專利名稱：帶位置指示的磁力驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種由磁場(chǎng)的變化操作的開關(guān)，進(jìn)一步是指一種可指示機(jī)械幾何位置變化的磁力驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開關(guān)。
現(xiàn)有的限位開關(guān)一般分為機(jī)械撞擊式和電子(包括晶體管與集成電路)感應(yīng)式兩大類。機(jī)械撞擊式安裝調(diào)整困難，易損壞，動(dòng)作可靠性差；電子感應(yīng)式輸出電流小，成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而兩類開關(guān)共同的缺點(diǎn)是，對(duì)于那些機(jī)械運(yùn)動(dòng)幾何位置變化很大的機(jī)械裝置而言，它們動(dòng)作的準(zhǔn)確性和可靠性水平都大大降低。這在當(dāng)今以電腦為中心的自動(dòng)化控制工程中，由于不能向計(jì)算機(jī)提供準(zhǔn)確反映機(jī)械幾何位置的開關(guān)量，從而大大降低整個(gè)自動(dòng)化工程的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平。
針對(duì)現(xiàn)有限位開關(guān)存在著的上述問題，本實(shí)用新型的目的，乃是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)整方便、動(dòng)作范圍大且工作準(zhǔn)確可靠的帶有機(jī)械幾何位置指示的磁力驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開關(guān)。
本實(shí)用新型的解決方案如下。參見

圖1本實(shí)用新型的機(jī)電結(jié)合原理方框圖。本實(shí)用新型由微動(dòng)開關(guān)1、磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2、磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、位置指示電路4和位置指示電路5組成，它們之間的機(jī)電連接關(guān)系是，磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3在向著磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2方向運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行幾何位置接近但始終不接觸的條件下，產(chǎn)生隨幾何位置接近而逐步增大的由磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3排斥驅(qū)動(dòng)磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力，磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2的操作施力端與微動(dòng)開關(guān)1的被控端機(jī)械相連，微動(dòng)開關(guān)1具有的開關(guān)觸點(diǎn)連接在位置指示電路4和位置指示電路5中，以控制兩電路作出機(jī)械幾何位置指示。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作出進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型的機(jī)電結(jié)合原理方框圖；圖2為圖1本實(shí)用新型的微動(dòng)開關(guān)1、位置指示電路4和位置指示電路5結(jié)合在一起的一種具體電路的原理圖；圖3為圖1中本實(shí)用新型的磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2與圖2中的微動(dòng)開關(guān)1和位置指示電路4的具體電路組裝在一起的結(jié)構(gòu)實(shí)施例；
圖4為圖3的俯視圖；圖5為圖1中本實(shí)用新型的磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的一種安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；圖6為圖5的俯視圖；圖7為圖2本實(shí)用新型的位置指示電路5的一種安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。
