專利名稱:傾角傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種傾角傳感器,更具體地說是一種用于傾斜度測量的 感應(yīng)式渦電流傳感器。
背景技術(shù):
日本專利/>開No. 2000-161954A >^開了 一種用于感測物體傾斜運(yùn) 動(dòng)的傾角傳感器。該傳感器包括導(dǎo)向裝置以及導(dǎo)電球,該導(dǎo)向裝置具有 中間區(qū)和一對(duì)從中間區(qū)向上的傾斜通道,所述導(dǎo)電球接收在導(dǎo)向裝置中 以在中間區(qū)和傾斜通道之間自由滾動(dòng)或移動(dòng)。在各傾斜通道的遠(yuǎn)離中間 區(qū)的端部處設(shè)置有線圏。當(dāng)球移向傾斜通道的端部時(shí),在球上形成渦電 流,這會(huì)引起線圏的阻抗變化。還包括有基于阻抗變化輸出表示物體傾 斜得超過了預(yù)定角度閾值的信號(hào)的感測電路。該角度閾值取決于傾斜通 道相對(duì)于基準(zhǔn)面的傾角,該基準(zhǔn)面由導(dǎo)電球擱置在其上的中間區(qū)的平坦 底部確定,此時(shí)基準(zhǔn)面平行于水平面。在上述傳感器中,中間區(qū)由具有 平坦底部和彼此相對(duì)的豎直側(cè)部的空腔所構(gòu)成,每一個(gè)豎直側(cè)部所具有 的上端部與相關(guān)的傾斜通道的傾斜底部形成邊角。所以,當(dāng)球響應(yīng)于傳 感器的傾斜而從中間區(qū)移向傾斜通道時(shí),需要越過該邊角。雖然當(dāng)傳感 器沒有傾斜得超過角度閾值時(shí),該邊角可以產(chǎn)生作用將球保持在中間 區(qū),但是在使用當(dāng)中球會(huì)反復(fù)碰撞邊緣部位,該邊角經(jīng)過長期使用后很 可能會(huì)變鈍。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí),球會(huì)響應(yīng)于傳感器的微小傾斜而很容 易地越過鈍化邊緣而移向傾斜通道的端部,從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確的傾斜度感 測。
而且,在上述傳感器中,中間區(qū)的平坦底部與尖銳的脊部在豎向相 對(duì),所述脊部是傾斜通道的傾斜頂部相交之處。雖然該脊部與平坦底部 相隔的距離大于球的直徑,使得脊部一般不會(huì)與導(dǎo)電球接觸,但是當(dāng)傳 感器被引起在豎直方向移動(dòng)或振動(dòng)時(shí),球會(huì)與該脊部接觸。在與該脊部 接觸的情況下,球^f艮容易無意間被其中 一個(gè)傾斜頂部引導(dǎo)而移向傾斜通 道的端部,從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確的傾斜度感測。
發(fā)明內(nèi)容
由于上述問題,本發(fā)明已經(jīng)實(shí)現(xiàn)提供一種經(jīng)過長期使用后能夠精確 地進(jìn)行傾斜度感測的傾角傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的傾角傳感器包括殼體和導(dǎo)向裝置,該殼體適于在使用 中承載于目標(biāo)物體上并構(gòu)造成具有豎直尺寸和橫向尺寸,該導(dǎo)向裝置在 殼體內(nèi)形成有中間區(qū)和一對(duì)從中間區(qū)相對(duì)于殼體的高度尺寸和橫向尺 寸向上的傾斜通道。導(dǎo)電的球設(shè)置在導(dǎo)向裝置中以能夠在中間區(qū)和傾斜 通道之間自由移動(dòng)。傳感器包括一對(duì)線圏以及感測裝置,所述線圏各自 設(shè)置在各個(gè)傾斜通道的遠(yuǎn)離中間區(qū)的端部處,所述感測裝置感測各線圏 的阻抗變化以提供與所感測到的阻抗變化相應(yīng)的信號(hào),該阻抗變化由球 移動(dòng)進(jìn)入傾斜通道引起。