專利名稱：具有內(nèi)置磁鐵盤的防水編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有內(nèi)置磁鐵盤的防水編碼裝置，用于將角位移轉(zhuǎn)換成角位移脈沖編碼信號。
背景技術(shù)：
編碼器是把角位移或直線位移信號轉(zhuǎn)換成編碼數(shù)字信號的一種傳感器裝置，具有結(jié)構(gòu)各異的機械式、電磁感應(yīng)式、光電式以及磁感應(yīng)式等，在工控、轉(zhuǎn)速測量、功率調(diào)節(jié)等領(lǐng)域已廣泛使用。但由于編碼器結(jié)構(gòu)原因，致使編碼器不易密封或密封不好，在高濕環(huán)境，如廚房、浴室等場所的電器上使用受到一定限制，不夠安全?，F(xiàn)有編碼裝置在震動場合使用，有的旋鈕會發(fā)生小幅度的轉(zhuǎn)動，從而會導(dǎo)致編碼裝置輸出信號發(fā)生變化，影響測量及控制精度?，F(xiàn)有磁感應(yīng)式編碼裝置的永磁體多設(shè)置于面板上的旋鈕內(nèi)，并且該旋鈕采用機械方式定位，不利于旋鈕的小型化設(shè)計。
發(fā)明內(nèi)容為避免現(xiàn)有編碼裝置存在的上述不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的具有內(nèi)置可旋轉(zhuǎn)磁鐵盤的防水編碼裝置，使得編碼裝置在高濕環(huán)境中以及受震動影響時也能夠安全、穩(wěn)定地工作。本實用新型具有內(nèi)置磁鐵盤的防水編碼裝置，包括—磁鐵盤,近外周部分間隔分布若干磁體；—旋鈕,旋鈕內(nèi)設(shè)置一軸或軸套筒，圍繞該軸或該軸套筒設(shè)置2-4個彈性定位片，外壁內(nèi)設(shè)一環(huán)行空腔，于該環(huán)行空腔的口部設(shè)置一導(dǎo)磁環(huán)；一感應(yīng)電路板，設(shè)有用于檢測所述旋鈕和所述磁鐵盤兩者的角位移信號的磁敏感元件；一定位軸，包括頭部、中部及尾部，所述磁鐵盤通過軸承或軸套安裝于該定位軸的中部，所述感應(yīng)電路板貼近所述磁鐵盤固定于該定位軸的尾部；及，一圓形支撐座，中心處設(shè)置軸套，外周壁設(shè)置若干定位槽，該支撐座位于面板上面，所述定位軸的頭部從內(nèi)向外穿插所述面板的安裝孔，于該軸套內(nèi)通過一緊固螺釘或具有緊固螺釘?shù)妮S的緊固螺釘與所述定位軸的頭部螺接；所述旋鈕安裝于所述支撐座上，它的軸和所述支撐座內(nèi)的軸套動配合或它的軸套筒與所述具有緊固螺釘?shù)妮S動配合，它的所述彈性定位片對應(yīng)所述圓形支撐座外周壁相應(yīng)的定位槽，該導(dǎo)磁環(huán)被所述磁鐵盤的若干磁體吸住使所述磁鐵盤可與該旋鈕同步旋轉(zhuǎn)。其中，所述圓形支撐座和所述面板之間還設(shè)置一防水密封墊。所述定位軸的頭部上端設(shè)第一定位平面，尾部設(shè)第二定位平面，該第一定位平面與所述圓形支撐座中軸套的底面上的帶定位面的外軸孔配合，該第二定位平面與所述感應(yīng)電路板的中心扁孔配合，以保證所述感應(yīng)電路板的磁敏感元件和所述圓形支撐座上的定位槽的初始位置。所述磁鐵盤包括一個塑料盤，塑料盤的中間設(shè)安裝孔，近外周部分、同一個圓周上間隔設(shè)置若干空腔，于各空腔內(nèi)鑲嵌一個柱形磁體。所述磁鐵盤也可采用一體成型磁鐵盤，由塑料和可充磁粉末材料的混合材料模制成型，在近外周部分、同一個圓周上選擇局部充磁形成若干磁體。所述磁鐵盤的相鄰兩磁體的極性相反。所述定位軸上的所述感應(yīng)電路板應(yīng)盡可能貼近所述磁鐵盤安裝，所述磁鐵盤上的磁體的下表面與所述感應(yīng)電路板上的磁敏感元件表面之間的距離為O. 2-3. 5mm，優(yōu)選
