專利名稱：一種縫紉裝置的腳踏位置傳感器以及位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及位置傳感裝置，更具體地說，涉及一種用于縫紉裝置的腳 踏的位置傳感器、以及可用于位移控制系統(tǒng)中的電極控制、機(jī)床定位等的位置 傳感器。
背景技術(shù)：
線性位置傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)縫紉機(jī)和機(jī)床位移控制系統(tǒng)，通常使用 的線性位置傳感器都屬于接觸式的，例如碳膜電位器和導(dǎo)電塑料電位器，雖然 具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便以及成本低的優(yōu)點，但卻存在線性精度低、工作壽命 短、旋轉(zhuǎn)阻尼高的缺點，不適合頻繁使用。因而出現(xiàn)了一些非接觸式的線性位置傳感器，如中國專利第200520044744. X號，公開了一種非接觸式線性位置傳感器。其應(yīng)用于縫紉機(jī) 的腳踏上面，來檢測腳踏的踩下、松開的位移。這種位置傳感器是通過與腳踏 連接的連桿，帶動其上的磁鋼轉(zhuǎn)動，使得磁鋼與線性霍爾集成電路塊產(chǎn)生相對 位移，來輸出控制電壓信號，進(jìn)行精確定位。然而，由于這種傳感器是通過磁 鋼和霍爾集成電路塊之間的相對位移產(chǎn)生信號，也就是說通過磁鋼相對于霍爾 集成電路塊的距離來產(chǎn)生信號，而磁鋼是通過連桿帶動轉(zhuǎn)動，在腳踏被踩下時， 其前半程的位移，磁鋼距離霍爾集成電路塊較近，霍爾集成電路塊感應(yīng)到的磁 場較為密集；而在腳踏的后半程位移中，磁鋼距離霍爾集成電路塊較遠(yuǎn)，霍爾 集成電路塊感應(yīng)到的磁場變得較為稀疏，使得霍爾集成電路的輸出線性度差， 從而導(dǎo)致產(chǎn)品的一致性差；另外，霍爾集成電路塊除了對與磁鋼的轉(zhuǎn)動方向敏 感，同時也對與磁鋼軸向竄動方向敏感，從而造成測量誤差，也增加了對機(jī)械 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和精度的要求。實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的用于縫紉裝置的線性 位置傳感器的線性度較差等缺陷，提供一種通過磁場的旋轉(zhuǎn)來檢測位移的縫紉 裝置的腳踏位置傳感器。本實用新型所要解決的另一技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的線性位置傳感 器的線性度較差等缺陷，提供一種通過磁場的旋轉(zhuǎn)來檢測位移位置傳感器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種縫紉裝置的腳 踏位置傳感器，包括與所述縫紉裝置的腳踏聯(lián)動的連桿，該傳感器還包括由所 述連桿帶動同步轉(zhuǎn)動的支架，所述支架上安裝有相平行的一對磁性元件，所述 磁性元件之間形成磁力線與所述支架的轉(zhuǎn)動軸線垂直的平行磁場，并且位于所 述平行磁場之間設(shè)有檢測所述平行磁場的轉(zhuǎn)動角度的傳感件。在本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器中，所述一對磁性元件為極性 相反的一對平行設(shè)置的磁鋼；所述傳感件為霍爾器件。在本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器中，所述傳感件放置于所述磁 性元件形成的平行磁場的中央。在本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器中，其特征在于，所述支架通 過連接板直接固定在所述連桿上。在本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器中，其特征在于，所述支架通 過四桿結(jié)構(gòu)連接于所述連桿上。在本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器中，所述四桿結(jié)構(gòu)包括由所述 連桿帶動轉(zhuǎn)動的第一桿、 一端樞接在所述第一桿末端的第二桿、 一端樞接在所 述第二桿的另一端的第三桿、以及固定軸；所述第三桿的另一端樞接在所述固定軸上。在本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器中，所述第一桿與所述連桿之 間設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸隨所述連桿轉(zhuǎn)動，所述連桿固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上并隨 所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。本實用新型解決其另一技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種位置傳感 器，包括形成平行磁場的一對磁性元件、以及設(shè)置在所述平行磁場之間的傳感件；所述平行磁場與所述傳感件之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，所述傳感件感測所述轉(zhuǎn)動并輸出信號；所述磁場的磁力線垂直于所述轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸線。