專(zhuān)利名稱：非接觸式開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸式開(kāi)關(guān)，該非接觸式開(kāi)關(guān)具有促動(dòng)部，其安裝在移動(dòng)的物體上；感測(cè)部，其固定配置在可接近促動(dòng)部的位置上，并與促動(dòng)部以非接觸的方式進(jìn)行通信來(lái)對(duì)該促動(dòng)部進(jìn)行檢測(cè)，并輸出表示其是否檢測(cè)到該促動(dòng)部的信號(hào)。
背景技術(shù)：
作為用于檢測(cè)危險(xiǎn)區(qū)域的門(mén)的開(kāi)閉等安全管理目的的非接觸式開(kāi)關(guān)，已開(kāi)發(fā)出根據(jù)電磁感應(yīng)的原理來(lái)在感測(cè)部和促動(dòng)部之間以非接觸的方式進(jìn)行通信，交換用于識(shí)別的信息的非接觸式開(kāi)關(guān)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。具體而言，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載有如下技術(shù)在促動(dòng)部(動(dòng)作元件)和感測(cè)部(讀取磁頭)上，分別設(shè)有用于存儲(chǔ)識(shí)別碼的存儲(chǔ)器，感測(cè)部與促動(dòng)部進(jìn)行通信來(lái)讀出促動(dòng)部一側(cè)的識(shí)別碼，并對(duì)該識(shí)別碼與自身電路的存儲(chǔ)器內(nèi)的識(shí)別碼進(jìn)行對(duì)照，由此判定是否檢測(cè)到促動(dòng)部(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1的7 9頁(yè)，圖2)。專(zhuān)利文獻(xiàn)2中已公開(kāi)如下結(jié)構(gòu)的非接觸式開(kāi)關(guān)同時(shí)在感測(cè)部及促動(dòng)部設(shè)置發(fā)送用天線線圈和接收用天線線圈，在這些天線線圈之間相互發(fā)送及接收不同頻率的信號(hào)。在該非接觸式開(kāi)關(guān)中，感測(cè)部利用規(guī)定頻率對(duì)從外部輸入的數(shù)碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制來(lái)發(fā)送到促動(dòng)部，并將促動(dòng)部所接收的信號(hào)解碼成數(shù)碼信號(hào)之后，根據(jù)不同于來(lái)自感測(cè)部的信號(hào)的頻率來(lái)對(duì)該數(shù)碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后發(fā)送到感測(cè)部。在感測(cè)部中，將從促動(dòng)部發(fā)送的信號(hào)解碼成數(shù)碼信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)是否與原來(lái)的數(shù)碼信號(hào)相匹配的情況來(lái)判定是否有促動(dòng)部。另外，為了不發(fā)生相互干涉地發(fā)送各信號(hào)，將從感測(cè)部發(fā)送的信號(hào)和從促動(dòng)部發(fā)送的信號(hào)的頻率設(shè)定為不同(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2的段落0023 0036，圖1 3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特表2002-501698號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 歐洲專(zhuān)利公報(bào)EP1181776B
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)的非接觸式開(kāi)關(guān)中，能夠在每次組合感測(cè)部和促動(dòng)部時(shí)設(shè)定不同的識(shí)別碼，因而若感測(cè)部沒(méi)有與正確的促動(dòng)部相組合，就不判定為與促動(dòng)部相接近，從而能夠高精度地防止開(kāi)關(guān)功能變得無(wú)效。然而，在該非接觸式開(kāi)關(guān)中，有必要將包括存儲(chǔ) ^hR CPU (Central Processing Unit ψ) ^ IC (integrated circuit -.Mj^ 電路)設(shè)在促動(dòng)部，此外，有必要在感測(cè)部和促動(dòng)部之間進(jìn)行基于RFID(Radic) Frequency Identification 射頻識(shí)別)的原理的通信，由此處理變復(fù)雜，且價(jià)格變高。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的非接觸式開(kāi)關(guān)中，在感測(cè)部和促動(dòng)部上分別設(shè)置發(fā)送用線圈和接收用線圈，因此電路結(jié)構(gòu)變復(fù)雜且形狀也變大，而且價(jià)格高。
