ПОДВОДНАЯ КНОПКА Российский патент 2024 года по МПК G01D5/00 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к подводным кнопкам, включающим в себя корпус, соединенный с размыкаемым электрическим проводом, и может быть использовано в подводной среде, в том числе и в первую очередь, водолазами для включения и выключения различных подводных устройств, переключения их режимов и т.п.

Уровень техники.

При работе в водной среде обычные переключатели сложно применять даже с учетом обеспечения герметичности электрических контактов: разность внешнего гидростатического давления и внутреннего давления в приборе обуславливает самонажатие кнопки.

Известны подводные кнопки, включатели и выключатели на основе пьезоэлементов, среди их недостатков отмечается отсутствие тактильного отклика и реакция только на изменение силы нажатия, т.е. невозможность обеспечить длительное нажатие.

Известны подводные кнопки, где применяются уплотнения на тонких штоках, уравновешивание внешнего давления где обеспечивается пружинами. К недостаткам данных устройств стоит отнести низкую надежность уплотнений.

Известны подводные переключатели, где применяются герконы или датчики на эффекте Холла, где изменение состояния переключателя обеспечивается поворотом ручки таким образом, чтобы магнит, встроенный в ручку, менял свое положение относительно датчика (геркона или датчика Холла). К недостаткам данного способа стоит отнести неудобство использования водолазами, связанное с тем, что человеку наиболее удобно и просто совершать нажатие, чем поворот ручки.

Известна из уровня техники подводная кнопка, включающая в себя корпус, соединенный с размыкаемым электрическим проводом, внутри корпуса расположен магнит и датчик наличия магнитного поля, соединенный электрическим проводом, при этом датчик выполнен с возможностью замыкания электрического провода при наличии магнитного поля и размыкания электрического провода при отсутствии магнитного поля, см. описание патента №112758, опубликован в 2011 г.

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению и взято за прототип. Таким образом, предлагаемое в данном описании устройство будет описано в терминах отличий от прототипа.

Недостатком данного устройства является невысокая его надежность за счет того, что есть подвижные части, входящие одна в другую, присутствуют полости. Кроме того, в данной конструкции нужен очень мощный магнит, такую кнопку надо нажимать не пальцем, а всей рукой. При этом отводить от датчика магнит надо очень далеко, чтобы такая кнопка «отжалась».

Раскрытие изобретения.

Настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить подводную кнопку, позволяющую обеспечить повышение надежности работы подводной кнопки за счет полного отсутствия элементов питания, а также корродирующих элементов и воздушных полостей, а также увеличение срока службы подводной кнопки за счет отсутствия элементов питания и исключения требующих обслуживания уплотнений и корродирующих частей, а также возможность замыкать разные контакты, что и является поставленной технический задачей.

Для достижения этой цели корпус включает в себя:

i. неподвижное основание, выполненное из водонепроницаемого материала, которое включает в себя несколько герконов, выполненных с возможностью замыкания электрического провода при наличии магнитного поля и размыкания электрического провода при отсутствии магнитного поля, соединенных с несколькими электрическими проводами,

ii. подвижную часть, в которой расположен магнит и которая имеет несколько положений: положение размыкания, при котором магнит находится на таком расстоянии от всех герконов, при котором все герконы не реагируют на наличие магнитного поля, и несколько положений замыкания, при которых магнит находится на таком расстоянии от каждого геркона, при котором каждый геркон по отдельности реагирует на наличие магнитного поля и замыкает свой электрический провод,

iii. при этом неподвижное основание и подвижная часть выполнены в виде деталей, не имеющих полостей, залитых водонепроницаемым материалом.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность повысить надежность работы подводной кнопки, максимально упростить и удешевить производство кнопок для подводного применения, исключить влияние повышенного давления,повысить надежность и защиту от внешних факторов среды: влажности и прямого контакта с водой, в том числе с морской. Это все достигается благодаря полному отсутствию полостей, только за счет особенной геометрии частей. Кроме того, компенсация внешнего давления не требуется, так как полностью отсутствуют воздушные полости.

Кроме того, появляется возможность одним нажатием производить замыкание разных контактов, которые можно замыкать в зависимости от силы нажатия.

Существует также возможный вариант изобретения, в котором подвижная часть установлена на оси, перпендикулярной основанию, и поворачивается относительно него.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность расположить герконы по окружности вокруг оси и замыкать их, поворачивая подвижную часть.

