专利名称：霍尔式电焊训练机的制作方法
技术领域：
霍尔式电焊训练机技术领域本发明属于电子技术领域，用电子设备模拟电焊机。
背景技术：
目前有很多霍尔式电子设备，如霍尔式转速测量仪、霍尔式位置传感器等等，都是采用以霍尔元件为核心的电子技术系统，本设计也是以霍尔元件为核心的电子技术系统。发明目的目前的电焊训练，采用真实的设备和器材，成本很高；本设计采用以霍尔元件为核心的电子技术系统模拟电焊机，以图大幅度降低训练成本。为了简化叙述，特作出以下约定 伪焊条——非磁性材料做成的焊条状，模拟真实焊条。 上方——伪焊条尖方向(即焊点方向)为下方，焊条在手柄的方向为上方。
霍尔器件一包括基本型霍尔元件、线性型霍尔传感器、开关型霍尔传感器、霍尔接近传感器、霍尔接近开关，本发明中所指的霍尔器件是单磁向式，其共同特点是当顺方向磁感应强度B增强时(开关型的要超过它的磁感应强度阈值)，霍尔器件产生电压信号；当磁场撤销(开关型为低于它的磁感应强度阈值)或磁场方向为逆方向时，霍尔器件不产生电压信号；市场上有些开关型霍尔传感器为双磁向式，其特点是当磁场顺方向时产生电压信号，当磁场为零时电压信号维持，当磁场逆方向时电压信号消失，本发明所指的霍尔器件不包括双磁向式开关型霍尔传感器。 起弧一用发光器件发光及蜂呜器发声模拟电焊起弧，以下说到“起弧”即是说发光器件发光和蜂呜器发声。 起弧间隙一当伪焊条尖DL靠近铁工件TG正好起弧时，该两者之间的间隙。 驱动磁铁一在霍尔器件HR上方安装一块永磁铁称驱动磁铁。· AA点-霍尔器件输出电位的分压点，也就是放大电路的输入点。
实用新型内容原理霍尔式电焊训练机，在伪焊条上装一个霍尔器件，在霍尔器件上方安装一块永磁铁称驱动磁铁，安装驱动磁铁与霍尔器件相距的位置在2 30mm之间的起弧阈值处，具体位置要根据计算和实验确定；当伪焊条尖靠近铁工件时，驱动磁铁与铁工件构成了一条新磁路，该磁路穿过霍尔器件，伪焊条尖离铁工件越近则穿过霍尔器件的磁感应强度B越强，当磁感应强度超过设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号经过放大电路放大，驱动起弧，模拟电焊场景；当伪焊条尖离铁工件稍远，使磁感应强度B低于设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号不会被放大电路放大，不会起弧；当伪焊条尖碰到铁工件时，会在放大电路的输入端形成短路，暂停起弧。
所以附图中，只要编号相同就是同一个元器件，同一个元器件在不同图中的功能描述侧重点不一样。图I. I——转套加滑套式电焊训练机结构原理图。FM-蜂鸣器；CL_处理电路(包括放大电路、阈值控制电路、短路灭灯电路)；SB-手柄；DY-电源线；DX-导线(包括直流电源线和信号线)；LG-螺杆(非磁性材料中间是空心的通过导线DX) ;LW-螺纹；ZT-旋转套筒JT-接头；FL-法兰盘；CT-驱动磁铁；HR-霍尔器件；FG-发光器件；AA_放大电路信号输入点；HT-滑套；HG-滑杆；GZ-透光罩；DL-短路片(即本发明中的伪焊条尖)；TG_铁轨。图I. 2——盘线式电焊训练机结构原理图。与图1，I相同的有(FM、CL、SB、DY、DX、LG、LW、CT、HR、FG、AA、GZ、DL、TG)。不同的有Zt2_长旋转套筒；盘卷导线PX、盘卷导线线盒XH。图I. 3——长滑套式电焊训练机结构原理图。与图1，I相同(FM、CL、SB、DY、DX、CT、HR、FG、AA、GZ、DL、TG)。不同长滑杆Hg2 ;长滑套ht2、定位螺丝Dff0图2——霍尔式电焊训练机具体电路原理图。