CN214669536U - 无线磁传感器模块 - Google Patents

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申相度
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Abstract

本实用新型涉及一种无线磁传感器模块，包括：磁传感器部，检测对象的移动状态或者位置；无线通信部，接收由所述磁传感器部检测到的信号，并无线传输该信号；其中，磁传感器部为黏贴相互面对的第一及第二PCB来形成双重结构；在第一PCB的表面形成有网格图案，用于在静电中进行保护，进而可达到模块的小型化和从外部冲击及静电中保护模块。

Description

无线磁传感器模块
技术领域
本实用新型涉及无线磁传感器，尤其是，涉及在机器人臂的缸体感应活塞的运行位置或者移动位置并且可进行无线传输的无线磁传感器模块。
背景技术
在汽车的组装工艺等使用的机器人臂具有诸如气压缸或者液压缸的各种缸体，为了感应及控制这种缸体的动作，正在广泛使用磁传感器。
为了在上述的缸体中感应并控制活塞的移动状态或者移动位置及行程(stroke)等，在以往广泛使用了诸如磁簧的磁传感器和有线接点检测方式，然而在最近正在广泛使用诸如磁阻(magneto resistance)传感器的无接点传感器和低能耗无线通信方式。
作为利用磁传感器的系统的一示例，根据韩国公开专利第1999-0064441号(专利文献1)，提出了使用无接点方式的磁阻传感器构成缸体活塞感应开关。作为另一示例，根据韩国授权专利第10-1793209号(专利文献2)，提出了利用无线磁传感器的夹具远程控制系统，利用用户终端远程监控用于制造汽车的夹具，并且利用该用户终端控制控制面板。
然而，利用上述的以往磁传感器的装置为磁传感器模块的尺寸大而难以设置在各种缸体，并且从外部冲击或者在设备产生的静电中得不到充分的保护。尤其是，存在从汽车组装工艺中进行必要的电焊时产生的脉冲噪声引起的ZAP、Latch-Up(闩锁效应)、CDM(Charge Device model，充电器件模型)形式的静电中无法充分保护磁传感器电路的问题。
从而，有必要开发一种改善结构的无线磁传感器模块，改善来在上述的以往磁传感器模块的问题，也可提高由磁传感器检测的数据的无线通信可靠性。
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
本实用新型的目的在于，提供能够以小型及低成本构成并且从外部冲击及静电中可进行安全保护的无线磁传感器模块。
本实用新型的另一目的在于，提供能够提高由磁传感器检测到的数据的无线通信可靠性的无线磁传感器模块。
用于解决问题的方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种无线磁传感器模块，包括：磁传感器部，检测对象的移动状态或者位置；无线通信部，接收由所述磁传感器部检测到的信号，并无线传输该信号；及电池部，对所述磁传感器部及无线通信部供应电源；其中，所述磁传感器部为黏贴相互面对的第一及第二PCB，形成双重结构；在所述第一PCB的表面固定设置磁传感器，在所述第二PCB中在与所述第一PCB的设置磁传感器的位置相对应的部分形成缺口部(notch)，使所述磁传感器暴露在外部。
另外，优选为，在所述第一PCB的表面形成有网格图案(mesh pattern)，用于从电焊时产生的脉冲噪声中进行保护。
另外，优选为，在所述第一PCB中在与设置所述磁传感器的位置相对应的后面进行标记，表示所述磁传感器的位置。
另外，优选为，在所述无线通信部的主芯片组(main chipset)形成四面分割焊盘(pad)，用于防止在缸体动作时发生机械性冲击引起焊接裂纹(soldering crack)；并且，对于1个所述无线通信部优选连接2个磁传感器部。
另外，所述磁传感器优选使用磁阻(magneto resistance)传感器；所述无线通信部优选使用低能耗蓝牙(BLE)通信。
优选为，在上述的本实用新型的无线磁传感器模块中，所述无线通信部将由所述磁传感器部检测到的信号打包以随机周期重复传输。
另外，本实用新型提供一种无线磁传感器模块，包括：磁传感器部，检测对象的移动状态或者位置；无线通信部，接收由所述磁传感器部检测到的信号，并无线传输该信号；及电池部，对所述磁传感器部及无线通信部供应电源；其中，所述磁传感器部为黏贴相互面对的PCB和结构体而非PCB来形成双重结构；在所述PCB的表面固定设置磁传感器，在结构体而非所述PCB中在与所述PCB的设置磁传感器的位置相对应的部分形成缺口部(notch)，使所述磁传感器暴露在外部。
实用新型效果
通过本实用新型的无线磁传感器模块可期待如下的效果：
第一，由双重PCB的薄片型结构形成磁传感器部，在1个无线通信部连接2个磁传感器部，进而可将模块小型化，并且可节省制造成本。
第二，在磁传感器部的表面形成网格图案，进而可从诸如CDM等的脉冲静电中保护传感器模块。
第三，在磁传感器部进行标记以表示传感器的位置，进而在模块的两面都可容易掌握传感器的黏贴位置。
第四，在主芯片组的表面黏贴缓冲用四面分割焊盘进而可防止焊接裂纹。
第五，将由磁传感器部检测的数据打包以随机周期重复传输，进而在多个无线通信部同时通信的情况下也可提高数据接收率。
第六，将1个PCB转换为结构体，进而相比于组合两个PCB，可改善组装性(组合性)、量产性。对于一方为PCB和双方都为PCB的情况，在组装时需注意的水准相互不同。随之，量产性也有所不同。
附图说明
图1概略示出了本实用新型的实施例的无线磁传感器模块的结构。
图2概略示出了本实用新型的实施例的无线磁传感器模块中磁传感器部的双重PCB结构。
