感应开关板3固定在该固定座2下面。固定座2还可以采用其它的结构，例如：可以不采用上述卡扣23，而通过在平板21外沿处设置卡扣与感应开关板3外边沿配合实现对感应开关板3的固定；也可以在平板21下面设若干安装柱，在安装柱内设螺纹孔，通过螺丝将感应开关板3固定在安装柱上；等等。
为了使旋钮1和感应开关板3稳固地安装在机壳面板4两侧，进一步在支撑板144的粘接面设置胶槽145，在固定座2的粘接面设置胶槽22，将粘接胶填充于胶槽22和145中，这样粘接后，整个支撑板144与机壳面板4接触，固定座2的整个平板21与机壳面板4接触，使得它们与面板4的结合更加稳固。
本实施例中，感应开关板3上设置两个霍尔元件32，两个霍尔元件32分布在同一个圆周(如图5b中虚线所示)上，两个霍尔元件32到旋钮盖11转动轴线a的垂线a1、a2之间的夹角为22.5度，如图5b所示；旋钮1内的所述若干磁体15为八个磁体，该八个磁体固设在旋钮盖11内而且均匀分布在同一个圆周(如图5a中虚线所示)上，如图5a所示，相邻两磁体的极性相反。图6所示A、B两组脉冲序列分别为转动旋钮盖11时两个霍尔元件32输出信号的波形图，可以看出它不但可以将旋钮盖11旋转的角度转换成脉冲序列，还可以识别旋钮盖11的旋转方向。
进一步在所述旋钮1的若干磁体15上方安装有一个导磁环13，以增强导磁率。导磁环13采用一个薄金属圈。
本实用新型还可以在感应开关板3上设置两个霍尔元件，使两个霍尔元件分布在同一个圆周上，并使两个霍尔元件到旋钮盖11转动轴线的垂线之间的夹角为45度，将旋钮1内的所述若干磁体15设为四个磁体，该四个磁体固设在旋钮盖11内而且均匀分布在同一个圆周上。

Claims (8)

1.一种防震防水编码装置，包括内设若干磁体的旋钮和置于所述若干磁体对面的感应开关板，转动旋钮时带动所述磁体从感应开关板上的霍尔元件上方通过，使霍尔元件输出表示旋钮角位移的脉冲编码信号，其特征在于：所述旋钮和所述感应开关板相互独立，所述旋钮包括，
一个支撑座，包含空心柱体、从所述空心柱体的下端边沿向外延伸形成的支撑板、以及从所述空心柱体的顶面中心处向下延伸形成的上轴套，所述空心柱体顶面设置放射状排列的若干定位槽；
一个旋钮盖，套于所述支撑座的空心柱体外，其内顶面设置若干突点；
一个磁性下轴套，置于所述上轴套的下方与所述空心柱体内腔紧配合；及，
一个金属轴，一端与所述旋钮盖固接，另一端穿过所述上轴套伸入所述磁性下轴套内、被所述磁性下轴套向下吸引，以使旋钮盖内顶面的所述若干突点嵌于空心柱体顶面的所述定位槽内。
2.如权利要求1所述的防震防水编码装置，其特征在于：所述旋钮的支撑座通过所述支撑板粘接在面板一侧，所述感应开关板安装于粘接在面板另一侧的固定座。
3.如权利要求2所述的防震防水编码装置，其特征在于：所述固定座包括一平板和设置在平板下面中心处、呈环状排列的若干卡扣，所述若干卡扣与感应开关板中心处的安装孔配合将磁感应开关板固定在该固定座下面。
4.如权利要求3所述的防震防水编码装置，其特征在于：所述支撑板的粘接面和所述固定座的粘接面均设置胶槽，用于装粘接胶。
5.如权利要求1-4中任一项所述的防震防水编码装置，其特征在于：所述感应开关板上设置两个霍尔元件，两个霍尔元件分布在同一个圆周上、且两个霍尔元件到旋钮盖转动轴线的垂线之间的夹角为22.5度，旋钮内的所述若干磁体为八个磁体，该八个磁体固设在旋钮盖内而且均匀分布在同一个圆周上。
6.如权利要求1-4中任一项所述的防震防水编码装置，其特征在于：所述感应开关板上设置两个霍尔元件，两个霍尔元件分布在同一个圆周上、且两个霍尔元件到旋钮盖转动轴线的垂线之间的夹角为45度，旋钮内的所述若干磁体为四个磁体，该四个磁体固设在旋钮盖内而且均匀分布在同一个圆周上。
7.如权利要求1所述的防震防水编码装置，其特征在于：所述旋钮的相邻两磁体的极性相反。
8.如权利要求1所述的防震防水编码装置，其特征在于：进一步在所述旋钮的若干磁体上方安装一个导磁环。
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