Бесконтактная клавиша

 

Изобретение относится к электрическим переключателям, а именно к бесконтактным клавишам для переключения электрической цепи, и может быть использовано в вычислительной технике, технике связи, приборостроении, в системах управления Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности клавиши. Бесконтактная клавиша содержит клавишную головку 1, жестко связанную со штоком 2, выполненным из акустопоглощающего материала, в верхней части которого находится вставка из материала с малым акустическим затуханием (звукопровод), возвратную пружину 4. два пьезоэлектрических преобразователя, передатчик 5 и приемник 6, расположенные в торцовых стенках корпуса напротив друг друга и образующие межпреобразовательное пространство, выводные лепестки 7 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК I 751732 А1 (19) (11) (sf)s 6 06 С 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

TIO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4871481/24 (22) 08. 10.90 (46) 30.07.92. Бюл, l+ 28 (71) Опытно-конструкторское бюро по промышленному роботостроению (72) В. П, Щеглов (56) Авторское свидетельство СССР № 448455, кл. 6 06 С 7/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 771645, кл. G 06 С 7/02, 1979, (54) БЕСКОНТАКТНАЯ КЛАВИША (57) Изобретение относится к электрическим переключателям, а именно к бесконтактным клавишам для переключения электрической цепи, и может быть использовано в вычислительной технике, технике связи, приборостроении, в системах управления. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности клавиши. Бесконтактная клавиша содержит клавишную головку 1, жестко связанную со штоком 2, выполненным из акустопоглощающего материала, в верхней части которого находится вставка иэ материала с малым акустическим затуханием (звукопровод), возвратную пружину 4, два пьезоэлектрических преобразователя, передатчик 5 и приемник 6, расположенные в торцовых стенках корпуса напротив друг друга и образующие межпреобразова.тельное пространство, выводные лепестки

7,2ил.

1751732

20

Изобретение относится к электрическим переключателям, в частности к бесконтактным клавишам для переключения электрической цепи, и может быть использовано в вычислительной технике, технике связи, приборостроении, в системах управления, Известны клавиши, использующие магнитоуправляемый эффект, основанные на емкостном, фотоэлектрическом, пьезоэлектрическом эффектах.

В указанных клавишах значение мэгHNTHoA индукции, действующей на магниточувствительном элементе, зависит от положения постоянного магнита, который при нажатии на головку клавиши может перемещаться относительно магниточувствительного элемента, а после снятия усилия нажатия, возвращаться при помощи возвратной пружины в исходное (стартовое) положение, Известна также бесконтактная клавиша, включающая диамагнитный корпус, в которо л укреплен кольцеобразный постоянный магнит. На его торце расположено магнитомягкое ярмо. В отверстии магнита находится сердечник, соединенный своим подвижным якорем с направляющей клавишной головки, Сердечник с якорем вместе с клавишной головкой может перемещаться вдоль оси клавиши на величину, равйую рабочему ходу, Магниточувствительный элемент установлен в отверстии постоянного магнита на поверхности ярма, Недостатком данной клавиши является системная сложность конструкции (большое количество функционально связанных элементов), малые эксплуатационные надежность и долговечность, обусловленные применением гальваномагнитного датчика, имеющего ограниченный ресурс.

Наиболее близкой к предлагаемой является бесконтактная клавиша, содержащая корпус, в котором установлен постоянный магнит П-образной формы, связанный со штоком клавишной головки, расположенным внутри него, пружину, установленную между штоком и внутренней частью постоянного магнита П-образной формы, пластину иэ магнитомягкого материала, связанную с верхней частьЮ корпуса и постоянным магнитом, и датчик, установленный в нижней части корпуса в виде пьезоэлемента на вибропоглощающей прокладке, возбуждаемый механическим воздействием ударника.