參見圖1與圖2。在圖2實(shí)施例中，微動(dòng)開關(guān)1由兩組聯(lián)軸同步的單刀雙擲開關(guān)K1和K2構(gòu)成，位置指示電路4由二極管D1、電阻R1和發(fā)光二極管LED1串聯(lián)組成，位置指示電路5由二極管D1、電阻R2和發(fā)光二極管LED2串聯(lián)組成。圖中還裝設(shè)了六個(gè)接線柱J1至J6和連接片LP，其中J1至J3分別與K1的靜、動(dòng)觸點(diǎn)相連，J4、J5和LED1分別與K2的靜、動(dòng)觸點(diǎn)相接，J6與連接片LP的A端和220V交流市電的一端相連，D1與連接片LP的C端相接，D2和LED2分別與J5和220V交流市電的另一端相接。當(dāng)微動(dòng)開關(guān)K1、K2在磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)動(dòng)作時(shí)，接在接線柱J1-J3上的電磁閥或繼電器的電源被接通或斷開；而在接線柱J4-J6的回路中，電流經(jīng)接線柱J6-連接片LP-D1-R1-LED1-K2-D2-R2-LED2流回電源。圖2中的D1、R1、LED1和K1與K2，跟圖1所述的磁力副感應(yīng)操作機(jī)械2，在實(shí)例安裝時(shí)，它們組合安裝在如圖3和圖4所示的帶盒蓋的底座上，并將其固定安裝在被控機(jī)械裝置旁。而圖2中的D2、R2及LED2，則分開安裝在中央控制室屏臺(tái)上的模擬圖板上的燈頭中，兩組位置指示電路4與5之間用導(dǎo)線串聯(lián)接通，由于K1、K2是同軸聯(lián)動(dòng)的，當(dāng)被控機(jī)械裝置動(dòng)作時(shí)，處在異地的LED1和LED2將同時(shí)閃亮或熄滅，從而達(dá)到既能控制機(jī)械動(dòng)作又能準(zhǔn)確可靠地指示機(jī)械幾何位置狀態(tài)的雙重目的，人們?cè)谥醒肟刂剖冶憧梢荒苛巳坏乜v觀所有被控機(jī)械裝置的運(yùn)行位置狀態(tài)，電腦也同時(shí)獲得準(zhǔn)確的開關(guān)量輸入信號(hào)。
在某種場(chǎng)合下，不需要位置指示時(shí)，可將圖2中連接片LP的C端移至B點(diǎn)(B點(diǎn)與K2的動(dòng)觸頭端相連)，便可獲得兩對(duì)常開和兩對(duì)常閉的開關(guān)量輸出。圖2中的D1、D2是為了防止眾多導(dǎo)線之間的交變互感電壓點(diǎn)亮LED1和LED2而設(shè)置的，因交變電壓經(jīng)D1、D2整流后變?yōu)榘氩ǖ拿}動(dòng)電壓，不能互感產(chǎn)生交變電壓，也就無法點(diǎn)亮LED1和LED2，從而保證了位置指示信號(hào)的真實(shí)性。
參見圖1至圖4。圖1中的磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2在圖3和圖4所示的安裝實(shí)例中由底座6、底座盒蓋7、副感應(yīng)磁頭8、副感應(yīng)磁鋼9和吸附磁鋼10構(gòu)成，其中副感應(yīng)磁鋼9埋置于副感應(yīng)磁頭8的前端內(nèi)部，副感應(yīng)磁頭8裝設(shè)在底座6上，底座盒蓋7罩連在底座6上方，四塊呈對(duì)角均布的吸附磁鋼10埋置在底座6內(nèi)部。底座6和副感應(yīng)磁頭8采用ABS塑料制作，副感應(yīng)磁鋼9和吸附磁鋼10可采用釹鐵硼強(qiáng)磁材料。為了方便微動(dòng)開關(guān)1和位置指示電路4與磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2裝配在一起，在底座6上還裝設(shè)有印制電路板11，用以焊接這些元器件和方便外接線。在圖3和圖4中，這些元器件的附圖標(biāo)記分別為1，微動(dòng)開關(guān)K1與K2；12，二極管D1；13，降壓電阻R1；14，發(fā)光二極管LED1；15，接線端柱J1至J6。在裝配時(shí)，應(yīng)注意將微動(dòng)開關(guān)K1與K2的被控端與副感應(yīng)磁頭8的前端相接觸。微動(dòng)開關(guān)K1與K2的型號(hào)可采用市售的KW10型。