SD-市电；ZLDY_交直流电源转换器；VCC-直流电源电压输出端；DD-直流电源地；WY-稳压块(提供霍尔器件所需的电压值)；HR-霍尔器件；RX_限流电阻；RT-调压电阻；AA-放大电路信号输入点；DL_短路片；TG_铁 轨；D I-稳压管；T1-输入级三极管I ;R1_三极管I的集电极电阻；T2-推动级三极管2 ；R2-三极管2的集电极电阻；Τ3-功率三极管3 ;FG-发光器件；FM_蜂呜器；其中D1、T1、R1、T2、R2、T3构成放大电路之一。图3——霍尔式电焊训练机电路原理框图。与图2相同的有(SD、ZLDY、VCC、；DD、WY> HR、RX、RT、AA、DL-短路片；TG、FG、FM);不同的是将放大电路模块化为FD ;因为放大电路千变万化，只好用一个放大电路模块表示。
具体实施方式
实施例I—采用内外套筒式起弧间隙调节结构，调节内外套筒的相对位置，可以调节伪焊条尖(即短路片DL)距霍尔器件HR的距离，也就调节了起弧间隙。实施例I. I——转套加滑套式电焊训练机结构及工作原理。(图I. I)在伪焊条上装一个霍尔器件HR，在霍尔器件HR上方安装一块驱动磁铁，安装驱动磁铁的位置需要根据磁力的大小和电路参数的设计来估算，然后通过实验确定，通常在2 30mm之间，当伪焊条尖靠近铁工件时，驱动磁铁与铁工件构成了一条新磁路，该磁路穿过线性霍尔，伪焊条尖(即短路片DL)离铁工件(即铁轨TG)越近则磁阻越小穿过线性霍尔的磁感应强度B越强，当磁感应强度超过设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号(图2)在AA点的值会击穿稳压二极管D1，使得Tl饱和一T2截止一T3饱和一起弧；当伪焊条尖离铁工件稍远时，穿过霍尔器件的磁感应强度B稍弱，当磁感应强度低于设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号在AA点的值不能击穿稳压二极管D1，使得Tl截止一T2饱和一T3截止一不起弧；当伪焊条尖DL碰到铁工件铁轨TG时，会在放大电路的输入端形成短路(使得Tl截止一T2饱和一T3截止一FG灭)，起弧停止；所以调节起弧间隙的结构是一个关键结构，本实施例采用了转套加滑套式调节结构，旋转套筒ZT旋转时，会沿着螺杆LG上下移动，通过接头JT抱住法兰盘FL,使得滑套HT沿着滑杆HG作无旋转移动，调节伪焊条尖(短路片DL)距霍尔器件HR的距离，也就调节了起弧间隙。实施例I. 2一一盘线式起弧间隙调节结构。长旋转套筒Zt2旋转时，会沿着螺杆LG上下移动，调节起弧间隙；连接到发光器件FG和短路片DL的导线会由于旋转而引起缠绕，所以设计成盘绕式导线(盘线)PX解决缠绕问题，同时用一个线盒XH装盘线，使盘线不至于乱跑。实施例I. 3——长滑套式起弧间隙调节结构。长滑套ht2可以沿长滑杆Hg2直线移动以调节起弧间隙，定位螺丝DW再将移动位置锁定。实施例2. I——线性型霍尔传感器电焊训练机控制电路。当伪焊条尖靠近铁工件时，驱动磁铁与铁工件构成了一条新磁路，该磁路穿过线性霍尔，伪焊条尖(即短路片DL)离铁工件(即铁轨TG)越近则磁阻越小，穿过线性霍尔的磁感应强度B越强，当磁感应强度超过设定阈值时，线性霍尔产生的电压信号(图2)在AA点的值会击穿稳压二极管Dl，使得Tl饱和一T2截止一T3饱和一起弧；当伪焊条尖离铁工件稍远时，穿过线性霍尔的磁感应强度B稍弱，当磁感应强度低于设定阈值时，线性霍尔产生的电压信号在AA点的值不能击穿稳压二极管D1，使得Tl截止一T2饱和一T3截止一不起弧；当伪焊条尖DL碰到铁工件铁轨TG时，会在放大电路的输入端形成短路(使得Tl截止一T2饱和一T3截止一FG灭)，起弧停止，限流电阻RX的作用是使得DL与TG短路时霍尔器件的输出电流不会超过其允许的最大值；调压电阻RT是通过电子方式调节起弧间隙，调压电阻RT的作用是调节AA点的电压，当霍尔器件HR输出电压一定时，AA点的电位取决于RX与RT的分压值，当RT调大时，AA点的电位会变大，也就是说即便磁感应强度较低也能够获得较高的AA电位，即磁感应强度的阈值会降低，起弧间隙增加；相反，当RT调小时，AA点的电位会变小，也就是说即便磁感应强度较高也只能得到较低的AA电位，即磁感应强度的阈值会提高，起弧间隙降低；交直流电源转换器(这是传统电路，包括降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路)；产生一个直流电源VCC-地，作为系统的工作电源；由于目前线性霍尔的最高工作电压都不高(有些线性霍尔为6. 