O.5-2mm。所述旋鈕的內(nèi)頂面向下延伸出2_4個彈性定位片,用于與所述圓形支撐座的外周壁相應(yīng)的定位槽配合定位。也可在所述旋鈕的內(nèi)頂面向下鉚接2-4個彈性定位片，用于與所述圓形支撐座的外周壁相應(yīng)的定位槽配合定位。本實用新型編碼裝置將一可旋轉(zhuǎn)磁鐵盤和感應(yīng)電路板均內(nèi)置于機殼面板內(nèi)，面板上的旋鈕內(nèi)的導(dǎo)磁環(huán)被內(nèi)置的磁鐵盤吸引以磁力使旋鈕軸向定位，同時結(jié)合旋鈕內(nèi)彈性定位片與圓形支撐座的定位槽配合定位，使得旋鈕在受震動時不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而受到手動扭力時磁鐵盤隨旋鈕同步轉(zhuǎn)動，感應(yīng)電路板的磁敏感元件輸出表示旋鈕和磁鐵盤兩者的角位移脈沖編碼信號。其內(nèi)置于機殼面板內(nèi)的磁鐵盤和感應(yīng)電路板通過一定位軸安裝、定位,感應(yīng)電路板更能貼近磁鐵盤，磁鐵盤上的磁體的下表面與感應(yīng)電路板上的磁敏感元件的間距減小，使磁敏感元件輸出信號幅值增加，減少了后級信號放大處理的成本。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，有利于旋鈕的小型化設(shè)計，易防水密封，抗震動，成本低，特別適合于高濕環(huán)境、易受震動的場合使用。

圖1為實施例1編碼裝置立體分解示意圖；圖2為圖1的剖視圖；圖3為圖1中定位軸放大圖；圖4為實施例2編碼裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4中帶緊固螺釘112’的軸11’示意圖，固螺釘軸112’部分用于圓形支撐座20和定位軸50之間的緊固。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步說明。參照圖1-3，實施例1具有內(nèi)置磁鐵盤的防水編碼裝置主要包括帶導(dǎo)磁環(huán)13的旋鈕10，圓形支撐座20，定位軸50，磁鐵盤60，感應(yīng)電路板70，以及圓形支撐座20與面板40之間的防水密封墊30等。磁鐵盤60包括一個塑料盤，塑料盤的中間設(shè)安裝孔(用于安裝軸承或軸套61)，近外周部分、同一個圓周上間隔設(shè)置八個空腔，于各空腔內(nèi)鑲嵌一個柱形磁體62。磁鐵盤60的相鄰兩磁體62的極性相反。柱形磁體可選擇釹鐵硼磁體等。磁鐵盤60也可以由塑料和可充磁粉末材料的混合材料模制成型，在磁鐵盤60近外周部分通過選擇局部充磁方式形成等間隔分布的若干磁體62。感應(yīng)電路板70上設(shè)有中心扁孔73，和用于檢測旋鈕和所述磁鐵盤兩者的角位移信號的兩個霍爾兀件(或磁敏管)71,兩個霍爾兀件分布在與磁鐵盤60上八個磁體62對應(yīng)的一個圓周上、且與圓心的兩條連線之間的夾角為22. 5度。圖3定位軸50包括帶螺孔52的頭部51、中部55、頭部51與中部55之間的止擋圈54以及尾部56。磁鐵盤60通過軸承或軸套61安裝于該定位軸50的中部55，感應(yīng)電路板70通過緊固件80 (如螺母、墊圈)螺固于定位軸50的尾部56。定位軸50的頭部51上端設(shè)第一定位平面53，尾部55的螺紋段上邊設(shè)第二定位平面57，第一定位平面53與所述圓形支撐座中軸套23的底面上的帶定位面的外軸孔配合，第二定位平面57與所述感應(yīng)電路板70的中心扁孔73配合，以保證所述感應(yīng)電路板70的磁敏感元件71和所述圓形支撐座20上的定位槽22的初始位置。圓形支撐座20的外周壁設(shè)置多個定位槽22，中心處設(shè)置軸套23。圓形支撐座20位于面板40 (如塑料面板、鋁面板等)上面，所述定位軸50的頭部51從內(nèi)向外穿插于所述面板40的安裝孔41、防水密封墊30，其第一定位平面53與所述圓形支撐座中軸套23的底面上的帶定位面的外軸孔(圖2中未標(biāo)序號)配合，且通過位于該軸套23內(nèi)的一緊固螺釘21與所述定位軸50的頭部螺孔52螺接固定。旋鈕10的內(nèi)頂面中部設(shè)置軸11，在旋鈕10內(nèi)頂面、圍繞該軸11向下延伸2或4個彈性定位片12，彈性定位片12的下端設(shè)突起部，用于與所述圓形支撐座20的外周壁相應(yīng)的定位槽22配合定位；旋鈕10的外壁內(nèi)設(shè)一環(huán)行空腔，于該環(huán)行空腔的口部設(shè)置一導(dǎo)磁環(huán)13。