本發(fā)明著眼于上述問(wèn)題，其目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)、信號(hào)處理機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能確保檢測(cè)精度的非接觸式開(kāi)關(guān)。用于解決問(wèn)題的手段本發(fā)明的非接觸式開(kāi)關(guān)具有促動(dòng)部，其安裝在移動(dòng)的物體上，感測(cè)部，其進(jìn)行以非接觸的方式檢測(cè)所述促動(dòng)部的處理，并輸出用于表示是否檢測(cè)到所述促動(dòng)部的信號(hào)；在促動(dòng)部設(shè)有第一天線線圈，在感測(cè)部設(shè)有第二天線線圈。在感測(cè)部中，在第二天線線圈上連接有發(fā)送電路和接收電路，所述發(fā)送電路使第二天線線圈發(fā)送恒定頻率的電磁波，所述接收電路用于檢測(cè)第二天線線圈從外部接收的信號(hào)。在促動(dòng)部中，在第一天線線圈上連接有電源電路和信號(hào)處理電路，所述電源電路對(duì)在第一天線線圈上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行整流，所述信號(hào)處理電路接受該電源電路的供電，對(duì)天線線圈所接收的信號(hào)進(jìn)行分頻，并由天線線圈發(fā)送分頻后的信號(hào)。并且，感測(cè)部具有控制電路，該控制電路包括用于登記從促動(dòng)部發(fā)送的信號(hào)的頻率的存儲(chǔ)器。該控制電路一邊對(duì)所述發(fā)送電路的動(dòng)作進(jìn)行控制，一邊將接收電路檢測(cè)出的接收信號(hào)與發(fā)送電路的動(dòng)作以及已登記在存儲(chǔ)器中的頻率進(jìn)行對(duì)照，由此判定促動(dòng)部是否與感測(cè)部相接近。若采用上述方式，則在促動(dòng)部和感測(cè)部相接近時(shí)，雙方的天線線圈電磁耦合，且信號(hào)處理電路利用促動(dòng)部側(cè)的天線線圈所生成的電動(dòng)勢(shì)來(lái)進(jìn)行動(dòng)作，以此向感測(cè)部發(fā)送低于電磁波的頻率的信號(hào)。通過(guò)對(duì)天線線圈所接收的信號(hào)進(jìn)行分頻來(lái)生成該發(fā)送信號(hào)，因此能夠使促動(dòng)部一側(cè)的電路結(jié)構(gòu)變簡(jiǎn)單。此外，在感測(cè)部一側(cè)中，也只要進(jìn)行發(fā)送恒定頻率的電磁波的處理以及檢測(cè)天線線圈所接收的信號(hào)來(lái)檢查該頻率的處理即可，沒(méi)有必要進(jìn)行將識(shí)別碼與電磁波相重疊地進(jìn)行發(fā)送或從接收信號(hào)解碼出識(shí)別碼等復(fù)雜的處理。在優(yōu)選的方式的非接觸式開(kāi)關(guān)中，促動(dòng)部的信號(hào)處理電路包括計(jì)數(shù)器電路，該計(jì)數(shù)器電路用于對(duì)第一天線線圈所接收的信號(hào)進(jìn)行分頻，該信號(hào)處理電路按照計(jì)數(shù)器電路輸出的信號(hào)的周期，對(duì)針對(duì)第一天線線圈的電磁波進(jìn)行振幅調(diào)制。并且，感測(cè)部的接收電路包括檢波電路，該檢波電路對(duì)第二天線線圈所傳遞的信號(hào)的包絡(luò)線進(jìn)行檢波。若采用上述方式，則在促動(dòng)部與感測(cè)部相接近時(shí)，計(jì)數(shù)器電路在雙方的天線線圈電磁耦合的狀態(tài)下進(jìn)行動(dòng)作，并按照從該計(jì)數(shù)器電路輸出的信號(hào)的周期，來(lái)對(duì)電磁波以及雙方的天線線圈所傳遞的信號(hào)的振幅進(jìn)行調(diào)制。感測(cè)部的接收電路內(nèi)的檢波電路檢測(cè)該調(diào)制部分的信號(hào)成分，由此能夠提取計(jì)數(shù)器電路所分頻的信號(hào)作為感測(cè)部的接收信號(hào)。在另一優(yōu)選的方式的非接觸式開(kāi)關(guān)中，感測(cè)部的控制電路交替地執(zhí)行使發(fā)送電路在規(guī)定期間進(jìn)行動(dòng)作的控制和使發(fā)送電路在規(guī)定期間停止動(dòng)作的控制，并且將處于特定狀態(tài)作為用于判定為促動(dòng)部與感測(cè)部相接近的條件來(lái)執(zhí)行所述判定處理，該特定狀態(tài)是指， 接收電路在發(fā)送電路進(jìn)行動(dòng)作的期間所接收的信號(hào)的頻率與已登記在存儲(chǔ)器中的頻率相一致，并且接收電路在發(fā)送電路停止動(dòng)作的期間檢測(cè)不出接收信號(hào)的電平變化的狀態(tài)。若采用上述方式，則促動(dòng)部對(duì)發(fā)送電路的動(dòng)作及停止準(zhǔn)確地進(jìn)行反應(yīng)，且只在發(fā)送電磁波的期間接收的信號(hào)的頻率與已登記在存儲(chǔ)器中的頻率相一致的情況下，判定為與促動(dòng)部相接近。因此，在感測(cè)部或促動(dòng)部的電路發(fā)生故障的情況下，或者，在接收到來(lái)自感測(cè)部周?chē)脑O(shè)備的信號(hào)的情況下，能夠防止進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)。進(jìn)而，在本發(fā)明中希望提高防止使開(kāi)關(guān)功能無(wú)效的功能的情況下，利用能夠變更信號(hào)處理電路的分頻比的促動(dòng)部，或者，導(dǎo)入信號(hào)處理電路的分頻比為不同的多個(gè)促動(dòng)部中的任一個(gè)促動(dòng)部。在利用這些促動(dòng)部的情況下的優(yōu)選的方式中，在感測(cè)部的控制電路上還設(shè)有登記處理單元，在規(guī)定條件下，該登記處理單元從接收電路在發(fā)送電路進(jìn)行動(dòng)作時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)檢測(cè)出其頻率，并將該頻率登記到存儲(chǔ)器中。若采用上述方式，則能夠根據(jù)感測(cè)部和促動(dòng)部之間的組合，來(lái)將從促動(dòng)部發(fā)送到感測(cè)部的信號(hào)頻率設(shè)定成不同的頻率。此外，在安裝非接觸式開(kāi)關(guān)時(shí)等情況下，使感測(cè)部與促動(dòng)部相接近來(lái)從感測(cè)部發(fā)送電磁波，從而能夠?qū)拇賱?dòng)部發(fā)送的信號(hào)的頻率容易地登記到感測(cè)部的存儲(chǔ)器中。因此，若采用上述方式，則使正規(guī)的促動(dòng)部以外的促動(dòng)部對(duì)感測(cè)部產(chǎn)生作用，也能夠防止錯(cuò)誤地檢測(cè)出該促動(dòng)部是正確的促動(dòng)器的問(wèn)題，且能夠防止使開(kāi)關(guān)功能無(wú)效的問(wèn)題。發(fā)明效果若采用本發(fā)明，則在根據(jù)感測(cè)部所發(fā)送的電磁波來(lái)起動(dòng)的促動(dòng)部中，對(duì)天線線圈所傳遞的信號(hào)進(jìn)行分頻來(lái)發(fā)送到感測(cè)部，由此從促動(dòng)部向感測(cè)部發(fā)送特定頻率的信號(hào)，且感測(cè)部能夠根據(jù)該發(fā)送信號(hào)來(lái)判定是否有促動(dòng)部，因此，電路結(jié)構(gòu)和信號(hào)處理簡(jiǎn)單的同時(shí)， 能夠高精度低檢測(cè)促動(dòng)部。因此，能夠以低價(jià)提供可用于安全目的及保密管理的非接觸式開(kāi)關(guān)。此外，能夠使感測(cè)部及促動(dòng)部實(shí)現(xiàn)小型化，從而便于安裝，且能夠用于各種用途。


圖1是示出了利用非接觸式開(kāi)關(guān)的安全管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖2是示出了非接觸式開(kāi)關(guān)的安裝例的說(shuō)明圖。圖3是示出了非接觸式開(kāi)關(guān)的另一安裝例的說(shuō)明圖。圖4是示出了非接觸式開(kāi)關(guān)的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是示出了感測(cè)部的信號(hào)處理的具體例的時(shí)序圖。圖6是示出了促動(dòng)部的檢測(cè)處理的步驟的流程圖。圖7是對(duì)比正常的接收信號(hào)和異常的接收信號(hào)的時(shí)序圖。圖8是示出了能夠變更發(fā)送信號(hào)的頻率的結(jié)構(gòu)的促動(dòng)部的圖。圖9是示出了對(duì)促動(dòng)部的發(fā)送信號(hào)的頻率進(jìn)行登記的處理的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1及圖2示出了導(dǎo)入到生產(chǎn)車(chē)間的安全管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。導(dǎo)入該安全管理系統(tǒng)目的在于，當(dāng)被護(hù)欄200包圍的危險(xiǎn)區(qū)域開(kāi)放時(shí)，使對(duì)該危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的機(jī)械手202進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)100停止動(dòng)作，該安全管理系統(tǒng)由多個(gè)非接觸式開(kāi)關(guān)S (圖1中是三個(gè))、連接馬達(dá)100和未圖示的電源的接觸器102 (圖1中是兩個(gè))、對(duì)各接觸器102的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制器101等構(gòu)成。各非接觸式開(kāi)關(guān)S分別由感測(cè)部1和促動(dòng)部2構(gòu)成。如圖2所示，促動(dòng)部2安裝在護(hù)欄200的門(mén)部201的開(kāi)放側(cè)的邊緣部，感測(cè)部1安裝在門(mén)部201關(guān)閉時(shí)與促動(dòng)部2相對(duì)且接近的位置上。此外，如圖1所示，感測(cè)部1與控制器101電連接。