图3示出了在本实用新型的实施例的无线磁传感器模块中磁传感器部的PCB设计剖面。
图4示出了在本实用新型的实施例的无线磁传感器模块中磁传感器部100的实际原型的照片。
图5示出了在本实用新型的实施例的无线磁传感器模块中在主芯片组黏贴的四面分割垫片。
图6示出了在本实用新型的实施例的无线磁传感器模块中打包数据以随机周期重复传输。
具体实施方式
以下，参照附图说明本实用新型的优选实施例。
本实用新型作为由磁传感器检测在机器人臂等使用的缸体中活塞的移动状态或者移动位置等，并且将检测到的信号无线传输的无线磁传感器模块，在图1以框图示出概略的结构图。
如图1所示，本实用新型的无线磁传感器模块10由磁传感器部100、无线通信部200及电池部300构成。
磁传感器部100检测移动的对象诸如缸体活塞的移动状态或者位置，并且将检测到的信号传输到无线通信部200。在本实用新型的实施例中，对1个无线通信部200连接2个磁传感器部100来使用，进而可实现无线磁传感器模块10的小型化及成本节省。
无线通信部200由执行将从磁传感器部100检测到的信号无线传输于外部系统的功能的通信电路构成，可使用诸如紫蜂(ZigBee)、无线网络(WiFi)、低能耗蓝牙(BLE：Bluetooth Low Energy)的无线通信方式。在本实施例中使用BLE构成了无线通信部200。
之后，电池部300作为对磁传感器部100及无线通信部200供应电源，可使用纽扣电池或锂离子电池等，为了稳定地供应电源可包括DC/DC转换器等。
本实用新型的磁传感器部100黏贴相互面对的两枚PCB来形成双重结构。两枚PCB由第一PCB110及第二PCB120构成，并且在图2至图4示出了两枚PCB。在图2以概略的立体图示出了磁传感器部100的双重PCB结构；在图3示出了磁传感器部100的PCB设计剖面；在图4示出了磁传感器部100的实际原型的照片。
首先，如图2所示，在第一PCB110的表面固定设置磁传感器130。在本实施例中，作为磁传感器130采用了受颤振或外部磁场影响小的磁阻(magneto resistance)传感器，并且使用了灵敏度最小为4mT的磁阻传感器。
另外，第二PCB120为一面接触于机器人臂的缸体表面，与在第一PCB110的设置磁传感器130的位置相对应的部分形成有缺口部(notch)121。如此，以缺口形状去除第二PCB120的一部分，进而磁传感器130暴露在外部可接近缸体，因此可提高磁感应效率。与本实施例不同，第二PCB120也可由用ABS树脂制作的结构体代替。但是，在由如此的结构体代替时，原料并不限于ABS树脂。同时，优选为，所述结构体可由与PCB相同或者类似水准的厚度薄的面板形状实现。
另一方面，如图3所示，在第一PCB110的表面形成网格图案(mesh pattern)140，以用于从脉冲静电中进行保护。无线磁传感器模块10可被诸如ZAP、Latch-Up(闩锁效应)、CDM形式的静电损坏，为了防止该问题，在本实用新型中在黏贴磁传感器130的第一PCB110的表面中在除了信号线以外的部分利用导电性金属等形成网格图案140。通过如此的网格图案140也可从由ESD(Electro Static Discharge，静电放电)引起的脉冲形式的宽带噪声中进行保护。
另外，如图3所示，在第一PCB110中在与设置磁传感器130的位置相对应的后面进行标记150以表示磁传感器130的位置(图3示出了第一PCB110的前面，因此用虚线示出标记。实际标记150的形状参照图4)。如此，在第一PCB110的后面标记磁传感器130的位置，进而使用人员可准确掌握传感器的位置，因此在缸体中可将无线磁传感器模块10准确地紧固于希望的位置。另外，在第二PCB120形成多个PCB黏贴固定面122以与第一PCB110黏贴。
图4示出了本实用新型的磁传感器部100的原型照片，在上端照片中可确认到第一PCB110的一面，而在下端照片中可确认到第二PCB120的一面。从图4中可以知道相互面对的第一及第二PCB110、120黏贴成双重结构。这种双重结构的PCB利用金属带(metal band)等可紧固于缸体，通过暴露在外部的磁传感器130感应缸体内的活塞的动作状态。
另一方面，因缸体的振动等可对传感器施加冲击，据此无线磁传感器模块10可出现焊接裂纹(soldering clack)。据此，在本实用新型中分割黏贴无线通信部200的主芯片组(main chipset)的接地焊盘(Ground PAD)面。尤其是，如图5所示，采用四面分割垫片160，进而可提高分散冲击的效果。
在上述的图1至图5说明的本实用新型的实施例的无线磁传感器模块10中，无线通信部200无线传输从磁传感器部100检测到的信号，并且由缸体的控制系统等接收该信号。此时，在多个无线磁传感器模块10同时运行的情况下，即多个无线通信部200同时传输检测数据的情况下，因为传输数据的碰撞可出现接收成功率降低的问题。
为解决上述问题，本实用新型中，无线通信部200将从磁传感器部100检测到的信号打包以随机周期重复发送。若1数据包的传输时间为约640μs、传输速度为500kbps、传输字节为40bytes，则1秒钟可重复传输约1500次。
如图6所示，在本实施例中，例如，全部数据包的传输时间t设为1sec以下，随机周期设为t1～t5，将数据包反复传输5次以上。如上所述将数据打包以随机周期重复传输，进而数据接收率提高，可提高无线磁传感器模块的通信可靠性。
以上说明的本实用新型的无线磁传感器模块最优选适用于机器人臂的缸体等，但是并不限于此，而是在用传感器检测各种设备装置的动作状态或者位置的情况下可适当地适用。
针对本实用新型参照上述优选实施例和附图进行了说明，但是在本实用新型的思想及范围内也可构成不同的实施例。从而，本实用新型的范围由权利要求书的范围决定，而且应解释为不得由在本说明书记载的特定实施例限制。

