专利名称：具有内置磁铁盘的防水编码装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有内置磁铁盘的防水编码装置，用于将角位移转换成角位移脉冲编码信号。
背景技术：
编码器是把角位移或直线位移信号转换成编码数字信号的一种传感器装置，具有结构各异的机械式、电磁感应式、光电式以及磁感应式等，在工控、转速测量、功率调节等领域已广泛使用。但由于编码器结构原因，致使编码器不易密封或密封不好，在高湿环境，如厨房、浴室等场所的电器上使用受到一定限制，不够安全。现有编码装置在震动场合使用，有的旋钮会发生小幅度的转动，从而会导致编码装置输出信号发生变化，影响测量及控制精度。现有磁感应式编码装置的永磁体多设置于面板上的旋钮内，并且该旋钮采用机械方式定位，不利于旋钮的小型化设计。
发明内容为避免现有编码装置存在的上述不足，本实用新型提供一种结构紧凑、成本低的具有内置可旋转磁铁盘的防水编码装置，使得编码装置在高湿环境中以及受震动影响时也能够安全、稳定地工作。本实用新型具有内置磁铁盘的防水编码装置，包括—磁铁盘,近外周部分间隔分布若干磁体；—旋钮,旋钮内设置一轴或轴套筒，围绕该轴或该轴套筒设置2-4个弹性定位片，外壁内设一环行空腔，于该环行空腔的口部设置一导磁环；一感应电路板，设有用于检测所述旋钮和所述磁铁盘两者的角位移信号的磁敏感元件；一定位轴，包括头部、中部及尾部，所述磁铁盘通过轴承或轴套安装于该定位轴的中部，所述感应电路板贴近所述磁铁盘固定于该定位轴的尾部；及，一圆形支撑座，中心处设置轴套，外周壁设置若干定位槽，该支撑座位于面板上面，所述定位轴的头部从内向外穿插所述面板的安装孔，于该轴套内通过一紧固螺钉或具有紧固螺钉的轴的紧固螺钉与所述定位轴的头部螺接；所述旋钮安装于所述支撑座上，它的轴和所述支撑座内的轴套动配合或它的轴套筒与所述具有紧固螺钉的轴动配合，它的所述弹性定位片对应所述圆形支撑座外周壁相应的定位槽，该导磁环被所述磁铁盘的若干磁体吸住使所述磁铁盘可与该旋钮同步旋转。其中，所述圆形支撑座和所述面板之间还设置一防水密封垫。所述定位轴的头部上端设第一定位平面，尾部设第二定位平面，该第一定位平面与所述圆形支撑座中轴套的底面上的带定位面的外轴孔配合，该第二定位平面与所述感应电路板的中心扁孔配合，以保证所述感应电路板的磁敏感元件和所述圆形支撑座上的定位槽的初始位置。所述磁铁盘包括一个塑料盘，塑料盘的中间设安装孔，近外周部分、同一个圆周上间隔设置若干空腔，于各空腔内镶嵌一个柱形磁体。所述磁铁盘也可采用一体成型磁铁盘，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、同一个圆周上选择局部充磁形成若干磁体。所述磁铁盘的相邻两磁体的极性相反。所述定位轴上的所述感应电路板应尽可能贴近所述磁铁盘安装，所述磁铁盘上的磁体的下表面与所述感应电路板上的磁敏感元件表面之间的距离为O. 2-3. 5mm，优选
O.5-2mm。所述旋钮的内顶面向下延伸出2_4个弹性定位片,用于与所述圆形支撑座的外周壁相应的定位槽配合定位。也可在所述旋钮的内顶面向下铆接2-4个弹性定位片，用于与所述圆形支撑座的外周壁相应的定位槽配合定位。本实用新型编码装置将一可旋转磁铁盘和感应电路板均内置于机壳面板内，面板上的旋钮内的导磁环被内置的磁铁盘吸引以磁力使旋钮轴向定位，同时结合旋钮内弹性定位片与圆形支撑座的定位槽配合定位，使得旋钮在受震动时不会发生旋转，而受到手动扭力时磁铁盘随旋钮同步转动，感应电路板的磁敏感元件输出表示旋钮和磁铁盘两者的角位移脉冲编码信号。其内置于机壳面板内的磁铁盘和感应电路板通过一定位轴安装、定位,感应电路板更能贴近磁铁盘，磁铁盘上的磁体的下表面与感应电路板上的磁敏感元件的间距减小，使磁敏感元件输出信号幅值增加，减少了后级信号放大处理的成本。本装置结构紧凑，有利于旋钮的小型化设计，易防水密封，抗震动，成本低，特别适合于高湿环境、易受震动的场合使用。
图1为实施例1编码装置立体分解示意图；图2为图1的剖视图；图3为图1中定位轴放大图；图4为实施例2编码装置结构示意图；图5为图4中带紧固螺钉112’的轴11’示意图，固螺钉轴112’部分用于圆形支撑座20和定位轴50之间的紧固。
具体实施方式
