ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ УГЛОВОЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в системах управления клиренсом транспортных средств с независимой подвеской.
Известен магнитный преобразователь угла, содержащий корпус с базовой поверхностью, шарикоподшипники, установленные в корпусе, вал с углублением, цилиндрический магнит, установленный в углублении вала, плату обработки, установленную на базовой поверхности корпуса, магниточувствительный элемент, размещенный на плате обработки, расположенный с зазором по отношению к цилиндрическому магниту. Преобразователь снабжен устройством регулировки положения платы обработки с возможностью перемещения ее перпендикулярно оси вращения вала и устройством углового перемещения платы обработки относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, выполненном в виде регулировочных прокладок, установленных между корпусом и платой обработки, обеспечивающих возможности размещения платы обработки под необходимым углом к оси вала и регулировки зазора между платой обработки и цилиндрическим магнитом, снабженным радиальными пазами на наружном торце, обращенном к магниточувствительному элементу, и на внутреннем торце, размещенном в углублении вала, при этом в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала радиальные пазы на наружном торце расположены между радиальными пазами на внутреннем торце (патент RU72319 U1, МПК G01B 7/30, опубл. 10.04.2008).
Недостатком известного технического решения является наличие нескольких элементов для регулировки датчика относительно магнита, что усложняет процесс его регулировки, а также соединение электрического кабеля непосредственно с платой датчика, что при повреждении кабеля приводит к замене всего датчика, либо к трудоемкому и дорогостоящему ремонту.
Известен бесконтактный датчик углового смещения с двойным сигналом, который содержит корпус, основной вал, установленный в корпусе на подшипниках, магнит установленный на внутреннем конце основного вала, печатную плату, два датчика Холла, установленные на одной стороне печатной платы с зазором относительно магнита, два набора сигнальных клемм выступающих из корпуса, полость корпуса между печатной платой и крышкой заполнена эпоксидной смолой (патент CN202770397 (U), МПК G01B 7/30, опубл. 06.03.2013).
Недостатком известного датчика является отсутствие возможности, при настройке, регулировки положения магнита относительно датчика, кроме того, использование в качестве герметика эпоксидной смолы приводит, при выходе из строя платы, к полной замене всего датчика на новый.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является датчик магнитного перемещения для определения смещения элемента транспортного средства, содержащий корпус, в отверстии которого установлена втулка, через которую проходит вал с возможностью вращения. Вал дополнительно проходит через пару уплотнений, которые закреплены зажимной частью чтобы предотвратить продольное перемещение вала относительно корпуса. Корпус со стороны зажимного элемента закрыт крышкой. На внутреннем конце вала установлен магнит. В корпусе установлена печатная плата с магниточувствительными датчиками и электрический разъем, выполненный за одно целое с корпусом. Между магнитом и датчиками расположено барьерное уплотнение. К корпусу прикреплен монтажный элемент, предназначенный для крепления датчика к раме транспортного средства. Монтажный элемент имеет Г-образную форму и его длинная сторона крепится к корпусу датчика, а короткая - к раме транспортного средства. Наружный конец вала имеет суженную часть для соединения с одним концом дополнительного рычага, обеспечивая его поворот, а противоположный конец дополнительного рычага шарнирно соединен с верхним концом вертикального элемента, нижний конец которого соединен с рычагом транспортного средства (патент US6445178(B), МПК B60G 11/019: G01D 5/14, опубл. 03.09.2002).
Недостатком известного технического решения является наличие дополнительного рычага и вертикального элемента в соединении датчика с рычагом подвески, что, при отсутствии защиты этого соединения от влияния внешней среды, приводит к возможности его поломки и, как следствие, к ненадежности конструкции, и недостаточная жесткость крепления датчика к транспортному средству, что также приводит к снижению надежность конструкции, кроме того, данная конструкция имеет увеличенные габариты.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эксплуатационных качеств датчика положения углового.
