Геликоидальный потенциометр Советский патент 1980 года по МПК H01C10/24 

(54) ГЕЛИКОИДАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в автоматических устройствах и системах вычислительной техники.

Известен геликоидальный потенциометр, содержащий проволочный резистивный элемент 1.

Недостатком такого устройства является то, что ходовой винт имеет бесконечную винтовую линию (правую и левую резьбы) Н выполнен из латуни, что понижает надежность потенциометра, .уменьшает срок службы и приводит к потере информации (сбою) из-за скрыть1х дефектов ходового винта как при его изготовлении, так и при эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является геликоидальный потенциометр, содержащий ротор с направляющими и ходовым винтом, статор с резистивным элементом в виде спиральной обмотки, каретку с угольником и палец 2.

Недостатком этого устройства является низкая надежность.

Цель изобретения - повыщение надежности - достигается тем, что геликоидальный потенциометр, содержащий ротор с направляющими и ходовь м винтом,- статор с резистивным элементом в виде спиральной обмотки, каретку с угольником и палец, снабжен профилированным кулачком, расположенным на пальце, и пружиной, закрепленной одним концом на угольнике каретки, а другим - на кулачке.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлена конструкция предлагаемого потенциометра; на фиг. 3детали механизма опускания щетки.

10 Потенциометр состоит из статора 1, в котором заключен резистивный элемент в виде спиральной обмоткн 2 и ротора 3. Ротором 3 являются спаренные направляющие (нижняя направляющая служит одновременно и токопроводом), по которым пе ремещается каретка 4, несущая на себе токосъемную щетку 5, контактирующую с обмоткой 2 статора 1. Ротор 3 оканчивается выходным валом 6.

20 Для принудительного перемещения каретки 4 по направляющим ротора 3 в осевом направлении при вращении ротора служит неподвижно закрепленный ходовой винт 7 с правой или левой резьбой. Для регули роМи положения ходового винта 7 по оси потенциометра служит шайба 8, которая на чертеже не видна, а лишь указано ее местоположение. Шаг ходового,винта 7 равен шагу спирали обмотки 2 статора 1. Для обеспечения поступательного перемещения 5 каретки 4 по направляющим служит палец 9 (фиг. 3), выполненный в виде половины витка резьбы, связывающий каретку 4 с ходовым винтом 7 и последовательно направляемый канавкой резьбы до упора в крышку 10.10

Для предохранения щетки 5 от повреждения при сборке (или разборке) потенциометра, на каретке 4 помещен механизм опускания щетки 5 (фиг. 3), состоящий из угольника 11, пружины 12 и кулачка 13 с выступом, который в крайнем положении каретки 4 упирается в боковой диск 14. Кулачок 13 взаимодействует с рычагом 15, на котором закреплена щетка 5. Благодаря механизму

опускания щетка 5 отводится от обмотки 2,

и ротор 3 удаляется из статора 1 без повреж- 20 дения щетки 5.

Статор 1 изготовлен путем заливки эпок- сидным компаундом, обеспечивающим закрепление витков от смещения, причем спираль с обмоткой 2 сопротивления своей на5,:«;,;.,;;ружной частью на половину диаметра спирали запечена в эпоксидный компаунд, а другая половина спирали с намоткой, свободная от компаунда, предназначена для . : контактирования со щеткой 5.

Спираль выполнена, например, из 22 зо витков медной изолированной проволоки, из которых 20 витков являются рабочими. Для удобства расчета сопротивления потенциометра рабочий участок (20 оборотов) условно разбит на 200 кадров. Каждый Кадр равен 30°. На рабочий участок спирали намотана обмотка 2 (резистивный элемент) «голой проволоки из драгоценного металла. Для удобства намотки и улучшения условий работы потенциометра на крайних витках (1-м и 22-м) спирали намотано по о 2 кадра (по 72°) обмотки, т. е. имеются с обеих сторон намотки нерабочие участки.

Рабочий угол потенциометра 7200 jo°При этом щетка 5 контактирует с обмоткой 2 в пределах всего рабочего угла при вращении ротора 3 в обоих направлениях.

При использовании потенциометра в изделиях щетка 5 не должна выходить за пределы раЪочего участка (20 витков), что должно обеспечиваться упорами в изделии, где применен потенциометр, ограничивающий 50 поворот выходного вала е пределах 7200°

Статор 1 потенциометра крепится в изделиях неподвижно. При этом на статоре 1 имеется посадочный диаметр (для рас; сматриваемогр примера), выполненный с высокой точностью для точной установки по- 55 тенциометра и исключения эКсцентрисите. та при установке погёмцйбМётраГ -

Для удобства сборки и разборки потенциометра Статор 1 выполнен сквозным, с

одной стороны к нему крепится крыщка 10 ротора 3, а с другой - втулка с посадочным диаметром.

Для получения разнообразных зависимостей сопротивления обмотки, потенциометр содержит набор статоров, щаг намотки которых выполняется равномерным для линейных функций и переменным для синусных, косинусных, тангенсных и других функций.

Устройство работает следующим образом.

При вращении выходного вала 6 вращается ротор 3 потенциометра, при этом одна из направляющих ротора 3, расположенная в пазу каретки 4, поворачивает ее вокруг ходового винта 7, закрепленного естко по отнощению к статору 1 потенциометра. Поступательное движение контактной щетки 5 осуществляется посредством резьбы ходового винта 7, имеющего шаг, равный щагу спирали статора 1, по которой скользит палец 9, представляющий собой 1/2 витка гайки с резьбой, профиль которой согласуется с профилем резьбы ходового винта 7. Таким.образом, суммарное движение (круговое и поступательное) дает возможность перемещения контактной щетки 5 по обмотке статора 1.

При изменении направления вращения выходного вала 6 в обратную сторону каретка 4 перемещается так же в обратную сторону к соответственно с ней щетка 5.

Имеюйдиеся в изделии, где установлен потенциометр, упоры не позволяют сработать механизму опускания изделий, так как рабочий угол потенциометра 7200 /0°. а упоры ограничивают угол поворота выходного вала в пределах 7200°.

При разборке потенциометра выходной вал 6 вращается по часовой стрелке до упора выступа кулачка 13 в боковой диск 14 (при этом щетка 5 выйдет на нерабочий участок намотки). При этом кулачок 13 и рычаг 15 поворачиваются на некоторый угол. Щетка 5 опускается (приближается к ходовому винту 7) и ротор 3 может быть свободно вынут из статора 1.

Предлагаемый потенциометр позволил повысить срок службы потенциометров до 3000 ч., увеличить скорость с 1 об/мин до 10 об/мин и более.

Конструкция потенциометра исключает потерю информации (сбой), имеющую место в потенциометрах с ходовым винтом с бесконечной винтовой линией. Возросла надежность потенциометров из-за спиральной щетки и применения обмотки из драгметалла.

Одноходоврй винт значительно проще в изготовлении, отпадают такие операции, как рихтовка, калибровка и прикатка винтов. Все это позволяет снизить себестоимость изготовления потенциометров на 20-30% при одновременном увеличении их качества и срока службы.

Формула изобретения

Геликоидальный потенциометр, содержащий ротор с направляющими и ходовым винтом, статор с резистивным элементом в виде спиральной обмотки, каретку с угольником и палец, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен профилированным кулачком, расположенным на пальце, и пружиной, закрепленной одним концом на угольнике каретки, а другим - на кулачке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 390583, кл. Н 01 С 5/02, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 128069, кл. Н 01 С 5/02, 1959 (прототип).

rff

.1