另外，如圖2所示，在本實(shí)施例中，利用一組感測(cè)部1及促動(dòng)部2來(lái)檢測(cè)一個(gè)門(mén)201 的開(kāi)閉，但不限定于此，也可以將多組感測(cè)部1及促動(dòng)部2安裝在一個(gè)門(mén)201上。此外，如圖3所示，也可以分別在對(duì)開(kāi)式的各門(mén)201A、202B的一方安裝感測(cè)部1，在另一方則安裝促動(dòng)部2來(lái)檢測(cè)各門(mén)201A、202B的開(kāi)閉。此外，雖未圖示，也能夠與圖2、圖3同樣地檢測(cè)滑動(dòng)式的門(mén)的開(kāi)閉。各非接觸式開(kāi)關(guān)S的感測(cè)部1執(zhí)行用于檢測(cè)相對(duì)應(yīng)的促動(dòng)部2的處理，輸出表示檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)(以下稱為“檢測(cè)信號(hào)”)。輸出的檢測(cè)信號(hào)輸入到控制器101。在控制器101中，對(duì)從各非接觸式開(kāi)關(guān)S的感測(cè)部1輸入的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，并在所有的檢測(cè)信號(hào)都表示檢測(cè)出促動(dòng)部2的狀態(tài)的情況下，將各接觸器102設(shè)定為勵(lì)磁狀態(tài)。由此向馬達(dá)100供電來(lái)使危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的機(jī)械手202工作。另一方面，檢測(cè)信號(hào)中存在表示沒(méi)有檢測(cè)出促動(dòng)部2的狀態(tài)的檢測(cè)信號(hào)的情況下，控制器101將各接觸器102設(shè)定為非勵(lì)磁狀態(tài)。由此切斷向馬達(dá)100的供電來(lái)使機(jī)械手202停止動(dòng)作。在各非接觸式開(kāi)關(guān)S中，在感測(cè)部1和促動(dòng)部2之間以非接觸的方式進(jìn)行通信，以此相互向?qū)Ψ桨l(fā)送特定頻率的信號(hào)。下面，著眼于一個(gè)非接觸式開(kāi)關(guān)S來(lái)對(duì)其結(jié)構(gòu)及動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。首先，圖4示出了非接觸式開(kāi)關(guān)S的電結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)行與促動(dòng)部2之間的通信、信號(hào)處理，在感測(cè)部1上，除了設(shè)有天線線圈11、 天線電路12(用于阻抗匹配的電路)、發(fā)送電路13及接收電路18以外，還設(shè)有兩個(gè)控制部 10AU0B以及用于輸出檢測(cè)信號(hào)的輸出電路17。下面，在各自提及各控制部10AU0B的情況下，將控制部IOA稱為“第一控制部10A”，將控制部IOB稱為“第二控制部10B”。各控制部10AU0B包括CPU及非易失性存儲(chǔ)器。第一控制部IOA包括用于生成發(fā)送用信號(hào)的振蕩電路，通過(guò)使該振蕩電路振蕩來(lái)向發(fā)送電路13供給恒定頻率(以下稱為X 赫茲，例如，X= 125KHz)的信號(hào)。在發(fā)送電路13中，對(duì)該信號(hào)實(shí)施放大等處理來(lái)生成X赫茲的發(fā)送信號(hào)。發(fā)送信號(hào)經(jīng)由天線電路12供給到天線線圈11，并作為電磁波來(lái)發(fā)送。接收電路18包括檢波電路14、放大電路15及比較器16。檢波電路14對(duì)天線電路12所傳遞的信號(hào)的包絡(luò)線進(jìn)行檢波，由此對(duì)天線線圈11從外部接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。該接收信號(hào)被放大電路15放大后，通過(guò)比較器16轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，并輸入到各控制部10A、 10B。在各控制部10AU0B中，相互同步地進(jìn)行動(dòng)作的同時(shí)，利用從比較器16輸入的接收信號(hào)來(lái)判定是否有促動(dòng)部2。并且，在判定為有促動(dòng)部2時(shí)輸出高電平信號(hào)，在判定為沒(méi)有促動(dòng)部2時(shí)則輸出低電平信號(hào)。在輸出電路17中，輸出從各控制部10AU0B輸出的信號(hào)的邏輯積作為檢測(cè)信號(hào)。因此，只有在控制部10AU0B—同判定為有促動(dòng)部2時(shí)，檢測(cè)信號(hào)
