RU36565U1

RU36565U1 - Push-button driver for control signal in electronic aviation devices with liquid crystal displays

Info

Publication number: RU36565U1
Application number: RU2003129395/20U
Authority: RU
Inventors: В.М. Зимарин; Н.И. Такташова; А.Н. Лаврешников; В.В. Толстой
Original assignee: Открытое акционерное общество "Аэроприбор - Восход"
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2004-03-10

Description

Полезная модель относится к авиационному приборостроению и предназначена для формирования управляющего сигнала в приборах с жидкокристаллическими дисплеями, в первую очередь в электронных барометрических высотомерах с жидкокристаллическими индикаторами.The utility model relates to aviation instrumentation and is intended to generate a control signal in devices with liquid crystal displays, primarily in electronic barometric altimeters with liquid crystal indicators.

Известен кнопочный выключатель, содержащий полый корпус с центральным отверстием, постоянный магнит, выполненный в форме кольца с осевой намагниченностью, стержень с кнопкой и сердечником из ферромагнитного материала и контактную пару, закрепленную соответственно на стержне и корпусе (см., например, патент России № 2011234, МПК НОШ 13/02, 1991).Known push-button switch containing a hollow housing with a Central hole, a permanent magnet made in the form of a ring with axial magnetization, a rod with a button and a core of ferromagnetic material and a contact pair mounted respectively on the rod and the housing (see, for example, Russian patent No. 2011234 , IPC NOSH 13/02, 1991).

Данное устройство предназначено для использования в коммутационных сетях для замыкания (размыкания) электрических цепей.This device is intended for use in switching networks for closing (opening) electrical circuits.

Нрименение такого технического решения в современных электронных высотомерах не приемлемо по следующим причинам.The use of such a technical solution in modern electronic altimeters is not acceptable for the following reasons.

Известное устройство имеет контактную систему коммутации, которая характеризуется невысокой степенью надежности, устройство имеет относительно большие габариты за счет отдельной, самостоятельной детали - корпуса с начинкой из кольцевого магнита, исключающих установку его на лицевой кромке корпуса высотомера, охватывающей жидкокристаллический дисплей, а также не имеет защиты от вибрации и ускорений, поскольку стержень с кнопкойThe known device has a contact switching system, which is characterized by a low degree of reliability, the device has a relatively large size due to a separate, independent part - a case with a ring magnet filling, which excludes its installation on the front edge of the altimeter case, covering the liquid crystal display, and also has no protection from vibration and acceleration, since the rod with the button

подвешен в магнитном поле практически свободно и имеет ограничение перемещения только в одну сторону.suspended in a magnetic field is almost free and has a restriction of movement only in one direction.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является нажимная клавиша с нелинейной характеристикой «путь-сила, в которой магнитную цепь создают ферромагнитные элементы, связанные с подвижными и неподвижными частями клавишного устройства и в качестве формирователя электрических сигналов используют электрические контакты, либо обкладки конденсатора емкостного преобразователя (см. например, патент СССР № 1466666,МПК НОШ 5/02,1984).The closest technical solution (prototype) is a push-button with a non-linear characteristic “path-force, in which the magnetic circuit is created by ferromagnetic elements associated with the movable and fixed parts of the keyboard device and use electrical contacts or capacitor plates of a capacitive converter ( see, for example, USSR patent No. 1466666, IPC NOSH 5 / 02.1984).

Однако, и в этом устройстве остается проблема габарита, который определяется кольцевой формой магнита, невозможность использования контактного формирователя сигнала, а в случае бесконтактного преобразователя - неопределенность характеристики конденсатора при наклоне подвижной пластины, которая потребует специального порогового устройства с анализатором изменения емкости, что неоправданно усложнит схему.However, in this device, the size problem remains, which is determined by the ring shape of the magnet, the impossibility of using a contact signal shaper, and in the case of a contactless converter, the uncertainty of the capacitor characteristic when the movable plate is tilted, which will require a special threshold device with an analyzer for changing the capacitance, which unjustifiably complicates the circuit .

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение - это уменьшение габаритов и повышение надежности.The task to which the claimed technical solution is directed is to reduce the size and increase reliability.

Следует особо отметить, что в современных электронных высотомерах, в которых используются жидкокристаллические дисплеи, занимающие практически всю поверхность лицевой части прибора, для размещения кнопок управления остается лишь кромка корпуса прибора шириной 6,5 мм.It should be especially noted that in modern electronic altimeters that use liquid crystal displays that occupy almost the entire surface of the front of the device, only the edge of the device’s body with a width of 6.5 mm remains to place the control buttons.

