一种用于检测气缸活塞两个极限位置的组合磁性开关的制作方法

一种用于检测气缸活塞两个极限位置的组合磁性开关
[技术领域]
[0001]
本实用新型涉及气缸磁性开关，尤其涉及一种用于检测气缸活塞两个极限位置的组合磁性开关。
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背景技术：
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[0002]
气缸是引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件，在工业自动化控制、半导体设备、机器人、印刷等领域应用十分广泛。
[0003]
为了维持气缸活塞在缸体内持续的往复运动，使用者需要对活塞位置进行检测，从而精确控制气缸的行程。一般使用磁性开关进行气缸(活塞)位置检测。磁性开关分为有触点型和无触点型两种。有触点型开关使用干簧管(磁簧管)作为磁性感应元件，通过两根簧片在磁场作用下的吸合或断开来控制活塞运动。但干簧管的缺点是耐用性较差，且精度控制不够高，导致气缸整体可靠性下降。另一种是无触点型磁性开关，它是通过磁性感应芯片驱动电磁阀负载，来控制气缸活塞的运动。气缸和磁性开关的整体剖面结构如图1所示。气缸活塞可沿图中箭头方向左右自由运动。活塞上装有磁环，可在其周围产生磁场。当活塞运动至a点附近时，安装在气缸壁上的磁性开关a感应到磁场从而被触发，此时负载a(通常是电磁阀)会有电流流过，向缸体内供气；同时磁性开关b未被触发，负载b无动作，因此活塞会在a点附近减速并折返向b点运动。活塞运动至b点附近发生类似的动作，又减速并折返向a点运动，如此在a、b之间往复。
[0004]
实际应用中，将包括磁性开关芯片和其他辅助元件集成在一个印刷电路板 (pcb)上。目前绝大多数无触点型磁性开关电路板如图2和图3所示。按照接线方式的不同，可分两线式和三线式电路板两种，分别对应图2和图3。
[0005]
以图2的两线式驱动电路板说明基本工作原理。磁开关芯片能感应周围环境的磁场，当磁场大于某一阈值bop后，芯片会给驱动晶体管一个“1”信号，使驱动晶体管导通，此时负载上就会有电路通过，对气缸供气，达到控制活塞运动的功能。图2和图3中的负载可以任意串接在电源正极(上拉负载)或电源负极(下拉负载)。图2和图3只画出了上拉负载的情形。
[0006]
检测气缸活塞两个极限位置的组合磁性开关通常采用两个独立的磁性开关器件，两个独立的磁性开关器件分别有各自的引线，都需要单独接线，致使安装效率降低，增加了组合磁性开关的成本和设备成本。
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技术实现要素：
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[0007]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本较低、便于安装的用于检测气缸活塞两个极限位置的组合磁性开关。
[0008]
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种用于检测气缸活塞两个极限位置的组合磁性开关，包括壳体、检测电路和引出线缆，检测电路包括两个磁性感应元件、电源接线端子和两个输出信号接线端子，引出线缆包括电源线和两根信号线，电源
线与电源接线端子电连接，第一信号线与第一输出信号接线端子电连接，第二信号线与第二输出信号接线端子电连接。
[0009]
以上所述的组合磁性开关，所述的壳体为条形壳体，检测电路包括条形的电路板，条形电路板安装在条形壳体中，两个所述的磁性感应元件安装在电路板上，沿条形电路板的纵向轴线分开布置；电源接线端子和两个输出信号接线端子布置在条形电路板上。
[0010]
以上所述的组合磁性开关，电源接线端子和两个输出信号接线端子布置在条形电路板的端部，条形壳体的一端包括线缆孔。
[0011]