在本實用新型的位置傳感器中，所述一對磁性元件為極性相反的一對平行設(shè)置的磁鋼；所述傳感件為霍爾器件。在本實用新型的位置傳感器中，所述傳感件放置于所述磁性元件形成的平行磁場的中央。實施本實用新型，具有以下有益效果通過傳感件來檢測傳感件與平行磁 場之間的相對轉(zhuǎn)動角度，來控制輸出控制信號至縫紉裝置、機(jī)床位移裝置等的 控制系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)動角度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)(例如不超出30度〉時，其輸出的信 號近似線性，避免了現(xiàn)有技術(shù)中通過檢測距離來輸出信號的缺陷，具有線性度 高、信號穩(wěn)定的優(yōu)點。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，附暨中 圖1是本實用新型的位置傳感器的一個實施例的正面示意圖； 圖2是本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器的一個實施例的立體示 意圖；圖3是圖2的位置傳感器的轉(zhuǎn)動2度時的正面示意廚； 圖4是圖2的位置傳感器轉(zhuǎn)動2度的局部放大示意圖； 圖5是圖2的位置傳感器轉(zhuǎn)動15度的正面示意圖； 圖6是圖2的位置傳感器轉(zhuǎn)動15度的局部放大示意圖； 圖7是圖2的位置傳感器轉(zhuǎn)動30度的正面示意圖； 圖8是圖2的位置傳感器轉(zhuǎn)動30度的局部放大示意圖； 圖9是本實用新型的縫紉裝置的腳踏位置傳感器的另一個實施例的立體 示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，是本實用新型位置傳感器的一個實施例，包括形成平行磁場的一對磁性元件、以及設(shè)置在平行磁場之間的傳感件。平行磁場與傳感件之間 產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，并且傳感件感測所述轉(zhuǎn)動輸出信號。在本實施例中， 一對磁性 元件為極性相反的一對平行設(shè)置的磁鋼11，在兩個磁鋼11之間形成平行的均勻磁場。傳感件為霍爾器件12，用于檢測磁場的偏轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生對應(yīng)的電壓輸出至控制系統(tǒng)。霍爾器件檢測的是磁場強(qiáng)度，當(dāng)磁場方向與霍爾器件的感應(yīng)方向有夾角時，感應(yīng)的電壓有變化，公式為V=k*B*C0S(a)， a為磁場方向與霍爾 表面的夾角，B為磁場強(qiáng)度，k為系數(shù).當(dāng)a=0時V= k*B,此時電壓最高；當(dāng)a=90 度時V= 0，因為當(dāng)a=0時感應(yīng)的電壓比較高,甚至?xí)柡?，所以我們就是在a二90 左右比較小的范圍使用，比如75度到105度范圍，圖6和圖8標(biāo)示的角度是(90 度-a)。該傳感件放置于磁場的正中央位置，可以忽略磁鋼邊緣的不均勻，從而 可以更加準(zhǔn)確的檢測磁場的轉(zhuǎn)動角度。在本實施例中，霍爾器件12為固定不動，而磁鋼11安裝在相對設(shè)置的兩 個支架上，而支架隨被檢測物件轉(zhuǎn)動，磁鋼11之間形成的磁場的磁力線垂直 于支架的轉(zhuǎn)動軸線。從而，通過霍爾器件12檢測磁場的轉(zhuǎn)動角度，而輸出檢 測信號，來檢測被測物件的位置?？梢岳斫獾模魻柶骷?2可以隨被測物件 轉(zhuǎn)動，而磁鋼ll則為固定不動。如圖2-8所示，是位置傳感器應(yīng)用于縫紉裝置的腳踏機(jī)構(gòu)的一個具體實施 例，包括連桿13、與連桿13同步轉(zhuǎn)動的支架14、安裝在支架14上相互平行 的一對磁性元件、以及放置于磁性元件之間的傳感件。支架14通過四桿結(jié)構(gòu) 連接于連桿13上，從而使得支架14可隨連桿13同步轉(zhuǎn)動。該四桿結(jié)構(gòu)包括首尾相連接的第一桿15、第二桿16和第三桿17，而第一 桿15和第三桿17沒有與第二桿16相連的一端的距離固定形成第四桿。第一 桿15的一端通過轉(zhuǎn)軸18與連桿13固定連接，第一桿15的另一端與第二桿 16的一端樞接；第二桿16的另一端與第三桿17的一端樞接，而第三桿17的 另一端可樞接在固定軸19上，而支架14為兩個平行的安裝片，固定設(shè)置在第 三桿17的另一端上?？梢岳斫獾?，該位置傳感器還包括一個外殼，用于收納支架14、四桿結(jié) 構(gòu)等，而連桿13則設(shè)置與外殼外側(cè)，與縫紉裝置的腳踏連接。連桿13的轉(zhuǎn)軸18插入到外殼內(nèi)，與第一桿15的一端固定連接，而固定軸19可以固定安裝 在外殼內(nèi)?；魻柶骷?2固定設(shè)置在兩個磁鋼11的中間位置，從而使其位于磁 場的中央?；魻柶骷?2僅對磁場的旋轉(zhuǎn)敏感，從而在磁場旋轉(zhuǎn)時，檢測磁場 的旋轉(zhuǎn)角度，從而得到腳踏被踩下的位移，輸出電壓信號至控制系統(tǒng)進(jìn)行控制 動作。當(dāng)使用者踩下腳踏時，帶動連桿13轉(zhuǎn)動，連桿13帶動轉(zhuǎn)軸18同步轉(zhuǎn)動， 通過轉(zhuǎn)軸18帶動第一桿15繞轉(zhuǎn)軸18轉(zhuǎn)動，帶動第二桿16移動，由第二桿 16帶動第三桿17繞固定軸19轉(zhuǎn)動。