旋鈕10安裝于所述圓形支撐座20上，它的軸11和所述圓形支撐座內(nèi)的軸套23動配合，它的彈性定位片12對應(yīng)所述圓形支撐座外周相應(yīng)的定位槽22 (定位槽22與彈性定位片12的突起部配合)，導(dǎo)磁環(huán)13被所述磁鐵盤60的若干磁體62吸住使所述磁鐵盤60可隨該旋鈕10同步旋轉(zhuǎn)。磁鐵盤60隨旋鈕10同步轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電路板70上設(shè)置的兩個霍爾元件71輸出表示旋鈕和磁鐵盤兩者的角位移脈沖編碼信號。上述圓形支撐座20的頂面外輪廓線為圓弧線，該圓弧線與所述旋鈕10的內(nèi)頂面形成防水密封線。也可以在旋鈕10內(nèi)頂面設(shè)置一定位環(huán)，該定位環(huán)口邊沿向下延伸有若干設(shè)帶突起部的彈性定位片12。上述實施例1中，內(nèi)置于機殼面板內(nèi)的磁鐵盤60和感應(yīng)電路板70通過定位軸50安裝、定位，感應(yīng)電路板更能貼近磁鐵盤，有利于霍爾元件71輸出信號幅值增加，減少后級信號放大處理的成本。該磁鐵盤60上的磁體62的下表面與所述感應(yīng)電路板70上的霍爾元件71表面之間的距離在O. 2-3. 5mm之間選擇,優(yōu)選O. 5_2mm。實施例2具有內(nèi)置磁鐵盤的防水編碼裝置參照圖4-5。實施例2與實施例1主要結(jié)構(gòu)基本相同，其主要包括帶導(dǎo)磁環(huán)13的旋鈕10，圓形支撐座20，定位軸50，磁鐵盤60，感應(yīng)電路板70，以及圓形支撐座20和面板40之間的防水密封墊30等。區(qū)別是實施例2采用圖5表示的具有緊固螺釘?shù)妮S11’。具有緊固螺釘?shù)妮S11’包括軸111’和從該軸111’的一端延伸出的緊固螺釘112’。用具有緊固螺釘?shù)妮S11’取代實施例1中的所述旋鈕10的軸11，以及用于緊固所述圓形支撐座20和所述定位軸50的所述緊固螺釘21。由于采用具有緊固螺釘?shù)妮S11’使旋鈕10有所改變，旋鈕10的內(nèi)頂面中部向下延伸一軸套筒15，圍繞該軸套筒15在旋鈕10內(nèi)頂面鉚接4個彈性定位片12，彈性定位片12采用彈性金屬片沖制成型，下端設(shè)與圓形支撐座20的外周壁相應(yīng)的定位槽22配合的突起部。旋鈕10的外壁內(nèi)仍然設(shè)一環(huán)行空腔，于該環(huán)行空腔的口部設(shè)置導(dǎo)磁環(huán)13。如同實施例1，磁鐵盤60通過軸承61安裝到該定位軸50的中部55，感應(yīng)電路板70通過緊固件80固定于定位軸50的尾部56 ;圓形支撐座20位于面板40上面，定位軸50的頭部51從機殼內(nèi)向外穿插面板40的安裝孔、防水密封墊30,其第一定位平面53與圓形支撐座20中軸套23的底面上的帶定位面的外軸孔(圖4中未標(biāo)序號)配合；于圓形支撐座20中心處的軸套23內(nèi)，通過具有緊固螺釘?shù)妮S11’的緊固螺釘112’與所述定位軸50的頭部螺接固定，該軸套23內(nèi)底面與該緊固螺釘112’的端面之間設(shè)防水墊圈。旋鈕10安裝于所述圓形支撐座20上，它的軸套筒15與所述具有緊固螺釘?shù)妮S11’動配合，旋鈕10的彈性定位片12對應(yīng)所述圓形支撐座20外周相應(yīng)的定位槽22，導(dǎo)磁環(huán)13被所述磁鐵盤60的若干磁體62吸住使所述磁鐵盤60可隨該旋鈕10同步旋轉(zhuǎn)。 圖4中圓形支撐座20的頂面與所述旋鈕10的內(nèi)頂面為線接觸，形成防水密封線。[0042] 以上所舉的實施例及其描述僅用于詳細(xì)說明本實用新型，應(yīng)當(dāng)不能用來限制本實用新型，大凡依所列申請專利范圍所做的各種變換設(shè)計，均應(yīng)包含在本實用新型之專利范圍中。