參見圖1、圖5與圖6。圖1中的磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3在圖5和圖6的安裝實(shí)例中的結(jié)構(gòu)為，具有一個(gè)呈圓錐臺(tái)狀的固定座16，固定座16下底部?jī)?nèi)埋置有四塊在圓周上按90℃均布的吸附磁鋼17，固定座16的中心開孔內(nèi)用位于固定座16頂面的緊固螺母18固定著向上的垂直方向調(diào)整螺桿19，垂直方向調(diào)整螺桿19上部具有依次擰接固定在它上面的調(diào)整螺桿固定塊20和緊固螺母21，調(diào)整螺桿固定塊20上還開有橫向的螺孔，且在螺孔內(nèi)旋接有水平方向調(diào)整螺桿22，并且水平方向調(diào)整螺桿22上具有擰接在調(diào)整螺桿固定塊20側(cè)面的緊固螺母23，水平方向調(diào)整螺桿22的端部擰接著主感應(yīng)磁頭24，主感應(yīng)磁頭24前端內(nèi)部埋置有主感應(yīng)磁鋼25。固定座16和主感應(yīng)磁頭24可采用ABS塑料制作，主感應(yīng)磁鋼25和吸附磁鋼17可采用釹鐵硼強(qiáng)磁材料。
如前所述，在實(shí)際工作中，圖3和圖4所示的罩著盒蓋7的底座6是依靠底座6內(nèi)的吸附磁鋼10，吸附固定安裝在被控機(jī)械裝置的某個(gè)固定部位，而圖5和圖6所示的磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3則是依靠固定座16底部?jī)?nèi)的吸附磁鋼17，安裝在被控機(jī)械裝置的可動(dòng)部分。這樣，被控機(jī)械裝置在工作過程中，當(dāng)其可動(dòng)部分移動(dòng)而臨近某固定部位，即圖5和圖6所示的主感應(yīng)磁頭24移動(dòng)而臨近圖3和圖4所示的副感應(yīng)磁頭8時(shí)，兩磁頭中的主感應(yīng)磁鋼25與副感應(yīng)磁鋼9因其極性相同而產(chǎn)生斥力，此力將副感應(yīng)磁頭8向下推動(dòng)，從而使微動(dòng)開關(guān)1(K1與K2)動(dòng)作；反之，微動(dòng)開關(guān)1中簧片的彈力克服副感應(yīng)磁頭8自重力而使其返回至初始位置，使微動(dòng)開關(guān)1復(fù)位。而當(dāng)異性磁體或其他磁性材料(如鋼鐵)臨近副感應(yīng)磁頭8時(shí)，因產(chǎn)生吸引力而使其向上運(yùn)動(dòng)，故而不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。而底座6上吸附磁鋼10的吸力加上附感應(yīng)磁頭8的自重力小于微動(dòng)開關(guān)1簧片的彈力，故此也不會(huì)因副感應(yīng)磁頭8向下運(yùn)動(dòng)時(shí)被吸住而不能返回，這就構(gòu)成了本實(shí)用新型只有在主、副感應(yīng)磁頭24與8的極性相同而磁力相斥才產(chǎn)生正確動(dòng)作的“唯一性”，從而大大提高了工作的可靠性。旋轉(zhuǎn)圖5中的調(diào)整螺桿固定塊20在垂直方向螺桿19上的上、下位置，即可調(diào)整主感應(yīng)磁頭24與副感應(yīng)磁頭8之間的垂直距離。旋轉(zhuǎn)水平方向調(diào)整螺桿22時(shí)，可調(diào)整主感應(yīng)磁頭24與副感應(yīng)磁頭8之間的水平距離及偏轉(zhuǎn)角度。因此這是一種全方位調(diào)整。為使那些振動(dòng)大、機(jī)械幾何位置變化大、重復(fù)性差的機(jī)械裝置能獲得準(zhǔn)確、可靠的限位電信號(hào)，可加大主感應(yīng)磁鋼25以獲得大的空間動(dòng)作范圍。
參見圖7。自動(dòng)化工程的工藝流程模擬圖，需用指示燈指示某個(gè)工藝環(huán)節(jié)或某個(gè)機(jī)械的狀態(tài)位置，此時(shí)可將圖1和圖2所示的位置指示電路5采用如圖7所示的燈頭結(jié)構(gòu)的形式裝在控制屏臺(tái)的模擬圖中。該燈頭形式的裝置具有帶內(nèi)部空腔261的燈套26，燈套26上部開設(shè)的螺孔中旋接有中心開孔的燈頭罩27，燈套26底部具有用螺紋與其相旋接的燈底座28，燈套內(nèi)部空腔261中具有固連在燈底座28上的印制電路板29，燈底座28下方裝有與其相連的接線柱30，印制電路板29上焊接有位于燈套26內(nèi)部空腔261內(nèi)的如圖2所示的位置指示電路5包含的二極管D2、電阻R2和發(fā)光二極管LED2，它們?cè)趫D7中的附圖標(biāo)記分別為31、32和33，其中的LED2的頭部伸出燈頭罩27的中心開孔而顯露在燈頭罩27的頂口部以上。