而由于支架14固定設(shè)置在第三桿17上， 因而支架14隨同第三桿17轉(zhuǎn)動，使得支架14上的磁鋼11也同時轉(zhuǎn)動，磁場 偏轉(zhuǎn)一定角度，而霍爾器件12對磁場的旋轉(zhuǎn)角度敏感，從而輸出一定的電壓 信號至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)進(jìn)行對應(yīng)操作。如圖3-圖8所示，分別是轉(zhuǎn)動2 度、15度和30度的示意圖。在本實施例中，通過四連桿13結(jié)構(gòu)將踏板位移 轉(zhuǎn)換成平行磁鋼11的旋轉(zhuǎn)動作，在磁鋼11的旋轉(zhuǎn)角度在一定范圍內(nèi)(例如 30度)時，其輸出的信號近似線性，避免了現(xiàn)有技術(shù)中通過檢測距離來輸出 信號的缺陷，具有線性度高、信號穩(wěn)定的優(yōu)點。如圖9所示，是位置傳感器應(yīng)用于縫紉裝置的腳踏機(jī)構(gòu)的另一個具體實施 例，其與上一實施例的區(qū)別在于，支架14通過連接板直接固定安裝在連桿13 的轉(zhuǎn)軸18上，從而使得結(jié)構(gòu)更加的簡單、實用，其他結(jié)構(gòu)與上一實施例基本 相同，故不贅述。
權(quán)利要求1、一種縫紉裝置的腳踏位置傳感器，包括與所述縫紉裝置的腳踏聯(lián)動的連桿，其特征在于，該傳感器還包括由所述連桿帶動同步轉(zhuǎn)動的支架，所述支架上安裝有相平行的一對磁性元件，所述磁性元件之間形成磁力線與所述支架的轉(zhuǎn)動軸線垂直的平行磁場，并且位于所述平行磁場之間設(shè)有檢測所述平行磁場的轉(zhuǎn)動角度的傳感件。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉裝置的腳踏位置傳感器，其特征在于， 所述一對磁性元件為極性相反的一對平行設(shè)置的磁鋼；所述傳感件為霍爾器 件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的縫紉裝置的腳踏位置傳感器，其特征在于，所 述傳感件放置于所述磁性元件形成的平行磁場的中央。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的縫紉裝置的腳踏位置傳感器，其特征在 于，所述支架通過連接板直接固定在所述連桿上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的縫紉裝置的腳踏位置傳感器，其特征在 于，所述支架通過四桿結(jié)構(gòu)連接于所述連桿上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的縫紉裝置的腳踏位置傳感器，其特征在于，所 述四桿結(jié)構(gòu)包括由所述連桿帶動轉(zhuǎn)動的第一桿、一端樞接在所述第一桿末端的 第二桿、 一端樞接在所述第二桿的另一端的第三桿、以及固定軸；所述第三桿 的另 一端樞接在所述固定軸上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的縫紉裝置的腳踏位置傳感器，其特征在于，所 述第一桿與所述連桿之間設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸隨所述連桿轉(zhuǎn)動，所述連桿固定 安裝在所述轉(zhuǎn)軸上并隨所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
8、 一種位置傳感器，其特征在于，包括形成平行磁場的一對磁性元件、 以及設(shè)置在所述平行磁場之間的傳感件；所述平行磁場與所述傳感件之間產(chǎn)生 相對轉(zhuǎn)動，所述傳感件感測所述轉(zhuǎn)動并輸出信號；所述磁場的磁力線垂直于所 述轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸線。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的位置傳感器，其特征在于，所述一對磁性元件為極性相反的一對平行設(shè)置的磁鋼；所述傳感件為霍爾器件。
10、根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的位置傳感器，其特征在于，所述傳感件放 置于所述磁性元件形成的平行磁場的中央。
專利摘要本實用新型涉及一種縫紉裝置的腳踏位置傳感器，包括與所述縫紉裝置的腳踏聯(lián)動的連桿，該傳感器還包括由所述連桿帶動同步轉(zhuǎn)動的支架，所述支架上安裝有相平行的一對磁性元件，所述磁性元件之間形成磁力線與所述支架的轉(zhuǎn)動軸線垂直的平行磁場，并且位于所述平行磁場之間設(shè)有檢測所述平行磁場的轉(zhuǎn)動角度的傳感件。通過傳感件來檢測傳感件與平行磁場之間的相對轉(zhuǎn)動角度，來控制輸出控制信號至縫紉裝置、機(jī)床位移裝置等的控制系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)動角度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)(例如不超出30度)時，其輸出的信號近似線性，避免了現(xiàn)有技術(shù)中通過檢測距離來輸出信號的缺陷，具有線性度高、信號穩(wěn)定的優(yōu)點。
文檔編號D05B69/30GK201111516SQ200720171640
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者夏曉東 申請人:夏曉東