權(quán)利要求1.一種具有內(nèi)置磁鐵盤的防水編碼裝置，其特征在于包括: 一磁鐵盤，近外周部分間隔分布若干磁體； 一旋鈕，旋鈕內(nèi)設(shè)置一軸或軸套筒，圍繞該軸或該軸套筒設(shè)置2-4個彈性定位片，外壁內(nèi)設(shè)一環(huán)行空腔，于該環(huán)行空腔的口部設(shè)置一導(dǎo)磁環(huán)； 一感應(yīng)電路板，設(shè)有用于檢測所述旋鈕和所述磁鐵盤兩者的角位移信號的磁敏感元件； 一定位軸，包括頭部、中部及尾部，所述磁鐵盤通過軸承或軸套安裝于該定位軸的中部，所述感應(yīng)電路板貼近所述磁鐵盤固定于該定位軸的尾部；及， 一圓形支撐座，中心處設(shè)置軸套，外周壁設(shè)置若干定位槽，該支撐座位于面板上面，所述定位軸的頭部從內(nèi)向外穿插所述面板的安裝孔，于該軸套內(nèi)通過一緊固螺釘或具有緊固螺釘?shù)妮S的緊固螺釘與所述定位軸的頭部螺接；所述旋鈕安裝于所述支撐座上，它的軸和所述支撐座內(nèi)的軸套動配合或它的軸套筒與所述具有緊固螺釘?shù)妮S動配合，它的所述彈性定位片對應(yīng)所述圓形支撐座外周壁相應(yīng)的定位槽，該導(dǎo)磁環(huán)被所述磁鐵盤的若干磁體吸住使所述磁鐵盤可與該旋鈕同步旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于:所述圓形支撐座和所述面板之間設(shè)置一防水密封墊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的編碼裝置，其特征在于:所述圓形支撐座的頂面與所述旋鈕的內(nèi)頂面為線接觸，形成防水密封線。
4.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于:所述定位軸的頭部上端設(shè)第一定位平面，尾部設(shè)第二 定位平面，該第一定位平面與所述圓形支撐座中軸套的底面上的帶定位面的外軸孔配合，該第二定位平面與所述感應(yīng)電路板的中心扁孔配合，以保證所述感應(yīng)電路板的磁敏感元件和所述圓形支撐座上的定位槽的初始位置。
5.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于:所述旋鈕的內(nèi)頂面向下延伸出2-4個彈性定位片，用于與所述圓形支撐座的外周壁相應(yīng)的定位槽配合定位。
6.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于:所述旋鈕的內(nèi)頂面向下鉚接2-4個彈性定位片，用于與所述圓形支撐座的外周壁相應(yīng)的定位槽配合定位。
7.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于:所述磁鐵盤是一體成型磁鐵盤，由塑料和可充磁粉末材料的混合材料模制成型，在近外周部分選擇局部充磁形成若干磁體。
8.如權(quán)利要求1或7所述的編碼裝置，其特征在于:所述磁鐵盤的相鄰兩磁體的極性相反。
9.如權(quán)利要求1或7所述的編碼裝置，其特征在于:所述磁鐵盤上的磁體的下表面與所述感應(yīng)電路板上的磁敏感元件表面之間的距離為0.2-3.5mm。
專利摘要一種具有內(nèi)置磁鐵盤的防水編碼裝置，包括磁鐵盤；帶軸的旋鈕，內(nèi)頂面設(shè)彈性定位片，外壁的環(huán)行空腔的口部設(shè)導(dǎo)磁環(huán)；感應(yīng)電路板；定位軸，所述磁鐵盤裝于該定位軸的中部，所述感應(yīng)電路板固定于該定位軸的尾部；及，圓形支撐座，外周壁設(shè)定位槽，中心處設(shè)軸套，它位于面板上面，所述定位軸的頭部穿插所述面板安裝孔，通過螺釘與所述定位軸螺接；所述旋鈕裝于所述支撐座上，所述軸和所述支撐座內(nèi)的軸套動配，所述導(dǎo)磁環(huán)被所述磁鐵盤的磁體吸住使所述磁鐵盤可與該旋鈕同步旋轉(zhuǎn)。其磁鐵盤內(nèi)置于機殼面板內(nèi)，旋鈕用磁鐵盤的磁力軸向定位，結(jié)構(gòu)緊湊，防水，抗震動，成本低；特別適合于高濕環(huán)境、易受震動的場合使用。
文檔編號G01D5/249GK202915941SQ20122042996
公開日2013年5月1日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者王嘉, 楊秀文, 楊建茁 申請人:王嘉, 楊秀文, 楊建茁