CN205825896U - 一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器,包括主轴1、壳体11、后盖7、线路板9，以及设置在壳体11内部的磁钢套5、磁钢6、隔板10、第一级主动齿轮13和减速齿轮组。主轴1的一端上设置第一级主动齿轮13。第一级主动齿轮13和减速齿轮组连接。减速齿轮组和磁钢套5连接，并可旋转的与隔板10卡接。磁钢6固定在磁钢套上。线路板9设置在后盖7内，正对着磁钢6，且与磁钢6毫无接触。本实用新型的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器，通过减速齿轮组将主轴的多圈转角直接转化为磁钢部分的单圈转角，以此实现非接触型数字电位器进行多圈角度测量的功能。

Description

一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器

技术领域

本实用新型涉及电子器件领域，具体涉及一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器。

背景技术

传统型电位器采用电刷接触工作方式，构造是由线绕电阻体、滑动电刷、转轴、外壳等组成。供电电压加载在电阻体两端，电刷在其之上滑动探测并输出电刷所在位置的电压，以此来检测角度信息。如果将电阻体做成多圈螺旋状，电位器就能实现多圈的角度测量功能。该直接接触的方式由于电刷和电阻体之间有滑动摩擦存在，导致其工作寿命有限，同时由于磨损，检测精度也会随之降低。

近年来，非接触型数字电位器得到了大力发展，其原理是在电位器主轴上安装一块磁钢，在正对磁钢的位置布置一块包含霍尔传感器的线路板，该传感器处于磁钢产生的磁场之中，当电位器主轴旋转时，传感器通过检测X、Y两个方向磁场强度来计算相应的转角，并将转角信息以使用者所需的模拟量或数字量进行输出。非接触型数字电位器可以在很多场合替代传统型电位器，由于脱离了摩擦接触式结构，其工作寿命得到大幅度提高。但是，这种非接触型电位器由于其传感器的功能限制，最大检测范围只有360度，所以无法直接满足多圈测量的要求。

为了实现非接触型电位器对多圈角度进行测量的目的，也有些电位器产品生产商使用了一些特别的方法，包括：在普通的非接触型电位器内加装计数器来记圈数，将所记的圈数和霍尔传感器测得的角度相组合，经过计算后再输出使用者所需的信号，以此实现多圈测量，这样的非接触型电位器存在最大的缺陷就是一旦设备断电，测量所得的圈数信号也会丢失。

另一种方法是在普通的非接触型电位器的主轴处加装一个齿轮减速机构，通过这个机构将主轴上磁钢的多圈角度转化为减速齿轮单圈(360度之内)的角度，由第二个传感器来测量该减速齿轮转过的角度，通过计算将减速齿轮的转角换算成主轴转过的圈数，并和第一个传感器测得的主轴角度相结合，经再次计算后输出使用者所需的信号。使用该设计的非接触型电位器由于采用了机械减速机构来进行圈数检测，因此不存在断电就会丢失圈数信号的缺点，但是由于需要同时检测主轴转角和减速齿轮转角，并进行结合计算，其机械结构和电路部分都比较复杂，占有空间很大，很难实现小型化来替代小型的传统型多圈电位器。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器，它相对于传统电位器有更长的使用寿命，同时能还能够实现对于数字电位器的多圈角度测量，且可靠性高、体积小、应用范围广。

实现上述目的的一种技术方案是：一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器,包括主轴1、壳体11、后盖7、线路板9，以及设置在壳体11内部的磁钢套5、磁钢6、隔板10、第一级主动齿轮13和减速齿轮组。

所述壳体11设有一个壳颈；主轴1插接在所述壳颈内。

所述主轴1的伸入壳体11内部的一端上设置所述第一级主动齿轮13。

所述第一级主动齿轮13和减速齿轮组连接。

隔板10固定于壳体11内部；所述减速齿轮组和所述磁钢套5连接，并可旋转的与隔板10卡接；所述磁钢6固定在所述磁钢套上。

所述后盖7与所述壳体11连接；所述线路板9设置在所述后盖7内，正对着所述磁钢6，且与所述磁钢6毫无接触。

进一步的，所述减速齿轮组包括第一级被动齿轮2、第二级主动齿轮3、齿轮转轴4和第二级被动齿轮12；所述第一级被动齿轮2与所述第一级主动齿轮13啮合连接；所述第一级被动齿轮2和所述第二级主动齿轮3铆接；所述齿轮转轴4穿过所述第一级被动齿轮2和所述第二级主动齿轮3，固定于所述壳体11内；所述第二级被动齿轮12与所述第二级主动齿轮3啮合连接；所述第二级被动齿轮12的顶面与所述磁钢套5连接，二者与所述隔板10可转动的卡接。

更进一步的，所述线路板9由高阻抗霍尔传感器、传感电路、转换电路及输入输出引脚构成。

更进一步的，所述后盖7上开设有一个导线通孔，一根导线8通过导线通孔与所述线路板9焊接。

本实用新型的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器，将电位器主轴与磁钢分离，通过减速齿轮组将主轴的多圈转角直接转化为磁钢部分的单圈转角，以此实现非接触型数字电位器进行多圈角度测量的功能。由于机械机构的保持能力，无需外部持续供电，电位器也能保持对圈数信号的记忆能力，有很强的可靠性；同时，该设计通过电路板直接获取磁钢的圈数信号，无需测量减速齿轮的转角再行计算，省去了不必要的电路元件，因此使数字电位器的体积减小，可替代传统电位器，拥有更广的使用范围。

附图说明

图1为本实用新型的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器的结构立体图(外壳半剖)；

图2为本实用新型的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器的内部截面图；

图3为本实用新型的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器的电气原理图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1和图2，本实用新型的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器,包括主轴1、壳体11、后盖7、线路板9，以及设置在壳体11内部的磁钢套5、磁钢6、隔板10、第一级主动齿轮13和减速齿轮组。

