RU2691861C1 - Устройство ввода и система ввода - Google Patents
Устройство ввода и система ввода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691861C1 RU2691861C1 RU2018129079A RU2018129079A RU2691861C1 RU 2691861 C1 RU2691861 C1 RU 2691861C1 RU 2018129079 A RU2018129079 A RU 2018129079A RU 2018129079 A RU2018129079 A RU 2018129079A RU 2691861 C1 RU2691861 C1 RU 2691861C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- input
- control element
- data processing
- input device
- Prior art date
Links
- 238000011157 data evaluation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 9
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 2
- 101000880160 Streptomyces rochei Subtilisin inhibitor-like protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/9517—Proximity switches using a magnetic detector using galvanomagnetic devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
- H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
- H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
- H03K17/972—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element having a plurality of control members, e.g. keyboard
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/94057—Rotary switches
- H03K2217/94068—Rotary switches with magnetic detection
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/94084—Transmission of parameters among sensors or between sensor and remote station
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к средствам ввода. Технический результат – повышение точности устройств ввода и надежности их работы. Для этого предложено устройство (105) ввода, которое содержит несущий элемент (140), элемент (145) управления, который выполнен с возможностью регулировки относительно несущего элемента (140), стопорное устройство для удержания элемента управления относительно несущего элемента в одном из нескольких заданных положений, магнитный элемент (165), который механически соединён с элементом управления, датчики (170) (170') магнитного поля для определения магнитного поля, которые размещёны на несущем элементе, и устройства оценки данных (175) (175') для определения положения элемента управления относительно несущего элемента на базе магнитного поля, определённого посредством датчиков магнитного поля. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Предложенное на рассмотрение изобретение относится к устройству ввода и к системе ввода, в частности, для использования на рельсовом транспортном средстве, таком как локомотив.
На локомотиве предусмотрен пульт управления, который может быть размещён, к примеру, на посту управления, в машинном отделении или во внешней зоне локомотива. Пульт управления содержит большое количество устройств ввода, которые назначены, соответственно, заданной функции локомотива. Каждое устройство ввода включает в себя элемент управления, который может посредством обслуживающего персонала перемещаться поступательно или вращательно. При этом задано определённое количество положений элемента управления, и каждому из положений может быть назначен щелчковый переключатель. Если элемент управления имеет более двух положений, то он содержит также, соответственно, несколько щелчковых переключателей.
Пульт управления может содержать, таким образом, большое количество щелчковых переключателей, для которых может потребоваться относительно большое конструктивное пространство и которые обычно предполагают также относительно большой вес. За счёт своей конструктивной сложности устройства ввода со щелчковыми переключателями могут иметь повышенную склонность к отказам. Щелчковые переключатели могут быть подвержены коррозии, загрязнениям, склеиванию или проникновению инородных частиц в жидком или твёрдом виде. Функциональность щелчкового переключателя может быть, вследствие этого, ограничена. Каждому щелчковому переключателю назначены один или несколько отдельных проводов, которые должны быть соединены в пределах пульта управления. Таким образом, пульт управления может быть сложен в наладке и в техническом обслуживании, а также непригоден для дальнейших изменений.
DE 10 2006 057 310 A1 демонстрирует модуль ввода для автотранспортного средства, включённое положение которого может быть считано посредством датчика магнитного поля. Этот модуль ввода может использоваться в рельсовом транспортном средстве.
DE 10 2006 057 310 A1 демонстрирует модуль ввода, включённое положение которого может быть считано посредством датчика магнитного поля.
В основе изобретения лежит задача подготовки усовершенствованного устройства ввода и улучшенной системы ввода, которая преодолеет, по меньшей мере, один из приведённых выше недостатков. Изобретение решает эту задачу посредством независимых пунктов формулы изобретения. Последующие зависимые пункты формулы изобретения характеризуют предпочтительные варианты осуществления.
Устройство ввода содержит несущий элемент, элемент управления, который выполнен с возможностью регулировки относительно несущего элемента, и стопорное устройство для удержания элемента управления относительно несущего элемента в одном из нескольких заданных положений. Далее устройство ввода содержит магнитный элемент, который электромагнитным образом соединён с элементом управления, а также датчик магнитного поля, который размещён на несущем элементе, для определения магнитного поля. Кроме того, содержится устройство оценки данных, которое выполнено с возможностью определения положения элемента управления относительно несущего элемента на базе магнитного поля, определённого посредством датчика магнитного поля. Далее устройство ввода выполнено с возможностью избыточного определения положения элемента управления. Для этого устройство ввода содержит далее следующий датчик магнитного поля для определения магнитного поля и следующее устройство оценки данных для определения положения элемента управления на базе магнитного поля, определённого посредством следующего датчика магнитного поля. Направления измерения обоих датчиков магнитного поля образуют друг с другом угол от 0° до 180°.