是高電平信號(hào)。促動(dòng)部2中安裝有包括由天線線圈21及電容22構(gòu)成的共振電路、電源電路23、計(jì)數(shù)器電路24、電阻25以及場(chǎng)效應(yīng)型晶體管沈的電路。若門(mén)部201關(guān)閉而成為促動(dòng)部2與感測(cè)部1相接近的狀態(tài)，且從感測(cè)部1輸出電磁波，則雙方的天線線圈11、21電磁耦合，由此促動(dòng)部2的天線線圈21也傳遞X赫茲的交流信號(hào)。電源電路23通過(guò)對(duì)天線線圈21的電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行整流來(lái)生成用于驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器電路M 的電力。計(jì)數(shù)器電路M對(duì)天線線圈21所傳遞的X赫茲的信號(hào)以規(guī)定比率進(jìn)行分頻，由此輸出Y赫茲的脈沖信號(hào)。該脈沖信號(hào)輸入到晶體管沈的柵極，由此天線線圈21經(jīng)由電阻 25及晶體管沈連接到恒定電壓VSS。以與來(lái)自計(jì)數(shù)器電路M的輸出對(duì)應(yīng)的周期(1/Y秒)重復(fù)上述的連接。由此，處于耦合狀態(tài)的天線線圈11、21之間的電磁波及各天線線圈11、21所傳遞的信號(hào)以1/Y秒的周期進(jìn)行振幅調(diào)制。利用檢波電路14檢測(cè)該調(diào)制部分的信號(hào)成分作為接收信號(hào)?？偨Y(jié)上述的信號(hào)處理的話，無(wú)論感測(cè)部1是否與促動(dòng)部2相接近，該感測(cè)部1都從天線線圈11發(fā)送X赫茲的電磁波。在促動(dòng)部2與感測(cè)部1相接近的情況下，由電磁波起動(dòng)的促動(dòng)部2中，根據(jù)從感測(cè)部1接收的信號(hào)來(lái)生成Y赫茲的信號(hào)，并將該Y赫茲的信號(hào)經(jīng)由電磁波發(fā)送到感測(cè)部1。感測(cè)部1利用接收電路18檢測(cè)Y赫茲的接收信號(hào)，并將檢測(cè)出的接收信號(hào)輸入到各控制部10A、10B。圖5是示出了上述的非接觸式開(kāi)關(guān)S的感測(cè)部1的信號(hào)處理的具體例的時(shí)序圖。 圖中的(1)部分是發(fā)送電路13所生成的發(fā)送信號(hào)，(2)部分是沒(méi)接近促動(dòng)部2時(shí)的電磁波， ⑶部分是接近促動(dòng)部2時(shí)的電磁波。天線線圈11、21的信號(hào)也與圖5的⑵部分、(3)部分是相同的狀態(tài)。圖5的(4)部分是利用檢波電路14檢測(cè)圖5的(3)部分的信號(hào)的包絡(luò)線(用單點(diǎn)劃線表示)之后，通過(guò)利用放大電路15放大來(lái)檢測(cè)出的接收信號(hào)。圖5的( 部分是利用比較器16對(duì)圖5的(4)部分的接收信號(hào)進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換后的信號(hào)。如圖5的(1)部分所示，在本實(shí)施例中，交替地設(shè)定輸出X赫茲的發(fā)送信號(hào)的期間 (根據(jù)第一控制部IOA內(nèi)的振蕩電路的振蕩來(lái)進(jìn)行，因此以下將該期間稱為“振蕩期間”)和停止輸出發(fā)送信號(hào)的期間(以下稱為“非振蕩期間”)。在促動(dòng)部2沒(méi)有與感測(cè)部1相接近的狀態(tài)下，不產(chǎn)生信號(hào)的調(diào)制，因此，如圖5的( 部分所示，電磁波與發(fā)送信號(hào)相同。相對(duì)于此，在促動(dòng)部2與感測(cè)部1相接近的情況下，促動(dòng)部2響應(yīng)于振蕩期間中的發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)，因此，如圖5的C3)部分、(4)部分及( 部分所示，在振蕩期間中的電磁波中產(chǎn)生調(diào)制，并根據(jù)該信號(hào)來(lái)檢測(cè)Y赫茲的接收信號(hào)。但是，在非振蕩期間中，由于促動(dòng)部2也不工作，因此接收信號(hào)幾乎不發(fā)生變化，從而從比較器16輸出的信號(hào)的頻率是0 赫茲。在感測(cè)部1的各控制部10AU0B內(nèi)的存儲(chǔ)器中，預(yù)先登記有從促動(dòng)部2發(fā)送的信號(hào)的頻率Y。在各控制部10AU0B中，設(shè)定振蕩期間及非振蕩期間的同時(shí)對(duì)各期間的接收信號(hào)與自身電路的工作以及存儲(chǔ)器內(nèi)的頻率Y進(jìn)行對(duì)照，由此判定是否有促動(dòng)部2。圖6示出了用于檢測(cè)促動(dòng)部2的各控制部10AU0B所執(zhí)行的具體的步驟。參照該流程圖的各步驟的編號(hào)(STl ST9)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，首先，開(kāi)始振蕩電路的振蕩(步驟STl)， 在維持該狀態(tài)的同時(shí)從比較器16輸入接收信號(hào)直到經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間為止(步驟SD)。其次， 停止振蕩電路的振蕩(步驟SB)，在維持該狀態(tài)的同時(shí)從比較器16輸入接收信號(hào)直到經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間為止(步驟ST4)。通過(guò)上述的步驟STl ST4的處理執(zhí)行一個(gè)周期的振蕩期間及非振蕩期間。另外， 實(shí)質(zhì)上只有第一控制部IOA執(zhí)行STl及ST3的各步驟，但在第二控制部IOB中，也根據(jù)第一控制部IOA的工作來(lái)識(shí)別振蕩的開(kāi)始及停止的時(shí)刻。