中間區(qū)具有球擱置在其上并限定基準(zhǔn)面的平坦 底部。中間區(qū)具有平坦頂部,該平坦頂部與平坦底部沿豎向隔開的距離 大于球的直徑。各傾斜通道具有球在其上滾動(dòng)且相對(duì)于基準(zhǔn)面傾斜的傾 斜底部。所述傾斜底部通過傾斜過渡壁與中間區(qū)的平坦底部相連續(xù)。進(jìn) 一步地,平坦底部的尺寸設(shè)計(jì)為具有的寬度小于球的直徑,從而使得當(dāng) 球擱置在中間區(qū)上時(shí),球能夠與平坦底部和傾斜過渡壁同時(shí)接觸。由于 存在傾斜過渡壁,所以僅在中間區(qū)和傾斜底部之間留有鈍邊,而球擱置 在不與該鈍邊接觸的中間區(qū)。所以,當(dāng)球從中間區(qū)移向傾斜通道時(shí),球 不會(huì)跟鈍邊發(fā)生強(qiáng)烈碰撞,從而不會(huì)給導(dǎo)向裝置帶來嚴(yán)重磨損,以確保 經(jīng)過長期使用后還能夠進(jìn)行精確的傾斜感測。另外,由于在平坦底部上 方設(shè)有平坦頂部,所以即使當(dāng)傳感器受到豎直方向的振動(dòng)時(shí)導(dǎo)致球跳離 平坦底部,球也能夠安全返回中間區(qū)的平坦底部上。因此,在這種情況 下球能夠避免無意間向傾斜通道移動(dòng),從而確??煽康膬A斜度測量。
優(yōu)選地,傾斜通道的傾斜底部包括第一傾斜底部和第二傾斜底部, 第一傾斜底部從傾斜過渡壁相對(duì)于基準(zhǔn)面成第一角度地向上連續(xù)延伸,
第二傾斜底部從第一傾斜底部相對(duì)于基準(zhǔn)面成第二角度6地向上延續(xù)。 在這個(gè)示例中,第二角度大于第一角度且等于傾斜過渡壁相對(duì)于基準(zhǔn)面 傾斜的角度。這樣,只有在傳感器或物體傾斜得超過了第二角度6后, 球才能被允許沿著第二傾斜底部向線圏移動(dòng),即使當(dāng)球從中間區(qū)跳向第 一傾斜底部,而傳感器沒有傾斜得超過第二角度時(shí),也能被很好地阻止 球移向第二傾斜底部。同樣,在傳感器被保持為傾斜得超過第二角度的
情況下,諸如在受到外部振動(dòng)時(shí)球無意間被迫從傾斜通道的端部移出, 第一傾斜底部可以臨時(shí)保持球,并允許球返回第二傾斜底部的端部,從 而限制球進(jìn)一步進(jìn)入中間區(qū)。所有這些都是為了確保準(zhǔn)確的傾斜度感 測。
殼體包括基座和罩蓋,這兩者配合構(gòu)成導(dǎo)向裝置。線圈共同安裝在 固定至基座的印刷電路板上,從而使得線圏能夠精確對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向裝置或傾 斜通道。
球包括金屬核和彈性材料制成的外殼,以減少滾動(dòng)噪音并減小導(dǎo)向 裝置的磨損。
可選地,球可包括彈性核和金屬外殼,從而確保在球表面形成足夠 的渦電流以進(jìn)行可靠的傾斜度感測的前提下,減小球的直徑。
進(jìn)一步地,球可由混合有金屬粉末的塑料材料形成,以減小滾動(dòng)噪 音和球的直徑。
優(yōu)選地,傾斜通道的傾斜底部連續(xù)延伸到在導(dǎo)向裝置的遠(yuǎn)離中間區(qū) 的端部處形成的傾斜終端底部。傾斜終端底部相對(duì)于基準(zhǔn)面傾斜的角度 小于傾斜底部相對(duì)于基準(zhǔn)面的角度。采用這種配置,球能夠輕易地在移 動(dòng)到傾斜終端底部后保持在該處,由此相關(guān)的線圏能輸出一致的輸出以 進(jìn)行可靠的傾斜度感測。
導(dǎo)向裝置可以形成為具有一對(duì)各自承載線圏的繞線管。繞線管構(gòu)造 成具有的內(nèi)部與傾斜底部相連續(xù)以限定傾斜終端底部。這樣,傾斜終端
