МОДУЛЬ ПЕДАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к измерительной технике в системе управления семейства дизельных двигателей ГА3-560.
Известен патент US 6330838 МПК G05G 1/14, «Узел педали с бесконтактным датчиком положения педали для генерирования управляющего сигнала», содержащий рычаг, верхний конец которого поворотно установлен на вращающемся валу, определяя ось вращения. Вращающийся вал расположен в корпусе таким образом, что рычаг педали может перемещаться относительно корпуса вокруг оси вращения для генерирования управляющего сигнала на основе перемещения педали, используют бесконтактный датчик с магнитным элементом, разнесенный с бесконтактной измерительной поверхностью. Магнитный элемент поворотно установлен на валу, может вращаться с рычагом педали относительно оси вращения. Бесконтактная измерительная поверхность проходит поперечно к внутренней стороне корпуса и взаимодействует с магнитным элементом. Вращение магнитного элемента преобразуется бесконтактной измерительной поверхностью в линейный выходной управляющий сигнал.
Недостатком указанного устройства является сложность настройки и повышенные требования к точности изготовления деталей.
Наиболее близким техническим решением, прототипом к предлагаемому устройству является заявка на изобретение РФ 2005113860. МПК G01B 7/30 (2006.01) «Бесконтактный датчик положения педали», содержащий статор датчика положения, представляющий собой программируемую интегральную схему двухосевого углового энкодера интегрированным крестообразным массивом чувствительных элементов Холла для детектирования относительно изменения магнитного поля, параллельного лицевой поверхности интегральной схемы, запаиваемой способом поверхностного монтажа на печатной плате, ротор датчика выполнен из материала, не проводящего магнитное поле, включает диаметрально намагниченный магнит, образующий рабочее параллельное магнитное поле для выравнивания в процессе сборки механически связанном с вращающим валом детектируемого объекта и имеющим возможность поворота в корпусе на угол, определенный ориентирующей лыской в установочной втулке ротора, для механической изоляции статора от движущихся механических частей и ограничения осевых перемещений ротора в датчике применяется внутренняя крышка.
Недостатком данного устройства является низкая чувствительность микросхемы - датчика на основе элементов Холла, результатом чего является недостаточная точность измерений, а также недостаточная защищенность от внешних магнитных полей.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы системы управления семейства дизельных двигателей, упрощение настройки модуля педального и снижение требований к точности изготовления деталей.
Поставленная цель достигается тем, что в модуле педальном, представляющим собой двухкамерный корпус, внутри корпуса в одной камере на валу установлены держатель с рычагом, совершающий вращательное движение, тормоз, две пружины. Камера закрыта крышкой, установленной на оси, закрепленной в корпусе. Во второй камере установлен магнит, жестко закрепленный на валу, субблок с микросхемой-датчиком и кабель с разъемом. Микросхема-датчик представляет собой микросхему типа КМА200, являющуюся программируемым датчиком угла поворота на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов. Вал установлен так, что магнит находится над микросхемой-датчиком. Камера закрыта крышкой из пермаллоя, которая служит для уменьшения влияния внешних магнитных полей.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что оснащение модуля педального двухкамерным корпусом упрощает герметизацию субблока с микросхемой-датчиком типа КМА200, являющейся программируемым датчиком угла поворота и содержащий чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов, в зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, а ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом. Диапазон измеряемого угла и нулевой угол задаются константами в EEPROM микросхемы и могут быть изменены после установки микросхемы в изделии.
Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», т.к. сочетание признаков описанного устройства неизвестно в технике на данном этапе. Существенные признаки заявленного объекта, а именно:
- использование микросхемы-датчика типа КМА200, представляющей собой программируемый датчик угла поворота и содержащий чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов, в зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом. Диапазон измеряемого угла и нулевой угол задаются константами в EEPROM микросхемы и могут быть изменены после установки микросхемы в изделии;
- наличие вала с жестко закрепленным магнитом, совершающего вращательное движение и создающего вращающееся магнитное поле, воздействующего на микросхему-датчик типа КМА200;
- наличие экрана из пермаллоя, уменьшающего влияние внешних магнитных полей на микросхему;
- наличие двух камер в корпусе позволяет исключить попадание грязи, пыли и влаги на субблок с микросхемой-датчиком типа КМА200;
- наличие тормоза и двух пружин позволяет получить усилие на рычаге педали, зависящее от угла поворота;
- две пружины повышают надежность работы изделия, необходимы и достаточны для достижения цели.
Сущность полезной модели поясняется чертежами фиг.1 и фиг.2, где изображен модуль педальный.
Модуль педальный содержит двухкамерный корпус 1, вал 2, рычаг 3, держатель 4, винт 5, магнит 6, субблок 7, микросхему-датчик типа КМА200 8 (микросхема), пружину 9, пружину 10, крышку 11 из алюминия, ось 12, тормоз 13, резиновую прокладку 14, крышку 15 из пермаллоя, кабель 16, разъем 17.
Рассмотрим работу модуля педального.
В корпусе 1 установлен вращающийся вал 2, рычаг 3 жестко установлен в держателе 4, который закреплен при помощи винта 5, на валу 2. Вращающийся вал 2 расположен в корпусе 1 таким образом, что рычаг 3 может вращаться относительно корпуса 1 вокруг оси вращения. На конце вала 2 жестко закреплен магнит 6, вращающийся вместе с рычагом 3. На субблоке 7 установлена микросхема-датчик 8 типа КМА200. Магнитное поле воздействует на чувствительный элемент микросхемы-датчика КМА200 8. Микросхема-датчик типа КМА200 8 представляет собой программируемый датчик угла поворота и содержащий чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов. В зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом. Диапазон измеряемого угла и нулевой угол задаются константами в EEPROM микросхемы и могут быть изменены после установки микросхемы в изделии. Благодаря этому упрощается настройка и снижаются требования к точности изготовления деталей. Пружина 9 и пружина 10 установлены в корпусе 1 так, что они одновременно воздействуют на держатель 4 и крышку 11. Крышка 11 установлена с возможностью поворота относительно оси 12. На крышке 11 установлен тормоз 13, который при повороте держателя 4 прижимается к нему, что позволяет получить требуемую механическую характеристику педали. Наличие двух пружин 9 и 10 повышает надежность работы изделия. Размещение субблока 7 в отдельной камере корпуса 1 позволяет надежно герметизировать его от попадания пыли и влаги при помощи резиновой прокладки 14. Крышка 15 из пермаллоя уменьшает влияние внешних магнитных полей. Кабель 16 с разъемом 17 содержит функциональные выводы, используемые в процессе эксплуатации модуля педального.
Таким образом, оснащение модуля педального двухкамерным корпусом исключает попадание пыли и влаги на субблок с микросхемой-датчиком типа КМА200, являющейся программируемым датчиком угла поворота и содержащей чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему
обработки сигналов, в зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом.