CN112985254A - 具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器 - Google Patents

具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器 Download PDF

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刘靖宇
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Abstract

本发明公开了一种具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器，包括壳体、转轴以及安装在壳体内的套管、集流环、第一簧片和电极安装盘，转轴通过轴承与壳体连接，套管套装在转轴上，集流环套装在套管上，第一簧片安装在集流环上，转轴穿过电极安装盘的中心通孔，电极安装盘上设有一个或多个电极，第一簧片的第一电刷在旋转过程中能够与电极导电接触，第一簧片和每个电极分别与多条引线导电连接。本发明将与旋转电位器相似的结构改进为位置信号反馈器，可以实现多个目标的多位置检测功能和相应的多联多开关功能，检测精度高，可靠性强，可以满足具有较多位置检测、较多信号输出、需要开关功能和高精度角度检测的需求。

Description

具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器
技术领域
本发明涉及一种位置信号反馈装置，尤其涉及一种具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器。
背景技术
位置信号反馈器是用于检测物体是否运动到某个具***置的信号检测装置，其基本原理是当物体运动到该位置时触动开关装置并发出电信号，从而实现检测功能。
传统的位置信号反馈器一般只有单一的位置信号反馈功能，没有开关功能和精密角度检测功能，而且只有一个信号输出，如果需要检测多个位置信号、实现多路信号输出，则需要采用多个位置信号反馈器，不但增加占用空间和设备成本，而且多信号采集应用比较繁琐，降低了检测精度和可靠性。
综上，传统位置信号反馈器因其检测位置单一、输出信号少、没有开关功能、角度检测精度低的原因难以满足具有较多位置检测、较多信号输出、需要开关功能和高精度角度检测的需求，限制了位置检测尤其是角度位置检测领域的进步和发展。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器，包括壳体、转轴以及安装在所述壳体内的套管、集流环、第一簧片和电极安装盘，所述转轴穿过所述壳体并通过轴承与所述壳体连接，所述套管套装在所述转轴上，所述集流环套装在所述套管上，所述第一簧片安装在所述集流环上，所述第一簧片包括第一电刷，与所述转轴相互垂直的所述电极安装盘设有中心通孔且所述转轴穿过该中心通孔，所述电极安装盘与所述壳体的内壁连接，所述电极安装盘上靠近所述第一簧片的一侧表面设有一个或多个电极，所述第一电刷在旋转过程中能够与所述电极导电接触，所述第一簧片和每个所述电极分别与一一对应的多条引线的内端导电连接，所述引线的外端穿过所述壳体上的通孔置于所述壳体外。
作为优选，为了实现多个位置检测功能以及实现多个目标的多个位置检测功能，所述电极为多个且设置在所述电极安装盘的对应侧面的一个圆周上或多个同圆心的圆周上，如果多个所述电极设置在所述电极安装盘的对应侧面的一个圆周上，则所述第一电刷为一个；如果多个所述电极设置在所述电极安装盘的对应侧面的多个同圆心的圆周上，则所述第一电刷为多个且与所述电极安装盘上同圆心圆周的数量相同并一一对应。
作为优选，为了便于将第一簧片的点信号引出且不受到集流环的旋转影响，所述电极安装盘上安装有引线柱，所述引线柱穿过所述电极安装盘，所述引线柱上靠近所述集流环的一端连接有第二簧片，所述第二簧片上安装有第二电刷，所述引线柱的另一端与对应的所述引线连接，所述集流环上靠近所述第二簧片的一侧表面设有导电带，所述导电带与所述第一簧片导电连通，所述第二电刷能够在所述集流环旋转过程中始终与所述导电带导电接触。
