RU2455678C1 - Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation - Google Patents

Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2455678C1
RU2455678C1 RU2011101226/08A RU2011101226A RU2455678C1 RU 2455678 C1 RU2455678 C1 RU 2455678C1 RU 2011101226/08 A RU2011101226/08 A RU 2011101226/08A RU 2011101226 A RU2011101226 A RU 2011101226A RU 2455678 C1 RU2455678 C1 RU 2455678C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switching
deformable element
manipulator
switch
electrical circuits
Prior art date
Application number
RU2011101226/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Степанович Никитин (RU)
Владимир Степанович Никитин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор"
Priority to RU2011101226/08A priority Critical patent/RU2455678C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2455678C1 publication Critical patent/RU2455678C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Switches With Compound Operations (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the commutation method pressure is exercised onto the manipulator in the direction of the selected circuit switching variant; the pressure is applied to an resiliently deformable element containing tensoresistors; with the help of a microprocessor one analyses the value of the tensoresistors resistances with the pressure direction angle calculated by their values; if the calculated angle falls within the angle ranges corresponding to one of the available circuit switching versions the microprocessor implements the selected versions of circuit switching with the help of commutation devices. Distinctiveness of the polymorphous switch consists in the fact that the resiliently deformable element thereof is made of an elastic material in the shape of a hollow conic frustrum with cutouts and a control handle, the element attached to the print-board, while the tensoresistors represent a layer of electrically conductive elastic material on the surface of the resiliently deformable element.
EFFECT: creation of multifunctional, programmable, hi-tech virtually whole-polymeric devices possessing a wide array of functionalities; performing the functions of regular circuit-breakers, toggle switches or multifunctional switches, they may be simultaneously used as full-featured microjoisticks for input of information and control of facilities.
12 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим переключателям, к способам и устройствам бесконтактной электронной коммутации, а также к способам и устройствам управления объектами, в частности к устройствам управления бытовыми и технологическими устройствами, игрушками и виртуальными объектами.The invention relates to electrical switches, to methods and devices for contactless electronic switching, as well as to methods and devices for controlling objects, in particular to control devices for household and technological devices, toys and virtual objects.

Известны многофункциональные переключатели электрических цепей, например, по патентам ES 2189646 A1, 01.07.2003. ES 1041441 A1, 01.07.1999. ES 2204280 A1, 16.04.2004. SU 892499 A1, 23.12.1981. SU 1806415 A1, 30.03.1993. WO 03030196 A2, 10.04.2003.Known multifunctional switches of electrical circuits, for example, according to patents ES 2189646 A1, 01.07.2003. ES 1041441 A1, 07/01/1999. ES 2204280 A1, 04.16.2004. SU 892499 A1, 12/23/1981. SU 1806415 A1, 03/30/1993. WO 03030196 A2, 04/10/2003.

Известны многофункциональные электрические переключатели, которые можно использовать в разных конфигурациях - как переключатель, переключатель на два направления, двойной переключатель, двухконтурный переключатель на два направления, кроссоверный переключатель и кнопочный переключатель. Одно из таких устройств описано в патенте РФ №2407092.Multifunctional electric switches are known that can be used in different configurations - such as a switch, a two-way switch, a double switch, a two-circuit two-way switch, a crossover switch and a push button switch. One of such devices is described in RF patent No. 2407092.

Однако эти переключатели имеют металлические контактные группы, которые не могут управляться программным путем, сложны и относительно дороги.However, these switches have metal contact groups, which cannot be controlled by software, are complex and relatively expensive.

Многофункциональные переключатели, в которых конфигурации или функциональные возможности задаются и изменяются программным путем, будем называть многофункциональными переключателями.Multifunction switches, in which configurations or functionalities are set and changed programmatically, will be called multifunction switches.

Типичными многофункциональными переключателями являются компьютерные клавиатуры, в которых программным путем изменяются раскладки, а также сенсорные экраны.Typical multi-function switches are computer keyboards, in which layouts and touch screens are changed programmatically.

В качестве многофункциональных переключателей могут использоваться известные устройства ввода информации (US 4546347, 08.10.1985, US 4751380, 14.06.1988, JP 54-126426, 01.10.1979, EP 0081348 A2, 15.06.1983, EP 0146843 A2, 03.07.1985 и пр.), принцип работы которых основан на том, что курсор устройства, отображаемый на дисплее, связывают электронным способом с механическим сенсором, а затем перемещают рукой устройство, действующее на сенсор. На этом принципе работают трекболы, трекпойнты, тачпады и джойстики.As multifunctional switches, known information input devices can be used (US 4546347, 10/08/1985, US 4751380, 06/14/1988, JP 54-126426, 10/01/1979, EP 0081348 A2, 06/15/1983, EP 0146843 A2, 07/03/1985 and etc.), the principle of operation of which is based on the fact that the device cursor displayed on the display is connected electronically to a mechanical sensor, and then the device acting on the sensor is moved by hand. Trackballs, trackpoints, touchpads and joysticks work on this principle.