Существует также возможный вариант изобретения, в котором подвижная часть выполнена в виде упругого рычага, одним своим концом соединенным с основанием, а в другом конце имеющим расположенный внутри магнит, и при нажатии на подвижную часть магнит проходит вблизи областей основания с герконами, последовательно замыкая их.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность расположить герконы по дуге и замыкать их, нагибая подвижную часть в виде гибкого рычага путем нажатия на нее.

Существует также возможный вариант изобретения, в котором в качестве водонепроницаемого материала используется полиуретан или силикон. Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность конкретного исполнения водонепроницаемого материала.

Краткое описание чертежей.

Другие отличительные признаки и преимущества данного изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:

- фигура 1 изображает вид подводной кнопки, согласно изобретению, в варианте, когда подвижная часть поворачивается вокруг неподвижного основания и замыкает несколько герконов последовательно,

- фигура 2 изображает разрез подводной кнопки, согласно изобретению, в варианте, когда подвижная часть поворачивается вокруг неподвижного основания и замыкает несколько герконов последовательно,

- фигура 3 изображает вид подводной кнопки, согласно изобретению, в варианте, когда подвижная часть одним концом жестко закреплена на неподвижном основании, упруго наклоняется при нажимании относительно неподвижного основания и замыкает несколько герконов последовательно.

На фигурах обозначено:

11 - неподвижное основание корпуса;

12 - подвижная часть корпуса;

3 - магнит;

41, 42, … - герконы;

6 - углубление неподвижного основания;

7 - ось вращения подвижной части вокруг неподвижного основания;

8 - точка закрепления подвижной части на неподвижном основании.

Согласно фигурам 1-3 подводная кнопка включает в себя корпус, который включает в себя:

- неподвижное основание 11, выполненное из водонепроницаемого материала, в котором герметично расположены герконы 41, 42, 43, …

- подвижную часть 12, в которой расположен магнит 3 и которая имеет несколько положений: положение размыкания, при котором магнит 3 находится на таком расстоянии от всех герконов 41, 42, 43, …, при котором все герконы не реагируют на наличие магнитного поля, и несколько положений замыкания, при которых магнит 3 находится на таком расстоянии от каждого геркона 41, 42, 43, …, при котором каждый геркон по отдельности реагирует на наличие магнитного поля и замыкает свой электрический провод.

Неподвижное основание 11 и подвижная часть 12 выполнены в виде деталей, не имеющих полостей, залитых водонепроницаемым материалом.

Опционально при повороте вокруг оси 7 подвижной части 12 по стрелке на фигуре 1 и 2 (и пунктиром показано на фигуре 3), при которых магнит 3 находится на таком расстоянии от каждого геркона, при котором каждый геркон по отдельности реагирует на наличие магнитного поля и замыкает свой электрический провод.

Есть вариант (см. фигуры 1 и 2), когда подвижная часть 12 установлена на оси 7, перпендикулярной основанию 11, и поворачивается относительно него.

Есть вариант (см. фигуру 3), когда подвижная часть 11 выполнена в виде упругого рычага, одним своим концом соединенного с основанием (закрепление в области точки 8), а в другом конце имеющего расположенный внутри магнит 3, и при нажатии на подвижную часть 12 по стрелке магнит 3 проходит вблизи областей основания с герконами 41, 42 и 43, последовательно замыкая их.

Есть вариант, когда в качестве водонепроницаемого материала используется полиуретан. А есть альтернативный вариант, когда в качестве водонепроницаемого материала используется силикон.

Кроме того (см. фигуру 2), неподвижное основание может иметь углубление 6 под возможность более близкого размещения магнита 3 рядом с герконами 41, 42, 43, …,.

Осуществление изобретения.

Подводная кнопка работает следующим образом. Приведем наиболее исчерпывающий пример реализации изобретения. Имея в виду, что данный пример не ограничивает применения изобретения.

Подводная кнопка (см. фигуры 1 и 2) выполнена так, что подвижная часть 12 установлена на оси 7, перпендикулярной основанию 11, и поворачивается относительно него, при вращении каждый геркон 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 по отдельности реагирует на наличие магнитного поля и замыкает свой электрический провод. Это вариант галетного переключателя или энкодера, в зависимости от того, есть ограничение на вращение или нет. Может быть вариант, когда у нас отдельные выводы, и мы точно знаем, в какой позиции подвижная часть. А может быть вариант как у энкодера (валкодера), когда мы детектируем, вращение в какую сторону и на сколько позиций произошло.