底部能夠容易且準(zhǔn)確地形成為與導(dǎo)向裝置其余部分的傾斜底部相連續(xù)。
導(dǎo)向裝置具有通道構(gòu)件,通道構(gòu)件內(nèi)限定了中間區(qū)和傾斜通道。通 道構(gòu)件可以獨(dú)立于基座形成并設(shè)置在基座的空腔內(nèi)。在本示例中,基座 形成有將通道構(gòu)件或?qū)蜓b置定位在空腔內(nèi)準(zhǔn)確位置的定位部件。
可選地,通道構(gòu)件可與基座一體模制為具有導(dǎo)向槽,該導(dǎo)向槽被罩 蓋封蓋。
進(jìn)一步地,通道構(gòu)件可與罩蓋一體模制以形成導(dǎo)向槽,該導(dǎo)向槽被 基座封蓋以形成中間區(qū)和傾斜通道。在該示例中,基座形成有凹部,在
將罩蓋裝配到基座上時(shí),該凹部能夠臨時(shí)將球保持在相應(yīng)于導(dǎo)向槽內(nèi)部 的位置處,以輕松地進(jìn)行傳感器的裝配。
導(dǎo)向裝置可以構(gòu)造成具有至少環(huán)繞中間區(qū)的彈性壁。這樣,就可以 在傳感器保持在水平位置時(shí)受到豎直方向振動(dòng)的情況下,減少因球跳動(dòng) 而帶來的噪音。
優(yōu)選地,繞線管由彈性材料制成,以提供環(huán)繞傾斜通道的端部部分 的彈性壁。例如,彈性材料包括合成樹脂和彈性體。這樣,就可以減少 球移動(dòng)進(jìn)入繞線管時(shí)的碰撞,從而避免過度的壓力施加到線圏和印刷電 路板之間的連接部上,以確保經(jīng)過長期使用后線圏和印刷電路板之間的 電連接仍是可靠的。在該連接部中,繞線管具有接合入印刷電路板的孔 中的彈性立柱,以用于將繞線管安裝到印刷電路板上。繞線管還可構(gòu)造 成具有與導(dǎo)向裝置的其余部分接合的接合器,以能夠輕松地進(jìn)行導(dǎo)向裝 置的裝配。
結(jié)合附圖并根據(jù)下述對(duì)實(shí)施方式的具體說明,本發(fā)明的這些以及還 有其它的優(yōu)點(diǎn)特征會(huì)變得更加明確。
圖l是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的傾角傳感器的立體圖; 圖2是罩蓋被移除的上述傳感器的正視圖; 圖3是上述傳感器的分解立體圖; 圖4是上述傳感器的豎直剖面圖5是用于上述傳感器中的帶有繞線管的印刷電路板的底視圖; 圖6是示出用于上述傳感器中的導(dǎo)向裝置和球的示意圖; 圖7是示出球和導(dǎo)向裝置的相關(guān)壁表面之間關(guān)系的示意圖; 圖8是球的剖面圖9是可以用于上述傳感器中的可選的印刷電路板的底視圖10和11是分別示出帶有繞線管的導(dǎo)向裝置的端部部分的局部正 視圖12和13是分別示出具有不同角度閾值的傳感器的內(nèi)部的示意
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的相似傳感器的內(nèi)部的示意
圖15和16是示出獨(dú)立模制的導(dǎo)向裝置組裝入傳感器基座的示意
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的相似傳感器的分解立體圖; 圖18是上述傳感器的分解俯視圖; 圖19是上述傳感器的基座的正視圖; 圖20是上述傳感器的基座的局部圖21是根據(jù)上述實(shí)施方式改型的另一種傾角傳感器的局部剖面圖22是示出上述傳感器的繞線管中的球的局部圖23是示出導(dǎo)向裝置的修改結(jié)構(gòu)的示意圖24是示出可選的繞線管的連接結(jié)構(gòu)的局部圖25是安裝于印刷電路板的繞線管的底視圖26是繞線管與印刷電路板的連接的放大圖;以及
