專利名稱：霍爾無觸點(diǎn)主令控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無觸點(diǎn)主令控制器。
在本實(shí)用新型作出前，現(xiàn)有的主令控制器如煉鐵高爐卷揚(yáng)機(jī)、大小料鐘和起重提升機(jī)等所用的LK系列主令控制器；它的結(jié)構(gòu)是由多級(jí)減速齒輪箱帶動(dòng)裝有數(shù)個(gè)塑料原盤的傳動(dòng)軸，圓盤圓周上不定位置均布有十幾個(gè)圓孔，且裝有兩個(gè)以上的凸輪。靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)與傳動(dòng)軸平行，并對(duì)稱安裝在塑料圓盤上方，觸點(diǎn)的開關(guān)狀態(tài)是靠傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)由凸輪驅(qū)動(dòng)。每個(gè)觸點(diǎn)動(dòng)作的順序是靠調(diào)整凸輪在塑料圓盤上的角度來實(shí)現(xiàn)的。若改變一個(gè)觸點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)至少要反復(fù)調(diào)整兩個(gè)以上的凸輪角度。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試一個(gè)主令系統(tǒng)，快需幾個(gè)小時(shí)，慢則花費(fèi)十幾個(gè)小時(shí)。而且在卷揚(yáng)上料中調(diào)整主令系統(tǒng)也是常有的事。很明顯，這種主令控制器普遍存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難，傳動(dòng)部分易磨損，觸點(diǎn)閉合可靠性差，且成本高等缺陷。
本實(shí)用新型是針對(duì)上述已有技術(shù)的不足所作的改進(jìn)。設(shè)計(jì)了一種無觸點(diǎn)，高精度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，可靠性強(qiáng)又便于與計(jì)算機(jī)相聯(lián)的主令控制器。
它主要是利用霍爾元件靈敏的電磁效應(yīng)而設(shè)計(jì)的，其傳動(dòng)系統(tǒng)如

圖1、2所示。圖中齒輪(1)與外部傳動(dòng)相聯(lián)，軸承座(2)是用來支承主令器主軸(4)的，主軸(4)為一螺桿，有導(dǎo)向螺母(8)與其相配合，導(dǎo)向螺母(8)上裝有一橫向翼筋板(6)和七根縱向翼板(5)，它們可隨導(dǎo)向螺母(8)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。為使橫向翼筋板(6)在運(yùn)動(dòng)中能保持平衡而不發(fā)生傾斜兩端又裝有導(dǎo)板(7)在與主軸(4)平行的導(dǎo)軌(3)上滑動(dòng)。軸承座(2)及導(dǎo)軌(3)都分別固定在下箱體(9)上。膠木板(13)上固定有幾個(gè)(數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要定)霍爾集成芯片，受磁鐵(12)磁場(chǎng)感應(yīng)發(fā)出高低電平。插座(10)是主令電源及信號(hào)輸出線便于和外部相聯(lián)接。電器元件板(11)上裝有8只小型靈敏繼電器和其它一些小型電器元件。膠木板(16)橫裝在翼板(5)的上方，用固定螺栓(18)固定在下箱體(9)兩側(cè)板的中間，且可上下調(diào)節(jié)。膠木板(16)下面與翼板(5)相對(duì)應(yīng)安裝有凹口向下的凹形霍爾傳感器(17)七只。在凹形霍爾傳感器上面對(duì)應(yīng)又裝有發(fā)光二極管(19)七只。在每條翼板上面有厚度為0.5m／m的條形檢測(cè)鐵片(15)，可在凹形霍爾傳感器(17)的下凹口中順利通過。為便于觀察傳感器觸發(fā)信號(hào)和防塵，在箱體(9)上蓋有透明有機(jī)玻璃上蓋(14)。
