一种非接触式机车脚踏开关

1.本实用新型涉及电气开关技术领域，具体涉及一种非接触式脚踏开关。


背景技术：

2.脚踏开关是一种通过脚踩或脚踏来控制电路通断的开关，现有技术中脚踏开关分为机械式脚踏开关和感应式脚踏开关，机械式脚踏开关具有机械触点，随着使用次数的增加，会带来触点磨损、疲劳损坏、行程变化慢等缺点，感应式脚踏开关通过电磁感应原理输出开关信号，当使用环境中有干扰磁场时，感应式脚踏开关会输出误动作开关信号，造成事故。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种非接触式脚踏开关，以解决现有技术中的上述缺陷。
4.一种非接触式脚踏开关，其特征在于，包括脚踏板、连杆构件、磁钢、无触点行程开关和触动电路，所述脚踏板通过连杆构件推动磁钢贴近或远离无触点行程开关，无触点行程开关输出触动信号输入触动电路，将触动信号以开关信号输出，所述触动电路由信号放大电路、开关电路和异常信号检测电路组成；
5.所述信号放大电路通过运算放大器a1为核心的放大无触点行程开关输出信号，放大后的信号通过开关电路的电阻r8、电阻r9、晶体管q1控制晶体管q4驱动继电器k输出开关信号，异常信号检测电路通过二极管d1、电容c充电电压检测放大后的无触点行程开关输出的异常信号，经过比较器a2、晶体管q2、q3控制晶体管q1关断，切断异常信号加在开关电路上，开关电路不输出异常开关信号。
6.优选的，所述信号放大电路包括电阻r1，电阻r1一端连接无触点行程开关输出，电阻r1另一端连接运算放大器a1同相端，运算放大器a1反相端分别连接电阻r2一端和电阻r3一端，电阻r2另一端接地，电阻r3另一端接运算放大器a1的输出端。
7.优选的，所述开关电路包括晶体管q1，所述晶体管q1集电极连接运算放大器a1输出端，基极连接电阻r9一端，电阻r9另一端接电阻r8一端，电阻r8另一端接+5v，晶体管q1发射极连接晶体管q4基极，晶体管q4发射极接地，集电极接二极管d2阳极和继电器k的1脚，二极管d1的阴极接继电器k的2脚和电阻r10一端，电阻r10一端接+12v。
8.优选的，所述异常信号检测电路包括二极管d1，二极管d1阳极接运算放大器a1输出端，阴极接电容c一端、电阻r4一端和比较器a2同相端，电容c另一端接地、电阻r4另一端，所述比较器a2反相端连接电阻r5一端、电阻r6一端，电阻r5另一端接+5v，电阻r6另一端接地，所述比较器a2输出端接电阻r7一端，电阻r7另一端分别接晶体管q2、q3的基极，晶体管q2、q3发射极均接地，晶体管q2、q3集电极相连后与电阻r9另一端连接。
9.优选的，所述无触点行程开关为霍尔传感器dh627，所述晶体管q1、q2、q4为npn型，晶体管q3为pnp型。
10.本实用新型的优点在于：本实用新型采用霍尔传感器为无触点行程开关，当脚踩脚踏板时，连杆构件推动磁钢贴近或远离霍尔传感器，霍尔传感器输出触动信号输入触动电路，将触动信号以开关信号输出，信号放大电路通过运算放大器a1为核心的放大霍尔传感器输出信号，放大后的信号通过开关电路的电阻r8、电阻r9、晶体管q1控制晶体管q4驱动继电器k输出开关信号，异常信号检测电路通过二极管d1、电容c充电电压检测放大后的霍尔传感器输出的异常信号，经过比较器a2、晶体管q2、q3控制晶体管q1关断，切断异常信号加在开关电路上，开关电路不输出异常开关信号，阻断了环境中的电磁干扰信号，减少了事故发生率。
附图说明
11.图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
12.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
13.如图1所示，一种非接触式脚踏开关，包括脚踏板、连杆构件、磁钢、无触点行程开关和触动电路，所述脚踏板通过连杆构件推动磁钢贴近或远离无触点行程开关，无触点行程开关输出触动信号输入触动电路，将触动信号以开关信号输出，所述触动电路由信号放大电路、开关电路和异常信号检测电路组成；
14.所述信号放大电路通过运算放大器a1为核心的放大无触点行程开关输出信号，放大后的信号通过开关电路的电阻r8、电阻r9、晶体管q1控制晶体管q4驱动继电器k输出开关信号，异常信号检测电路通过二极管d1、电容c充电电压检测放大后的无触点行程开关输出的异常信号，经过比较器a2、晶体管q2、q3控制晶体管q1关断，切断异常信号加在开关电路上，开关电路不输出异常开关信号。