圖27是示出接合入傳感器基座的繞線管的放大圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照?qǐng)D1-4,圖中示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的傾角傳感器。 傾角傳感器被設(shè)計(jì)為附連到目標(biāo)物體上以感測物體是否傾斜得超過了 角度閾值。傳感器包括薄殼體IO,所述薄殼體具有豎向和橫向尺寸以 及尺寸較小的寬度;形成在薄殼體IO內(nèi)的導(dǎo)向裝置40;以及容納在導(dǎo)
向裝置內(nèi)的可沿著導(dǎo)向裝置的長度自由移動(dòng)的導(dǎo)電球100。如圖2所示, 導(dǎo)向裝置40構(gòu)造成在垂直于殼體10底平面的豎直面內(nèi)具有位于導(dǎo)向裝 置中部的中間區(qū)50和一對(duì)從中間區(qū)50向上的傾斜通道60。線圏80 i殳 置在各傾斜通道60遠(yuǎn)端且與印刷電路板卯上形成的感測電路電連接。 感測電路配置成檢測線圏80的阻抗變化,并在球100到達(dá)傾斜通道遠(yuǎn) 端時(shí)輸出表示傳感器或物體傾斜得超過了角度閾值的信號(hào),所述阻抗變
起的。線團(tuán)80繞著安裴于印刷電路板卯上的繞線管70進(jìn)行巻繞。殼 體10形成有安裝孔14以借助于螺釘將傳感器附連于物體上,還形成有 帶有端子17的插座16以與接收來自于感測電路的信號(hào)的外部電路電連 接。
殼體10包括基座20和罩蓋30。殼體10由塑料材料模制成具有作 為一體部件的通道構(gòu)件42。通道構(gòu)件42成形為具有導(dǎo)向槽,導(dǎo)向槽和 對(duì)應(yīng)成型的構(gòu)件32限定中間區(qū)50和傾斜通道60,構(gòu)件32在固定于基 座20上的罩蓋30的內(nèi)表面上凸出。通道構(gòu)件42與罩蓋的一部分配合 以限定導(dǎo)向裝置40。如圖3所示,印刷電路板卯安裝有電子零件92, 其形成與線圏80相連的感測電路,線圏80分別繞著位于印刷電路板90 的相對(duì)端部上的繞線管70巻繞。印刷電路板卯固定于基座20內(nèi)部的 定位構(gòu)件22上,同時(shí)繞線管70設(shè)置為分別與傾斜通道60相通。這樣, 繞線管70將其自身限定于各傾斜通道60的遠(yuǎn)端部分處。當(dāng)印刷電路板 90被組裝入基座20時(shí),印刷電路板卯與端子17電連接以提供從感測 電路輸出的信號(hào)。
如圖2清楚地示出,中間區(qū)50限定為由平坦底部52、平坦頂部54 和從平坦底部52的相對(duì)端部向上的傾斜過渡壁56所限定的空間。平坦 底部52平行于殼體10的底面延伸以限定傳感器的基準(zhǔn)面。平坦頂部54 與平坦底部52豎向隔開的距離大于球100的直徑。各傾斜通道60被限 定于傾斜底部和對(duì)應(yīng)成形的傾斜頂部之間,以從中間區(qū)50向上并終止 于繞線管70內(nèi)部。上述傾斜底部包括第一傾斜底部61和第二傾斜底部 62,第一傾斜底部61從傾斜過渡壁56的上端相對(duì)于基準(zhǔn)面成第一角度 地連續(xù)延伸,第二傾斜底部62從第一傾斜底部61相對(duì)于基準(zhǔn)面成第二 角度地連續(xù)延伸到繞線管70內(nèi)部,第二角度大于第一角度且等于傾斜 過渡壁56相對(duì)于基準(zhǔn)面的角度。也就是說,第二傾斜底部62平行于傾
斜過渡壁56且相對(duì)于基準(zhǔn)面成第二角度地延伸,這樣就由第二角度確 定了角度閾值。