以上所述的组合磁性开关，包括第一接线座，第一接线座的插座固定在条形壳体的端部，第一接线座插座的电源端子与条形电路板上的电源接线端子连接，第一接线座插座的两个信号端子分别与条形电路板上的两个输出信号接线端子连接；第一接线座的插头固定在引出线缆的端部，第一接线座插头的电源端子与引出线缆中的电源线连接，第一接线座插头的两个信号端子分别引出线缆中的两根信号线连接。
[0012]
以上所述的组合磁性开关，所述的壳体包括第一壳体和第二壳体，检测电路包括两块分电路板，每块分电路板包括一个所述的磁性感应元件、所述的电源接线端子和所述的输出信号接线端子；两块分电路板分别安装在第一壳体和第二壳体中；所述的引出线缆包括主线缆和两根分线缆，主线缆包括所述的电源线和所述的两根信号线，分线缆包括电源线和信号线；两根分线缆的电源线的第二端与主线缆的电源线连接，第一分线缆信号线的第二端与主线缆的第一信号线连接，第二分线缆信号线的第二端与主线缆的第二信号线连接；第一分线缆的电源线的第一端与第一分电路板的电源接线端子连接，第一分线缆信号线的第一端与第一分电路板的输出信号接线端子连接；第二分线缆的电源线的第一端与第二分电路板的电源接线端子连接，第二分线缆信号线的第一端与第二分电路板的输出信号接线端子连接。
[0013]
以上所述的组合磁性开关，分电路板上的电路为三线检测电路，分电路板上的电源接线端子包括正极接线端子和负极接线端子；主线缆为四线，主线缆的电源线包括正极线和负极线；分线缆为三线，分线缆的电源线包括正极线和负极线。
[0014]
以上所述的组合磁性开关，分线缆通过第二接线座与分电路板连接。
[0015]
以上所述的组合磁性开关，包括螺旋弹性线缆和第三接线座，所述的壳体包括第一壳体和第二壳体，检测电路包括两块分电路板，每块分电路板包括一个所述的磁性感应元件、所述的电源接线端子和所述的输出信号接线端子；第一分电路板安装在第一壳体中，第二分电路板安装在第二壳体中；螺旋弹性线缆包括电源线和信号线，螺旋弹性线缆电源线的第一端与第二分电路板的电源接线端子连接，螺旋弹性线缆信号线的第一端与第二分电路板的输出信号接线端子连接；螺旋弹性线缆电源线的第二端和第一分电路板的电源接线端子与第三接线座线座插座的电源端子连接，螺旋弹性线缆信号线的第二端与第三接线座插座的第二信号接线端子连接，第一分电路板的输出信号接线端子与第三接线座插座的第一信号接线端子连接；第三接线座的插座固定在第一壳体的端部，第三接线座的插头固定在引出线缆的端部；第三接线座插头的电源端子与引出线缆中的电源线连接，第三接线座插头的两个信号端子分别引出线缆中的两根信号线连接。
[0016]
以上所述的组合磁性开关，包括滑轨座，所述的壳体包括两个分壳体，检测电路包括两块分电路板，每块分电路板包括一个所述的磁性感应元件、所述的电源接线端子和所
述的输出信号接线端子；第一分电路板安装在第一分壳体中，第二分电路板安装在第二分壳体中；滑轨座包括两条滑槽，滑槽中铺设有导电滑轨；分壳体包括分别安装在两个滑槽中、与滑槽滑动配合的两个滑块，滑块包括导电触头；第一导电触头与滑槽中的第一导电滑轨电接触，第二导电触头与滑槽中的第二导电滑轨电接触；第一分电路板包括中转接端子，第二分壳体的第一导电触头与第二分电路板的电源接线端子电连接，第二分壳体的第二导电触头与第二分电路板的输出信号接线端子电连接；第一分壳体的第一导电触头与第一分电路板的电源接线端子电连接，第一分壳体的第二导电触头与第一分电路板的中转接端子电连接；引出线缆固定在第一分壳体上，第一分电路板的电源接线端子与引出线缆中的电源线连接，第一分电路板的输出信号接线端子与引出线缆中的第一信号线连接，第一分电路板的中转接端子与引出线缆中的第二信号线连接。
[0017]
本实用新型通过两个磁性感应元件检测气缸活塞两个极限位置，两个磁性感应元件可共用一根引出线缆，结构简单、成本较低、接线方便。
[附图说明]
[0018]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0019]
图1是现有技术气缸和磁性开关的结构示意图。
[0020]
图2是现有技术两线气缸电路板原理图(上拉负载)。