В варианте нескольких герконов (см. фигуру 3) подвижная часть 12 выполнена в виде упругого рычага, одним своим концом соединенного с основанием, а в другом конце имеющего расположенный внутри магнит 3. При нажатии на подвижную часть 12 по стрелке магнит 3 проходит вблизи областей основания с герконами 41, 42, 43, последовательно замыкая их, так как каждый геркон по отдельности реагирует на наличие магнитного поля и замыкает свой электрический провод. Это вариант, когда подвижная часть 12 возвращается обратно из-за упругости материала. Подвижный кончик подвижной части 12 также может ездить по канавке, чтоб траектория была одинаковая всегда. Канавка на чертеже не показана.

Сборка подводной кнопки осуществляется по следующим этапам:

1. Производят монтаж герконов на пластину, в качестве которой может быть использована печатная плата;

2. Производят монтаж кабеля на плату;

3. Устанавливают плату в заливочной форме и заливают всё полимерным компаундом (полиуретаном или силиконом);

4. Производят отливку подвижной части вместе с магнитом или вклейку магнита после отливки и отверждения.

Промышленная применимость.

Подводная кнопка может быть осуществлена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

С целью подтверждения работоспособности данной конструкции подводной кнопки в реальных условиях была проведена серия испытаний, которые подтвердили повышение надежности работы подводной кнопки за счет полного отсутствия элементов питания, а также корродирующих элементов и воздушных полостей, а также увеличение срока службы подводной кнопки за счет отсутствия элементов питания и исключения требующих обслуживания уплотнений и корродирующих частей, а также возможность замыкать разные контакты.

Дополнительный достигаемый технический результат:

• упрощение и удешевление производства подводных переключателей (кнопок);

• повышение надежности за счет полного отсутствия корродирующих элементов и воздушных полостей;

• увеличение срока службы кнопки за счет исключения требующих обслуживания уплотнений и корродирующих частей.

Настоящее изобретение относится к подводным кнопкам, включающим в себя корпус, соединенный с размыкаемым электрическим проводом, и может быть использовано в подводной среде, в том числе и в первую очередь, водолазами для включения и выключения различных подводных устройств, переключения их режимов и т.п. Согласно изобретению корпус включает в себя неподвижное основание, выполненное из водонепроницаемого материала, которое включает в себя несколько герконов, выполненных с возможностью замыкания электрического провода при наличии магнитного поля и размыкания электрического провода при отсутствии магнитного поля, соединенных с несколькими электрическими проводами. Также корпус включает в себя подвижную часть, в которой расположен магнит и которая имеет несколько положений: положение размыкания, при котором магнит находится на таком расстоянии от всех герконов, при котором все герконы не реагируют на наличие магнитного поля, и несколько положений замыкания, при которых магнит находится на таком расстоянии от каждого геркона, при котором каждый геркон по отдельности реагирует на наличие магнитного поля и замыкает свой электрический провод. Достигаемый технический результат - повышение надежности работы подводной кнопки за счет полного отсутствия элементов питания, а также корродирующих элементов и воздушных полостей, а также увеличение срока службы подводной кнопки за счет отсутствия элементов питания и исключения требующих обслуживания уплотнений и корродирующих частей, а также возможность замыкать разные контакты. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Подводная кнопка, включающая в себя корпус, который включает в себя:

- неподвижное основание, выполненное из водонепроницаемого материала, которое включает в себя несколько герконов, выполненных с возможностью замыкания электрического провода при наличии магнитного поля и размыкания электрического провода при отсутствии магнитного поля, соединенных с несколькими электрическими проводами,

- подвижную часть, в которой расположен магнит и которая имеет несколько положений: положение размыкания, при котором магнит находится на таком расстоянии от всех герконов, при котором все герконы не реагируют на наличие магнитного поля, и несколько положений замыкания, при которых магнит находится на таком расстоянии от каждого геркона, при котором каждый геркон по отдельности реагирует на наличие магнитного поля и замыкает свой электрический провод,

- при этом неподвижное основание и подвижная часть выполнены в виде деталей, не имеющих полостей, залитых водонепроницаемым материалом.

2. Подводная кнопка по п. 1, отличающаяся тем, что подвижная часть установлена на оси, перпендикулярной основанию, и поворачивается относительно него.

3. Подводная кнопка по п. 1, отличающаяся тем, что подвижная часть выполнена в виде упругого рычага, одним своим концом соединенного с основанием, а в другом конце имеющего расположенный внутри магнит, и при нажатии на подвижную часть магнит проходит вблизи областей основания с герконами, последовательно замыкая их.

4. Подводная кнопка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве водонепроницаемого материала используется полиуретан.

5. Подводная кнопка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве водонепроницаемого материала используется силикон.