附圖3是主令控制器的原理圖。SH1－SH7是凹形霍爾傳感器(17)，當(dāng)檢測(cè)鐵片(15)插入凹形傳感器凹形缺口時(shí)，繼電器SJ就吸合，當(dāng)檢測(cè)鐵片從缺口中抽出時(shí)就釋放。D1－D7發(fā)光二極管由繼電器觸點(diǎn)SJ1－1－7－1連接，指示傳感器觸發(fā)狀態(tài)。R是發(fā)光二極管的限流電阻，D是續(xù)流二極管，SX1－SX7是霍爾芯片，XJ是繼電器，D9是用于電源指示的發(fā)光二極管。為防止主令意外失靈確保卷揚(yáng)機(jī)安全，在箱體(9)底板上又安有XL1及XL2行程開關(guān)。下面結(jié)合主令控制器中關(guān)鍵元件凹形霍爾傳感器凹口下的檢測(cè)鐵片(15)的進(jìn)入和脫離位置的調(diào)整使用方法進(jìn)一步闡明電氣控制原理。
(1) 調(diào)整控制器的關(guān)鍵在于確定每只凹形霍爾傳感器缺口下的檢測(cè)鐵片進(jìn)入和脫離的位置，調(diào)整方法相同。鐵片要垂直地放在每個(gè)翼板上方的中央、由壓片固定壓緊，可無接觸的在凹形霍爾傳感器缺口的中央，缺口寬5mm，深8mm，鐵片高15mm、厚0。5mm，其長(zhǎng)度根據(jù)控制行程而定。行程分極限和間距行程兩種。所謂極限行程是指鐵片進(jìn)入缺口后若不改變行走方向，傳感器一直保持觸發(fā)狀態(tài)，只調(diào)整一個(gè)進(jìn)入點(diǎn)，即需一個(gè)鐵片，其長(zhǎng)度略大于控制行走距離即可。間距行程指鐵片進(jìn)入缺口行走一段距離后，需要傳感器由觸發(fā)轉(zhuǎn)到復(fù)位，鐵片返回時(shí)傳感器狀態(tài)則相反，需要調(diào)整進(jìn)入點(diǎn)和脫離點(diǎn)。為了便于調(diào)整控制間距把兩根鐵片對(duì)接端重疊1／3組合成一根鐵片壓緊在翼板上，再根據(jù)調(diào)整的需要方便地拉長(zhǎng)和縮短。
鐵片調(diào)整分粗調(diào)和細(xì)調(diào)，粗調(diào)把每根鐵片夾在小于控制行程的位置，一般先調(diào)極限行程，其極限點(diǎn)又分為正方向和反方向。根據(jù)控制工藝要求和主令整個(gè)行程長(zhǎng)度，按比例的把兩個(gè)極點(diǎn)的鐵片夾在小于控制極限行程的位置上，啟動(dòng)被控機(jī)械設(shè)備，使它在被控極限范圍內(nèi)正常行走。停止，再把間距行程鐵片夾上，逐級(jí)調(diào)整鐵片的長(zhǎng)短和兩端的位置，然后再次啟動(dòng)機(jī)械，觀察發(fā)光二極管亮滅，即傳感器觸發(fā)狀態(tài)是否滿足控制工藝的要求。一切正常后，進(jìn)入細(xì)調(diào)，把兩個(gè)極限點(diǎn)逐步退到精確位置。
(2) 為了確保受控設(shè)備的絕對(duì)安全，本控制電路設(shè)置了XJ繼電器和兩只機(jī)械行程開關(guān)，其作用是當(dāng)DC12V電源掉電時(shí)，XJ立即釋放，D9發(fā)光二極管滅，XJ的輸出常開接點(diǎn)通過插件串接在受控設(shè)備電機(jī)的二次控制回路；接點(diǎn)打開，使電機(jī)立即停止運(yùn)行。兩個(gè)行程開關(guān)分別安裝在導(dǎo)向螺母的下面的正反極限行程位置。在調(diào)整(1)的工作完成后，就可確定它的位置，若發(fā)生其它意外事故，不管任何方向超過行程，行程開關(guān)就激發(fā)，同樣使XJ釋放，這樣起到了超極限行程保護(hù)，進(jìn)一步提高了控制的可靠性。
(3) 為了適應(yīng)不同情況的需要，便于計(jì)算機(jī)、數(shù)顯和模擬檢測(cè)的需要，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)有簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確的行程信號(hào)檢測(cè)電路，它是由SX1－SXn霍爾芯片和磁塊組成。芯片的數(shù)量視行程距離和所顯示的分度有關(guān)，距離長(zhǎng)分度小，需芯片多，反之則少。其原理和使用方法是導(dǎo)向螺母的行程(即是主令的行程)是與外控設(shè)備行走距離成正比的關(guān)系，當(dāng)極限位置確定之后可根據(jù)所需的分度值計(jì)算出平均刻度，這個(gè)刻度距離要≥芯片的寬度(4mm)，在每個(gè)刻度裝上一個(gè)芯片。芯片受導(dǎo)向螺母的磁塊的磁場(chǎng)的觸發(fā)，發(fā)出高低電平信號(hào)，這些信號(hào)可接譯碼器，或模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以便于和數(shù)字顯示或計(jì)算機(jī)相聯(lián)，也可接發(fā)光管作信號(hào)燈使用，磁塊大小要根據(jù)芯片松密程度而定。