Claims (9)

1.一种无线磁传感器模块，其特征在于，包括：
磁传感器部，检测对象的移动状态或者位置；
无线通信部，接收由所述磁传感器部检测到的信号，并无线传输该信号；及
电池部，对所述磁传感器部及无线通信部供应电源；
其中，所述磁传感器部为黏贴相互面对的第一及第二PCB，形成双重结构；
在所述无线通信部的主芯片组分割黏贴接地焊盘面，以防止在缸体动作时发生机械性冲击引起焊接裂纹。
2.根据权利要求1所述的无线磁传感器模块，其特征在于，
在所述第一PCB的表面形成有网格图案，用于从电焊时产生的脉冲噪声中进行保护。
3.根据权利要求1所述的无线磁传感器模块，其特征在于，
在所述第一PCB中在与设置所述磁传感器的位置相对应的后面进行标记，表示所述磁传感器的位置。
4.根据权利要求1所述的无线磁传感器模块，其特征在于，
在所述第一PCB的表面固定设置磁传感器；
在所述第二PCB中在与所述第一PCB的设置磁传感器的位置相对应的部分形成缺口部，使所述磁传感器暴露在外部。
5.根据权利要求1所述的无线磁传感器模块，其特征在于，
对于1个所述无线通信部连接2个磁传感器部。
6.根据权利要求1所述的无线磁传感器模块，其特征在于，
所述磁传感器为磁阻传感器。
7.根据权利要求1所述的无线磁传感器模块，其特征在于，
所述无线通信部执行蓝牙通信。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的无线磁传感器模块，其特征在于，
所述无线通信部将由所述磁传感器部检测到的信号打包以随机周期重复传输。
9.一种无线磁传感器模块，其特征在于，包括：
磁传感器部，检测对象的移动状态或者位置；
无线通信部，接收由所述磁传感器部检测到的信号，并无线传输该信号；及
电池部，对所述磁传感器部及无线通信部供应电源；
其中，所述磁传感器部为黏贴相互面对的PCB和结构体而非PCB来形成双重结构；
在所述无线通信部的主芯片组分割黏贴接地焊盘面，以防止在缸体动作时发生机械性冲击引起焊接裂纹。
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