За счёт использования датчика магнитного поля устройство ввода может быть осуществлено механически менее сложным. Восприимчивость устройства ввода в отношении коррозии, загрязнений или инородных частиц может быть снижена. Датчик магнитного поля может определять положение элемента управления бесконтактным способом, так что износ в этой зоне также может быть уменьшен. В частности, предпочтительным является то, что устройство оценки данных выполнено с возможностью определять положение элемента управления лишь в общем и еще не репродуцировать его на одно из установленных положений элемента управления.
К тому же, устройство оценки данных может быть выполнено с возможностью определения положения элемента управления в аналоговом выражении или предоставлять аналоговое значение, которое указывает на положение элемента управления. В другом варианте осуществления используется цифровое значение, причём положение может иметь бóльшее разрешение, чем количество заданных положений для элемента управления. К примеру, положение элемента управления может иметь разрешение 8 бит соответственно 256 различным положениям, в то время как элемент управления посредством стопорного устройства ограничен примерно 2-16 положениями. Благодаря этому, может быть создана улучшенная информационная база для последующего прибора, осуществляющего обработку данных. К примеру, переход от механического положения в другое может быть осуществлён улучшенным образом. Привязка определённого положения к одному из механически определённых положений элемента управления, в зависимости от доступной извне информации о системе, может быть осуществлена также улучшенным образом.
Особо предпочтительным является то, что элемент управления выполнен с возможностью разделения на первый и второй компоновочные узлы, причём первый компоновочный узел содержит стопорное устройство и магнитный элемент, а второй компоновочный узел содержит датчик магнитного поля и устройство оценки данных. Благодаря этому, возможно предусмотреть соответствующее оригинальной версии, второе компоновочное устройство, которое может комбинироваться с различными первыми компоновочными устройствами. В конкретном случае применения первый компоновочный узел может быть заменён также на второй компоновочный узел, к примеру, когда становится необходимым увеличение количества механически определённых положений на устройстве ввода или когда изменилось назначение устройства ввода.
В следующем варианте осуществления предусмотрен разделительный элемент для отделения датчика магнитного поля от магнитного элемента. Разделительный элемент может быть изготовлен в предпочтительном варианте из магнитно-нейтрального материала, такого как пластмасса, так что он не оказывает негативного воздействия на функциональность устройства ввода. За счёт использования разделительного элемента могут быть предотвращены загрязнения, которые могут проникать, в частности, со стороны элемента управления в устройство ввода, могут достигать датчика магнитного поля и оказывать негативное воздействие на его функциональность. Так, к примеру, от пыли, жидкости или остатков пищи, с которыми имеет дело обслуживающий персонал, датчик магнитного поля может надёжно оберегаться. Если устройство ввода вставляется, к примеру, в щит управления или в аналогичную структуру, то разделительный элемент может быть размещён на щите управления, так что разделение между стороной обслуживания устройства ввода с элементом управления и стороной оценки данных устройства ввода с датчиком магнитного поля может быть осуществлено герметичным образом. Стопорный элемент располагается в предпочтительном варианте на стороне ввода.
Если, к примеру, перемещение элемента управления устройства ввода из заданного механического положения в другое вызывает линейное перемещение магнитного элемента вдоль траектории, то один из датчиков магнитного поля может быть размещён рядом с траекторией, а другой на одном из концов траектории. Датчики магнитного поля могут определять при этом различные аспекты соответствующего локального магнитного поля, на которое посредством магнитного элемента оказывается воздействие. Для максимально хорошего разделения предпочтительным является то, что направления измерения образуют друг с другом угол примерно 90°.
В предпочтительном варианте каждому датчику магнитного поля назначено устройство оценки данных. В частности, первому датчику магнитного поля может быть назначено первое устройство оценки данных, а второму датчику магнитного поля может быть назначено второе устройство оценки данных. Наличие критического элемента, выход из строя которого может препятствовать определению положения посредством обоих датчиков магнитного поля, можно, таким образом, в улучшенном варианте избежать. Посредством чёткого разделения различных измерительных контуров избыточность и, тем самым, защищённость от отказов устройства ввода может быть значительно усилена.
В варианте осуществления устройство ввода выполнено с возможностью применения в окружающей среде, к которой предъявляются повышенные требования по технике безопасности (к примеру, SIL2).
