МОДУЛЬ ЭЛЕКТРОННОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА СЕНСОРАХ ХОЛЛА Российский патент 2008 года по МПК G05G9/53 

Изобретение касается электронных модулей дистанционного управления (джойстики и блоки), относящихся к устройствам бесконтактного преобразования механического движения в электрический сигнал с использованием эффекта Холла, обладающих высочайшей эксплуатационной надежностью и долговечностью (журнал «Строительная техника и технологии» №4, 2004 г., стр.114-118).

Известен модуль электронного дистанционного управления, содержащий рычаг из немагнитного материала, неподвижно закрепленный в центральном отверстии шарообразной детали из диэлектрического материала. Шарообразная деталь установлена с возможностью ограниченного поворота в сферическую опору корпуса с прижимной пластиной. Корпус и прижимная пластина выполнены из немагнитного материала. В теле шарообразной детали зафиксированы постоянные магниты параллельно оси рычага, под углом 90 градусов друг другу. Сенсоры, имеющие возможность пропорционально регулировать выходное напряжение при изменении напряженности магнитного поля постоянного магнита, смонтированы на печатной плате, ориентируются пазами, выполненными в прижимной пластине и корпусе в сторону постоянных магнитов. Шарообразная деталь имеет плоские торцовые поверхности, перпендикулярные оси рычага. В теле диэлектрической шарообразной детали, параллельно оси рычага, через 90 градусов выполнены кольцевые, секторные пазы, выходящие на плоские торцовые поверхности, не имеющие выхода на сферическую поверхность. В смежные пазы шарообразной детали установлены с натягом постоянные магниты, ориентированные осью намагниченности вдоль оси рычага и распложенные симметрично по отношению к оси рычага. На наружной сферической поверхности шарообразной детали в середине между пазами магнитов выполнен паз, боковые поверхности которого симметричны и параллельны оси рычага и могут контактировать с деталью, закрепленной в отверстии, расположенном в стыке между корпусом и прижимной пластиной. В теле прижимной пластины параллельно оси под углом 90 градусов друг другу выполнены пазы, соединяющиеся с глухими пазами в корпусе, в которые устанавливаются сенсорные датчики Холла, смонтированные на печатной плате, закрепленной на прижимную пластину. Датчики Холла расположены в смежных пазах прижимной пластины и ориентированы зоной чувствительности в сторону постоянных магнитов. На некотором удалении от датчиков Холла внутри цилиндрической части корпуса установлен кольцевой экран из магнитного материала. Каталог фирмы SURE GRIP, сайт: www.suregripcontrols.com. Фрагменты устройства данного модуля приведены в приложении 1 на 10 страницах.

В варианте, имеющем принудительный возврат ручки в нейтральное положение при отсутствии механического воздействия на ручку, на цилиндрической части рычага устанавливается подвижная в осевом направлении втулка с буртиком, опирающимся конусной торцовой поверхностью на верхнюю часть корпуса. При наклоне ручки буртик подвижной втулки сжимает пружину, расположенную на наружной поверхности втулки, а так как второй конец пружины опирается в неподвижную шайбу, зафиксированную на рычаге, то обеспечивается возврат ручки в нейтральное положение. Верхняя часть корпуса может иметь фигурное центральное отверстие, которое определяет или ограничивает траекторию движения рычага, например, квадратная форма центрального отверстия позволяет двигаться рычагу по площади этого квадрата. Крестообразная форма центрального отверстия определяет возможность движения рычага только по осям креста. Центральное отверстие корпуса имеет плавный переход в квадратную пирамидальную поверхность. С пирамидальной поверхностью корпуса контактирует конусная торцовая часть буртика подпружиненной втулки, подвижно установленной на внешний диаметр рычага. Грани пирамидальной поверхности ориентированы в направлении сенсоров, обеспечивают переменное усилие на рычаге по направлениям движения, а точнее, рычаг более легко передвигается по направлению к граням пирамидальной поверхности и, если по этим граням ориентированы сенсоры, соответственно в направлении сенсоров. Пирамидальная поверхность плавно переходит в плоскую поверхность верхней части корпуса, с которой конус буртика может взаимодействовать при некоторых углах наклона.

Недостатками прототипа являются сложность конструкции, значительные габаритные размеры, обусловленные необходимостью совместной ориентации магнитов, сенсоров и направляющей шарообразной опоры рычага.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - упрощение конструкции и снижение габаритных размеров.

Поставленная задача решается тем, что модуль электронного дистанционного управления, содержащий сенсоры, имеющие возможность пропорционально регулировать выходное напряжение при изменении напряженности магнитного поля постоянного магнита, закрепленного в шарообразной головке рычага, установленной в сферическую поверхность корпуса, на который опирается подвижная в осевом направлении втулка с буртиком, установленная на наружную поверхность рычага и подпружиненная относительно рычага, согласно изобретению сенсоры установлены внутрь образующей сферы шарообразной детали рычага.

Кроме этого согласно изобретению модуль может содержать один постоянный магнит.

Следующим решением согласно изобретению является то, что квадратная поверхность, обеспечивающая переменное усилие движения рычага по направлениям, выполнена на наружной поверхности корпуса. При этом плоскости, ограничивающие плоскую торцовую поверхность корпуса, выполнены с углом наклона более угла максимального наклона рычага в сторону грани квадрата.

Корпус может представлять собой единую деталь или несколько собранных между собой деталей для упрощения его изготовления.

Такое выполнение модуля упрощает конструкцию, так как значительно уменьшается количество деталей, упрощается их изготовление и точность установки сенсоров и их настройки. Устройству нет необходимости выполнять ограничение по вращению шарообразной детали по отношению к корпусу, и не требуется установка экранов как взаимных, так и внешних. Также не требуется выполнение деталей из немагнитных и диэлектрических материалов, что положительно для надежности. При этом значительно уменьшаются габаритные размеры. Таким образом, заявляемый модуль обеспечивает функционирование при минимальном количестве деталей и простоте изготовления.

По уровню техники не выявлено технических решений, обладающих совокупностью существенных признаков, характеризующих заявляемое изобретение, следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».

Из уровня техники не выявлено технических решений, отличительные признаки которых обеспечивают решение поставленной в заявляемом изобретении задачи, следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение может быть осуществлено и применено в промышленности, следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения патентоспособности «промышленная применяемость».

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.

На фигуре 1 представлено изображение модуля в разрезе.

На фигуре 2 - сечение А-А.

На фигуре 3 - вид Б, изображение модуля при наклоне рычага в сторону грани квадрата.

На фигуре 4 - вид В, изображение модуля при наклоне рычага по диагонали квадрата.

Модуль электронного дистанционного управления содержит рычаг 1 с шарообразной головкой 2. Шарообразная головка 2 рычага 1 установлена в сферическую опору 3 корпуса 4. Сферическая опора 3 и корпус 4 могут представлять собой единую деталь или несколько собранных между собой деталей для упрощения его изготовления. Корпус 4 закреплен на фланце 5. Внутри фланца 5 размещена печатная плата 6 с сенсорами 7 и 8. Сенсоры 7 и 8 имеют возможность пропорционально регулировать выходное напряжение при изменении напряженности магнитного поля постоянного магнита 9, установленного в шарообразной головке 2 рычага 1. Сенсоры 7 и 8 расположены вокруг оси 10 корпуса 4, под углом 90 градусов друг другу. При этом сенсоры 7 и 8 установлены внутрь образующей сферы шарообразной головки 2. На цилиндрической части рычага 1 устанавливается подвижная в осевом направлении втулка 11 с буртиком 12, опирающимся на корпус 4. На наружной поверхности втулки 11 расположена пружина 13, опирающаяся одним концом на буртик 12, а другим концом в ручку 14, неподвижно установленную на рычаг 1. Плоская торцовая поверхность 15 корпуса 4 с внешней стороны выполнена по форме, близкой к квадратной. Грани 16, ограничивающие плоскую поверхность 15 корпуса 4, ориентированы по отношению к расположению сенсоров 7 и 8. Угол наклона плоскостей 17 выполнен больше максимального угла наклона рычага 1 в сторону грани 16 квадрата.

Устройство работает следующим образом. При наклоне рычага 1 происходит поворот шарообразной головки 2 с магнитом 9 относительно сенсоров 7 и 8, неподвижно установленных во фланце 5 корпуса 4. При приближении или удалении магнита 9 по отношению к неподвижным сенсорам 7 и 8 происходит регулирование выходного напряжения сенсоров 7 и 8. Ввиду того, что форма плоской торцовой поверхности 15 ограничена гранями 16 квадрата, ориентированными по отношению, например, к сенсорам 7 и 8, соответственно различно и плечо воздействия от поверхности 15 на буртик 12 подвижной втулки 11. Этим обеспечивается переменное усилие на рычаге 1 по направлениям наклона.

Изобретение касается электронных модулей дистанционного управления (джойстики и блоки) относящиеся к устройствам бесконтактного преобразования механического движения в электрический сигнал с использованием сенсоров Холла. Технический результат - упрощение конструкции и повышение надежности. Модуль электронного дистанционного управления, осуществляющий бесконтактное преобразование механического движения в электрический сигнал, содержит рычаг с шарообразной головкой, установленной в сферическую опору корпуса. Согласно изобретению сенсоры установлены внутри образующей сферы шарообразной головки рычага. Шарообразная головка рычага может содержать один постоянный магнит. Плоская торцовая поверхность корпуса, на которую опирается буртик подвижной подпружиненной относительно рычага втулки, с внешней стороны выполнена по форме, близкой к квадратной. 4 ил.

Модуль электронного дистанционного управления, содержащий сенсоры, неподвижно установленные в корпусе, в сферическую поверхность которого установлена с возможностью поворота шарообразная головка рычага, отличающийся тем, что сенсоры размещены внутри сферы, образующей шарообразную головку, в которой закреплен постоянный магнит.