Джойстики позволяют управлять курсором, отображаемым на дисплее, и с помощью специальных программ позволяют осуществлять коммутацию электрических цепей.Joysticks allow you to control the cursor displayed on the display, and using special programs allow you to switch electrical circuits.

Однако специально для коммутации электрических цепей джойстики традиционных конструкций не используются вследствие сложности, дороговизны и больших габаритов.However, joysticks of traditional designs are not used specifically for switching electrical circuits due to complexity, high cost and large dimensions.

Известен «Способ управления курсором и устройство для его осуществления» по патенту РФ №2275674. Согласно формуле изобретения «способ управления курсором, отображаемым на дисплее устройства, содержащего, по меньшей мере, корпус, манипулятор, микропроцессор для управления курсором и, по меньшей мере, один датчик манипулятора, заключающийся в том, что отображаемый на дисплее курсор, управляемый с помощью манипулятора рукой пользователя, связывают с датчиком манипулятора путем преобразования сигналов датчика манипулятора в цифровой код, передачи этого кода в микропроцессор и преобразования в нем этого кода в движение курсора, отображаемого на дисплее, а для управления движением курсора прикладывают силовое воздействие к манипулятору в направлении желаемого перемещения курсора и прекращают силовое воздействие при необходимости остановки курсора, причем силовое воздействие, приложенное к манипулятору, передают на упругодеформируемый элемент и вырабатывают сигналы для микропроцессора, управляющего курсором, посредством датчика манипулятора, соединенного с упругодеформируемым элементом, отличающийся тем, что для осуществления возможности не только перемещения, но и вращения курсора, отображаемого на дисплее, на упругодеформируемом элементе датчика размещают тензорезисторы, так чтобы их длинные базовые оси симметрии располагались радиально от центра датчика в разных направлениях, и были наклонены относительно радиального направления, проведенного от центра датчика к центру тензорезистора, на угол тангенциального наклона ci, а для осуществления вращения курсора прикладывают вращающий момент в нужном направлении к манипулятору и прекращают приложение вращающего момента при необходимости остановки курсора».The well-known "Method of cursor control and device for its implementation" according to the patent of the Russian Federation No. 2275674. According to the claims, “a method for controlling a cursor displayed on a device comprising at least a housing, a manipulator, a microprocessor for controlling a cursor and at least one sensor of a manipulator, comprising: a cursor controlled by the manipulator by the user's hand, connect with the sensor of the manipulator by converting the signals of the sensor of the manipulator into a digital code, transferring this code to the microprocessor and converting this code into the cursor movement, displayed on the display, and to control the cursor’s movement, a force is applied to the manipulator in the direction of the desired cursor movement and the force is stopped when the cursor is necessary to stop, and the force applied to the manipulator is transmitted to the elastically deformable element and signals are generated for the microprocessor controlling the cursor by sensor manipulator connected to an elastically deformable element, characterized in that for the implementation of the possibility of not only moving, but also the rotation of the cursor displayed on the sensor, the strain gauges are placed on the elastic-deformable element of the sensor, so that their long base axis of symmetry are radially from the center of the sensor in different directions, and are inclined relative to the radial direction drawn from the center of the sensor to the center of the strain gauge, at a tangential angle inclination c i, and for the rotation of the cursor a torque in the desired direction towards the manipulator and cease application of torque if necessary wasps anovki cursor ".

В описании способа приводятся подробные алгоритмы и формулы для вычисления углов направления нажатия и приращения координат по сигналам тензорезисторов, размещенных в устройстве для осуществления способа.The description of the method provides detailed algorithms and formulas for calculating the angles of the direction of pressing and the increment of coordinates according to the signals of the strain gauges located in the device for implementing the method.

Устройство управления курсором для осуществления способа по патенту РФ №2275674 содержит размещенные в корпусе манипулятор, по меньшей мере, один датчик манипулятора, соединенный с микропроцессором с помощью шин и средств передачи данных, дисплей с отображаемым на нем курсором, отличающееся тем, что датчик манипулятора содержит по меньшей мере один тензорезистор, расположенный на упругодеформируемом элементе, который механически связан с манипулятором, причем манипулятор выполнен в виде стержня, один конец которого закреплен на упругодеформируемом элементе датчика, а длинная базовая ось симметрии тензорезистора направлена радиально от места закрепления стержня.The cursor control device for implementing the method according to RF patent No. 2275674 contains a manipulator located in the housing, at least one manipulator sensor connected to the microprocessor using buses and data transmission means, a display with a cursor displayed on it, characterized in that the manipulator sensor contains at least one strain gauge located on the elastically deformable element, which is mechanically connected to the manipulator, and the manipulator is made in the form of a rod, one end of which is fixed to the elastic the sensor element being formed, and the long base axis of symmetry of the strain gauge is directed radially from the point of fixation of the rod.

Свободный конец манипулятора снабжен головкой, выполненной в виде выпуклой или вогнутой полусферы или полуовала или вогнутости по форме пальца руки. Упругодеформируемый элемент выполнен в виде плоской, конической, выпуклой, вогнутой или цилиндрической сплошной или полой детали.The free end of the manipulator is equipped with a head made in the form of a convex or concave hemisphere or semi-axis or concavity in the shape of a finger. The elastic deformable element is made in the form of a flat, conical, convex, concave or cylindrical solid or hollow part.

Наиболее близким к заявляемому изобретению (прототипом) является «Трехмерный микроджойстик» по патенту РФ №2301439.Closest to the claimed invention (prototype) is the "Three-dimensional micro-joystick" according to the patent of the Russian Federation No. 2301439.

В соответствии с формулой трехмерный микроджойстик содержит корпус с управляющей рукояткой, которая соединена с упругодеформируемым элементом, на поверхности которого расположены тензорезисторы, соединенные с микропроцессором с помощью шин и средств передачи данных. Упругий элемент трехмерного микроджойстика выполнен в виде осесимметричного полого предмета, сужающегося кверху, с вырезами на его боковой поверхности или без них, на вершине которого закреплена управляющая рукоятка, например, в виде полого конуса с вырезами на его боковой поверхности, на вершине которого закреплена управляющая рукоятка. Тензорезисторы на упругом элементе расположены радиально от центра.In accordance with the formula, a three-dimensional micro-joystick contains a housing with a control handle that is connected to an elastically deformable element, on the surface of which there are strain gauges connected to the microprocessor using buses and data transmission media. The elastic element of the three-dimensional micro-joystick is made in the form of an axisymmetric hollow object, tapering up, with cuts on its side surface or without them, on top of which a control handle is fixed, for example, in the form of a hollow cone with cuts on its side surface, on the top of which a control handle is fixed . The strain gages on the elastic element are located radially from the center.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание умного многофункционального переключателя нового поколения.The technical result of the claimed invention is the creation of a smart multifunction switch of a new generation.

Многофункциональные переключатели это перепрограммируемые, высокотехнологичные и в то же время дешевые, простые, практически полностью полимерные переключатели.Multi-function switches are reprogrammable, high-tech and at the same time cheap, simple, almost completely polymer switches.

Предложен способ коммутации электрических цепей и многофункциональный переключатель для его осуществления.A method for switching electrical circuits and a multifunction switch for its implementation is proposed.

Способ коммутации электрических цепей с помощью манипулятора заключается в том, что на манипулятор, вокруг которого или на котором условно обозначены доступные варианты коммутации цепей, осуществляют нажатие в направлении выбранного варианта коммутации цепей, а затем прекращают нажатие после осуществления коммутации, причем силовое воздействие от нажатия, приложенное к манипулятору, передают на упругодеформируемый элемент, содержащий тензорезисторы, вырабатывающие сигналы для микропроцессора, осуществляющего действия по коммутации электрических цепей с помощью коммутирующих устройств.The way of switching electrical circuits using the manipulator is that the manipulator around which or on which the available options for switching circuits are conventionally indicated, press in the direction of the selected circuit switching option, and then stop pressing after switching, and the force effect from pressing applied to the manipulator, transmit to an elastically deformable element containing strain gauges that generate signals for a microprocessor that performs switching actions and electrical circuits using switching devices.

Основные отличия заявляемого объекта - способа коммутации электрических цепей заключаются в следующем:The main differences of the claimed object - the method of switching electrical circuits are as follows:

1. С помощью микропроцессора анализируют значения сопротивлений тензорезисторов манипулятора и по их значениям, используя известные алгоритмы, вычисляют угол направления нажатия манипулятора, и если вычисленный угол направления нажатия попадает в диапазоны углов направлений, соответствующие одному из доступных вариантов коммутации цепей, то микропроцессор осуществляет выбранный вариант коммутации цепи с помощью коммутирующих устройств.1. Using a microprocessor, the resistance values of the manipulator strain gages are analyzed and, using known algorithms, the angle of the direction of depression of the manipulator is calculated, and if the calculated angle of the direction of depression falls into the range of angle angles corresponding to one of the available options for switching circuits, the microprocessor implements the selected option switching circuits using switching devices.

Конечно, широко известны круговые пленочные устройства, например, по патенту США №335860, 2003 г. «Pressing direction sensor and input device using the same», выдающие сигнал, показывающий направление движения курсора на дисплее или переключающего режимы работы устройства (плеера, фотоаппарата). Датчик содержит кольцо из пленки резистивного материала, сопротивление которого зависит от места нажатия на него. Там сопротивление одного резистивного датчика непосредственно зависит от места нажатия и для дальнейшей коммутации цепей или управления не требуется никаких дополнительных вычислений. Особенность отличия предлагаемого способа заключается в том, что угол направления нажатия вычисляется по сигналам, одновременно снимаемым сразу с нескольких тензорезисторов, а вычисление производятся с помощью известных алгоритмов, раскрытых, например, в патенте РФ №2275674.Of course, circular film devices are widely known, for example, according to US patent No. 335860, 2003. “Pressing direction sensor and input device using the same”, which produce a signal showing the direction of cursor movement on the display or switching the operating modes of the device (player, camera) . The sensor contains a ring made of a film of resistive material, the resistance of which depends on where it is pressed. There, the resistance of one resistive sensor directly depends on the place of pressing and for further switching of circuits or control no additional calculations are required. A feature of the difference of the proposed method is that the angle of the direction of pressing is calculated by the signals simultaneously taken from several strain gauges at once, and the calculation is performed using well-known algorithms disclosed, for example, in RF patent No. 2275674.