[0021]
图3为是现有技术三线气缸电路板原理图(上拉负载)。
[0022]
图4是本实用新型实施例1组合磁性开关的结构示意图。
[0023]
图5是本实用新型实施例2组合磁性开关的结构示意图。
[0024]
图6是本实用新型实施例3组合磁性开关的结构示意图。
[0025]
图7是本实用新型实施例4组合磁性开关的结构示意图。
[0026]
图8是本实用新型实施例5组合磁性开关的结构示意图。
[0027]
图9是图8中ⅰ部位的局部放大图。
[0028]
图10是本实用新型实施例6组合磁性开关的结构外形图。
[0029]
图11是本实用新型实施例6组合磁性开关的主视图。
[0030]
图12是图11中的a
‑
a剖面图。
[0031]
图13是图11中的b
‑
b剖面图。
[具体实施方式]
[0032]
本实用新型实施1例用于检测气缸活塞两个极限位置的组合磁性开关的结构如图4所示，包括条形壳体10、检测电路和引出线缆20。
[0033]
检测电路包括条形的电路板30，两个霍尔芯片(霍尔传感器)31、电源接线端子32和两个输出信号接线端子33。
[0034]
条形电路板30安装在条形壳体10中，两个霍尔芯片31安装在电路板30 上，沿条形电路板30的纵向轴线分开布置。电源接线端子32和两个输出信号接线端子33布置在条形电路板30的端部。
[0035]
引出线缆20包括电源线21和两根信号线22，电源线21与电源接线端子 32电连接，第一信号线22与第一输出信号接线端子33电连接，第二信号线22 与第二输出信号接线端
子33电连接。
[0036]
条形壳体10的一端有线缆孔11，引出线缆20通过线缆孔11与条形电路板30接线。
[0037]
本实用新型实施2例组合磁性开关的结构如图5所示，与实施例1的区别是，引出线缆20通过接线座40与条形电路板30实现电连接。
[0038]
接线座40的插座40a固定在条形壳体10的端部，接线座40插座40a的电源端子41与条形电路板30上的电源接线端子32连接，接线座40插座40a 的两个信号端子42分别与条形电路板30上的两个输出信号接线端子33连接。接线座40的插头40b固定在引出线缆20的端部，接线座40插头40b的电源端子45与引出线缆20中的电源线21连接，接线座40插头40b的两个信号端子46分别引出线缆20中的两根信号线22电连接。
[0039]
本实用新型实施3例组合磁性开关的结构如图6所示，包括第一壳体10a 和第二壳体10b，检测电路包括分电路板30(30a和30b)，每块分电路板30包括一个霍尔芯片31、电源接线端子32和输出信号接线端子33。两块分电路板 30分别安装在第一壳体10a和第二壳体10b中。引出线缆20包括主线缆20c 和两根分线缆20a和20b，主线缆20c包括电源线21和两根信号线22，分线缆包括电源线25和信号线26。分线缆20a和20b的电源线25的第二端与主线缆20c的电源线21连接，第一分线缆20a信号线26的第二端与主线缆20c 的第一信号线22a连接，第二分线缆20b信号线26的第二端与主线缆20c的第二信号线22b连接。第一分线缆20a的电源线25的第一端与第一分电路板 30a的电源接线端子32连接，第一分线缆20a信号线26的第一端与第一分电路板30a的输出信号接线端子33连接。第二分线缆20b的电源线25的第一端与第二分电路板30b的电源接线端子32连接，第二分线缆20b信号线26的第一端与第二分电路板30b的输出信号接线端子33连接。
[0040]
本实用新型实施4例组合磁性开关的结构如图7所示，与实施例3不同的是，分电路板30的电路采用三线检测电路，分电路板30上的电源接线端子包括正极接线端子32a和负极接线端子32b。主线缆20c为四线，主线缆20c 的电源线包括正极线21a和负极线21b。分线缆20a和20b为三芯，分线缆的电源线包括正极线25a和负极线25b。
[0041]
在以上实施例3和实施例4中分线缆与分电路板为直接连接方式，为了拆装方便，引出线缆的分线缆也通过可以像实施例2那样通过接线座与分电路板 30连接。