作为优选，为了便于安装各部件，所述壳体包括相互连接的底座和盖板。
本发明的有益效果在于：
本发明将与旋转电位器相似的结构改进为位置信号反馈器，能够将多个位置信号检测通路集成在一起，以旋转方式实现检测目的，并可以实现多个目标的多位置检测功能，通过第一簧片与多个内外圈电极之间的接触导通、不接触断开的工作状态，可以实现相应的多联多开关功能，而且只要电极位置与目标实际位置之间的对应关系足够精准，即可实现精密角度检测功能；总体来说，本发明所述位置信号反馈器检测精度高，可靠性强，可以满足具有较多位置检测、较多信号输出、需要开关功能和高精度角度检测的需求，且整个装置结构紧凑，体积小、重量轻，便于应用，利于位置检测尤其是角度位置检测领域的进步和发展。
附图说明
图1是本发明所述具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器的主视剖视图；
图2是本发明所述电极安装盘的右视结构示意图之一，图中比例小于图1并示出了引线；
图3是本发明所述电极安装盘的右视结构示意图之二，比例与图2相同并示出了引线；
图4是本发明所述电极安装盘的右视结构示意图之三，比例与图2相同并未示出引线；
图5是本发明所述电极安装盘的右视结构示意图之四，比例与图2相同并示出了引线；
图6是本发明所述电极安装盘的右视结构示意图之五，比例与图2相同并示出了引线；
图7是本发明所述电极安装盘的右视结构示意图之六，比例与图2相同并未示出引线；
图8是本发明所述电极安装盘的右视结构示意图之七，比例与图2相同并未示出引线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图8所示，本发明所述具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器包括壳体、转轴9以及安装在所述壳体内的套管8、集流环6、第一簧片4和电极安装盘3，转轴9穿过所述壳体并通过轴承7与所述壳体连接，套管8套装在转轴9上，集流环6套装在套管8上，第一簧片4安装在集流环6上，第一簧片4包括第一电刷5，与转轴9相互垂直的电极安装盘3设有中心通孔且转轴9穿过该中心通孔，电极安装盘3与所述壳体的内壁连接，电极安装盘3上靠近第一簧片4的一侧表面设有一个或多个电极14，第一电刷5在旋转过程中能够与电极14导电接触，第一簧片4和每个电极14分别与一一对应的多条引线13的内端导电连接，引线13的外端穿过所述壳体上的通孔置于所述壳体外。作为优选，电极14为多个且设置在电极安装盘3的对应侧面的一个圆周上或多个同圆心的圆周上，如果多个电极14设置在电极安装盘3的对应侧面的一个圆周上，则第一电刷5为一个；如果多个电极14设置在电极安装盘3的对应侧面的多个同圆心的圆周上，则第一电刷5为多个且与电极安装盘3上同圆心圆周的数量相同并一一对应；电极安装盘3上安装有引线柱10，引线柱10穿过电极安装盘3，引线柱10上靠近集流环6的一端连接有第二簧片11，第二簧片11上安装有第二电刷12，引线柱10的另一端与对应的引线13连接，集流环6上靠近第二簧片11的一侧表面设有导电带（图中未示，与现有技术旋转电位器的电阻体上的导电带相同），所述导电带与第一簧片4导电连通，第二电刷12能够在集流环6旋转过程中始终与所述导电带导电接触；所述壳体包括相互连接的底座2和盖板1。
如图1-图8所示，使用时，根据实际应用场景，可以将需要检测或控制的目标位置与电极14形成对应关系，第二簧片11对应的引线13为多个电极14共用的引线，每个电极14对应的引线13为识别对应位置的引线，在目标移动时会带动转轴9旋转（如果目标旋转运动则可直接带动转轴9旋转，如果目标直线运动则可通过齿轮齿条等转换装置带动转轴9旋转），从而带动套管8、集流环6、第一簧片4、第二簧片11同步旋转，第一电刷5在对应位置与对应的电极14接触导通，从而实现对应的位置检测功能和/或导通即开关中的“开”功能，其信号传输路径为：引线柱10-第二簧片11-第二电刷12-集流环6上的导电带-第一簧片4 -第一电刷5-对应电极14；第一电刷5没有接触的电极14则处于断开即开关中的“关”状态。