當(dāng)傳感器在任一方向傾斜得超過了角度閾值一一即第二角度時(shí),就 會(huì)引起球100向上越過傾斜過渡壁56,并沿著第一傾斜底部61和第二 傾斜底部62滾動(dòng)從而移動(dòng)至傾斜通道60的遠(yuǎn)端內(nèi)一一即繞線管70內(nèi)。 從而,感測電路做出響應(yīng)而輸出表示傳感器或物體傾斜得超過了角度閾 值的信號(hào)。當(dāng)物體朝著水平位置返回時(shí),引起球100離開繞線管70并 沿著第二傾斜底部62滾動(dòng)到達(dá)第一傾斜底部61。當(dāng)物體仍然傾斜得超 過比第二角度小的第一角度時(shí),球100停留在第一傾斜底部61上。否 則,即物體處于水平位置或者傾斜得略小于第一角度的位置,球100返 回中間區(qū)50。
如圖6和7所示,中間區(qū)50的尺寸形成為具有這樣的平坦底部52 與傾斜過渡壁56,即平坦底部52的寬度小于球100的直徑(r),傾斜 過渡壁56的高度大于r(l-cos6 ),其中6是第二角度,從而使得球100 能夠與底面52和傾斜過渡壁56上部以下的部分同時(shí)接觸。這樣,當(dāng)傳 感器保持在水平位置或者傾斜得不超過第二角度(6 )的位置時(shí),形成 在傾斜過渡壁56上端部處的邊緣保持為不與球100接觸。因此,當(dāng)傳 感器受到振動(dòng)且沒有使傳感器的傾斜度超過第二角度時(shí),可以防止球 100與上述邊緣碰撞,從而保持過渡壁56完好無損以長期作業(yè)。當(dāng)傳感 器或物體受到豎直方向的振動(dòng)時(shí),球100可能會(huì)跳離平坦底部52并碰 撞平坦頂部54。發(fā)生這種狀況時(shí),平坦頂部54將發(fā)揮作用把球直接彈 回傾斜過渡壁56之間的空腔內(nèi),而不會(huì)無意中使球轉(zhuǎn)向而朝著傾斜通 道60,從而避免了錯(cuò)誤的傾斜感測。進(jìn)一步地,由于傾斜過渡壁56和 第二傾斜底部62之間存在有第一傾斜底部61,所以當(dāng)球100響應(yīng)于僅 瞬時(shí)傾斜的傳感器而跳離平坦底部52時(shí),球會(huì)臨時(shí)保持在第一傾斜底 部61上,從而使得當(dāng)傳感器恢復(fù)其水平位置時(shí),球可以馬上返回中間 區(qū),或者當(dāng)傳感器傾斜得確實(shí)超過了第二角度時(shí),球前進(jìn)到第二傾斜底 部62,這樣就確保了無誤而可靠的傾斜感測。
另外,繞線管70可由諸如彈性體等彈性材料制成,以使得繞線管與 球柔軟地接觸從而減少滾動(dòng)噪音。
如圖8所示,球100優(yōu)選由金屬核102和彈性材料的外殼104制成,
以減少滾動(dòng)噪音。金屬核102由例如鐵、銅、黃銅、或不銹鋼制成,而 外殼104由例如橡膠或彈性體制成??蛇x地,球由彈性核和金屬外殼構(gòu) 成,以形成足夠的渦電流并具有減小的直徑,這使得傳感器的設(shè)計(jì)緊湊。 也是為了達(dá)到同樣的目的,球可以由混合有金屬粉末的塑料材料制成。
雖然上述實(shí)施方式被描述為釆用繞線管70作為導(dǎo)向裝置40的遠(yuǎn)端 部分,但是本發(fā)明不局限于這種具體布置,可以包括這樣的構(gòu)造,即繞 線管70安裝于印刷電路板卯上且設(shè)置為與傾斜通道的端部相鄰但處于 傾斜通道的端部之外,如圖9所示。
參照?qǐng)D10和11,示出導(dǎo)向裝置的改型,該改型與上述實(shí)施方式相 同,只是各傾斜通道60在其遠(yuǎn)端處設(shè)置有傾斜終端底部64,該傾斜終 端底部相對(duì)于基準(zhǔn)面以第三角度傾斜,該第三角度小于第二角度(6 )。 因而,球100可以在對(duì)傳感器的傾斜度超過第二角度(6 )做出響應(yīng)而 移動(dòng)過第二傾斜底部62后,保持在傾斜終端底部64上,從而當(dāng)傳感器 或物體保持為傾斜地超過第二角度時(shí),防止球100無意間朝著中間區(qū)50 返回移動(dòng)。