Недостатками известной клавиши являются сложность конструкции и малая эксплуатационная надежность из-зэ периодического механического воздействия на пьезоэлемент, Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактной клавише, содержащей корпус, подпружиненный шток с головкой и пьезоэлемент, пьезоэлемент выполнен в виде пьезоэлектричегкого преобразователяпередатчика, излучающего ультразвуковую энергию, и пьезоэлектрического преобразователя-приемника, расположенных на торцовых стенках корпуса клавиши и образующих межпреобргзовательное пространство для взаимодействия cQ штоком, выполненным из звукопоглошающего материала, например пластмассы, Шток снабжен вставкой иэ материала с малым акустическим затуханием, например стали

На фиг. 1 представлена клавиша, общий вид; на фиг, 2 — электрическая схема устройства на базе клавиши, 6есконтактная клавиша содержит клавишную головку 1, жестко связанную сО штоком, 2, выполненным из акустопоглощающего материала, в верхней части которого находится стальная вставка 3 (звукопровод). возвратную пружину 4, два пьезоэлектрических преобразователя: передатчик 5 и приемник 6, расположенных в торцовых стенках корпуса один напротив другого и образующих межпреобразовательное пространств, и выводные лепестки 7.

Электрическая схема (фиг. 2) включает в себя генератор 8 служебного напряжения, пьезоэлектрический преобразователь-передатчик 5, пьезоэлектрический преобразователь-п риемник 6, отсекатель 9, состоящий из клавишной головки 1,. штока 2, стальной вставки 3, сопротивления нагрузки 10.

Клавишт работает следующим образом.

Генератор 8 возбуждается на резонансной частоте преобразователей 5 и 6 и выполняет функцию питающего напряжения, При нажатии на клавишную головку 1 подпружиненный шток 2 вводит в межпреобразовательное пространство звукопровод 3 из материала с малым акустическим затуханием. При опускании клавиши пружина 4 возвращает шток в исходное состояние.

Известно, что d= (2л1. r

Е где d — декремент затухания;

f — частота служебного генератора;

r — удельное сопротивление стержня;

Š— модуль упругости.

Затухание в канале звукопровода полностью зависит от модуля упругости и

1751732

Составитель В.Щеглов

Техред M,Moðãeíòàë Корректор Т.Вашкович

Редактор А,Огар Заказ 2691 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

",13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинят "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 удельного сопротивления, т. е. от материала звукопровода, поэтому в исходном состоянии напряжение частоты входного преобразователя 5 практически отсутствует на обкладках выходного. преобразователя 6 и на нагрузке 1О из-за отсечки ультразвуковой энергии поглощающим материалом штока 2.. В положении, когда клавиша нажата,происходитканализацияультразвуковой энергии через звукопровод из стальной вставки 3 с малым акустическим затуханием. На обкладках выходного пьезоэлемента

6 появляется напряжение достаточной величины в соответствии с коэффициентом преобразования, Пьезоэлектрические преобразователи могут быть дополнены согласующими накладками иэ металла. При необходимости уменьшения затухания в зазоре замкнутого звукопровода на границах разделов сред вводится звукопроводящая смазка.

Обработка и согласование выходного сигнала с выбранными логическими уровнями не представляют сложности и осуществляются известными способами, По сравнению с известной предлагаемая бесконтактная клавиша имеет более простую конструкцию с меньшим числом функционально взаимосвязанных частей

5 (отсутствуют подковообразный магнит, ударнйк, демпфирующая подкладка). Клавиша более надежна и долговечна, так как пьезоэлементы не испытывают ударных нагрузок.

1О

Формула изобретения

Бесконтактная клавиша, содержащая корпус, подпружиненный шток с головкой и пьезоэлемент, отличающаяся тем, что, 15 с целью упрощения конструкции и повышения надежности клавиши, пьезоэлемент выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя-передатчика и пьезоэлектрического преобразователя-приемника, 20 расположенных на торцовых стенках корпуса, шток расположен между указанными пьезоэлектрическими преобразователями и выполнен из звукопоглощающего материала с вставкой из материала с малым акусти25 ческим затуханием.