后盖7和壳体11均为铝制零件，这两个零件组成了本实用新型所述数字电位器的外壳。

壳体11设有一个壳颈；主轴1为不锈钢轴类零件，插接在壳颈内。第一级主动齿轮13为铜质齿轮零件，设置在主轴1的伸入壳体11内部的一端上，并可绕壳体11的轴心做360度旋转。

减速齿轮组包括第一级被动齿轮2、第二级主动齿轮3、齿轮转轴4和第二级被动齿轮12。其中，第一级被动齿轮2、第二级主动齿轮3和第二级被动齿轮12为铜制齿轮零件，齿轮转轴4为不锈钢轴类零件。第一级被动齿轮2与第一级主动齿轮13啮合。第一级被动齿轮2和第二级主动齿轮3铆接；齿轮转轴4穿过第一级被动齿轮2和第二级主动齿轮3，固定于壳体11内；第一级被动齿轮2和第二级主动齿轮3可绕齿轮转轴4的轴心做360度旋转。第二级被动齿轮12与第二级主动齿轮3啮合。

隔板10为铜质板状零件，隔板10固定于壳体11内部。磁钢套5为不锈钢轴类零件，第二级被动齿轮12的顶面与磁钢套5连接，二者与隔板10卡接，并可绕隔板10的轴心做360度旋转。磁钢6为一钕铁硼圆形磁钢，固定于磁钢套5上并可随磁钢套5一起旋转。

后盖7与壳体11连接。线路板9设置在后盖7内，正对着磁钢6，且与磁钢6毫无接触。线路板9由高阻抗霍尔传感器、传感电路、转换电路及输入输出引脚构成。后盖7上开设有一个导线通孔，一根导线8通过导线通孔与线路板9焊接，并和相关外部设备连接，如存储设备、信号收录设备等。

请参阅图3，电位器工作时，线路板9上的高阻抗霍尔(磁敏)传感器(图3中的U1部分)被置于磁钢6产生的磁场空间内，并检测X、Y两个方向上的磁场强度，随着磁钢套5带动磁钢6进行360度旋转，高阻抗霍尔(磁敏)传感器检测到两个方向上的磁场强度也随之变化，这种变化的磁场强度通过转换电路(图3中的U2部分)转换成需要的电压电流信号进行输出，标准信号是0-5V/0-10V/4-20mA，也可以直接以数字量输出，输出形式包括PWM、SPI、SSI等数据模式，外部设备通过采集这些输出信号来达到角度检测的目的。

第一级被动齿轮2、第二级主动齿轮3、第二级被动齿轮12和第一级主动齿轮13组成了两级的齿轮减速机构，将主轴1的转速减小到约1/10传递到磁钢套5，当磁钢套5转动1圈时，主轴1需要转动约10圈，相当于线路板9上的高阻抗霍尔(磁敏)传感器检测了主轴1约10圈的角度变化，以此实现了多圈角度测量的功能。

本实用新型的有益效果是：相比于传统电位器，非接触数字电位器具有耐振动、噪音小、输出信号多样化高寿命等优势，而本实用新型的齿轮传动型多圈非接触数字电位器，通过减速齿轮传动机构实现了非接触数字电位器的多圈化测量，使得非接触多圈数字电位器能够替代传统多圈的电位器。同时，本实用新型的齿轮传动型多圈非接触数字电位器无需外部持续供电，电位器也能保持对圈数信号的记忆能力，有很强的可靠性；本实用新型通过电路板直接获取磁钢的圈数信号，无需测量减速齿轮的转角再行计算，省去了不必要的电路元件，因此使数字电位器的体积减小，拥有更广的使用范围。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器,包括主轴(1)、壳体(11)、后盖(7)、线路板(9)，以及设置在壳体(11)内部的磁钢套(5)、磁钢(6)、隔板(10)、第一级主动齿轮(13)和减速齿轮组；其特征在于：

所述壳体(11)设有一个壳颈；主轴(1)插接在所述壳颈内；

所述主轴(1)的伸入壳体(11)内部的一端上设置所述第一级主动齿轮(13)；

所述第一级主动齿轮(13)和减速齿轮组连接；

隔板(10)固定于壳体(11)内部；所述减速齿轮组和所述磁钢套(5)连接，并可旋转的与隔板(10)卡接；所述磁钢(6)固定在所述磁钢套上；

所述后盖(7)与所述壳体(11)连接；所述线路板(9)设置在所述后盖(7)内，正对着所述磁钢(6)，且与所述磁钢(6)毫无接触。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器，其特征在于，所述减速齿轮组包括第一级被动齿轮(2)、第二级主动齿轮(3)、齿轮转轴(4)和第二级被动齿轮(12)；

所述第一级被动齿轮(2)与所述第一级主动齿轮(13)啮合；所述第一级被动齿轮(2)和所述第二级主动齿轮(3)铆接；所述齿轮转轴(4)穿过所述第一级被动齿轮(2)和所述第二级主动齿轮(3)，固定于所述壳体(11)内；

所述第二级被动齿轮(12)与所述第二级主动齿轮(3)啮合；所述第二级被动齿轮(12)的顶面与所述磁钢套(5)连接，二者与所述隔板(10)可转动的卡接。

3.根据权利要求1或2所述的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器，其特征在于，所述线路板(9)由高阻抗霍尔传感器、传感电路、转换电路及输入输出引脚构成。

4.根据权利要求1或2所述的一种齿轮传动型多圈非接触数字电位器，其特征在于，所述后盖(7)上开设有一个导线通孔，一根导线(8)通过导线通孔与所述线路板(9)焊接。