若執(zhí)行一個(gè)周期的振蕩期間及非振蕩期間，則在步驟ST5中，分析各期間的接收信號(hào)。在這里，振蕩期間中的接收信號(hào)通過(guò)Y赫茲的頻率以準(zhǔn)確的規(guī)則變化(步驟ST6為“是”的情況下)，若非振蕩期間的接收信號(hào)為0赫茲(步驟ST7為“是”的情況下)，則判定為有促動(dòng)部2(步驟ST8)。另一方面，在振蕩期間中接收的信號(hào)不是Y赫茲的情況下(步驟 ST6為“否”的情況下)，或者，在停止期間也接收了大于0頻率的信號(hào)的情況下(步驟ST7 為“否”的情況下)，則判定為沒(méi)有促動(dòng)部2 (步驟ST9)。圖7是對(duì)于在上述的各期間檢測(cè)出的接收信號(hào)(由檢波/放大后的信號(hào)來(lái)表示)， 對(duì)比如下情況的各例而示出的圖(1)在接收了正常的信號(hào)的情況、(2)在振蕩期間中接收了不同于Y赫茲的頻率(Z赫茲)的信號(hào)的情況、(3)在停止期間中接收信號(hào)變動(dòng)的情況。在如圖7的( 部分示出的發(fā)生異常的情況下，具有如下可能性促動(dòng)部2或感測(cè)部1的接收側(cè)的電路發(fā)生了故障，或者感測(cè)部1的周?chē)嬖谌缗c電磁波進(jìn)行共振而工作的設(shè)備。此外，在如圖7的( 部分示出的發(fā)生異常的情況下，具有感測(cè)部1的發(fā)送電路13 或天線電路12發(fā)生故障的可能性。或者，還存在感測(cè)部1的周?chē)元?dú)自進(jìn)行振蕩的設(shè)備的可能性。在本實(shí)施例中，在檢測(cè)出不同于圖7的(1)部分示出的信號(hào)的狀態(tài)的信號(hào)的情況下，全部都判斷為沒(méi)有促動(dòng)部2來(lái)向控制器101發(fā)送低電平的檢測(cè)信號(hào)，因此，無(wú)論異常的原因如何，都能可靠地停止機(jī)械手202的動(dòng)作來(lái)確保安全。其次，圖8示出了促動(dòng)部2的另一結(jié)構(gòu)例。本實(shí)施例的促動(dòng)部2的基本的電路結(jié)構(gòu)也與圖4示出的結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別在于具有輸出端子QA、QB、QC、QD的部分作為計(jì)數(shù)器電路M，該輸出端子QA、QB、QC、QD如圖4那樣根據(jù)分頻比來(lái)進(jìn)行分頻，并各自輸出根據(jù)各個(gè)分頻來(lái)生成的信號(hào)。晶體管沈的柵極與輸出端子QA、QB、QC、QD中任一個(gè)輸出端子相連接。若采用上述結(jié)構(gòu)，則能夠根據(jù)將任一個(gè)輸出端子與晶體管沈相連接，將從促動(dòng)部 2發(fā)送到感測(cè)部1的信號(hào)的頻率設(shè)定為不同的頻率。因此，即使與正規(guī)的促動(dòng)部2相同型號(hào)的促動(dòng)部2接近感測(cè)部1，只要從該促動(dòng)部2發(fā)送的信號(hào)的頻率不與正規(guī)的促動(dòng)部2發(fā)送的信號(hào)相一致，就不會(huì)使開(kāi)關(guān)功能無(wú)效。因此，開(kāi)關(guān)功能不易變得無(wú)效，從而能夠進(jìn)一步提高安全性。另外，在采用圖8的結(jié)構(gòu)的情況下，在實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器電路M和晶體管沈之間的連接時(shí)，也可以不變更結(jié)構(gòu)，可以在晶體管沈和計(jì)數(shù)器電路M之間設(shè)置開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，由此能夠利用外部信號(hào)或設(shè)在促動(dòng)部2的筐體上的開(kāi)關(guān)，恰當(dāng)?shù)夭僮鏖_(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)來(lái)變更頻率。此外，對(duì)于圖4的結(jié)構(gòu)的促動(dòng)部2，也只要選擇并安裝分頻比不同的多個(gè)計(jì)數(shù)器電路中的某個(gè)計(jì)數(shù)器電路作為計(jì)數(shù)器電路M，則能夠制造發(fā)送的信號(hào)的頻率各自不同的多個(gè)促動(dòng)部2，從而能夠?qū)⑦@些促動(dòng)部2中任一個(gè)促動(dòng)部2與感測(cè)部1進(jìn)行組合。在根據(jù)如上述的促動(dòng)部2來(lái)使發(fā)送信號(hào)的頻率互不相同情況下，優(yōu)選的是，出廠時(shí)在感測(cè)部1的各控制部10AU0B上不登記頻率，而在車(chē)間安裝非接觸式開(kāi)關(guān)S之后進(jìn)行登記頻率的處理。圖9示出了與該登記處理(示教)相關(guān)的步驟。例如，將沒(méi)有登記頻率的狀態(tài)的感測(cè)部1和促動(dòng)部2安裝到門(mén)部201之后，關(guān)閉門(mén)部201來(lái)向感測(cè)部1供電，由此執(zhí)行圖9的示教處理。與圖6示出的促動(dòng)部2的檢測(cè)處理同樣地，該處理也利用兩個(gè)控制部10AU0B來(lái)同時(shí)執(zhí)行。