如圖12和13所示,通過例如采用與形成基座20其余部分的模具 不同的導(dǎo)向裝置成形模具來形成導(dǎo)向裝置40的通道構(gòu)件42,傳感器可 以被制造成具有6=60。(圖12)和6=45° (圖13)的不同角度閾值。 經(jīng)導(dǎo)向裝置成形模具模制的部分由圖中的點(diǎn)線表示。在兩種情況中,承 載繞線管的印刷電路板是共用的。
圖14到16示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的相似傳感器,該傳感器 與上述實(shí)施方式相同,只是通道構(gòu)件42獨(dú)立于基座20模制并裝配入基 座內(nèi),同時(shí)借助于定位部件24保持在準(zhǔn)確的位置處。為了與定位部件 24對(duì)準(zhǔn),設(shè)計(jì)成具有60。(圖15)和45。(圖16)的第二角度(6 ) 的各通道構(gòu)件42模制成具有共用件44。
圖17到20示出4艮據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的相似傳感器,該傳感器 與上述實(shí)施方式相同,只是通道構(gòu)件42與罩蓋30—體模制,而且與繞 線管70和對(duì)應(yīng)構(gòu)件裝配在一起以構(gòu)成導(dǎo)向裝置40。相同的部件由相同 的附圖標(biāo)記表示,認(rèn)為不需要重復(fù)說明。罩蓋30與基座20和承載繞線 管70的印刷電路板卯裝配在一起,從而得到位于殼體10內(nèi)的導(dǎo)向裝
置40。如圖19和20所示,基座20在其表面形成有凹部26,用于在基 座20水平放置時(shí)將罩蓋30固定到基座20的裝配過程中臨時(shí)保持球 100。在裝配結(jié)束后,當(dāng)傳感器處于與水平位置一致的工作位置時(shí),球 100保持在中間區(qū)50內(nèi)。
圖21和22示出上述實(shí)施方式的改型,其中繞線管70形成有錐形內(nèi) 壁,該內(nèi)壁限定從傾斜通道60的第二傾斜底部62連續(xù)延伸的上述傾斜 終端底部64。
導(dǎo)向裝置40可由不同的塑料材料模制為例如具有彈性體制成的彈 性壁部分45和丙烯腈—丁二烯-苯乙烯樹脂制成的硬性壁部分47。如 圖23所示,彈性壁部分45包括形成中間區(qū)50以及具有第一傾斜底部 61的相鄰?fù)ǖ?0的壁,而硬性壁部分47包括導(dǎo)向裝置的其余部分,包 括第二傾斜底部62。
如圖24所示,繞線管70可以形成為具有成形邊緣,該邊緣作為接 合器72與通道構(gòu)件42的端部接合,以將第二傾斜底部與繞線管70的 內(nèi)表面無縫連接,從而確保進(jìn)出繞線管70的滾動(dòng)平穩(wěn)。
圖25和26示出繞線管70與印刷電路板90的彈性耦接,從而保持 線圏和印刷電路板90上的對(duì)應(yīng)電路之間可靠的電連接。當(dāng)球突然沖入 繞線管70時(shí),彈性耦接可以使電連接免受球施加給繞線管的過度壓力, 從而確保長期使用中的可靠操作。彈性耦接借助于彈性立柱74產(chǎn)生效 力,彈性立柱74從繞線管70 —體地凸出,而且接合入印刷電路板90 上的對(duì)應(yīng)孔中。如圖27中所示,繞線管70接收在基座20的凹部25中, 從而精確對(duì)準(zhǔn)通道構(gòu)件42的端部,以在通道構(gòu)件的傾斜通道和繞線管 70的內(nèi)表面之間形成無縫的壁結(jié)構(gòu)。
雖然參照上述實(shí)施方式和改型對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明,但是可以對(duì)實(shí)施 方式和改型的個(gè)體特征進(jìn)行適當(dāng)組合而得到相似的傾角傳感器。
權(quán)利要求
