专利名称：一种缝纫装置的脚踏位置传感器以及位置传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及位置传感装置，更具体地说，涉及一种用于缝纫装置的脚 踏的位置传感器、以及可用于位移控制系统中的电极控制、机床定位等的位置 传感器。
背景技术：
线性位置传感器广泛应用于工业缝纫机和机床位移控制系统，通常使用 的线性位置传感器都属于接触式的，例如碳膜电位器和导电塑料电位器，虽然 具有结构简单，使用方便以及成本低的优点，但却存在线性精度低、工作寿命 短、旋转阻尼高的缺点，不适合频繁使用。因而出现了一些非接触式的线性位置传感器，如中国专利第200520044744. X号，公开了一种非接触式线性位置传感器。其应用于缝纫机 的脚踏上面，来检测脚踏的踩下、松开的位移。这种位置传感器是通过与脚踏 连接的连杆，带动其上的磁钢转动，使得磁钢与线性霍尔集成电路块产生相对 位移，来输出控制电压信号，进行精确定位。然而，由于这种传感器是通过磁 钢和霍尔集成电路块之间的相对位移产生信号，也就是说通过磁钢相对于霍尔 集成电路块的距离来产生信号，而磁钢是通过连杆带动转动，在脚踏被踩下时， 其前半程的位移，磁钢距离霍尔集成电路块较近，霍尔集成电路块感应到的磁 场较为密集；而在脚踏的后半程位移中，磁钢距离霍尔集成电路块较远，霍尔 集成电路块感应到的磁场变得较为稀疏，使得霍尔集成电路的输出线性度差， 从而导致产品的一致性差；另外，霍尔集成电路块除了对与磁钢的转动方向敏 感，同时也对与磁钢轴向窜动方向敏感，从而造成测量误差，也增加了对机械 结构强度和精度的要求。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的用于缝纫装置的线性 位置传感器的线性度较差等缺陷，提供一种通过磁场的旋转来检测位移的缝纫 装置的脚踏位置传感器。本实用新型所要解决的另一技术问题在于，针对现有技术的线性位置传感 器的线性度较差等缺陷，提供一种通过磁场的旋转来检测位移位置传感器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种缝纫装置的脚 踏位置传感器，包括与所述缝纫装置的脚踏联动的连杆，该传感器还包括由所 述连杆带动同步转动的支架，所述支架上安装有相平行的一对磁性元件，所述 磁性元件之间形成磁力线与所述支架的转动轴线垂直的平行磁场，并且位于所 述平行磁场之间设有检测所述平行磁场的转动角度的传感件。在本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器中，所述一对磁性元件为极性 相反的一对平行设置的磁钢；所述传感件为霍尔器件。在本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器中，所述传感件放置于所述磁 性元件形成的平行磁场的中央。在本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器中，其特征在于，所述支架通 过连接板直接固定在所述连杆上。在本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器中，其特征在于，所述支架通 过四杆结构连接于所述连杆上。在本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器中，所述四杆结构包括由所述 连杆带动转动的第一杆、 一端枢接在所述第一杆末端的第二杆、 一端枢接在所 述第二杆的另一端的第三杆、以及固定轴；所述第三杆的另一端枢接在所述固定轴上。在本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器中，所述第一杆与所述连杆之 间设有转轴，所述转轴随所述连杆转动，所述连杆固定安装在所述转轴上并随 所述转轴转动。本实用新型解决其另一技术问题所采用的技术方案是:提供一种位置传感 器，包括形成平行磁场的一对磁性元件、以及设置在所述平行磁场之间的传感件；所述平行磁场与所述传感件之间产生相对转动，所述传感件感测所述转动并输出信号；所述磁场的磁力线垂直于所述转动的转动轴线。