2. Для реализации программным путем однопозиционного включателя-выключателя или конечного выключателя требуемую коммутацию электрической цепи осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия в единственный диапазон углов направления нажатия, соответствующий единственному доступному варианту коммутации цепей.2. For the implementation of a single-position on-off switch or limit switch programmatically, the required switching of the electric circuit is carried out if the calculated angle of the direction of pressing falls into the only range of angles of the direction of pressing corresponding to the only available option for switching circuits.

3. Для реализации программным путем двухпозиционного переключателя-тумблера, а также трех- и многопозиционного переключателя требуемую коммутацию электрических цепей осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия соответственно в два, три или более диапазона углов направления нажатия манипулятора, соответствующих доступным вариантам коммутации цепей.3. For the implementation of a two-position switch-toggle switch, as well as a three- and multi-position switch programmatically, the required switching of electrical circuits is carried out in the event that the calculated angle of the direction of pressing falls into two, three or more ranges of the angle of the direction of pressing of the manipulator corresponding to the available circuit switching options.

4. Программным путем изменяют доступные варианты коммутации электрических цепей и их количество в процессе коммутации электрических цепей и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей.4. Programmatically change the available options for switching electrical circuits and their number in the process of switching electrical circuits and depending on the previously selected option for switching electrical circuits.

5. Выбранный вариант коммутации электрических цепей отображается с помощью дисплеев или светодиодов, расположенных возле манипулятора или непосредственно на нем.5. The selected option for switching electrical circuits is displayed using displays or LEDs located near the manipulator or directly on it.

6. Программным путем изменяют отображаемые с помощью дисплеев или светодиодов доступные варианты коммутации электрических цепей и их вид в процессе коммутации и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей.6. Programmatically change the available options for switching electrical circuits displayed using displays or LEDs and their appearance during the switching process and depending on the previously selected option for switching electrical circuits.

Отличия 4, 5, 6 позволяют охарактеризовать уникальную возможность реализации программно-управляемых многофункциональных приборов, заменяющих множество кнопок. Например, сейчас при настройке ТВ-приемника при нажатии на очередную кнопку на экран выводятся выпадающие меню, из которых нужно путем многократного нажатия на разные кнопки пульта выбрать тот или иной пункт, после чего выпадет другое меню и т.п. Это очень неудобно.Differences 4, 5, 6 allow us to characterize the unique opportunity to implement software-controlled multifunction devices that replace many buttons. For example, now when setting up a TV receiver, when you press the next button, drop-down menus are displayed on the screen, from which you need to select one or another item by repeatedly pressing different buttons on the remote control, after which another menu will drop out, etc. It is very uncomfortable.

В данном способе реализация таких вариантов управления отображается непосредственно на дисплеях, расположенных возле манипулятора или непосредственно на нем, а переход от одного пункта меню к другому осуществляется путем однократного наклона рукоятки к выбранному пункту меню.In this method, the implementation of such control options is displayed directly on displays located near the manipulator or directly on it, and the transition from one menu item to another is performed by tilting the handle once to the selected menu item.

Такие функциональные возможности пока были недоступны существующим дешевым массовым устройствам.Such functionality has not yet been available to existing low-cost mass devices.

Многофункциональный переключатель для осуществления предложенного способа коммутации электрических цепей содержит корпус с управляющей рукояткой, которая соединена с упругодеформируемым элементом, на поверхности которого расположены тензорезисторы, соединенные с микропроцессором с помощью шин и средств передачи данных.A multifunctional switch for implementing the proposed method for switching electrical circuits contains a housing with a control handle that is connected to an elastically deformable element, on the surface of which there are strain gauges connected to the microprocessor using buses and data transmission media.

Основные отличия заявляемого объекта - многофункционального переключателя заключаются в следующем.The main differences of the claimed object is a multifunction switch are as follows.

7.1 Упругий элемент многофункционального переключателя выполнен в виде закрепленного на печатной плате усеченного полого конуса или иной осесимметричной полой фигуры из эластичного материала, сужающейся к низу с вырезами на боковой поверхности или без них, в центре полости которой расположена управляющая рукоятка, которая через отверстие в печатной плате выходит на внешнюю сторону переключателя.7.1 The elastic element of the multifunctional switch is made in the form of a truncated hollow cone or other axisymmetric hollow figure of elastic material fixed to the printed circuit board, tapering to the bottom with cutouts on the side surface or without them, in the center of the cavity of which there is a control handle, which through the hole in the circuit board goes to the outside of the switch.