1.一種傾角傳感器,包括殼體(10),該殼體(10)適于在使用中承載于目標(biāo)物體上并構(gòu)造成具有豎向尺寸和橫向尺寸;導(dǎo)向裝置(40),該導(dǎo)向裝置(40)在所述殼體內(nèi)形成為具有中間區(qū)(50)和一對(duì)從所述中間區(qū)相對(duì)于所述殼體的高度尺寸和橫向尺寸向上的傾斜通道(60);導(dǎo)電的球(100),該球設(shè)置在所述導(dǎo)向裝置中以能夠在所述中間區(qū)和所述傾斜通道之間自由移動(dòng);一對(duì)線圈(80),各所述線圈設(shè)置在各所述傾斜通道的遠(yuǎn)離所述中間區(qū)的端部處;感測裝置(92),該感測裝置配置成檢測各所述線圈的阻抗變化以提供與所檢測到的阻抗變化相應(yīng)的信號(hào),所述阻抗變化由所述球移動(dòng)進(jìn)入所述傾斜通道引起;其中,所述中間區(qū)具有平坦底部(52)并具有平坦頂部(54),所述球擱置在所述平坦底部(52)上,所述平坦底部限定基準(zhǔn)面,所述平坦頂部(54)與所述平坦底部沿豎向隔開的距離大于所述球的直徑;各所述傾斜通道具有傾斜底部(61;62),所述球在所述傾斜底部(61;62)上滾動(dòng)并且所述傾斜底部(61;62)相對(duì)于所述基準(zhǔn)面傾斜,所述傾斜底部通過傾斜過渡壁(56)與所述中間區(qū)的所述平坦底部(52)相連續(xù),并且所述平坦底部的寬度小于所述球的直徑,從而使得當(dāng)所述球擱置在所述中間區(qū)上時(shí),所述球能夠與所述平坦底部和所述傾斜過渡壁同時(shí)接觸。
2. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中各所述傾斜通道的所述傾斜底部包括第一傾斜底部(61)和第二傾 斜底部(62),所述第一傾斜底部(61)從所述傾斜過渡壁(56)相對(duì) 于所述基準(zhǔn)面成第一角度地向上連續(xù)延伸,所述第二傾斜底部(62)從 所述第一傾斜底部相對(duì)于所述基準(zhǔn)面成第二角度(6)向上連續(xù)延伸, 所述第二角度大于所述第一角度且等于所述傾斜過渡壁相對(duì)于所述基 準(zhǔn)面傾斜的角度。
3. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中所述殼體包括基座(20)和固定至所述基座的罩蓋(30),所述基 座與所述罩蓋配合以構(gòu)成所述導(dǎo)向裝置,所述線圏共同安裝在固定于所 述基座內(nèi)的印刷電路板(90)上。
4. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中 所述球包括金屬核(102)和彈性材料制成的外殼(104)。
5. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中 所述球包括彈性核和金屬外殼。
6. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中 所述球由混合有金屬粉末的塑料材料形成。
7. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中所述傾斜通道的所述傾斜底部連續(xù)地延伸到在所述導(dǎo)向裝置的遠(yuǎn) 離所述中間區(qū)的端部處形成的傾斜終端底部(64),所述傾斜終端底部 相對(duì)于所述基準(zhǔn)面傾斜的角度小于所述傾斜底部(61;62)相對(duì)于所述 基準(zhǔn)面的角度。
8. 如權(quán)利要求7所述的傾角傳感器,其中所述導(dǎo)向裝置包括一對(duì)各自承載所述線圏的繞線管(70),各所述 繞線管構(gòu)造成其內(nèi)部與所述傾斜底部相連續(xù)以限定所述傾斜終端底部 (64)。
9. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中所述殼體包括基座(20)和固定至所述基座的罩蓋(30),所述導(dǎo) 向裝置包括獨(dú)立于所述基座形成并設(shè)置在所述基座的空腔內(nèi)的通道構(gòu) 件(42),以在所述通道構(gòu)件(42)內(nèi)限定所述中間區(qū)和所述傾斜通道,所述基座形成有將所述通道構(gòu)件(42)定位在所述空腔內(nèi)的定位構(gòu) 件(24 )。
10. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中 所述殼體包括基座(20)和固定至所述基座的軍蓋(30),所述導(dǎo) 向裝置(40)包括通道構(gòu)件(42),所述通道構(gòu)件(42)與所述基座一 體模制為具有導(dǎo)向槽,所述導(dǎo)向槽被所述罩蓋封蓋,以在所述殼體中形 成所述中間區(qū)和所述傾斜通道。
11. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中所述殼體包括基座(20)和固定至所述基座的罩蓋(30),所述導(dǎo) 向裝置包括通道構(gòu)件(42),所述通道構(gòu)件(42)與所述罩蓋一體模制 成具有導(dǎo)向槽,所述導(dǎo)向槽被所述基座封蓋,以在所述殼體中形成所述 中間區(qū)和所述傾斜通道。
12. 如權(quán)利要求ll所述的傾角傳感器,其中 所述基座形成有凹部(26),在將所述罩蓋裝配到所述基座上時(shí),所述凹部能夠臨時(shí)將所述球保持在相應(yīng)于所述導(dǎo)向槽內(nèi)部的位置處。
13. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中 所述導(dǎo)向裝置構(gòu)造成具有至少環(huán)繞所述中間區(qū)的彈性壁(45 )。
14. 如權(quán)利要求l所述的傾角傳感器,其中所述導(dǎo)向裝置包括一對(duì)承載所述線圏的繞線管(70),各所述繞線 管構(gòu)造具有與所述傾斜底部相連續(xù)的內(nèi)部,以限定所述傾斜通道的端部 部分,所述繞線管由彈性材料制成,以提供環(huán)繞所述傾斜通道的端部部分 的彈性壁。
15. 如權(quán)利要求14所述的傾角傳感器,其中所述繞線管構(gòu)造成具有接合入印刷電路板(卯)的孔中的彈性立柱 (74),以用于將所述繞線管安裝到所述印刷電路板上。
16. 如權(quán)利要求14所述的傾角傳感器,其中 所述繞線管構(gòu)造成具有與所述導(dǎo)向裝置的其余部分接合的接合器(72 )。
全文摘要
一種傾角傳感器,具有導(dǎo)向裝置,導(dǎo)向裝置帶有中間區(qū)和一對(duì)傾斜通道。導(dǎo)電的球設(shè)置在導(dǎo)向裝置中。中間區(qū)具有平坦底部與平坦頂部,球擱置在平坦底部上。各傾斜通道具有傾斜底部,傾斜底部通過傾斜過渡壁與中間區(qū)的平坦底部相連。當(dāng)傳感器保持在水平位置時(shí),球能夠與平坦底部和傾斜過渡壁同時(shí)接觸,而當(dāng)傳感器傾斜得超過用于傾斜度感測的預(yù)定角度時(shí),球越過傾斜過渡壁而移向傾斜通道的端部內(nèi)。球被保持為不與傾斜壁的上端處的邊緣接觸,從而保護(hù)該邊緣不會(huì)與從中間區(qū)向傾斜通道移動(dòng)的球發(fā)生強(qiáng)烈碰撞,所以不會(huì)給導(dǎo)向裝置帶來嚴(yán)重磨損,以確保經(jīng)過長期使用后還能夠進(jìn)行精確的傾斜度感測。
文檔編號(hào)G01C9/10GK101339023SQ20081013301
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者伊藤良治, 位田德浩 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社