以下结合附图及实施例进一步说明。参照图1-3，实施例1具有内置磁铁盘的防水编码装置主要包括带导磁环13的旋钮10，圆形支撑座20，定位轴50，磁铁盘60，感应电路板70，以及圆形支撑座20与面板40之间的防水密封垫30等。磁铁盘60包括一个塑料盘，塑料盘的中间设安装孔(用于安装轴承或轴套61)，近外周部分、同一个圆周上间隔设置八个空腔，于各空腔内镶嵌一个柱形磁体62。磁铁盘60的相邻两磁体62的极性相反。柱形磁体可选择钕铁硼磁体等。磁铁盘60也可以由塑料和可充磁粉末材料的混合材料模制成型，在磁铁盘60近外周部分通过选择局部充磁方式形成等间隔分布的若干磁体62。感应电路板70上设有中心扁孔73，和用于检测旋钮和所述磁铁盘两者的角位移信号的两个霍尔兀件(或磁敏管)71,两个霍尔兀件分布在与磁铁盘60上八个磁体62对应的一个圆周上、且与圆心的两条连线之间的夹角为22. 5度。图3定位轴50包括带螺孔52的头部51、中部55、头部51与中部55之间的止挡圈54以及尾部56。磁铁盘60通过轴承或轴套61安装于该定位轴50的中部55，感应电路板70通过紧固件80 (如螺母、垫圈)螺固于定位轴50的尾部56。定位轴50的头部51上端设第一定位平面53，尾部55的螺纹段上边设第二定位平面57，第一定位平面53与所述圆形支撑座中轴套23的底面上的带定位面的外轴孔配合，第二定位平面57与所述感应电路板70的中心扁孔73配合，以保证所述感应电路板70的磁敏感元件71和所述圆形支撑座20上的定位槽22的初始位置。圆形支撑座20的外周壁设置多个定位槽22，中心处设置轴套23。圆形支撑座20位于面板40 (如塑料面板、铝面板等)上面，所述定位轴50的头部51从内向外穿插于所述面板40的安装孔41、防水密封垫30，其第一定位平面53与所述圆形支撑座中轴套23的底面上的带定位面的外轴孔(图2中未标序号)配合，且通过位于该轴套23内的一紧固螺钉21与所述定位轴50的头部螺孔52螺接固定。旋钮10的内顶面中部设置轴11，在旋钮10内顶面、围绕该轴11向下延伸2或4个弹性定位片12，弹性定位片12的下端设突起部，用于与所述圆形支撑座20的外周壁相应的定位槽22配合定位；旋钮10的外壁内设一环行空腔，于该环行空腔的口部设置一导磁环13。旋钮10安装于所述圆形支撑座20上，它的轴11和所述圆形支撑座内的轴套23动配合，它的弹性定位片12对应所述圆形支撑座外周相应的定位槽22 (定位槽22与弹性定位片12的突起部配合)，导磁环13被所述磁铁盘60的若干磁体62吸住使所述磁铁盘60可随该旋钮10同步旋转。磁铁盘60随旋钮10同步转动时，感应电路板70上设置的两个霍尔元件71输出表示旋钮和磁铁盘两者的角位移脉冲编码信号。上述圆形支撑座20的顶面外轮廓线为圆弧线，该圆弧线与所述旋钮10的内顶面形成防水密封线。也可以在旋钮10内顶面设置一定位环，该定位环口边沿向下延伸有若干设带突起部的弹性定位片12。上述实施例1中，内置于机壳面板内的磁铁盘60和感应电路板70通过定位轴50安装、定位，感应电路板更能贴近磁铁盘，有利于霍尔元件71输出信号幅值增加，减少后级信号放大处理的成本。该磁铁盘60上的磁体62的下表面与所述感应电路板70上的霍尔元件71表面之间的距离在O. 2-3. 5mm之间选择,优选O. 5_2mm。实施例2具有内置磁铁盘的防水编码装置参照图4-5。实施例2与实施例1主要结构基本相同，其主要包括带导磁环13的旋钮10，圆形支撑座20，定位轴50，磁铁盘60，感应电路板70，以及圆形支撑座20和面板40之间的防水密封垫30等。区别是实施例2采用图5表示的具有紧固螺钉的轴11’。具有紧固螺钉的轴11’包括轴111’和从该轴111’的一端延伸出的紧固螺钉112’。用具有紧固螺钉的轴11’取代实施例1中的所述旋钮10的轴11，以及用于紧固所述圆形支撑座20和所述定位轴50的所述紧固螺钉21。由于采用具有紧固螺钉的轴11’使旋钮10有所改变，旋钮10的内顶面中部向下延伸一轴套筒15，围绕该轴套筒15在旋钮10内顶面铆接4个弹性定位片12，弹性定位片12采用弹性金属片冲制成型，下端设与圆形支撑座20的外周壁相应的定位槽22配合的突起部。旋钮10的外壁内仍然设一环行空腔，于该环行空腔的口部设置导磁环13。