举例来说，可以将本发明所述位置信号反馈器用于风门装置的风门位置检测，比如在电极安装盘3的左、上、右三个位置分别设置一个电极14，当第一电刷5与左边电极14连通时，对应检测位置为0度，说明风门位置没有发生变化，风门装置处于关闭状态；当第一电刷5与上边电极14连通时，对应检测位置为90度，说明风门位置发生了90度的运动，风门装置处于运动状态；当第一电刷5与右边电极14连通时，对应检测位置为180度，说明风门位置发生了180度的运动，风门装置处于极限位置状态。根据实际需要，本发明所述位置信号反馈器可用于各种需要针对多个目标、多个位置检测和/或开关控制的应用场景。
根据实际应用情况，本发明所述位置信号反馈器有多种不同的具体结构，下面举例说明：
如图1和图2所示，只有一个电极14和两条引线13，此时为单联（一联对应一个目标）单开关（与每个目标对应）应用；
如图1和图3所示，有两个电极14和三条引线13，两个电极14设于同一个圆周上，此时为单联双开关应用；
如图1和图4所示，有两个以上电极14和三条以上引线13，多个电极14设于同一个圆周上，此时为单联多开关应用；
如图1和图5所示，有两个电极14和三条引线13，两个电极14分别设于内外两个圆周上，此时为双联单开关应用；
如图1和图6所示，有四个电极14和五条引线13，四个电极14分别设于内外两个圆周上，此时为双联双开关应用；
如图1和图7所示，有四个以上电极14和五条以上引线13，多个电极14分别设于内外两个圆周上，此时为双联多开关应用；
如图1和图8所示，有六个以上电极14和七条以上引线13，多个电极14分别设于内外两个以上圆周上，此时为两个以上的多联多开关应用。
说明：上述结构中，壳体、转轴9、套管8、集流环6、第一簧片4和第二簧片11均与现有技术中旋转电位器的结构类似，相关部件的特性、加工方法等也相同，电极安装盘3与旋转电位器的电阻体对应但结构不同，电阻体是在其表面设置电阻带，本发明是在电极安装盘3的表面设置电极14，这个结构变化导致本发明所述位置信号反馈器与电阻体的工作原理和技术效果发生本质变化，所以本发明所述位置信号反馈器与旋转电位器不构成近似技术。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器，其特征在于：包括壳体、转轴以及安装在所述壳体内的套管、集流环、第一簧片和电极安装盘，所述转轴穿过所述壳体并通过轴承与所述壳体连接，所述套管套装在所述转轴上，所述集流环套装在所述套管上，所述第一簧片安装在所述集流环上，所述第一簧片包括第一电刷，与所述转轴相互垂直的所述电极安装盘设有中心通孔且所述转轴穿过该中心通孔，所述电极安装盘与所述壳体的内壁连接，所述电极安装盘上靠近所述第一簧片的一侧表面设有一个或多个电极，所述第一电刷在旋转过程中能够与所述电极导电接触，所述第一簧片和每个所述电极分别与一一对应的多条引线的内端导电连接，所述引线的外端穿过所述壳体上的通孔置于所述壳体外。
2.根据权利要求1所述的具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器，其特征在于：所述电极为多个且设置在所述电极安装盘的对应侧面的一个圆周上或多个同圆心的圆周上，如果多个所述电极设置在所述电极安装盘的对应侧面的一个圆周上，则所述第一电刷为一个；如果多个所述电极设置在所述电极安装盘的对应侧面的多个同圆心的圆周上，则所述第一电刷为多个且与所述电极安装盘上同圆心圆周的数量相同并一一对应。
3.根据权利要求1或2所述的具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器，其特征在于：所述电极安装盘上安装有引线柱，所述引线柱穿过所述电极安装盘，所述引线柱上靠近所述集流环的一端连接有第二簧片，所述第二簧片上安装有第二电刷，所述引线柱的另一端与对应的所述引线连接，所述集流环上靠近所述第二簧片的一侧表面设有导电带，所述导电带与所述第一簧片导电连通，所述第二电刷能够在所述集流环旋转过程中始终与所述导电带导电接触。
4.根据权利要求1或2所述的具有开关功能和精密角度检测功能的位置信号反馈器，其特征在于：所述壳体包括相互连接的底座和盖板。
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