Устройство оценки данных может иметь интерфейс к коммуникационной шине. Если используются два устройства оценки данных, то каждому устройству оценки данных может быть назначена коммуникационная шина. Коммуникационная шина может быть осуществлена, в частности, на базе I2C, SPI или CAN. В частности, предпочтительным является то, что коммуникационная шина осуществлена последовательно, для уменьшения количества проводов к устройству ввода. Далее в предпочтительном варианте коммуникационная шина допускает систему адресации отдельных оконечных приборов, так что, в частности, различные устройства ввода могут запрашиваться друг за другом.
Так, к примеру, может осуществляться цикличный запрос нескольких устройств ввода или же определённые устройства ввода могут запрашиваться чаще других устройств ввода.
Система ввода содержит несколько описанных устройств ввода, предпочтительным образом в варианте осуществления с несколькими датчиками магнитного поля, а также устройство обработки данных, которое посредством коммуникационной шины соединено с устройствами ввода. При этом устройство обработки данных содержит интерфейс для подготовки указаний на положения устройств ввода. Интерфейс может содержать следующую коммуникационную шину, в частности, последовательную коммуникационную шину, такую как I2C, SPI или CAN. В предпочтительном варианте на интерфейсе может быть подготовлено сообщение, которое содержит указания на положения нескольких устройств ввода. Система ввода может быть легко смонтирована с возможностью изменения. Затраты на производство и монтаж могут быть уменьшены. Система ввода может быть осуществлена относительно лёгкой и компактной. Каждое устройство ввода может в одном из вариантов осуществления считываться с избыточностью, так что надёжность определения системы ввода может быть повышена. Система ввода может быть, благодаря этому, наилучшим образом использована для управления важной с точки зрения безопасности системой, как локомотив.
Устройство обработки данных в предпочтительном варианте выполнено с возможностью определения для устройств ввода, соответственно, положения элемента управления в одном из заданных положений на базе переданных по коммуникационной шине измеренных значений датчиков магнитного поля. Иными словами, устройство обработки данных предпочтительным образом ответственно за то, чтобы осуществлять репродуцирование измеренного значения датчика магнитного поля на одно из нескольких механических положений назначенного элемента управления. При этом может осуществляться, в частности, контроль по избыточной информации или подтверждение достоверности, когда устройство ввода имеет более одного датчика магнитного поля. Если, к примеру, устанавливается, что положения двух датчиков магнитного поля устройства ввода хуже, чем задано, согласуются друг с другом или одно из установленных положений не согласуется с заданным механическим положением назначенного элемента управления, то определённое положение может быть промаркировано как недействительное или может быть ориентировано на значение, которое назначено для недействительного определения.
В следующем варианте осуществления устройство обработки данных выполнено с возможностью подготовки информации через интерфейс, которая указывает на качество определения положения элемента управления устройства ввода. Эта информация может содержать указание на вышеописанное недействительное определение. В предпочтительном варианте осуществления может быть организовано также значение с более высоким разрешением для повышения качества определения.
Далее предпочтительным является то, что система ввода имеет центральную систему электроснабжения для устройств ввода и устройства обработки данных. В варианте осуществления с несколькими датчиками магнитного поля на одно устройство ввода может быть предусмотрено также две центральных системы электроснабжения, которые назначены, соответственно, одному из датчиков магнитного поля. Система ввода может быть осуществлена, благодаря этому, улучшенной с последовательной избыточностью.
Далее предпочтительным является то, что устройство обработки данных содержит следующий интерфейс для передачи определённых положений устройств ввода. Следующий интерфейс может быть осуществлён как вышеупомянутый первый интерфейс или, к примеру, может использовать другой носитель. В варианте осуществления первый интерфейс содержит электрический носитель, как это задано, к примеру, для параллельной или последовательной шины, в то время как второй интерфейс содержит, к примеру, пневматический носитель или прерывистое проводное соединение, то есть, некоторое количество отдельных электрических проводов, которые назначены, соответственно, устройству ввода или даже заданному положению элемента управления устройства ввода.
Вышеописанные свойства, признаки и преимущества данного изобретения, а также тип и способ достижения этого, становятся более понятными и доступными в связи со следующим описанием примеров осуществления, которые поясняются более детально на основании чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - система ввода для использования в локомотиве;
фиг. 2 - варианты устройств ввода для системы ввода с фиг. 1;
фиг. 3 - устройства ввода с фиг. 2 в альтернативном варианте осуществления с повышенной надёжностью; и
фиг. 4 - диаграмма для определения одиночного положения на базе аналогового положения.