В трехмерном микроджойстике по патенту РФ №2301439 использовался конус из эластичного материала, который, однако, сужался кверху. Управляющая рукоятка была расположена на его вершине снаружи. Конструкция упругодеформируемого элемента заявляемого многофункционального переключателя существенно отличается от известных решений.In the three-dimensional micro-joystick according to the patent of the Russian Federation No. 2301439, a cone of elastic material was used, which, however, narrowed upward. The control handle was located on its top from the outside. The design of the elastically deformable element of the inventive multifunction switch is significantly different from the known solutions.

7.2. Тензорезисторы представляют собой слой электропроводного эластичного материала на поверхности упругодеформируемого элемента, расположенный с его внешней и/или внутренней стороны, и разделенный вырезами или промежутками так, что стороны тензорезисторов, обращенные к центру упругодеформируемого элемента, были электрически соединены, а их внешние радиально расходящиеся стороны разделены.7.2. Strain gages are a layer of electrically conductive elastic material on the surface of an elastically deformable element located on its outer and / or inner side and separated by cuts or gaps so that the sides of the strain gages facing the center of the elastically deformable element are electrically connected and their outer radially diverging sides are separated .

В известных устройствах используются, как правило, фольговые тензорезисторы, которые приклеиваются на поверхность деформируемой детали. Известны тензорезисторы, напыляемые на поверхность деталей. Но тензорезисторы, выполненные путем нанесения электропроводного эластичного материала на поверхность упругодеформируемого элемента в виде трех отдельных тензорезисторов, включенных «звездой» (стороны тензорезисторов, обращенные к центру упругодеформируемого элемента, электрически соединены, а их внешние радиально расходящиеся стороны разделены), в подобных устройствах не применялись.Known devices typically use foil strain gauges that adhere to the surface of the deformable part. Known strain gauges sprayed onto the surface of parts. But strain gages made by applying an electrically conductive elastic material to the surface of an elastically deformable element in the form of three separate strain gages included by a “star” (the sides of the strain gages facing the center of the elastically deformable element are electrically connected, and their external radially diverging sides are separated), were not used in such devices .

7.3. Упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате путем приклеивания и/или с помощью механических крепежных элементов так, чтобы радиально расходящиеся стороны тензорезисторов были электрически соединены с токопроводящими дорожками на плате, образующими шины и средства передачи данных, соединенные с микропроцессором.7.3. The elastic deformable element is fixed to the printed circuit board by gluing and / or using mechanical fasteners so that the radially diverging sides of the strain gages are electrically connected to the conductive tracks on the board, forming busbars and data transmission means connected to the microprocessor.

Описанный способ электрического соединения тензорезисторов с токопроводящими дорожками на плате в прототипе не применялся.The described method of electrical connection of strain gauges with conductive paths on the board in the prototype was not used.

8. Для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя используются дисплеи или светодиоды, расположенные возле манипулятора или непосредственно на нем.8. To display the selected switching option and the status of the switch, displays or LEDs are used located near the manipulator or directly on it.

В прототипе не использованы дисплеи или светодиоды для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя, хотя в других устройствах похожие решения применяются. Тем не менее этот признак не используется в рамках признаков многофункционального переключателя и для заявляемого изобретения может быть признан как новый.The prototype did not use displays or LEDs to display the selected switching option and the state of the switch, although similar solutions are used in other devices. However, this feature is not used within the features of the multifunction switch and for the claimed invention can be recognized as new.

9. Свободный конец манипулятора снабжен головкой, выполненной в виде съемной или постоянно закрепленной сферы, выпуклой или вогнутой полусферы или иной формы насадкой.9. The free end of the manipulator is equipped with a head made in the form of a removable or permanently fixed sphere, a convex or concave hemisphere, or other shape of a nozzle.

Этот признак используется в прототипах, однако не используется в рамках признаков многофункционального переключателя и для заявляемого изобретения может быть признан как новый.This feature is used in prototypes, however, it is not used as part of the features of a multi-function switch and for the claimed invention can be recognized as new.

10. Упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате механическими крепежными элементами в виде заклепок или штырей.10. The elastic-deformable element is fixed to the printed circuit board by mechanical fasteners in the form of rivets or pins.

11. Упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате механическими крепежными элементами в виде скобок или хомутов.11. The elastic-deformable element is fixed on the printed circuit board with mechanical fasteners in the form of brackets or clamps.

12. Упругодеформируемый элемент приклеен или приварен к печатной плате с использованием бобышек или приливов, расположенных на упругодеформируемом элементе.12. The elastic-deformable element is glued or welded to the printed circuit board using bosses or tides located on the elastic-deformable element.

Признаки 10-13 в принципе известны, но в устройстве многофункциональных переключателей используются впервые, а поэтому могут быть признаны новыми.Signs 10-13 are known in principle, but they are used for the first time in the device of multifunction switches, and therefore can be recognized as new.