15.在本实施例中，所述信号放大电路包括电阻r1，电阻r1一端连接无触点行程开关输出，电阻r1另一端连接运算放大器a1同相端，运算放大器a1反相端分别连接电阻r2一端和电阻r3一端，电阻r2另一端接地，电阻r3另一端接运算放大器a1的输出端。
16.在本实施例中，所述开关电路包括晶体管q1，所述晶体管q1集电极连接运算放大器a1输出端，基极连接电阻r9一端，电阻r9另一端接电阻r8一端，电阻r8另一端接+5v，晶体管q1发射极连接晶体管q4基极，晶体管q4发射极接地，集电极接二极管d2阳极和继电器k的1脚，二极管d1的阴极接继电器k的2脚和电阻r10一端，电阻r10一端接+12v。
17.在本实施例中，所述异常信号检测电路包括二极管d1，二极管d1阳极接运算放大器a1输出端，阴极接电容c一端、电阻r4一端和比较器a2同相端，电容c另一端接地、电阻r4另一端，所述比较器a2反相端连接电阻r5一端、电阻r6一端，电阻r5另一端接+5v，电阻r6另一端接地，所述比较器a2输出端接电阻r7一端，电阻r7另一端分别接晶体管q2、q3的基极，晶体管q2、q3发射极均接地，晶体管q2、q3集电极相连后与电阻r9另一端连接。
18.所述无触点行程开关为霍尔传感器dh627，所述晶体管q1、q2、q4为npn型，晶体管q3为pnp型。
19.工作过程及原理：当脚踏板踩下时，连杆构件推动磁钢贴近霍尔传感器，霍尔传感
器输出高电平信号，称为正常高电平信号，输入触动电路中的放大电路进行放大，电阻r1、r2、r3和运算放大器a1构成放大电路，放大倍数n=1+r3/r2，放大后的高电平信号输入开关电路中晶体管q1的集电极和异常信号检测电路中，正常高电平信号通过二极管d1给电容c充电，电容c充满后正常电压为u1，假设u1=5r6/(r5+r6)，比较器a2不动作，晶体管q2和q3关断，而晶体管q1的基极和发射极间通过+5v加在电阻r8、r9上分压为高电平电压，q1导通，此时由于放大后的高电平信号经过导通的晶体管q1加在晶体管q4的基极，晶体管q4导通，继电器k的1脚接地，由于继电器k的2脚为高电压，继电器k吸合，继电器k的3脚由连接4脚转为连接5脚，开关con端和sw1端闭合；
20.当脚踏板松开时，连杆构件推动磁钢远离霍尔传感器，霍尔传感器输出低电平信号经过放大电路放大后，输入开关电路中晶体管q1的集电极和异常信号检测电路中，此时由于二极管d1的阳极电压小于阴极电压，电容c电压保持不变，比较器a2不动作，晶体管q2和q3关断，而晶体管q1的基极和发射极间通过+5v加在电阻r8、r9上分压为高电平电压，晶体管q1导通，低电平信号加在晶体管q4的基极，晶体管q4截止，继电器k的1脚未接地，继电器k的3脚接4脚，开关con端和sw1端断开，无闭合动作；
21.当环境中有干扰磁场时，脚踏板踩下时，霍尔传感器输出高电平异常信号，此高电平异常信号持续的时间和正常高电平信号持续的时间不同，高电平异常信号通过放大电路进行放大后输入异常信号检测电路中，经过二极管d1给电容c充电，当电容c充电完毕后异常电压为u2，由于充电时间不同，异常电压u2和正常电压u1不同，当异常电压u2大于正常电压u1时，比较器a2输出高电平，晶体管q2导通，晶体管q3关断，从而把晶体管q1的基极电压拉低为零，晶体管q1关断，继电器k不动作，开关con端和sw1端断开，无闭合动作，当异常电压u1小于正常电压u2时，比较器a2输出低电平，晶体管q2关断，晶体管q3导通，从而把晶体管q1的基极电压拉低为零，晶体管q1关断，继电器k不动作，开关con端和sw1端断开，无闭合动作；同理当脚踏板松开时，霍尔传感器输出低电平异常信号，此低电平异常信号持续的时间和正常低电平信号持续的时间不同，但二极管d1的阳极电压小于阴极电压，电容c保持电压不变，比较器a2不动作，晶体管q2和q3关断，而晶体管q1的基极和发射极间通过+5v加在电阻r8、r9上分压为高电平电压，晶体管q1导通，低电平信号加在晶体管q4的基极，晶体管q4截止，继电器k的1脚未接地，继电器k的3脚接4脚，开关con端和sw1端断开，无闭合动作。
22.图1中con端、sw1端和sw2端为本实用新型的公共接线端、常闭触点接线端和常开触点接线端。
23.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。