Фиг. 1 демонстрирует систему 100 ввода, в частности, для использования на посту управления, в машинном отделении или во внешней зоне локомотива. В частности, система 100 ввода может быть использована для того, чтобы управлять режимом движения локомотива. Система 100 ввода содержит несколько устройств 105 ввода и устройство 110 обработки данных. Устройство 110 обработки данных содержит интерфейс 115 для подготовки информации, которая указывает на положения устройств 105 ввода. Дополнительно предусмотрен ещё один следующий интерфейс 115', который обозначен соответствующим образом. В предпочтительном варианте одно из устройств 105 ввода посредством коммуникационной шины 120 соединено с устройством 110 обработки данных. Может быть предусмотрена также и следующая коммуникационная шина 120', которая может быть соединена с одним из устройств 105 ввода. В предпочтительном варианте осуществления коммуникационная шина 120, 120' содержит систему электроснабжения для устройств 105 ввода. Для этого в коммуникационной шине 120, 120' могут быть предусмотрены специальные линии электроснабжения или же информация может передаваться по линиям электроснабжения, к примеру, методом цифровой модуляции при передаче данных. Система электроснабжения, в частности, при использовании двух коммуникационных шин 120, 120', может быть осуществлена с избыточностью.
Далее предпочтительным является то, что предусмотрена центральная система 125 электроснабжения, которая обеспечивает энергией устройство 110 обработки данных и устройства 105 ввода. В варианте осуществления центральная система 125 электроснабжения содержит коммуникационную шину 120, это означает, что энергия, которая необходима, к примеру, устройству 105 ввода для его работы, подаётся на датчик 170 магнитного поля, который предпочтительным образом может быть выполнен в виде датчика Холла. Датчик 170 магнитного поля выполнен с возможностью определения изменение зазора или положения магнитного элемента 165 при изменении положения или позиции элемента 145 управления. В различных вариантах осуществления датчик 170 магнитного поля выполнен с возможностью определения преобладающего в его зоне магнитного поля в одном или нескольких направлениях.
Датчик 170 магнитного поля соединён с устройством 175 оценки данных, которое предпочтительным образом посредством интерфейса 180 соединено с коммуникационной шиной 120. Устройство 175 оценки данных выполнено с возможностью определения на базе измеренного значения датчика 170 магнитного поля положения элемента 145 управления. При этом предпочтительным является то, что положение определяется без ограничения механически заданных положений 160. К примеру, аналоговое значение может описывать положение элемента 145 управления. В другом варианте осуществления может использоваться цифровое значение, которое обеспечивает большее разрешение для возможного пути обслуживания элемента 145 управления, чем определены положения 160. К примеру, механически могут быть определены 20 или менее положений 160, в то время как область перемещения элемента 145 управления имеет разрешение 6 бит, 8 бит, 10 бит или 12 бит. Определённое посредством устройства 175 оценки данных положение элемента 145 управления может быть передано затем по интерфейсу 180 и по коммуникационной шине 120 на устройство 110 обработки данных. Устройство 110 обработки данных в предпочтительном варианте выполнено с возможностью производить репродуцирование переданного положения на одного из заданных механических положений 160. Это описывается ниже более детально со ссылкой на фиг. 4. Передача информации между устройством 175 оценки данных и устройством 110 обработки данных может быть инициирована в различных вариантах осуществления со стороны устройства 175 оценки данных или со стороны устройства 110 обработки данных.
В варианте осуществления одному из устройств 105 ввода назначен следующий, дополнительный датчик 170' магнитного поля, для определения положения элемента 145 управления посредством изменения магнитного поля через магнитный элемент 165. В предпочтительном варианте каждому из датчиков 170' назначено дополнительное устройство 175' оценки данных, которое посредством дополнительного интерфейса 180' соединено со следующей коммуникационной шиной 120' (см. фиг. 1). Датчики 170, 170' магнитного поля в предпочтительном варианте таким образом размещены относительно магнитного элемента 165, что они различным образом могут определять положение того же элемента 145 управления. В частности, предпочтительным является то, что направления измерения датчиков 170, 170' магнитного поля образуют друг с другом угол, который больше или равен 0° и меньше или равен 180°, предпочтительно на 90°. В варианте осуществления один из датчиков 170, 170' магнитного поля размещён таким образом, что определяет расстояние до магнитного элемента 165, в то время как другой датчик 170, 170' магнитного поля определяет положение или направление магнитного элемента 165. Размещение датчиков 170, 170' магнитного поля на устройстве 105 ввода осуществляется в предпочтительном варианте в зависимости от выбранной траектории 150.
В другом варианте осуществления угол w может составлять также примерно 90° или примерно 180°, так что направления измерения датчиков 170, 170' магнитного поля ориентированы, в основном, параллельно или антипараллельно. К примеру, датчики 170, 170' магнитного поля могут быть размещены на различных сторонах одной платы или максимально близко друг к другу на плате.