Ноэтому создание кнопочного формирователя управляющего сигнала, надежно работающего в малых габаритах, является важной задачей.But therefore, the creation of a button driver of a control signal that reliably works in small dimensions is an important task.

Л.L.

Таким образом, техническим результатом является возможность размещения кнопок управления на лицевой части прибора без нарушения компоновки и габаритов прибора.Thus, the technical result is the ability to place control buttons on the front of the device without violating the layout and dimensions of the device.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в кнопочном формирователе управляющего сигнала, содержащем кнопку со штоком, установленную в направляющей втулке, связанный со штоком ферромагнитный якорь, магнитную систему, взаимодействующую с якорем, и бесконтактный формирователь электрического импульса, упомянутая кнопка расположена на лицевой кромке прибора, охватывающей жидкокристаллический дисплей, в продолговатом гнезде, отделенном от внутренней полости прибора герметичной перегородкой, на которой закреплена направляющая втулка и магнитная система из двух магнитов, расположенных симметрично относительно оси втулки в продольном направлении гнезда, а на свободном конце штока имеется светонепроницаемая шторка, взаимодействующая с бесконтактным формирователем электрического импульса, выполненным в виде оптоэлектронной пары, которая установлена на плате, прикрепленной изнутри к корпусу прибора с зазором относительно герметичной перегородки.This technical result is achieved due to the fact that in the push-button driver of the control signal containing a button with a rod installed in the guide sleeve, a ferromagnetic armature connected to the rod, a magnetic system interacting with the armature, and a contactless electric pulse shaper, said button is located on the front edge of the device covering the liquid crystal display in an elongated slot, separated from the internal cavity of the device by a sealed partition on which is fixed a guide sleeve and a magnetic system of two magnets located symmetrically with respect to the axis of the sleeve in the longitudinal direction of the socket, and at the free end of the rod there is a lightproof shutter interacting with a contactless electric pulse shaper made in the form of an optoelectronic pair, which is mounted on a board attached internally to the case device with a gap relative to the sealed partition.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически изображен заявляемый кнопочный формирователь в масщтабе 5:1, а на фиг.2 представлена лицевая панель высотомера в масштабе 1:1.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically depicts the inventive push button shaper on a scale of 5: 1, and figure 2 presents the front panel of the altimeter in a scale of 1: 1.

Формирователь управляющего сигнала содержит кнопку I (см.фиг. 1 и 2), которая расположена в продолговатом гнезде 2, выполненном в корпусе прибора на лицевой кромке 3, охватывающей жидкокристаллический дисплей 4 и являющейся для него основанием.The control signal generator comprises a button I (see FIGS. 1 and 2), which is located in an elongated socket 2, made in the device body on the front edge 3, covering the liquid crystal display 4 and which is the basis for it.

Кнопка 1 имеет щток 5 со светонепроницаемой шторкой 6,который установлен в направляющей втулке 7, закрепленной на герметичной перегородке 8, отделяющей гнездо 2 от внутренней полости прибора 9.Button 1 has a flap 5 with an opaque shutter 6, which is installed in the guide sleeve 7, mounted on an airtight partition 8, separating the socket 2 from the internal cavity of the device 9.

На герметичной перегородке 8 закреплены методом прессования два постоянных магнита 10,образующих магнитную систему, которые размещены симметрично относительно оси втулки 7 в продольном направлении гнезда 2. На штоке 5 закреплена пластина 11 из ферромагнитного материала, являющаяся якорем магнитной системы. В связи с тем, что элементы магнитной системы - два постоянных магнита - расположены симметрично относительно оси штока, на якоре образуется баланс сил, исключающий перекос подвижной системы.Two permanent magnets 10 forming a magnetic system are fixed on the sealed partition 8 by pressing, which are placed symmetrically with respect to the axis of the sleeve 7 in the longitudinal direction of the socket 2. A plate 11 made of ferromagnetic material is fixed to the rod 5, which is the anchor of the magnetic system. Due to the fact that the elements of the magnetic system - two permanent magnets - are located symmetrically relative to the axis of the rod, a balance of forces is formed at the anchor, eliminating the skew of the mobile system.

Кроме того, размещение постоянных магнитов 10 в продольном направлении гнезда, позволяет получить минимальные размеры по ширине кромки 3 корпуса прибора.In addition, the placement of the permanent magnets 10 in the longitudinal direction of the socket, allows you to get the minimum dimensions along the width of the edge 3 of the housing of the device.