5V，高的为10. 5V)如果VCC超过线性霍尔的最高工作电压，就需要降压，稳压块WY的作用是获得线性霍尔所能够工作的电压；调节伪焊条尖DL与霍尔器件的距离，也能够调节起弧距离，实施例2. 2——单磁向式开关型霍尔传感器电焊训练机控制电路。单磁向式开关型霍尔传感器的定义是当顺方向磁感应强度B超过磁感应强度阈值时，输出为高电位；当磁场低于阈值(或磁场方向为逆方向)时，输出为零；采用这种霍尔器件，图2中的Dl就没有存在的意义了 ；其它部分不变；采用单磁向式开关型霍尔传感器电路，当伪焊条尖DL靠近铁轨TG使磁感应强度B超过其阈值时，AA点输出为高电位，系统起弧；当伪焊条尖DL离开铁轨TG使磁场低于阈值时，AA点输出为零，系统不起弧。实施例3——霍尔器件电焊训练机控制框图电路。实施例2中D1、T1、R1、T2、R2、T3构成放大电路之一，因为放大电路千变万化，共同特征是由AA点控制一个放大电路模块FD,形成起弧和灭弧。本实施例用一个放大电路模块FD表示各种放大电路；其它与实施例
2.I相同。
权利要求1.一种霍尔式电焊训练机，其特征是在伪焊条上装一个霍尔器件，在霍尔器件上方安装一块永磁铁称驱动磁铁，安装驱动磁铁与霍尔器件相距的位置在2 30mm之间的起弧阈值处；当伪焊条尖靠近铁工件时，驱动磁铁与铁工件构成了一条新磁路，该磁路穿过霍尔器件，伪焊条尖离铁工件越近则穿过霍尔器件的磁感应强度B越强，当磁感应强度超过设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号经过放大电路放大，驱动起弧，模拟电焊场景；当伪焊条尖离铁工件稍远，使磁感应强度B低于设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号不会被放大电路放大，不会起弧；当伪焊条尖碰到铁工件时，会在放大电路的输入端形成短路，暂停起弧。
2.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是采用内外套筒式起弧间隙调节结构，调节内外套筒的相对位置，可以调节伪焊条尖(DL)距霍尔器件(HR)的距离，也就调节了起弧间隙。
3.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是采用转套加滑套式起弧间隙调节结构，旋转套筒(ZT)旋转时，会沿着螺杆(LG)上下移动，通过接头(JT)抱住法兰盘(FL)，使得滑套(HT)沿着滑杆(HG)作无旋转移动，调节伪焊条尖(DL)距霍尔器件(HR)的距离，也就调节了起弧间隙。
4.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是采用盘线式起弧间隙调节结构，长旋转套筒(Zt2)旋转时，会沿着螺杆(LG)上下移动，调节起弧间隙；导线设计成盘绕式导线(PX)解决缠绕问题，同时用一个线盒(XH)装盘线，使盘线不至于乱跑。
5.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是采用长滑套式起弧间隙调节结构，长滑套(ht2)可以沿长滑杆(Hg2)直线移动以调节起弧间隙，定位螺丝(DW)再将移动位置锁定。