В варианте осуществления предпочтительным является то, что устройство 110 обработки данных выполнено с возможностью не только осуществлять репродуцирование определённого на базе датчиков 170 магнитного поля положения элемента 145 управления устройства 105 ввода на одно из нескольких заданных механических положений 160, но и дополнительно производить проверку достоверности. В ходе проверки достоверности может быть определено, в частности, насколько хорошо определённые (аналоговые) положения согласуются друг с другом или с отдельными механическими положениями 160. Если определённые положения противоречат друг другу, то установленное для устройства 105 ввода положение может быть ориентировано на заданное значение, которое не соответствует никакому механическому положению 160, но имеется в распоряжении для неудачного определения положения. Дополнительно или в альтернативном варианте посредством одного из интерфейсов 115, 115' может быть подготовлено соответствующее сообщение, которое указывает на неудачное определение положения.
Предпочтительным является то, что интерфейсы 115 и 115' являются электрическими устройствами, а также могут соответствовать заданным техническим требованиям, к примеру, последовательной передающей шины, в другом варианте осуществления один из интерфейсов 115, 115' может быть осуществлён отличным от других интерфейсов 115 и 115', для предоставления второго рабочего пути. Для этого один из интерфейсов 115, 115' может содержать, к примеру, специальные линии проводной связи для отдельных положений устройства 105 ввода, вместо коммуникационной шины или, к примеру, пневматический интерфейс или пневматический исполнительный элемент. Интерфейсы 115, 115' выполнены с возможностью соединения с устройством управления, которое может осуществлять, в частности, обеспечивающее безопасную работу управление устройством. Устройством может быть силовая машина или другое устройство, при выходе из строя которого могут иметь место повреждения персонала или существенный материальный ущерб. К примеру, устройство может относиться к функциональным элементам движения локомотива, в частности, к системе управления скоростью или к системе торможения.
Фиг. 2 демонстрирует варианты устройств 105 ввода для системы 100 ввода с фиг. 1. Первое устройство 105.1 ввода, второе устройство 105.2 ввода и третье устройство 105.3 ввода представлены, соответственно, на виде сверху, как они предоставляются обслуживающему персоналу, и в двух продольных разрезах, причём каждое устройство 105 ввода в первом продольном разрезе представлено в нерабочем положении, а во втором продольном разрезе в рабочем положении. Устройства 105 ввода соответствуют, в качестве примера, устройствам по фиг. 1. Для лучшей наглядности устройства 105 ввода представлены не полностью (см. фиг. 1).
В качестве примера первое устройство 105.1 ввода содержит поворотный переключатель или поворотную клавишу, у которой элемент 145 управления может поворачиваться вокруг оси 205. Магнитный элемент 165, в качестве примера представленный в форме магнита, размещён на аксиальном конце элемента 145 управления и изменяет направление своего вращения вокруг оси 205 вращения, если элемент 145 управления первого устройства 105.1 ввода изменяет своё положение. Датчик 170 магнитного поля в качестве примера размещён аксиально магнитному элементу 165 относительно оси 205 и выполнен с возможностью определения ориентации созданного магнитным элементом 165 магнитного поля.
Представленное в качестве примера второе устройство 105.2 ввода содержит поворотный переключатель или поворотную клавишу, у которой элемент 145 управления может смещаться вдоль оси 205. Датчик 170 магнитного поля расположен в качестве примера сбоку со смещением относительно оси 205 и выполнен с возможностью определения ориентации созданного магнитным элементом 165 магнитного поля или его силы. Сила соответствует зазору между магнитным элементом 165 и датчиком 170 магнитного поля и указывает, таким образом, на положение элемента 145 управления.
Третье представленное в качестве примера устройство 105.3 ввода содержит поворотный рычаг, который может поворачиваться вокруг оси 205, которая располагается в предпочтительном варианте параллельно структуре 130. Магнитный элемент 165 размещён вне оси 205 на элементе 145 управления, а датчик 170 магнитного поля закреплён в заданном положении относительно оси 205. Если элемент 145 управления третьего устройства 105.3 ввода поворачивается вокруг оси 205, то сила и ориентация созданного магнитным элементом 165 магнитного поля в зоне датчика 170 магнитного поля могут изменяться.
В следующем варианте осуществления далее предусмотрена ванна 135, которая выполнена, в частности, как ванна для загрязнений. Ванна 135, как изображено, может быть размещена под устройствами 105 ввода или, в другом варианте осуществления, между структурой 130 и нижними участками элементов 105 ввода.
Ванна 135 в особо предпочтительном варианте осуществления размещена между различными компоновочными узлами устройства 105 ввода, причём первый компоновочный узел содержит элемент 145 управления, а второй компоновочный узел содержит датчик магнитного поля. Сама ванна 135 в различных вариантах осуществления может быть отнесена к одному или к другому компоновочному узлу. Устройство 105 ввода может быть осуществлено с возможностью разделения вдоль ванны 135, так что первый и второй компоновочные узлы могут быть удалены друг от друга.