圖7中的附圖標(biāo)記34為絕緣套管，燈套26、燈頭罩27和燈底座28均采用ABS材料注塑制作。該裝置體積小，安裝方便，使用壽命長(zhǎng)，改變R2阻值可輸入不同高低的交流電壓。當(dāng)圖3和圖4中的D1、R1、LED1與圖7中的D2、R2、LED2串聯(lián)使用時(shí)，便可達(dá)到異地同步指示機(jī)械幾何位置的目的，使值班人員無論在現(xiàn)場(chǎng)還是在主控制室都可看到直觀而又真實(shí)的指示燈信號(hào)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的限位開關(guān)比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)動(dòng)作準(zhǔn)確，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。由于采用磁力控制，從而避免了機(jī)械直接撞擊，沒有誤動(dòng)作，也不存在因機(jī)械撞擊而損壞的現(xiàn)象。
(2)雙功能，即能同時(shí)發(fā)出控制和指示信號(hào)，性能價(jià)格比優(yōu)異。
(3)安裝簡(jiǎn)單易行，調(diào)整靈活方便，動(dòng)作空間大。由于采用釹鐵硼強(qiáng)磁作吸附磁鋼，能直接將主感應(yīng)磁頭所在的固定座和副感應(yīng)磁頭所在的底座吸附在機(jī)械裝置適當(dāng)?shù)匿撹F結(jié)構(gòu)位置上，而對(duì)震動(dòng)較大的場(chǎng)合，只需用環(huán)氧粘膠加固即可。本開關(guān)能在垂直、水平方向及在任何角度下作任意全方位調(diào)整。在副感應(yīng)磁頭磁場(chǎng)強(qiáng)度不變的情況下，加大主感應(yīng)磁鋼釹鐵硼的尺寸，可獲得很大的動(dòng)作空間，例如100×50×40mm的空間。
(4)相對(duì)電子接近開關(guān)而言，其輸出電流要大一個(gè)數(shù)量級(jí)，而結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。
權(quán)利要求1.一種帶位置指示的磁力驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，其特征在于，它由微動(dòng)開關(guān)(1)、磁力附感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)(2)、磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)、位置指示電路(4)和位置指示電路(5)組成，它們之間的機(jī)電連接關(guān)系是，磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)在向著磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)(2)方向運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行幾何位置接近但始終不接觸的條件下，產(chǎn)生隨幾何位置接近而逐步增大的由磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)排斥驅(qū)動(dòng)磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)(2)的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力，磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)(2)的操作施力端與微動(dòng)開關(guān)(1)的被控端機(jī)械相連，微動(dòng)開關(guān)(1)具有的開關(guān)觸點(diǎn)連接在位置指示電路(4)和位置指示電路(5)中，以控制兩電路作出機(jī)械幾何位置指示。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，微動(dòng)開關(guān)(1)由兩組聯(lián)軸同步的單刀雙擲開關(guān)K1和K2構(gòu)成，位置指示電路(4)由二極管D1、電阻R1和發(fā)光二極管LED1串聯(lián)組成，位置指示電路(5)由二極管D1、電阻R2和發(fā)光二極管LED2串聯(lián)組成。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)，其特征在于，具有六個(gè)接線柱J1至J6和連接片LP，其中J1至J3分別與K1的靜、動(dòng)觸點(diǎn)相連，J4、J5和LED1分別與K2的靜、動(dòng)觸點(diǎn)相接，J6與連接片LP的A端和220V交流市電的一端相連，D1與連接片LP的C端相接，D2和LED2分別與J5和220V交流市電的另一端相接。