6.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是采用线性型霍尔传感器电焊训练机控制电路，当伪焊条尖靠近铁工件时，驱动磁铁与铁工件构成了一条新磁路，该磁路穿过线性霍尔，伪焊条尖(DL)离铁工件(TG)越近则磁阻越小，穿过线性霍尔的磁感应强度B越强，当磁感应强度超过设定阈值时，线性霍尔产生的电压信号在放大电路信号输入点(AA)点的值会击穿稳压二极管(Dl)，使得输入级三极管(Tl)饱和一推动级三极管(T2)截止一功率三极管(T3)饱和一起弧；当伪焊条尖离铁工件稍远时，穿过线性霍尔的磁感应强度B稍弱，当磁感应强度低于设定阈值时，线性霍尔产生的电压信号在放大电路信号输入点(AA)点的值不能击穿稳压二极管(Dl)，使得输入级三极管(Tl)截止一推动级三极管(T2)饱和一功率三极管(T3)截止一不起弧；
7.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是伪焊条尖(DL)与铁工件铁轨(TG)分别连接到放大电路信号输入点(AA)点和地，当伪焊条尖(DL)碰到铁工件铁轨(TG)时，会在放大电路的输入端形成短路，使得输入级三极管(Tl)截止一推动级三极管(T2)饱和一功率三极管(T3)截止一发光器件(FG)灭，起弧停止；采用限流电阻(RX)，使得短路片(DL)与铁轨(TG)短路时霍尔器件的输出电流不会超过其允许的最大值；
8.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是采用调压电阻(RT)方式调节起弧间隙，调压电阻(RT)的作用是调节放大电路信号输入点(AA)点的电压，当霍尔器件(HR)输出电压一定时,放大电路信号输入点(AA)点的电位取决于限流电阻(RX)与调压电阻(RT)的分压值，当调压电阻(RT)调大时，放大电路信号输入点(AA)点的电位会变大，也就是说即便磁感应强度较低也能够获得较高的放大电路信号输入点(AA)点电位，SP磁感应强度的阈值会降低，起弧间隙增加；相反，当调压电阻(RT)调小时，放大电路信号输入点(AA)点的电位会变小，也就是说即便磁感应强度较高也只能得到较低的放大电路信号输入点(AA)点电位，即磁感应强度的阈值会提高，起弧间隙降低。
9.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是采用单磁向式开关型霍尔传感器电路，当伪焊条尖(DL)靠近铁轨(TG)使磁感应强度B超过其阈值时，放大电路信号输入点(AA)点输出为高电位，系统起弧；当伪焊条尖(DL)离开铁轨(TG)使磁场低于阈值时，放大电路信号输入点(AA)点输出为零，系统不起弧；采用这种霍尔器件。
10.根据权利要求I所述的霍尔式电焊训练机，其进一步特征是由放大电路信号输入点(AA)点控制一个放大电路模块(FD)，形成起弧和灭弧。
专利摘要霍尔式电焊训练机，在伪焊条上装一个霍尔器件，在霍尔器件上方安装一块永磁铁称驱动磁铁，当伪焊条尖靠近铁工件时，驱动磁铁与铁工件构成了一条新磁路，该磁路穿过霍尔器件，伪焊条尖离铁工件越近则穿过霍尔器件的磁感应强度B越强，当磁感应强度超过设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号经过放大电路放大，驱动模拟起弧，模拟电焊场景；当伪焊条尖离铁工件稍远，使磁感应强度B低于设定阈值时，霍尔器件产生的电压信号不会被放大电路放大，不会起弧；当伪焊条尖碰到铁工件时，会在放大电路的输入端形成短路，暂停起弧。
文档编号G09B25/02GK202615645SQ201120234400
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者陈启星 申请人:陈启星