專利名稱：碼盤式接觸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳感器，尤其是一種將位移量轉(zhuǎn)換成電信號的碼盤式接觸傳感器。
碼盤式(接觸)傳感器通常由殼體、檢測位移傳動結(jié)構(gòu)、計數(shù)信號輸出接口和一級或數(shù)級編碼單元構(gòu)成，其編碼單元包括觸頭盤和編碼盤，觸頭盤上具有與編碼盤盤面相接觸的觸頭(電刷)，編碼盤的盤面上具有圓環(huán)形碼道，在圓環(huán)形碼道上間斷布置有與觸頭相對應(yīng)的導電觸點。傳感器工作時，由檢測位移傳動結(jié)構(gòu)將外部測得的位移量傳入編碼單元，經(jīng)編碼單元轉(zhuǎn)換為二進制碼形式的電信號，再由計數(shù)信號輸出接口向外輸出。在現(xiàn)有上述傳感器(如中國實用新型專利申請86207507號中使用的編碼器)中，觸頭盤固定，即觸頭固定，計數(shù)信號輸出接口與觸頭導電連接，編礙盤為可轉(zhuǎn)動形式，其與檢測位移傳動結(jié)構(gòu)傳動配合。當外部的檢測位移發(fā)生變化時，檢測位移傳動結(jié)構(gòu)相應(yīng)產(chǎn)生運動，并將該運動傳遞給編碼盤，編碼盤轉(zhuǎn)動。在編碼盤的運動過程中，若位于其盤面碼道上的導電觸點與觸頭盤上的觸頭相接觸，則計數(shù)信號輸出接口的引出線有電壓，即輸出邏輯“1”；當編碼盤上的非導電區(qū)與觸頭盤上的觸頭接觸時，輸出接口的引出線無電壓，即輸出邏輯“0”，由此實現(xiàn)位移量與電信號的轉(zhuǎn)換。在上述現(xiàn)有傳感器的編碼單元中，觸頭上需包括數(shù)個相互分離且絕緣的觸點，從而增加了觸頭的制造及固定的難度，同時，該編碼單元的結(jié)構(gòu)形式還不利于消除數(shù)與數(shù)之間和進位中的位與位之間的編碼競爭現(xiàn)象。因此，上述現(xiàn)有傳感器存在著缺陷。
本實用新型的目的是對上述傳感器的編碼單元結(jié)構(gòu)進行改進，提供一種既便于制作，又不產(chǎn)生數(shù)、位編碼競爭的碼盤式接觸傳感器。
本實用新型的目的通過以下方式實現(xiàn)將編碼單元中的編碼盤改為固定形式，而將觸頭盤改為可轉(zhuǎn)動形式，與之相對應(yīng)，讓計數(shù)信號輸出接口與編碼盤上的觸點導電連接，讓首級編碼單元中的觸頭盤與檢測位移傳動結(jié)構(gòu)傳動配合，從而使計數(shù)信號從編碼盤上檢出，使檢測位移傳動結(jié)構(gòu)能帶動觸頭盤運動。為便于進位，在相鄰編碼單元的觸頭盤之間設(shè)置進位傳動機構(gòu)。具體來說，本實用新型的碼盤式接觸傳感器具有殼體、檢測位移傳動結(jié)構(gòu)、計數(shù)信號輸由接口和至少一級編碼單元，各級編碼單元包括一觸頭盤和一編碼盤，觸頭盤上具有與編碼盤盤面相接觸的觸頭，編碼盤的盤面上具有圓環(huán)形碼道，在圓環(huán)形碼道上間斷布置有與觸頭相對應(yīng)的導電觸點。在本實用新型中，各級編碼單元中的編碼盤特別地固定于殼體上，計數(shù)信號輸出接口與編碼盤上的導電觸點經(jīng)導線相接，各級編碼單元中的觸頭盤設(shè)置于轉(zhuǎn)軸或心軸上，使之能夠轉(zhuǎn)動，同時，首級編碼單元中的觸頭盤與檢測位移傳動結(jié)構(gòu)傳動配合，在相鄰編碼單元的觸頭盤之間設(shè)置有進位傳動機構(gòu)，相鄰編碼單元中的觸頭盤之間經(jīng)該進位傳動機構(gòu)傳動配合。與前述現(xiàn)有傳感器相類似，本實用新型中的編碼單元可以是一級或多級；檢測位移傳動結(jié)構(gòu)可以是多種形式，如單級或多級傳動形式，只要能將外部檢測到的位移傳遞給首級觸頭盤，使之轉(zhuǎn)動即可。當設(shè)置多級編碼單元時，觸頭盤之間的進位傳動機構(gòu)亦可為多種形式，如多級齒輪或齒輪、齒條嚙合式傳動等。