Таким образом, имеется достаточное количество существенных отличий, позволяющих охарактеризовать предложенное решение как новое изобретение.Thus, there are a sufficient number of significant differences that allow us to characterize the proposed solution as a new invention.

Описание предлагаемого изобретения поясняется фигурами 1-15:Description of the invention is illustrated by figures 1-15:

- на фигурах 1-3 показано устройство вариантов конструкций многофункциональных переключателей с разными вариантами крепления упругодеформируемого элемента к плате;- figures 1-3 show the device design options for multifunction switches with different options for attaching an elastically deformable element to the board;

- на фигурах 2, 4 и 5 показан принцип действия многофункционального переключателя;- in figures 2, 4 and 5 shows the principle of operation of the multifunction switch;

- на фигуре 6 показана схема подключения тензорезисторов многофункционального переключателя;- figure 6 shows the connection diagram of the strain gauges of the multifunction switch;

- на фигуре 7 показана схема подключения многофункциональных переключателей к микропроцессору и коммутирующему устройству;- figure 7 shows a connection diagram of multi-function switches to a microprocessor and a switching device;

- на фигурах 8-11 показано функционирование дисплеев или светодиодов при отображении состояния многофункционального переключателя;- in figures 8-11 shows the operation of displays or LEDs when displaying the status of the multifunction switch;

- на фигуре 12 показана работа однопозиционного включателя-выключателя или конечного выключателя;- figure 12 shows the operation of a single-position switch-switch or limit switch;

- на фигуре 13 показана работа многофункционального переключателя в режиме двухпозиционного переключателя-тумблера;- figure 13 shows the operation of the multifunction switch in the on-off switch-toggle switch;

- на фигуре 14 показана работа многофункционального переключателя в режиме трехпозиционного переключателя;- figure 14 shows the operation of the multi-function switch in the three-position switch mode;

- на фигуре 15 показана работа многофункционального переключателя в режиме четырехпозиционного переключателя.- figure 15 shows the operation of the multi-function switch in the four-position switch mode.

На фигурах 8-15 положение манипулятора показано в момент нажатия. После отпускания манипулятора он самостоятельно возвращается в исходное среднее положение, а соответствующий светодиод или дисплей отображает текущее состояние выключателя.In figures 8-15, the position of the manipulator is shown at the time of pressing. After releasing the manipulator, it independently returns to its initial middle position, and the corresponding LED or display displays the current state of the switch.

На фигурах 1-15 цифрами обозначены:In figures 1-15, the numbers denote:

1 - манипулятор;1 - manipulator;

2 - управляющая рукоятка;2 - control handle;

3 - упругодеформируемый элемент;3 - elastically deformable element;

4 - головка манипулятора;4 - the head of the manipulator;

5 - вырезы на боковой поверхности упругодеформируемого элемента;5 - cutouts on the side surface of an elastically deformable element;

6 - тензорезистор;6 - strain gauge;

7 - печатная плата;7 - printed circuit board;

8 - отверстие в печатной плате;8 - hole in the circuit board;

9 - токопроводящая дорожка на плате;9 - conductive path on the board;

10 - внешняя сторона переключателя;10 - the outer side of the switch;

11 - слой электропроводного эластичного материала;11 - a layer of conductive elastic material;

12 - стержневой крепежный элемент (заклепка);12 - rod fastener (rivet);

13 - прилив или бобышка для крепления приклеиванием или сваркой;13 - tide or boss for fastening by gluing or welding;

14 - скобка для крепления;14 - bracket for fastening;

15 - многофункциональный переключатель;15 - multifunction switch;

16 - микропроцессор;16 - microprocessor;

17 - коммутирующее устройство;17 - switching device;

18 - шины и средства передачи данных;18 - buses and data transmission media;

19 - дисплеи или светодиоды;19 - displays or LEDs;

20 - угол направления нажатия манипулятора;20 - angle of the direction of pressing the manipulator;

21 - доступные варианты коммутации цепей;21 - available options for switching circuits;

22 - выбранный вариант коммутации цепи.22 - selected circuit switching option.

На фигурах 1-3 показан манипулятор 1, состоящий из управляющей рукоятки 2, выполненной за одно целое с упругодеформируемым элементом 3. На управляющей рукоятке 2 для удобства управления установлена головка манипулятора 4 в виде шарика. Упругодеформируемый элемент выполнен из эластичного материала в виде усеченного полого конуса, сужающегося книзу.In figures 1-3, the manipulator 1 is shown, consisting of a control arm 2, made in one piece with an elastically deformable element 3. On the control arm 2, for the convenience of control, the head of the manipulator 4 is mounted in the form of a ball. The elastic deformable element is made of elastic material in the form of a truncated hollow cone, tapering downward.

В качестве эластичного материала могут использоваться различные сорта резин, силиконов, полиуретанов или иных эластичных полимеров.As an elastic material, various grades of rubbers, silicones, polyurethanes or other elastic polymers can be used.