[0042]
本实用新型实施5例组合磁性开关的结构如图8和图9所示，包括第一壳体10a和第二壳体10b，引出线缆20的内芯为四线，引出线缆20的电源线包括正电源线21a、负电源线21b和两根信号线22a、22b。
[0043]
检测电路包括两块分电路板30(30a和30b)，每块分电路板30包括一个霍尔芯片31、正极电源接线端子32a、负极电源接线端子32b和输出信号接线端子33。第一分电路板30a安装在第一壳体10a中，第二分电路板30b安装在第二壳体10b中。螺旋弹性线缆20d的内芯为三线，包括正电源线27a、负电源线27b和信号线28，螺旋弹性线缆20d正电源线27a的第一端与第二分电路板30b的正极电源接线端子32a连接，负电源线27b的第一端与第二分电路板30b的负极电源接线端子32b连接,螺旋弹性线缆20d信号线28的第一端与第二分电路板30的输出信号接线端子33连接。螺旋弹性线缆20d正电源线27a 的第二端和第一分电路板30a的正极电源接线端子32a连接与第三接线座40 插座40a的正极电源端子41a连接；螺旋弹性线缆20d负电源线27b的第二端和第一分电路板30a的负极电源接线端子32b连接与第三接线座40插座40a 的负极电源端子41b连接，螺旋弹性线缆20d信号线28的第二端与第
三接线座40插座40a的第二信号接线端子42b连接，第一分电路板30a的输出信号接线端子33与第三接线座插座40a的第一信号接线端子42a连接。第三接线座的插座40a固定在第一壳体10的端部，第三接线座的插头40b固定在引出线缆20的端部。第三接线座插头40b的正极电源端子45a与引出线缆20中的正电源线21a连接，负极电源端子45b与引出线缆20中的负电源线21b连接。第三接线座插头40b的两个信号端子46a和46b分别引出线缆20中的两根信号线22a、22b连接。
[0044]
本实用新型实施6例组合磁性开关的结构如图10至图13所示，包括滑轨座50，第一分壳体10a和第二分壳体10b。检测电路包括两块分电路板(30a 和30b)，每块分电路板上装有一个霍尔芯片。分电路板(30a和30b)采用两线式检测电路，分别包括电源接线端子32和输出信号接线端子33，第一分电路板30a还包括一个转接端子33。第一分电路板30a安装在第一分壳体10a中，第二分电路板30b安装在第二分壳体10b中。滑轨座50包括两条平行的滑槽 51和滑槽52，滑槽51中铺设有导电滑轨53，滑槽52中铺设有导电滑轨54。分壳体10a和10b分别安装在滑轨座50的上方，分壳体10a和10b下部各包括滑块11和滑块12，滑块11和滑块12分别布置滑槽51和滑槽52中，与滑槽51和滑槽52滑动配合。滑块11的底面装有导电触头13，滑块12的底面装有导电触头14。导电触头13与滑槽51中的导电滑轨53电接触，导电触头14 与滑槽52中的导电滑轨54电接触。第二分壳体10b的导电触头13与第二分电路板30b的电源接线端子32电连接，第二分壳体10b的导电触头14与第二分电路板30b的输出信号接线端子33电连接。第一分壳体10a的第一导电触头13与第一分电路板30a的电源接线端子32电连接，第一分壳体10a的第二导电触头14与第一分电路板30a的中转接端子34电连接。引出线缆20固定在第一分壳体10a上，第一分电路板30a的电源接线端子32与引出线缆20中的电源线连接，第一分电路板30a的输出信号接线端子33与引出线缆20中的第一信号线连接，第一分电路板30的中转接端子34与引出线缆20中的第二信号线连接。这样，第一分电路板30a的电源和信号与引出线缆20直接连接，第二分电路板30b的电源和信号需要通过两条滑轨和第一分电路板30a转接到引出线缆20。
[0045]
本实用新型实施6例组合磁性开关第一分壳体10a和第二分壳体10b的间距可以很方便地在滑轨座50上进行轴向调整，以适应不同的气缸活塞两个极限位置。
[0046]
本实用新型以上各实施例通过两个磁性感应元件检测气缸活塞两个极限位置，两个磁性感应元件可共用一根引出线缆，结构简单、成本较低、接线方便。