Технический результат заключается в повышении надежности конструкции и достигается за счет того, что в датчике положения угловом, содержащем корпус, в отверстии которого с возможностью вращения установлен вал, магнит, закрепленный на внутреннем конце вала, печатную плату с магниточувствительным элементом, крышку, электрический разъем, элемент, связывающий датчик с рычагом транспортного средства и монтажный элемент, элемент, связывающий датчик с рычагом транспортного средства выполнен в виде установленной на валу датчика втулки, которая зафиксирована от вращения относительно вала, а монтажный элемент выполнен в виде кольцевого фланца с отверстиями под крепежные элементы.
Полость корпуса между печатной платой и крышкой заполнена электроизоляционным материалом. Электрический разъем закреплен на корпусе винтами. В качестве электроизоляционного материала применен термопластичный компаунд, а в качестве магниточувствительного элемента применен магнито-резистивный датчик.
Отличительные существенные признаки, заключающиеся в том, что элемент, связывающий датчик с рычагом транспортного средства выполнен в виде установленной на валу датчика втулки, которая зафиксирована от вращения относительно вала, а монтажный элемент выполнен в виде кольцевого фланца с отверстиями под крепежные элементы, позволили все подвижные части датчика расположить внутри рычага подвески транспортного средства и надежно соединить с рычагом корпус датчика, защитив, таким образом, подвижные части датчика от влияния внешней среды и, тем самым, обеспечить надежность конструкции.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, характеризующих созданный датчик положения угловой, позволяет повысить надежность его конструкции.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - датчик положения угловой, в разрезе;
фиг. 2 - показана фиксация втулки на валу датчика;
Фиг. 3-показано крепление датчика к рычагу транспортного средства.
Датчик положения угловой содержит корпус 1, в отверстии которого на шарикоподшипнике 2 установлен вал 3. Шарикоподшипник 2 зафиксирован в корпусе 1 и на валу 3 стопорными кольцами 4 и 5 соответственно. На внутреннем конце вала 3 при помощи винта 6, выполненного из немагнитного материала (например, латуни) закреплен магнит 7. что дает возможность точной настройки на нулевое положение датчика, кроме того, при необходимости обеспечивается возможность замены магнита.
В корпусе 1 с помощью винтов 8 закреплена печатная плата 9 с магнито-резистивным датчиком 10, преобразующим изменение магнитного поля при повороте вала 3 в выходной электрический сигнал. Питание датчика 10, а также снятие его сигнала осуществляется с помощью электрического разъема 11, контакты которого соединены с контактами печатной платы 9 с помощью проводов (на чертеже не показано). Электрический разъем 11 закреплен на корпусе 1 винтами 12. На корпусе 1 с помощью винтов 13 закреплена крышка 14. Полость корпуса 1 между печатной платой 9 и крышкой 14 заполнена электроизоляционным материалом (например, термопластичным компаундом), обеспечивающим защиту печатной платы 9 от воздействия окружающей среды.
На корпусе 1 закреплен монтажный элемент, выполненный в виде кольцевого фланца 15 с отверстиями 16 под крепежные элементы. Кольцевой фланец 15 предназначен для крепления датчика на торцевой поверхности рычага независимой подвески транспортного средства. На валу 3 установлена втулка 17, которая зафиксирована от вращения относительно вала датчика с помощью радиального винтового соединения 18. Втулка 17 предназначена для кинематической связи датчика с пальцем, на котором установлен рычаг независимой подвески.
В месте соединения корпуса 1 с валом 3 и кольцевым фланцем 15 размещены уплотнения 19 и 20 соответственно. Уплотнения 19 и 20 обеспечивают герметизацию указанных соединений.
Датчик положения угловой осуществляет измерение следующим образом. При ходе подвески автомобиля происходит качение рычага 21 подвески вокруг неподвижной оси. Корпус 1 датчика, закрепленный при помощи болтов 22 на рычаге 21 подвески, вращается вокруг вала 3 датчика, который закреплен на неподвижной оси 23 рычага 21 подвески. При этом происходит изменение параметров электромагнитного поля, воздействующего на магнито-резистивный датчик 10, который регистрирует угол поворота магнита 7 и преобразует его совместно с другими электроэлементами печатной платы 9 в электрический сигнал требуемого формата, пропорциональный величине поворота корпуса 1 и передаваемый через электрический разъем 11 в устройство регистрации транспортного средства по кабелю связи.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить эксплуатационные качества датчика положения углового, а именно, надежность конструкции.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.