按上述的方法調(diào)整一套主令控制系統(tǒng)，最長(zhǎng)半個(gè)小時(shí)，操作熟練后幾分鐘即可完成。本實(shí)用新型的精度和可靠性的關(guān)鍵還取決于霍爾傳感器的性能，它不但具有無觸點(diǎn)的特點(diǎn)，更重要的是重復(fù)觸發(fā)精度高達(dá)0。03mm。同時(shí)，工作電壓寬在4～24V的范圍內(nèi)都能可靠地工作，所以人們稱之為“半永久”性的元件。
綜上所述，本實(shí)用新型霍爾無觸點(diǎn)主令控制器，不但可以取代原主令控制器，同時(shí)，還具有無觸點(diǎn)，高精度。多功能，調(diào)整速度快等優(yōu)點(diǎn)。再加上一套簡(jiǎn)單的整流裝置，即可直接用于交流大功率場(chǎng)合直接使用(所述電器元件可都裝在繼電器板位置。)
權(quán)利要求1.一種霍爾無觸點(diǎn)主令控制器包括一個(gè)與外部相接的傳動(dòng)齒輪(1)和一個(gè)與齒輪聯(lián)接的主令軸(4)以及和主令軸相配合的導(dǎo)向螺母(8)，在導(dǎo)向螺母上固定著一個(gè)橫向翼筋板(6)，翼筋板上又裝有數(shù)個(gè)縱向翼板(5)，翼板上面固定著檢測(cè)鐵片(15)。膠木板(16)橫在檢測(cè)鐵片上方并固定在箱體(9)兩側(cè)板的中央，在膠木板(16)的下方和鐵片相對(duì)應(yīng)裝有凹口向下的凹形霍爾傳感器(17)并且鐵片又能在凹口中自由通過，其特征在于當(dāng)主令軸旋轉(zhuǎn)使導(dǎo)向螺母以及固定在上的檢測(cè)鐵片作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)鐵片進(jìn)入傳感器凹口內(nèi)或從中退出時(shí)可使繼電器吸合或釋放，從而達(dá)到電路上執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾無觸點(diǎn)主令控制器，其特征在于根據(jù)控制工藝要求和主令行程長(zhǎng)度按比例地把兩個(gè)極限點(diǎn)間距離來確定鐵片調(diào)整點(diǎn)及其相應(yīng)的長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾無觸點(diǎn)主令控制器，其特征在于為使翼筋板(6)在運(yùn)動(dòng)中保持平衡而不傾斜在兩端裝有導(dǎo)板(7)在導(dǎo)軌(3)上滑動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾無觸點(diǎn)主令控制器，其特征在于在膠木板(13)上裝有若干個(gè)霍爾芯片，受翼筋板端部磁鐵(12)磁場(chǎng)感應(yīng)發(fā)出高低電平以便于對(duì)外與計(jì)算機(jī)相聯(lián)。
專利摘要在本霍爾無觸點(diǎn)主令控制器作出之前所使用的LK系列主令控制器，這種控制器普遍都存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整困難，傳動(dòng)部分易磨損，觸點(diǎn)閉合可靠性差等缺陷。然而，霍爾無觸點(diǎn)主令控制器是針對(duì)上述已有技術(shù)所存缺陷及不足之處所作的改進(jìn)。它巧妙地利用霍爾元件靈敏的電磁效應(yīng)而設(shè)計(jì)的一種無觸點(diǎn)，高精度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，可靠性強(qiáng)，又便于和計(jì)算機(jī)相聯(lián)的新型主令控制器。
文檔編號(hào)G05G9/00GK2055955SQ8920616
公開日1990年4月11日 申請(qǐng)日期1989年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月30日
發(fā)明者朱曉明, 王崗生, 曾超 申請(qǐng)人:河南省信陽鋼鐵廠