4.如權(quán)利要求1至3所述的開關(guān)，其特征在于，磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)(2)由底座(6)、底座盒蓋(7)、副感應(yīng)磁頭(8)、副感應(yīng)磁鋼(9)和吸附磁鋼(10)構(gòu)成，其中副感應(yīng)磁鋼(9)埋置于副感應(yīng)磁頭(8)的前端內(nèi)部，副感應(yīng)磁頭(8)裝設(shè)在底座(6)上，底座盒蓋(7)罩連在底座(6)上方，四塊呈對(duì)角均布的吸附磁鋼(10)埋置在底座(6)內(nèi)部，在底座(6)上還裝設(shè)有印制電路板(11)，印制電路板(11)上焊接有微動(dòng)開關(guān)(1)和位置指示電路(4)的元器件。
5.如權(quán)利要求1至3所述的開關(guān)，其特征在于，磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)具有一個(gè)呈圓錐臺(tái)狀的固定座(16)，固定座(16)下底部?jī)?nèi)埋置有四塊在圓周上按90℃均布的吸附磁鋼(17)，固定座(16)的中心開孔內(nèi)用位于固定座(16)頂面的緊固螺母(18)固定著向上的垂直方向調(diào)整螺桿(19)，垂直方向調(diào)整螺桿(19)上部具有依次擰接固定在它上面的調(diào)整螺桿固定塊(20)和緊固螺母(21)，調(diào)整螺桿固定塊(20)上還開有橫向的螺孔，且在螺孔內(nèi)旋接有水平方向調(diào)整螺桿(22)，并且水平方向調(diào)整螺桿(22)上具有擰接在調(diào)整螺桿固定塊(20)側(cè)面的緊固螺母(23)，水平方向調(diào)整螺桿(22)的端部擰接著主感應(yīng)磁頭(24)，主感應(yīng)磁頭(24)前端內(nèi)部埋置有主感應(yīng)磁鋼(25)。
6.如權(quán)利要求1至3所述的開關(guān)，其特征在于，具有一個(gè)燈頭結(jié)構(gòu)形式的裝置，該裝置具有帶內(nèi)部空腔(261)的燈套(26)，燈套(26)上部開設(shè)的螺孔中旋接有中心開孔的燈頭罩(27)，燈套(26)底部具有用螺紋與其相旋接的燈底座(28)，燈套內(nèi)部空腔(261)中具有固連在燈底座(28)上的印制電路板(29)，燈底座(28)下方裝有與其相連的接線柱(30)，印制電路板(29)上焊接有位于燈套(26)內(nèi)部空腔(261)內(nèi)的的位置指示電路(5)包含的元器件。
專利摘要帶位置指示的磁力驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開關(guān)的結(jié)構(gòu)包括有裝設(shè)在被控機(jī)械裝置的某固定部位的微動(dòng)開關(guān)1、磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)2及位置指示電路4,裝設(shè)在被控機(jī)械裝置的可動(dòng)部分上的磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3,以及安裝在中央控制室屏臺(tái)模擬圖中的位置指示電路5。當(dāng)磁力主感應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)而臨近磁力副感應(yīng)操作機(jī)構(gòu)時(shí),通過磁力驅(qū)動(dòng)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作,能同時(shí)發(fā)出控制和指示信號(hào)。其動(dòng)作可靠,壽命長(zhǎng),安裝簡(jiǎn)單,調(diào)整方便,動(dòng)作空間大,結(jié)構(gòu)合理抗干擾。
文檔編號(hào)H01H9/16GK2315653SQ97238499
公開日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月8日
發(fā)明者劉生仁 申請(qǐng)人:劉生仁