На боковой поверхности конуса имеются вырезы 5, разделяющие радиально расходящиеся тензорезисторы 6.On the side surface of the cone there are cutouts 5 separating radially diverging strain gages 6.

Упругодеформируемый элемент многофункционального переключателя закреплен на печатной плате 7.The elastic deformable element of the multifunction switch is mounted on the printed circuit board 7.

Управляющая рукоятка 2 расположена в центре внутренней полости упругодеформируемого элемента 3 и через отверстие 8 в печатной плате 7 выходит на внешнюю сторону переключателя 10.The control handle 2 is located in the center of the inner cavity of the elastically deformable element 3 and through the hole 8 in the printed circuit board 7 goes to the outside of the switch 10.

Тензорезисторы 6 представляют собой слой электропроводного эластичного материала 11 на поверхности упругодеформируемого элемента, расположенный с его внешней и/или внутренней стороны.Strain gages 6 are a layer of conductive elastic material 11 on the surface of an elastically deformable element located on its outer and / or inner side.

В качестве электропроводного эластичного материала могут использоваться электропроводящие полимеры на основе резин, силиконов или иных полимеров, наполненных металлическими пудрами, проводящими допированными полимерами, таких как полианилин, полипиррол, полиацетилен или углеродными наночастицами, а также их смесями.As the electrically conductive elastic material, electrically conductive polymers based on rubbers, silicones or other polymers filled with metal powders, conductive doped polymers such as polyaniline, polypyrrole, polyacetylene or carbon nanoparticles, as well as mixtures thereof, can be used.

Тензорезисторы 6 разделяются вырезами 5 или промежутками в упругодеформируемом элементе 3.The strain gauges 6 are separated by cutouts 5 or gaps in the elastically deformable element 3.

Стороны тензорезисторов 6, обращенные к центру упругодеформируемого элемента, электрически соединены за счет непрерывности слоя электропроводного эластичного материала в центре.The sides of the strain gauges 6, facing the center of the elastically deformable element, are electrically connected due to the continuity of the layer of conductive elastic material in the center.

Внешние радиально расходящиеся стороны тензорезисторов разделены вырезами 5 или специально сформированными промежутками на упругодеформируемом элементе 3 без электропроводного эластичного материала 11.The external radially diverging sides of the strain gages are separated by cutouts 5 or by specially formed gaps on the elastically deformable element 3 without an electrically conductive elastic material 11.

Упругодеформируемый элемент 3 закреплен на печатной плате 7 путем приклеивания (Фиг.2) или с помощью механических крепежных элементов (Фиг.1 и 3).The elastic deformable element 3 is fixed to the printed circuit board 7 by gluing (Figure 2) or using mechanical fasteners (Figures 1 and 3).

На фиг.1 показано крепление упругодеформируемого элемента 3 к плате 7 с помощью стержневых крепежных элементов 12, типа заклепок, винтов, штырей.Figure 1 shows the fastening of the elastically deformable element 3 to the circuit board 7 using rod fasteners 12, such as rivets, screws, pins.

На фиг.2 показано крепление упругодеформируемого элемента 3 к плате 7 с помощью приклеивания или приваривания к печатной плате с использованием бобышек или приливов 13, расположенных на упругодеформируемом элементе 3.Figure 2 shows the fastening of the elastic deformable element 3 to the circuit board 7 by gluing or welding to the printed circuit board using bosses or tides 13 located on the elastic deformable element 3.

На фиг.3 показано крепление упругодеформируемого элемента 3 к плате 7 с помощью скоб для крепления 14.Figure 3 shows the fastening of the elastically deformable element 3 to the board 7 using brackets for fastening 14.

На фигурах 1-3 показано, что слой электропроводного эластичного материала 11, образующий тензорезисторы 6, обходит внешнюю сторону упругодеформируемого элемента 3 и заходит на его внутреннюю сторону. Это обеспечивает электрическое соединение радиально расходящихся сторон тензорезисторов 6 с токопроводящими дорожками 9 на плате 7 при креплении с помощью механических крепежных элементов, при приклеивании или сварке (фиг.6).In figures 1-3 it is shown that the layer of conductive elastic material 11, forming a strain gauge 6, bypasses the outer side of the elastically deformable element 3 and comes on its inner side. This provides an electrical connection of the radially diverging sides of the strain gauges 6 with the conductive tracks 9 on the board 7 when attached using mechanical fasteners, when gluing or welding (Fig.6).

Токопроводящие дорожки 9 на плате 7 образуют шины и средства передачи данных 18 и соединяют тензорезисторы 6 каждого многофункционального переключателя с микропроцессором 16 (Фиг.7), который в свою очередь соединен с коммутирующим устройством 17.The conductive tracks 9 on the circuit board 7 form buses and data transmission media 18 and connect the strain gauges 6 of each multifunction switch with a microprocessor 16 (Fig. 7), which in turn is connected to a switching device 17.