В предпочтительном варианте осуществления для устройства 105 ввода предусмотрена индивидуальная ванна 135. Ванна 135 может определять на устройстве 105 ввода две стороны, а именно, сторону ввода с элементом 145 управления и сторону оценки данных с датчиком 170 магнитного поля. На стороне ввода может располагаться также стопорное устройство 155. Ванна 135 может быть соединена со структурой 130 или может быть размещена на ней. Ванна 135 может быть осуществлена пыле- или водонепроницаемой и в предпочтительном варианте может быть пыле- или водонепроницаемым образом соединена со структурой 130. Ванна 135 может быть, к примеру, чашеобразной, чтобы вмещать элемент 145 управления и обеспечивать достаточную подвижность. В предпочтительном варианте ванна 135 содержит немагнитный материал, такой как пластмасса.
Фиг. 3 демонстрирует устройства 105 ввода по фиг. 2 в альтернативном варианте осуществления с повышенной безопасностью. В дополнение к представленным на фиг. 2 элементам каждое устройство 105 ввода содержит ещё и следующий датчик 170' магнитного поля. В качестве примера следующий датчик 170' магнитного поля первого устройства 105.1 ввода размещён сбоку рядом с осью 205 и выполнен с возможностью определения силы и ориентации созданного магнитным элементом 165 магнитного поля. Следующий датчик 170' магнитного поля второго устройства 105.2 ввода в качестве примера размещён аксиально магнитному элементу 165. Если элемент 145 управления второго устройства 105.2 ввода перемещается вдоль оси 205, то изменяется зазор между магнитным элементом 165 и следующим датчиком 170' магнитного поля. На третьем устройстве 105.3 ввода следующий датчик 170' магнитного поля смещён на заданный угол относительно оси 205 относительно датчика 170 магнитного поля.
Во всех случаях предпочтительным является то, что датчики 170 и 170' магнитного поля имеют, соответственно, направление измерения, причём направления измерения датчиков 170, 170' магнитного поля образуют друг с другом заданный угол, значение которого в предпочтительном варианте находится в пределах примерно 90°. Если датчик 170 магнитного поля осуществлён, к примеру, как простой датчик Холла, то направление измерения соответствует направлению, в котором должно располагаться магнитное поле, чтобы быть определено посредством датчика Холла. Если датчик 170 магнитного поля содержит многомерный датчик магнитного поля, то предпочтительным является то, что он содержит несколько отдельных датчиков магнитного поля, направления измерения которых располагаются относительно друг друга в правом углу. Направления измерения между датчиками 170 и 170' магнитного поля образуют при этом в предпочтительном варианте попарно заданный угол.
Фиг. 4 демонстрирует диаграмму 400 для определения отдельного положения 160 на базе аналогового положения. В горизонтальном направлении положение элемента 145 управления устройства 105 ввода представлено относительно несущего элемента 140, причём положение было определено на базе измерения магнитного поля посредством датчика 170 магнитного поля, как описано выше. Это положение может относиться, в частности, к перемещению вдоль оси 205 или к траектории 150, или же к вращению вокруг оси 205 или вдоль траектории 150. В вертикальном направлении представлено соответствующее положение, которое было определено посредством следующего датчика 170' магнитного поля. Кроме того, отмечены механически заданные положения 160, которые заданы посредством стопорного устройства 155. Вокруг каждого механического положения 160 изображена зона 405, в которой должны располагаться определённые посредством датчиков 170, 170' магнитного поля положения, чтобы утвердительно определить, что элементом 145 управления было принято соответствующее механическое положение 160. Если комбинация установленных положений располагается вне одной из зон 160, то может быть определено неправильное положение. Определённые посредством различных датчиков 170 и 170' магнитного поля положения тогда не соответствуют друг другу или заданному механическому положению 160, так что определение является недостоверным.
Несмотря на то, что изобретение детально было более подробно проиллюстрировано и описано на основании предпочтительного примера осуществления, оно не ограничивается выявленными примерами, и специалистом могут быть предложены другие варианты в пределах объёма правовой защиты данного изобретения.
Claims (23)
1. Устройство (105) ввода, содержащее:
- несущий элемент (140),
- элемент (145) управления, который выполнен с возможностью регулировки относительно несущего элемента (140),
- стопорное устройство для удержания элемента (145) управления относительно несущего элемента (140) в одном из нескольких заданных положений (160),
- магнитный элемент (165), который механически соединён с элементом (145) управления,
- датчик (170) магнитного поля, который размещён на несущем элементе (140), для определения магнитного поля, и
- устройство (175) оценки данных для определения положения (160) элемента (145) управления относительно несущего элемента (140) на базе магнитного поля, определённого посредством датчика (170) магнитного поля, причём устройство (175) оценки данных имеет интерфейс (180) к коммуникационной шине (120),
- дополнительный датчик (170') магнитного поля для определения магнитного поля и
- дополнительное устройство (175') оценки данных для определения положения (160) элемента (145) управления на базе магнитного поля, определённого посредством следующего датчика (170') магнитного поля, причём дополнительное устройство (175') оценки данных имеет дополнительный интерфейс (180) к дополнительной коммуникационной шине (120').
2. Устройство (105) ввода по п. 1, в котором устройство (175) оценки данных выполнено с возможностью обеспечения бóльшего разрешения для положения (160), чем количество заданных положений (160).
3. Устройство (105) ввода по п. 1 или 2, в котором элемент (145) управления выполнен с возможностью разделения на два компоновочных узла, так что один компоновочный узел содержит стопорное устройство и магнитный элемент (165), а другой компоновочный узел содержит датчик (170) магнитного поля и устройство (175) оценки данных.
4. Устройство (105) ввода по любому из пп. 1-3, в котором предусмотрен разделительный элемент (135) для отделения датчика (170) магнитного поля от магнитного элемента (165).
5. Устройство (105) ввода по любому из пп. 1-4, в котором направления измерения обоих датчиков (170, 170') магнитного поля образуют друг с другом угол w и действительно следующее: 0° < w < 180°.
6. Устройство (105) ввода по п. 5, в котором для каждого датчика (170) магнитного поля предусмотрено устройство (175) оценки данных.
7. Система (100) ввода, содержащая:
- множество устройств (105) ввода по любому из пп. 1-6,
- устройство (110) обработки данных, которое посредством коммуникационной шины (120) соединено с устройствами (105) ввода,
- причём устройство (110) обработки данных содержит интерфейс (115) для подготовки указаний на положения (160) устройств (105) ввода.
8. Система (100) ввода по п. 7, в которой устройство (110) обработки данных посредством дополнительной коммуникационной шины (120') соединено с устройством (105) ввода.
9. Система (100) ввода по п. 7 или 8, в которой устройство (110) обработки данных выполнено с возможностью определения для устройств (105) ввода, соответственно, положения (160) элемента (145) управления в одном из заданных положений (160) на базе переданных по коммуникационной шине (120) измеренных значений датчиков (170) магнитного поля.
10. Система (100) ввода по любому из пп. 7-9, в которой устройство (110) обработки данных выполнено с возможностью подтверждения достоверности положения (160) элемента (145) управления устройства (105) ввода на базе положений (160), которые были определены посредством различных датчиков (170) магнитного поля устройства (105) ввода.
11. Система (100) ввода по любому из пп. 7-10, в которой устройство (110) обработки данных выполнено с возможностью подготовки информации через интерфейс (115), которая указывает на качество определения положения (160) элемента (145) управления устройства (105) ввода.
12. Система (100) ввода по любому из пп. 7-11, в которой устройство (110) обработки данных содержит дополнительный интерфейс (115') для передачи определённых положений (160) устройств (105) ввода.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016202147.8 | 2016-02-12 | ||
| DE102016202147.8A DE102016202147A1 (de) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | Eingabeelement und Eingabesystem |
| PCT/EP2017/051464 WO2017137253A1 (de) | 2016-02-12 | 2017-01-25 | Eingabeelement mit magnetischem element und magnetfeldsensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2691861C1 true RU2691861C1 (ru) | 2019-06-18 |
Family
ID=57984889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129079A RU2691861C1 (ru) | 2016-02-12 | 2017-01-25 | Устройство ввода и система ввода |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3414840A1 (ru) |
| CN (1) | CN109496396B (ru) |
| AU (1) | AU2017217139A1 (ru) |
| DE (1) | DE102016202147A1 (ru) |
| RU (1) | RU2691861C1 (ru) |