本實用新型的傳感器與前述現(xiàn)有傳感器相比，由于對編碼單元的結(jié)構(gòu)形式進行了改進，觸頭上的多個觸點相互間不再需要絕緣，從而大大降低了觸頭的制造難度，同時，編碼盤的定位亦比觸頭的定位容易得多。另外，此種編碼單元的結(jié)構(gòu)形式還有利于消除數(shù)與數(shù)之間和進位中的位與位之間的編碼競爭現(xiàn)象。通過適當選擇編碼方式，并使位于相鄰編碼單元的觸頭盤之間的進位傳動機構(gòu)之傳動比為10∶1，還可制作出每級編碼單元代表一個數(shù)位(即各級編碼單元分別代表個位、十位、百位等等)的傳感器，從而使本實用新型的傳感器制作更為容易，使用更為方便。本實用新型的傳感器可應(yīng)用于多種測、控儀器、儀表。如在檢測位移傳動結(jié)構(gòu)的前端加接浮子、錘球、轉(zhuǎn)動盤等傳動裝置，可制成水位儀和閘位儀，用于液位(深度)和各類水閘工程的閘門開高及閘閥開度的測量和控制。加接其它不同的傳動裝置，還可廣泛應(yīng)用于數(shù)字測量和控制的地方，并可作為自動控制系統(tǒng)中的測量和控制元件使用。
本實用新型的內(nèi)容結(jié)合以下實施例作更進一步的說明，但本實用新型的內(nèi)容不僅限于實施例中所涉及的內(nèi)容。


圖1是實施例中傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是A-A剖視圖。
圖3是B-B剖視圖。
圖4是C部的觸頭結(jié)構(gòu)放大圖。
圖5是圖4的D向視圖。
圖6是圖5的E向視圖。
如圖1～3所示，本實施例中的碼盤式接觸傳感器具有殼體1、檢測位移傳動結(jié)構(gòu)、計數(shù)信號輸出接口2和至少一級編碼單元，各級編碼單元包括一觸頭盤3和一編碼盤4，觸頭盤3上具有與編碼盤盤面相接觸的觸頭5，編碼盤4的盤面上具有圓環(huán)形碼道，在圓環(huán)形碼道上間斷布置有與所述觸頭5相對應(yīng)的導電觸點6，各級編碼單元中的編碼盤4均固定于殼體1上，計數(shù)信號輸出接口2與編碼盤4上的導電觸點6經(jīng)導線相接，各級編碼單元中的觸頭盤3均設(shè)置于心軸7上。在本例中，各觸頭盤均套置在心軸7上，即相互間可獨立轉(zhuǎn)動。同時，為便于傳動，在各觸頭盤的背部均固定有套置于心軸7上的觸頭盤齒輪8(當然也可直接將觸頭盤制作為齒輪形式)。本例中的檢測位移傳動結(jié)構(gòu)由位移檢測輪盤軸9和固定于該軸上的位移輸入齒輪10構(gòu)成，首級編碼單元中的觸頭盤與檢測位移傳動結(jié)構(gòu)傳動配合，即首級編碼單元中的觸頭盤之觸頭盤齒輪與位移輸入齒輪10相嚙合。另外，在各相鄰編碼單元的觸頭盤3之間設(shè)置有進位傳動機構(gòu)，相鄰編碼單元中的觸頭盤之間經(jīng)該進位傳動機構(gòu)傳動配合。此處的進位傳動機構(gòu)由分別與各編碼單元的觸頭盤3相嚙合的傳動齒輪11和設(shè)置與二傳動齒輪之間的過渡齒輪12構(gòu)成。在使用本例中的傳感器時，檢測位移的變化使位移檢測輪盤軸9和位移輸入齒輪10轉(zhuǎn)動，并相應(yīng)使首級編碼單元的觸頭盤轉(zhuǎn)動。在首級編碼單元的觸頭盤轉(zhuǎn)動一定角度后，可經(jīng)設(shè)置于首級和次級編碼單元之間的傳動齒輪11和過渡齒輪12使次級編碼單元的觸頭盤轉(zhuǎn)動一定角度。