БЕСКОНТАКТНАЯ КЛАВИША Российский патент 1994 года по МПК H03K17/80 H01H36/00 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам бесконтактной коммутации электрических цепей, и может быть использовано в приборах автоматики, электроники, вычислительной техники.

Известен бесконтактный переключатель, магниточувствительный элемент которого выполнен в виде микросборки с датчиком Холла [1]. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является бесконтактная клавиша [2], содержащая корпус, в котором установлена с возможностью перемещения и самовозврата клавишная головка, неподвижная магнитная система, закрепленная на корпусе, датчик считывания, выполненный в виде катушки, а также магниточувствительный элемент.

Недостатком известного устройства являются повышенные массогабаритные характеристики и низкая надежность.

Цель изобретения - снижение массогабаритных характеристик и повышение надежности.

Цель достигается тем, что в известной бесконтактной клавише, содержащей корпус, в котором установлена с возможностью перемещения и самовозврата клавишная головка, неподвижная магнитная система, закрепленная на корпусе, датчик считывания, выполненный в виде катушки, а также магниточувствительный элемент, последний выполнен в виде шарнирного двуплечего рычага, одно из плеч которого предназначено для взаимодействия с клавишной головкой, а другое плечо выполнено из магнитомягкого материала и введено в отверстие указанной катушки, причем свободный конец имеет возможность взаимодействия с каждым из полюсов неподвижной магнитной системы.

На фиг. 1 изображена предлагаемая бесконтактная клавиша (БК) в исходном состоянии; на фиг. 2 - то же, при нажатии.

Бесконтактная клавиша содержит корпус 1, клавишную головку, состоящую из толкателя 2, клавиши 3 и скобы 4, неподвижную магнитную систему 5, закрепленную на корпусе 1, датчик 6 считывания, выполненный в виде катушки, магниточувствительный элемент. Магниточувствительный элемент выполнен в виде шарнирного двуплечего рычага 7, одно из плеч 9 которого предназначено для взаимодействия со скобой 4 клавишной головки, а другое плечо 8 выполнено из магнитомягкого материала, введено в отверстие указанной катушки, причем свободный конец его имеет возможность взаимодействия с каждым из полюсов неподвижной магнитной системы 5.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При нажатии на клавишу 3 толкатель 2 перемещается вниз (на фиг. 1, 2) и, оказывая давление на плечо 9 рычага 7, заставляет последний поворачиваться вокруг оси 10. При этом плечо 8 рычага, выполненное из магнитомягкого материала, притягивается к одному из магнитов 5 (полюс S на фиг. 1). Толкатель 2 преодолевает сопротивление притяжения магнита 5 (полюс S) до тех пор, пока плечо 8 рычага 7 не пройдет через ось 11 катушки 6 (эта ось делит пополам и расстояние между магнитами 5). После прохождения через ось плечо рычага 8 будет уже притягиваться другим магнитом 5 (полюс N) и произойдет резкий поворот рычага 7 вокруг оси 7.

При этом плечо 8 рычага из магнитомягкого материала резко пересекает магнитные силовые линии внутри катушки-проводника, приводя к изменению магнитного потока через витки катушки-проводника. Это приводит к возникновению в катушке импульса напряжения, величина и продолжительность которого не зависят от скорости перемещения толкателя, поскольку в момент начала действия притяжения со стороны магнита 5 (полюс N) плечо 9 рычага 4 "открывается" от толкателя 2 и движется независимо от толкателя под действием силы притяжения магнита 5 (полюс N) к плечу 8.

Выполнение плеча 8 рычага из магнитомягкого материала приводит к увеличению амплитуды выходного импульса, обусловленному резким изменением магнитного потока в результате перемагничивания плеча 8 рычага 7.

При отпускании клавиши за счет упругих свойств пружины 12 толкатель 2 движется вверх (на фиг. 1, 2). При этом нижняя часть ˙]-образной скобы, находящаяся в контакте с плечом 9 рычага 4, начинает поворачивать рычаг 7 (против часовой стрелки на фиг. 2). После того, как рычаг 7 повернется на угол, соответствующий перемещению толкателя 2 на l_o (см. фиг. 2) (а значит, и конец плеча 9 переместится на это же расстояние), конец плеча 8 рычага 7 переместится на расстояние l = > L , где R и R₁ - соответственно длины плеч 8 и 9 рычага 7, т.е. плечо 8 пересечет ось катушки и окажется ближе к полюсу S магнитной системы 5. При этом за счет притяжения между плечом 8 и полюсом S магнита 5 произойдет резкий переброс рычага до контакта с магнитом (полюс S). При этом в катушке возникнет импульс напряжения обратной полярности. Поскольку плечо 8 рычага 7 выполнено из магнитомягкого материала, то в момент переброса произойдет и перемагничивание плеча 8, что приведет к дополнительному увеличению импульса напряжения в катушке.

Таким образом, применение предложенной бесконтактной клавиши позволит упростить конструкцию, снизить массогабаритные характеристики, повысить надежность, при этом увеличить величину выходного сигнала.

Использование: импульсная техника, бесконтактная коммутация электрических цепей. Сущность изобретения: в корпусе установлены магнитная система, катушка, двуплечий рычаг. Одно плечо рычага выполнено из магнитомягкого материала. При нажатии на головку одно плечо рычага резко перебрасывается к другому полюсу магнитной системы, наводя импульс напряжения в катушке. 2 ил.

БЕСКОНТАКТНАЯ КЛАВИША, содержащая корпус, в котором установлена с возможностью перемещения и самовозврата клавишная головка, неподвижную магнитную систему, закрепленную на корпусе, датчик считывания, выполненный в виде катушки, магниточувствительный элемент, отличающаяся тем, что, с целью снижения массогабаритных характеристик, повышения надежности, магниточувствительный элемент выполнен в виде шарнирного двуплечего рычага, одно из плеч которого предназначено для взаимодействия с клавишной головкой, другое плечо выполнено из магнитомягкого материала, введено в отверстие указанной катушки, а свободный конец его имеет возможность взаимодействия с каждым из полюсов непожвижной магнитной системы.