| WO (1) | WO2017137253A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10605584B2 (en) * | 2018-02-02 | 2020-03-31 | Quanta Computer Inc. | Magnetic detection method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070194785A1 (en) * | 2006-02-22 | 2007-08-23 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Rotary input apparatus |
| RU2316806C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-02-10 | Виталий Васильевич Мережкин | Устройство ввода информации в электронные приборы |
| DE102006057310A1 (de) * | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Cherry Gmbh | Eingabemodul und Verfahren zum Betrieb eines Eingabemoduls |
| US20080143670A1 (en) * | 1997-06-10 | 2008-06-19 | Mark Vayda | Universal input device and system |
| CA2865152A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-03-27 | Contelec Ag | Contactless switch |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10212953B4 (de) * | 2002-03-19 | 2005-05-04 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Bedienvorrichtung für ein Elektrogerät |
| DE102006030746A1 (de) * | 2006-06-22 | 2007-12-27 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Hebelschalter für einen Lenkstock eines Kraftfahrzeugs |
| JP4838073B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2011-12-14 | 株式会社東海理化電機製作所 | 磁気式位置検出装置の磁石保持構造及びステアリングロック装置 |
| DE102007040604B4 (de) * | 2007-06-22 | 2018-11-08 | Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg | Schaltvorrichtung und Sicherheitssystem |
| EP2820382B1 (de) * | 2012-02-29 | 2020-06-03 | IDT Europe GmbH | Vorrichtung und verfahren zur redundanten, absoluten positionsbestimmung eines beweglichen körpers |
| JP5973892B2 (ja) * | 2012-11-27 | 2016-08-23 | アルプス電気株式会社 | 磁気検知式スイッチおよび前記磁気検知式スイッチを使用したシフトレバー装置 |
-
2016
- 2016-02-12 DE DE102016202147.8A patent/DE102016202147A1/de not_active Ceased
-
2017
- 2017-01-25 AU AU2017217139A patent/AU2017217139A1/en not_active Abandoned
- 2017-01-25 WO PCT/EP2017/051464 patent/WO2017137253A1/de active Search and Examination
- 2017-01-25 RU RU2018129079A patent/RU2691861C1/ru active
- 2017-01-25 EP EP17703669.6A patent/EP3414840A1/de not_active Ceased
- 2017-01-25 CN CN201780011220.6A patent/CN109496396B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080143670A1 (en) * | 1997-06-10 | 2008-06-19 | Mark Vayda | Universal input device and system |
| US20070194785A1 (en) * | 2006-02-22 | 2007-08-23 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Rotary input apparatus |
| RU2316806C1 (ru) * | 2006-03-24 | 2008-02-10 | Виталий Васильевич Мережкин | Устройство ввода информации в электронные приборы |
| DE102006057310A1 (de) * | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Cherry Gmbh | Eingabemodul und Verfahren zum Betrieb eines Eingabemoduls |
| CA2865152A1 (en) * | 2013-09-27 | 2015-03-27 | Contelec Ag | Contactless switch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2017217139A1 (en) | 2018-07-26 |
| CN109496396B (zh) | 2023-01-10 |
| WO2017137253A1 (de) | 2017-08-17 |
| CN109496396A (zh) | 2019-03-19 |
| DE102016202147A1 (de) | 2017-08-17 |
| EP3414840A1 (de) | 2018-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090276180A1 (en) | Measuring Device with Two-channel Sampling | |
| CN100559129C (zh) | 可移动机械系统用的位置感应系统 | |
| EP3351906B1 (en) | Door position detection device for electric door opener | |
| KR20170117064A (ko) | 휠 센서 장치용 센서 하우징, 휠 센서 장치 및 그 연결 부품 | |
| US10001803B2 (en) | Rotation detection device and a vehicle pedal comprising such a device | |
| CN106018868A (zh) | 旋转检测装置、旋转角检测装置以及电动动力转向装置 | |
| CN105509775A (zh) | 用于检测运动元件位移的磁场传感器装置 | |
| US20090284104A1 (en) | Built-in motor, in particular a built-in torque motor | |
| JP2008533457A (ja) | 変化する入力信号から常に少なくとも１つの出力信号を求めるための２チャンネル方法 | |
| CN109959331B (zh) | 多冗余位置传感器装置 | |
| CN113383209A (zh) | 双绝对式编码器 | |
| RU2691861C1 (ru) | Устройство ввода и система ввода | |
| US20180172421A1 (en) | Rotating shaft position encoder system | |
| US11499842B2 (en) | Position detection system and method for detecting a movement of a machine | |
| US20210199731A1 (en) | Multi-channel magnetic sensor device | |
| US10203230B2 (en) | Multiturn rotary encoders | |
| US20180172476A1 (en) | Sensor arrangement having a modular structure | |
| US20190120658A1 (en) | Sensor Arrangement for Angle Detection and Manual Transmission | |
| US7444215B2 (en) | Moving apparatus and method of self-direction testing and self-direction correction thereof | |
| CN109029509A (zh) | 一种冗余式磁编码器 | |
| US11486733B2 (en) | Integrated rotation-angle sensor unit in a measuring system for rotation angle determination | |
| JP2007114032A (ja) | エンコーダ | |
| JP2021135080A (ja) | 磁場検出装置および磁場検出システム | |
| CN208458757U (zh) | 一种冗余式磁编码器 | |
| CN102589577A (zh) | 一种对磁场强度传感器位置计数进行补偿的方法及系统 |