在本实用新型的位置传感器中，所述一对磁性元件为极性相反的一对平行设置的磁钢；所述传感件为霍尔器件。在本实用新型的位置传感器中，所述传感件放置于所述磁性元件形成的平行磁场的中央。实施本实用新型，具有以下有益效果通过传感件来检测传感件与平行磁 场之间的相对转动角度，来控制输出控制信号至缝纫装置、机床位移装置等的 控制系统，在转动角度在适当的范围内(例如不超出30度〉时，其输出的信 号近似线性，避免了现有技术中通过检测距离来输出信号的缺陷，具有线性度 高、信号稳定的优点。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附暨中 图1是本实用新型的位置传感器的一个实施例的正面示意图； 图2是本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器的一个实施例的立体示 意图；图3是图2的位置传感器的转动2度时的正面示意厨； 图4是图2的位置传感器转动2度的局部放大示意图； 图5是图2的位置传感器转动15度的正面示意图； 图6是图2的位置传感器转动15度的局部放大示意图； 图7是图2的位置传感器转动30度的正面示意图； 图8是图2的位置传感器转动30度的局部放大示意图； 图9是本实用新型的缝纫装置的脚踏位置传感器的另一个实施例的立体 示意图。
具体实施方式
如图1所示，是本实用新型位置传感器的一个实施例，包括形成平行磁场的一对磁性元件、以及设置在平行磁场之间的传感件。平行磁场与传感件之间 产生相对转动，并且传感件感测所述转动输出信号。在本实施例中， 一对磁性 元件为极性相反的一对平行设置的磁钢11，在两个磁钢11之间形成平行的均匀磁场。传感件为霍尔器件12，用于检测磁场的偏转，并产生对应的电压输出至控制系统。霍尔器件检测的是磁场强度，当磁场方向与霍尔器件的感应方向有夹角时，感应的电压有变化，公式为V=k*B*C0S(a)， a为磁场方向与霍尔 表面的夹角，B为磁场强度，k为系数.当a=0时V= k*B,此时电压最高；当a=90 度时V= 0，因为当a=0时感应的电压比较高,甚至会饱和，所以我们就是在a二90 左右比较小的范围使用，比如75度到105度范围，图6和图8标示的角度是(90 度-a)。该传感件放置于磁场的正中央位置，可以忽略磁钢边缘的不均匀，从而 可以更加准确的检测磁场的转动角度。在本实施例中，霍尔器件12为固定不动，而磁钢11安装在相对设置的两 个支架上，而支架随被检测物件转动，磁钢11之间形成的磁场的磁力线垂直 于支架的转动轴线。从而，通过霍尔器件12检测磁场的转动角度，而输出检 测信号，来检测被测物件的位置。可以理解的，霍尔器件12可以随被测物件 转动，而磁钢ll则为固定不动。如图2-8所示，是位置传感器应用于缝纫装置的脚踏机构的一个具体实施 例，包括连杆13、与连杆13同步转动的支架14、安装在支架14上相互平行 的一对磁性元件、以及放置于磁性元件之间的传感件。支架14通过四杆结构 连接于连杆13上，从而使得支架14可随连杆13同步转动。该四杆结构包括首尾相连接的第一杆15、第二杆16和第三杆17，而第一 杆15和第三杆17没有与第二杆16相连的一端的距离固定形成第四杆。第一 杆15的一端通过转轴18与连杆13固定连接，第一杆15的另一端与第二杆 16的一端枢接；第二杆16的另一端与第三杆17的一端枢接，而第三杆17的 另一端可枢接在固定轴19上，而支架14为两个平行的安装片，固定设置在第 三杆17的另一端上。可以理解的，该位置传感器还包括一个外壳，用于收纳支架14、四杆结 构等，而连杆13则设置与外壳外侧，与缝纫装置的脚踏连接。连杆13的转轴18插入到外壳内，与第一杆15的一端固定连接，而固定轴19可以固定安装 在外壳内。霍尔器件12固定设置在两个磁钢11的中间位置，从而使其位于磁 场的中央。霍尔器件12仅对磁场的旋转敏感，从而在磁场旋转时，检测磁场 的旋转角度，从而得到脚踏被踩下的位移，输出电压信号至控制系统进行控制 动作。