下面，參照?qǐng)D9來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，首先，交替地執(zhí)行振蕩期間和非振蕩期間，輸入各期間的接收信號(hào)并進(jìn)行分析(步驟STll至步驟STK)。在這里，若在振蕩期間中接收0赫茲以外且具有規(guī)則性的信號(hào)(步驟ST16為“是”的情況下)，且非振蕩期間中的接收信號(hào)是0 赫茲(步驟ST17為“是”的情況下)，則臨時(shí)登記在振蕩期間中接收的信號(hào)的頻率(步驟 ST18)。進(jìn)而，在該示教處理中，再執(zhí)行一個(gè)周期的振蕩期間及非振蕩期間，以此輸入各期間的接收信號(hào)并進(jìn)行分析(步驟ST19至步驟ST23)。在這里，若在振蕩期間中接收到與臨時(shí)登記的頻率相同的頻率的信號(hào)(步驟STM為“是”的情況下)，且非振蕩期間中的接收信號(hào)是0赫茲(步驟ST25為“是”的情況下)，則正式登記臨時(shí)登記的頻率(步驟ST26)。此后，若重新起動(dòng)感測(cè)部1，則感測(cè)部1利用已登記的頻率來(lái)執(zhí)行圖6示出的檢測(cè)處理。這樣，在示教處理中，執(zhí)行兩個(gè)周期的振蕩期間及非振蕩期間，若達(dá)到在各周期的振蕩期間接收的信號(hào)的頻率相一致且各周期的非振蕩期間的接收信號(hào)沒(méi)有變動(dòng)的條件，則將在各振蕩期間接收的信號(hào)的頻率登記到存儲(chǔ)器中(其中，所執(zhí)行的周期不限定于兩個(gè)周期，也可以執(zhí)行三個(gè)周期以上)。另一方面，在最初的振蕩期間中接收的信號(hào)不規(guī)則的情況下(步驟ST16為“否”的情況下)，或者在第二次振蕩期間接收的信號(hào)的頻率與臨時(shí)登記的信號(hào)不一致的情況下(步驟STM為“否”的情況下)，或者在非振蕩期間中接收了大于0的頻率的信號(hào)的情況下(步驟ST17或步驟ST25為“否”的情況下)，輸出例如警報(bào)作為錯(cuò)誤處理(步驟ST27)。若采用上述的示教處理，則沒(méi)有必要在出廠前針對(duì)感測(cè)部1的各控制部10AU0B 登記頻率，而能夠在安裝時(shí)登記與組合的促動(dòng)部2相對(duì)應(yīng)的頻率，從而能夠提高便利性。此外，在登記頻率之后來(lái)自促動(dòng)部2的信號(hào)的頻率發(fā)生變更的情況下，也能夠利用來(lái)自控制器101的信號(hào)或操作設(shè)在感測(cè)部1的筐體上的開(kāi)關(guān)等來(lái)使登記的頻率復(fù)位，由此執(zhí)行示教處理?；蛘咭部梢詫⑤斎朐俅蔚怯浉袦y(cè)部1的頻率的指示信號(hào)或在感測(cè)部1上設(shè)定了特別的布線，作為示教處理的契機(jī)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性若采用上述結(jié)構(gòu)的非接觸式開(kāi)關(guān)，則感測(cè)部1、促動(dòng)部2的電路結(jié)構(gòu)都變得簡(jiǎn)單， 此外，交替地重復(fù)發(fā)送X赫茲的電磁波的期間和停止該發(fā)送的期間的同時(shí)對(duì)接收信號(hào)的頻率進(jìn)行分析，由此能夠高精度地判定是否有促動(dòng)部。因此，能夠確保非接觸式開(kāi)關(guān)的性能的同時(shí)，能夠低價(jià)提供非接觸式開(kāi)關(guān)。此外，通過(guò)使電路結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，感測(cè)部1、促動(dòng)部2都能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，且安裝變得簡(jiǎn)單。因此，除了安全目的以及保密管理之外，也能夠容易地利用于檢測(cè)機(jī)械手等移動(dòng)物體的用途。附圖標(biāo)記的說(shuō)明S非接觸式開(kāi)關(guān)1感測(cè)部2促動(dòng)部IOA第一控制部IOB第二控制部11、21天線線圈13發(fā)送電路14檢波電路
18接收電路M計(jì)數(shù)器電路26晶體管
權(quán)利要求
1.一種非接觸式開(kāi)關(guān)，具有促動(dòng)部，其安裝在移動(dòng)的物體上，感測(cè)部，其進(jìn)行以非接觸的方式檢測(cè)所述促動(dòng)部的處理，并輸出用于表示是否檢測(cè)到所述促動(dòng)部的信號(hào)；在所述促動(dòng)部設(shè)有第一天線線圈，在所述感測(cè)部設(shè)有第二天線線圈；其特征在于，在所述感測(cè)部中，在第二天線線圈上連接有發(fā)送電路和接收電路，所述發(fā)送電路使所述第二天線線圈發(fā)送恒定頻率的電磁波，所述接收電路用于檢測(cè)所述第二天線線圈從外部接收的信號(hào)；在所述促動(dòng)部中，在第一天線線圈上連接有電源電路和信號(hào)處理電路，所述電源電路對(duì)在第一天線線圈上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行整流，所述信號(hào)處理電路接受該電源電路的供電， 