В исходном положении, т.е. в состоянии «ВЫКЛЮЧЕНО ферромагнитная пластина 11 под действием магнитных сил удерживается в контакте с магнитами 10.In the starting position, i.e. in the “OFF” state, the ferromagnetic plate 11 is held in contact with the magnets 10 under the influence of magnetic forces.

В устройстве имеется плата 12, которая прикреплена к корпусу изнутри прибора и имеет оптоэлектронную пару 13,состоящую из светои фотодиодов.The device has a board 12, which is attached to the housing from the inside of the device and has an optoelectronic pair 13, consisting of light photodiodes.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При нажатии на кнопку 1 и преодолении сил взаимодействия магнитов 10 и пластины 11 шток 5 вместе со светонепроницаемой шторой 6 перемещается вниз и светонепроницаемая штора 6 перекрывает световой поток, идущий от светодиода в фотодиод оптоэлектронной пары 9.When you press the button 1 and overcome the forces of interaction of the magnets 10 and the plate 11, the rod 5 together with the opaque curtain 6 moves down and the opaque curtain 6 blocks the luminous flux coming from the LED to the photodiode of the optoelectronic pair 9.

Нри устранении внешнего усилия на кнопку 1 шток 5 вместе с пластиной 11 и светонепроницаемой шторкой 6 возвращается в исходное положение под действием сил взаимодействия магнитов 10 и пластины 11.When eliminating the external force on the button 1, the rod 5 together with the plate 11 and the opaque shutter 6 returns to its original position under the action of the forces of interaction of the magnets 10 and the plate 11.

Таким образом, при нажатии и отпускании кнопки происходит формирование управляющего импульса, осуществляемое бесконтактным способом, что резко повышает надежность работы устройства.Thus, when the button is pressed and released, a control pulse is formed, which is carried out in a non-contact manner, which dramatically increases the reliability of the device.

. .. .

-4В рамках заявляемого технического решения, были проведены испытание на выявление ресурса работоспособности данного устройства, применяемого в высотомере ВБЭ-ЦМ, при цикличном нагружении. Одновременно нагружению подвергались два кнопочных устройства. Каждое устройство проработало по 1млн. циклов без какихлибо отказов (цикличное нагружение кнопок проводилось с частотой-4 Within the framework of the claimed technical solution, a test was conducted to identify the serviceability resource of this device, used in the VBE-TsM altimeter, under cyclic loading. Two push-button devices were simultaneously loaded. Each device worked for 1 million. cycles without any failures (cyclic loading of buttons was carried out with a frequency

F Гц при скважности импульсов Q 0,5).F Hz with a duty cycle of pulses Q of 0.5).

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется совокупностью признаков, относящихся к устройству.Thus, the claimed technical solution is characterized by a combination of features related to the device.

Именно такое устройство, содержащее кнопку и ферромагнитный якорь, магнитную систему из двух магнитов, продолговатое выполнение кнопки и гнезда для нее, бесконтактный преобразователь, а также конструктивное размещение элементов формирователя относительно друг друга, обеспечивает положительный технический результат и является промышленно применимым и, следовательно, удовлетворяет критерию «Полезная модель. УПОЛНОМОЧЕЬШЫЙ ЗАЯВИТЕЛЯ НАЧ. ПАТЕНТНОГО СЕКТОРАIt is such a device that contains a button and a ferromagnetic armature, a magnetic system of two magnets, an oblong button and socket for it, a non-contact converter, as well as a constructive arrangement of the shaper elements relative to each other, provides a positive technical result and is industrially applicable and, therefore, satisfies the criterion “Utility model. APPLICANT'S APPLICANT NACH. PATENT SECTOR

..

-5//J / И.М.Невский-5 // J / I.M. Nevsky

Claims

A button driver of a control signal in electronic aviation devices with liquid crystal displays, comprising a button with a rod installed in the guide sleeve, a ferromagnetic armature connected to the rod, a magnetic system interacting with the armature, and a contactless electric pulse shaper, characterized in that the button is located on the front edge device, covering the liquid crystal display, in an elongated slot, separated from the internal cavity of the device by a sealed partition, on which The guide sleeve and the magnetic system of two magnets are mounted symmetrically with respect to the axis of the sleeve in the longitudinal direction of the socket, and at the free end of the rod there is a lightproof shutter interacting with a contactless electric pulse shaper made in the form of an optoelectronic pair, which is mounted on a board attached from the inside to the body of the device with a gap relative to the sealed partition.