[发明专利]一种磁感应式防水编码器

说明书

技术领域

本发明涉及编码装置，特别是一种将角位移转换成编码数字化电信号的防水编码装置，同时具有开关功能，能够输出独立于编码信号的开关信号。

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化电信号的一种传感器装置。前者称为码盘，后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种。接触式采用电刷输出，以电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”；采用磁敏元件时以感应磁场的变化来表示代码状态。编码器广泛用于工控定位、转速测量、功率调节等。现有的编码器存在以下缺点：

光电式：安装的位置需要有透明玻璃材料，不防水、不耐污、成本高。

机械式：直接由金属接触实现开关，不防水，且易导电。有金属接触，无隔离功能。在一些厨房、浴室等场所的电器上使用不安全。且机械磨损影响使用寿命。

现有编码器只有编码功能，功能单一。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种结构简单、成本低，而且具有开关功能的编码装置。

本发明进一步的目的是提供一种还具有优良防水性能的编码装置，使得编码装置在潮湿或有水喷淋的环境中也能够安全、稳定地工作。

为了达到上述第一目的，本发明具有开关功能的编码装置，包括：

壳体，其壳盖中心处设置轴座，其壳底中心处成型有与所述轴座同轴的凹腔，凹腔外侧壁成型有一安装槽；

由支架及若干第一磁体组成的磁体组件，置于所述壳体内可转动，支架中心处设置驱动孔；

旋轴，安装于所述轴座中，一端连接磁体组件的驱动孔，另一端伸出壳体外连接旋钮；

第二磁体，置于壳底的所述凹腔中、与凹腔底之间设置复位弹簧，且通过顶针与所述旋轴接触；

三个霍尔元件，其中两个设置于壳体下方的线路板上，用于在第一磁体随旋轴同步转动时输出表示旋钮角位移的脉冲编码信号，另一个置于壳底的所述安装槽内，用于在第二磁体被旋轴压下时输出开关信号。

为达到上述进一步的目的，本发明在上述编码装置的基础上，进一步还包括一个由软质硅胶制成的防水套，该防水套包括与所述壳盖配合的平垫、平垫中部的轴座套、以及轴座套上端的旋轴套，平垫上表面设置若干向上的凸环，轴座套的内径小于所述轴座的外径。

进一步，还可包括旋钮的转动定位机构和升降定位机构，

所述转动定位机构含：

设置于所述支架顶面的环形槽内的若干第一凹坑，

设置于所述壳盖下端的至少两个空心柱体，

设置于所述空心柱体与所述支架顶面的环形槽之间的第一滚珠，以及，

设置于所述空心柱体内用于将第一滚珠压向所述环形槽的弹簧；

所述升降定位机构含：

设置于所述轴座侧壁的至少两个孔和装于该孔中的第二滚珠，

设置于所述旋轴上的凹环，以及，

能够将第二滚珠压向所述凹环的所述防水套。

构成所述磁体组件的支架可采用以下结构：支架具有一圆板，圆板下表面中心处设置支撑柱，支撑柱中心设置所述驱动孔，圆板下表面设置与所述驱动孔同轴的第一磁体安装槽。进一步还可在所述壳底的凹腔口部设置带顶针过孔的盖板，盖板与所述支架的支撑柱之间设置软质垫片，软质垫片起到缓冲与间隔作用，保证磁体组件转动时，支架和壳底不会被磨损。

进一步还可在所述支架内于若干第一磁体的上方设置导磁环，以增强导磁率。

本发明编码装置利用霍尔效应的原理对旋钮的角位移编码，并利用霍尔效应的原理检测旋钮的升降运动进而产生开关信号，其结构简单，成本低。而且其壳体和旋钮均可以采用塑料制成，完全实现了与内部电路的隔离，使用安全，克服了现有机械式编码器直接由金属接触实现开关，在厨房、浴室等场所的电器上使用不安全的缺陷。

其壳体内没有任何电子元件和电路，因此即使有水沿旋轴渗入其壳体内，也不会影响编码装置工作。

其采用特殊结构的防水套后，不但可以防止水沿安装孔渗入机箱内，和防止水沿旋轴渗入编码装置的壳体内，保证本编码装置在潮湿或有水喷淋的环境中也能够安全、稳定地工作，使用寿命长；而且该防水套还作为旋钮升降定位机构中的弹性部件，对第二滚珠施加向旋轴上的凹环运动的力。