對(duì)天線線圈所接收的信號(hào)進(jìn)行分頻，并由所述天線線圈發(fā)送分頻后的信號(hào)；所述感測(cè)部具有控制電路，該控制電路包括用于登記從所述促動(dòng)部發(fā)送的信號(hào)的頻率的存儲(chǔ)器，該控制電路一邊對(duì)所述發(fā)送電路的動(dòng)作進(jìn)行控制，一邊將所述接收電路檢測(cè)出的接收信號(hào)與發(fā)送電路的動(dòng)作以及已登記在所述存儲(chǔ)器中的頻率進(jìn)行對(duì)照，由此判定所述促動(dòng)部是否與所述感測(cè)部相接近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的非接觸式開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述促動(dòng)部的信號(hào)處理電路包括計(jì)數(shù)器電路，該計(jì)數(shù)器電路用于對(duì)所述第一天線線圈所接收的信號(hào)進(jìn)行分頻，該信號(hào)處理電路按照所述計(jì)數(shù)器電路輸出的信號(hào)的周期，對(duì)針對(duì)所述第一天線線圈的電磁波進(jìn)行振幅調(diào)制；所述感測(cè)部的接收電路包括檢波電路，該檢波電路對(duì)所述第二天線線圈所傳遞的信號(hào)的包絡(luò)線進(jìn)行檢波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的非接觸式開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述感測(cè)部的控制電路交替地執(zhí)行使所述發(fā)送電路在規(guī)定期間進(jìn)行動(dòng)作的控制和使發(fā)送電路在規(guī)定期間停止動(dòng)作的控制，并且將處于特定狀態(tài)作為用于判定為所述促動(dòng)部與所述感測(cè)部相接近的條件來(lái)執(zhí)行所述判定處理，該特定狀態(tài)是指，所述接收電路在所述發(fā)送電路進(jìn)行動(dòng)作的期間所接收的信號(hào)的頻率與已登記在存儲(chǔ)器中的頻率相一致，并且接收電路在發(fā)送電路停止動(dòng)作的期間檢測(cè)不出接收信號(hào)的電平變化的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)記載的非接觸式開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述促動(dòng)部能改變所述信號(hào)處理電路的分頻比；在所述感測(cè)部的控制電路上還設(shè)有登記處理單元，在規(guī)定條件下，該登記處理單元從所述接收電路在所述發(fā)送電路進(jìn)行動(dòng)作時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)檢測(cè)出其頻率，并將該頻率登記到所述存儲(chǔ)器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)記載的非接觸式開(kāi)關(guān)，其特征在于，導(dǎo)入所述信號(hào)處理電路的分頻比分別不同的多個(gè)促動(dòng)部中的某一個(gè)作為所述促動(dòng)部；在所述感測(cè)部的控制電路上還設(shè)有登記處理單元，在規(guī)定條件下，該登記處理單元從所述接收電路在所述發(fā)送電路進(jìn)行動(dòng)作時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)檢測(cè)出其頻率，并將該頻率登記到所述存儲(chǔ)器中。
全文摘要
本發(fā)明是非接觸式開(kāi)關(guān)具有促動(dòng)部(2)和感測(cè)部(1)。感測(cè)部(1)具有天線線圈(11)、使天線線圈(11)發(fā)送恒定頻率的電磁波的發(fā)送電路(13)、用于檢測(cè)天線線圈(11)從外部接收的信號(hào)的接收電路(18)以及控制電路(10A、10B)。促動(dòng)部(2)具有天線線圈(21)；電源電路(23)，對(duì)在天線線圈上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行整流；信號(hào)處理電路，從電源電路(23)供電，對(duì)天線線圈(21)所接收的信號(hào)進(jìn)行分頻，并由天線線圈(21)發(fā)送分頻后的信號(hào)。感測(cè)部(1)的控制電路包括用于登記從促動(dòng)部(2)發(fā)送的信號(hào)的頻率的存儲(chǔ)器。控制電路將接收電路(18)檢測(cè)出的接收信號(hào)與發(fā)送電路(13)的動(dòng)作以及已登記在所述存儲(chǔ)器中的頻率進(jìn)行對(duì)照，由此判定促動(dòng)部(2)是否與感測(cè)部(1)相接近。
文檔編號(hào)H03K17/95GK102273074SQ201080003944
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者中山晃行, 岡本和倫, 樋口敏之, 神園大知, 西內(nèi)智 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社