如同实施例1，磁铁盘60通过轴承61安装到该定位轴50的中部55，感应电路板70通过紧固件80固定于定位轴50的尾部56 ;圆形支撑座20位于面板40上面，定位轴50的头部51从机壳内向外穿插面板40的安装孔、防水密封垫30,其第一定位平面53与圆形支撑座20中轴套23的底面上的带定位面的外轴孔(图4中未标序号)配合；于圆形支撑座20中心处的轴套23内，通过具有紧固螺钉的轴11’的紧固螺钉112’与所述定位轴50的头部螺接固定，该轴套23内底面与该紧固螺钉112’的端面之间设防水垫圈。旋钮10安装于所述圆形支撑座20上，它的轴套筒15与所述具有紧固螺钉的轴11’动配合，旋钮10的弹性定位片12对应所述圆形支撑座20外周相应的定位槽22，导磁环13被所述磁铁盘60的若干磁体62吸住使所述磁铁盘60可随该旋钮10同步旋转。 图4中圆形支撑座20的顶面与所述旋钮10的内顶面为线接触，形成防水密封线。[0042] 以上所举的实施例及其描述仅用于详细说明本实用新型，应当不能用来限制本实用新型，大凡依所列申请专利范围所做的各种变换设计，均应包含在本实用新型之专利范围中。
权利要求1.一种具有内置磁铁盘的防水编码装置，其特征在于包括: 一磁铁盘，近外周部分间隔分布若干磁体； 一旋钮，旋钮内设置一轴或轴套筒，围绕该轴或该轴套筒设置2-4个弹性定位片，外壁内设一环行空腔，于该环行空腔的口部设置一导磁环； 一感应电路板，设有用于检测所述旋钮和所述磁铁盘两者的角位移信号的磁敏感元件； 一定位轴，包括头部、中部及尾部，所述磁铁盘通过轴承或轴套安装于该定位轴的中部，所述感应电路板贴近所述磁铁盘固定于该定位轴的尾部；及， 一圆形支撑座，中心处设置轴套，外周壁设置若干定位槽，该支撑座位于面板上面，所述定位轴的头部从内向外穿插所述面板的安装孔，于该轴套内通过一紧固螺钉或具有紧固螺钉的轴的紧固螺钉与所述定位轴的头部螺接；所述旋钮安装于所述支撑座上，它的轴和所述支撑座内的轴套动配合或它的轴套筒与所述具有紧固螺钉的轴动配合，它的所述弹性定位片对应所述圆形支撑座外周壁相应的定位槽，该导磁环被所述磁铁盘的若干磁体吸住使所述磁铁盘可与该旋钮同步旋转。
2.如权利要求1所述的编码装置，其特征在于:所述圆形支撑座和所述面板之间设置一防水密封垫。
3.如权利要求1或2所述的编码装置，其特征在于:所述圆形支撑座的顶面与所述旋钮的内顶面为线接触，形成防水密封线。
4.如权利要求1所述的编码装置，其特征在于:所述定位轴的头部上端设第一定位平面，尾部设第二 定位平面，该第一定位平面与所述圆形支撑座中轴套的底面上的带定位面的外轴孔配合，该第二定位平面与所述感应电路板的中心扁孔配合，以保证所述感应电路板的磁敏感元件和所述圆形支撑座上的定位槽的初始位置。
5.如权利要求1所述的编码装置，其特征在于:所述旋钮的内顶面向下延伸出2-4个弹性定位片，用于与所述圆形支撑座的外周壁相应的定位槽配合定位。
6.如权利要求1所述的编码装置，其特征在于:所述旋钮的内顶面向下铆接2-4个弹性定位片，用于与所述圆形支撑座的外周壁相应的定位槽配合定位。
7.如权利要求1所述的编码装置，其特征在于:所述磁铁盘是一体成型磁铁盘，由塑料和可充磁粉末材料的混合材料模制成型，在近外周部分选择局部充磁形成若干磁体。
8.如权利要求1或7所述的编码装置，其特征在于:所述磁铁盘的相邻两磁体的极性相反。
9.如权利要求1或7所述的编码装置，其特征在于:所述磁铁盘上的磁体的下表面与所述感应电路板上的磁敏感元件表面之间的距离为0.2-3.5mm。
专利摘要一种具有内置磁铁盘的防水编码装置，包括磁铁盘；带轴的旋钮，内顶面设弹性定位片，外壁的环行空腔的口部设导磁环；感应电路板；定位轴，所述磁铁盘装于该定位轴的中部，所述感应电路板固定于该定位轴的尾部；及，圆形支撑座，外周壁设定位槽，中心处设轴套，它位于面板上面，所述定位轴的头部穿插所述面板安装孔，通过螺钉与所述定位轴螺接；所述旋钮装于所述支撑座上，所述轴和所述支撑座内的轴套动配，所述导磁环被所述磁铁盘的磁体吸住使所述磁铁盘可与该旋钮同步旋转。其磁铁盘内置于机壳面板内，旋钮用磁铁盘的磁力轴向定位，结构紧凑，防水，抗震动，成本低；特别适合于高湿环境、易受震动的场合使用。
文档编号G01D5/249GK202915941SQ20122042996
公开日2013年5月1日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者王嘉, 杨秀文, 杨建茁 申请人:王嘉, 杨秀文, 杨建茁