当使用者踩下脚踏时，带动连杆13转动，连杆13带动转轴18同步转动， 通过转轴18带动第一杆15绕转轴18转动，带动第二杆16移动，由第二杆 16带动第三杆17绕固定轴19转动。而由于支架14固定设置在第三杆17上， 因而支架14随同第三杆17转动，使得支架14上的磁钢11也同时转动，磁场 偏转一定角度，而霍尔器件12对磁场的旋转角度敏感，从而输出一定的电压 信号至控制系统，由控制系统进行对应操作。如图3-图8所示，分别是转动2 度、15度和30度的示意图。在本实施例中，通过四连杆13结构将踏板位移 转换成平行磁钢11的旋转动作，在磁钢11的旋转角度在一定范围内(例如 30度)时，其输出的信号近似线性，避免了现有技术中通过检测距离来输出 信号的缺陷，具有线性度高、信号稳定的优点。如图9所示，是位置传感器应用于缝纫装置的脚踏机构的另一个具体实施 例，其与上一实施例的区别在于，支架14通过连接板直接固定安装在连杆13 的转轴18上，从而使得结构更加的简单、实用，其他结构与上一实施例基本 相同，故不赘述。
权利要求1、一种缝纫装置的脚踏位置传感器，包括与所述缝纫装置的脚踏联动的连杆，其特征在于，该传感器还包括由所述连杆带动同步转动的支架，所述支架上安装有相平行的一对磁性元件，所述磁性元件之间形成磁力线与所述支架的转动轴线垂直的平行磁场，并且位于所述平行磁场之间设有检测所述平行磁场的转动角度的传感件。
2、根据权利要求1所述的缝纫装置的脚踏位置传感器，其特征在于， 所述一对磁性元件为极性相反的一对平行设置的磁钢；所述传感件为霍尔器 件。
3、 根据权利要求2所述的缝纫装置的脚踏位置传感器，其特征在于，所 述传感件放置于所述磁性元件形成的平行磁场的中央。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的缝纫装置的脚踏位置传感器，其特征在 于，所述支架通过连接板直接固定在所述连杆上。
5、 根据权利要求l、 2或3所述的缝纫装置的脚踏位置传感器，其特征在 于，所述支架通过四杆结构连接于所述连杆上。
6、 根据权利要求5所述的缝纫装置的脚踏位置传感器，其特征在于，所 述四杆结构包括由所述连杆带动转动的第一杆、一端枢接在所述第一杆末端的 第二杆、 一端枢接在所述第二杆的另一端的第三杆、以及固定轴；所述第三杆 的另 一端枢接在所述固定轴上。
7、 根据权利要求6所述的缝紉装置的脚踏位置传感器，其特征在于，所 述第一杆与所述连杆之间设有转轴，所述转轴随所述连杆转动，所述连杆固定 安装在所述转轴上并随所述转轴转动。
8、 一种位置传感器，其特征在于，包括形成平行磁场的一对磁性元件、 以及设置在所述平行磁场之间的传感件；所述平行磁场与所述传感件之间产生 相对转动，所述传感件感测所述转动并输出信号；所述磁场的磁力线垂直于所 述转动的转动轴线。
9、 根据权利要求8所述的位置传感器，其特征在于，所述一对磁性元件为极性相反的一对平行设置的磁钢；所述传感件为霍尔器件。
10、根据权利要求8或9所述的位置传感器，其特征在于，所述传感件放 置于所述磁性元件形成的平行磁场的中央。
专利摘要本实用新型涉及一种缝纫装置的脚踏位置传感器，包括与所述缝纫装置的脚踏联动的连杆，该传感器还包括由所述连杆带动同步转动的支架，所述支架上安装有相平行的一对磁性元件，所述磁性元件之间形成磁力线与所述支架的转动轴线垂直的平行磁场，并且位于所述平行磁场之间设有检测所述平行磁场的转动角度的传感件。通过传感件来检测传感件与平行磁场之间的相对转动角度，来控制输出控制信号至缝纫装置、机床位移装置等的控制系统，在转动角度在适当的范围内(例如不超出30度)时，其输出的信号近似线性，避免了现有技术中通过检测距离来输出信号的缺陷，具有线性度高、信号稳定的优点。
文档编号D05B69/30GK201111516SQ200720171640
公开日2008年9月10日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者夏晓东 申请人:夏晓东