在次級編碼單元的觸頭盤轉(zhuǎn)動一定角度后，經(jīng)設(shè)置于該級和與之相鄰的下一級編碼單元之間的傳動齒輪和過渡齒輪使下一級編碼單元的觸頭盤轉(zhuǎn)動一定角度，并由此向下類推。觸頭盤的轉(zhuǎn)動使觸頭5的觸點在編碼盤的盤面上滑動，并在接觸或不接觸該盤面上導電觸點6的過程中經(jīng)計數(shù)信號輸出接口2向外輸出“1”或“0”的邏輯信號。在本例中，特別地使位于相鄰編碼單元的觸頭盤之間的進位傳動機構(gòu)之傳動比為10∶1，即前級編碼單元的觸頭盤轉(zhuǎn)動一周，后級編碼單元的觸頭盤轉(zhuǎn)動1/10周。這樣，通過適當選擇編碼方式，即碼盤上碼道和觸點的設(shè)置數(shù)目、位置及與本傳感器配合使用的信號處理電路的譯碼程序，就能使一個編碼單元獨立地代表一位十進制數(shù)。由于本例中編碼單元的這一特點，因此可根據(jù)需要方便地組成一位、二位、三位、四位、五位等十進制數(shù)的傳感器(即一級、二級、三級、四級、五級編碼單元等組成的傳感器)。本例中的編碼單元為四級，即構(gòu)成了四位十進制數(shù)的傳感器，其首級編碼單元為個位，其后依次為十、百、千位。本例中的一個編碼盤為四位二進制碼，有四個二進制數(shù)代碼的圓形碼道和一個公共電源軌道。四位二進制代碼僅代表一位十進制數(shù)，即0～9的十個數(shù)。碼盤編碼的本身消除了數(shù)與數(shù)之間和進位中的位與位之間的編碼競爭現(xiàn)象的發(fā)生。
如圖4～6所示，本例中各編碼單元的觸頭上均設(shè)置有四個相互分離的觸點，但各觸點間不再需要絕緣，即可在同一金屬條上加工出相互連通的各觸點，從而大大降低了觸頭的制造難度。
權(quán)利要求1.一種碼盤式接觸傳感器，具有殼體、檢測位移傳動結(jié)構(gòu)、計數(shù)信號輸出接口和至少一級編碼單元，各級編碼單元包括一觸頭盤和一編碼盤，觸頭盤上具有與編碼盤盤面相接觸的觸頭，所述編碼盤的盤面上具有圓環(huán)形碼道，在圓環(huán)形碼道上間斷布置有與所述觸頭相對應(yīng)的導電觸點，其特征是各級編碼單元中的編碼盤固定于殼體上，計數(shù)信號輸出接口與編碼盤上的導電觸點經(jīng)導線相接，各級編碼單元中的觸頭盤設(shè)置于轉(zhuǎn)軸或心軸上，首級編碼單元中的觸頭盤與檢測位移傳動結(jié)構(gòu)傳動配合，在相鄰編碼單元的觸頭盤之間設(shè)置有進位傳動機構(gòu)，相鄰編碼單元中的觸頭盤之間經(jīng)該進位傳動機構(gòu)傳動配合。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征是所述位于相鄰編碼單元的觸頭盤之間的進位傳動機構(gòu)之傳動比為10∶1。
專利摘要一種碼盤式接觸傳感器,具有殼體、檢測位移傳動結(jié)構(gòu)、計數(shù)信號輸出接口和編碼單元,各級編碼單元包括一觸頭盤和一編碼盤,其特征是各級編碼單元中的編碼盤固定于殼體上,計數(shù)信號輸出接口與編碼盤上的導電觸點經(jīng)導線相接,各級編碼單元中的觸頭盤設(shè)置于轉(zhuǎn)軸或心軸上,首級編碼單元中的觸頭盤與檢測位移傳動結(jié)構(gòu)傳動配合,在相鄰編碼單元的觸頭盤之間設(shè)置有進位傳動機構(gòu),相鄰編碼單元中的觸頭盤之間經(jīng)該進位傳動機構(gòu)傳動配合。
文檔編號G01B7/02GK2331953SQ9822878
公開日1999年8月4日 申請日期1998年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月7日
發(fā)明者倪云 申請人:倪云