Для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя используются дисплеи или светодиоды 19, расположенные возле манипулятора или непосредственно на нем (фиг.8-15).To display the selected switching option and the state of the switch, displays or LEDs 19 are used located near the manipulator or directly on it (Fig. 8-15).

Свободный конец манипулятора 1 снабжен головкой 4, выполненной в виде съемной или постоянно закрепленной сферы. Головка может быть выполнена в виде выпуклой или вогнутой полусферы или иной формы насадкой. Это необходимо в ряде случаев для удобства управления и эргономичности.The free end of the manipulator 1 is equipped with a head 4, made in the form of a removable or permanently fixed sphere. The head can be made in the form of a convex or concave hemisphere or other shape nozzle. This is necessary in some cases for ease of operation and ergonomics.

На фигуре 4 показано действие пальцем руки на манипулятор 1.The figure 4 shows the action of a finger on the manipulator 1.

На фигуре 5 показан способ отсчета угла направления нажатия 20 манипулятора 1.The figure 5 shows a method of counting the angle of the direction of pressing 20 of the manipulator 1.

На фигуре 6 показан способ подключения тензорезисторов 6 к плате 7 «звездой».The figure 6 shows a method of connecting a strain gauge 6 to the board 7 "star".

На фигурах 8-11 показано функционирование дисплеев или светодиодов 19 при отображении состояния многофункционального переключателя 15.In figures 8-11 shows the operation of displays or LEDs 19 when displaying the status of the multi-function switch 15.

На фигурах 8-11 показаны доступные варианты коммутации цепей 21 и выбранные варианты коммутации цепи 22, подсвеченные светодиодами 19.In figures 8-11 shows the available options for switching circuits 21 and the selected options for switching circuits 22, illuminated by LEDs 19.

Описание способа коммутации электрических цепей и принципа действия многофункционального переключателя будет описано совместно.A description of the method of switching electrical circuits and the principle of operation of the multifunction switch will be described together.

Многофункциональный переключатель работает следующим образом.The multi-function switch operates as follows.

Для того чтобы произвести коммутацию электрических цепей одним из нескольких доступных вариантов, которые условно обозначены на манипуляторе 1, оператор нажимает пальцем руки управляющую рукоятку 2 манипулятора 1 в направлении выбранного варианта коммутации цепей, а затем прекращает нажатие после осуществления коммутации (фиг.2, 4). Силовое воздействие от нажатия, приложенное к манипулятору 1, рукояткой 2 передается на упругодеформируемый элемент 3, содержащий тензорезисторы 6, вырабатывающие сигналы для микропроцессора 16, осуществляющего действия по коммутации электрических цепей с помощью коммутирующего устройства 17. Усилие нажатия на управляющую рукоятку 2 передается на упругодеформируемый элемент 3, что вызывает его деформацию. Деформация упругодеформируемого элемента 3 фиксируется тензорезисторами 6. С помощью шин и средств передачи данных 18 сигналы от тензорезисторов 6 передаются в микропроцессор 16 (фиг.7).In order to make the switching of electrical circuits by one of several available options, which are conventionally indicated on the manipulator 1, the operator presses the control handle 2 of the manipulator 1 with his finger in the direction of the selected circuit switching option, and then stops pressing after switching (figure 2, 4) . The pressure action applied to the manipulator 1 by the handle 2 is transmitted to an elastically deformable element 3 containing strain gauges 6 that generate signals for the microprocessor 16, which acts on switching electrical circuits using a switching device 17. The pressing force on the control handle 2 is transmitted to the elastically deformable element 3, which causes its deformation. The deformation of the elastically deformable element 3 is fixed by the strain gauges 6. Using the tires and data transfer means 18, the signals from the strain gauges 6 are transmitted to the microprocessor 16 (Fig.7).

С помощью микропроцессора 16 анализируют значения сопротивлений тензорезисторов 6 манипулятора 1 и по их значениям, используя известные алгоритмы, вычисляют угол направления нажатия 20 манипулятора 1 (фиг.5). Если вычисленный угол направления нажатия 20 попадает в диапазоны углов направлений, соответствующие одному из доступных вариантов коммутации цепей 21, то микропроцессор осуществляет выбранный вариант коммутации цепи 22 с помощью коммутирующего устройства 17 (фиг.7)Using a microprocessor 16, the resistance values of the strain gages 6 of the manipulator 1 are analyzed and their angle using the known algorithms is used to calculate the angle of the direction of pressing 20 of the manipulator 1 (Fig. 5). If the calculated angle of the direction of pressing 20 falls into the ranges of the angle of directions corresponding to one of the available options for switching circuits 21, then the microprocessor implements the selected option for switching the circuit 22 using the switching device 17 (Fig.7)

Для реализации программным путем однопозиционного включателя-выключателя или конечного выключателя требуемую коммутацию электрической цепи осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия 20 в единственный доступный диапазон углов направления нажатия (фиг.12), соответствующий единственно доступному варианту коммутации цепей.For the implementation of a single-position switch-switch or limit switch programmatically, the required switching of the electric circuit is carried out in the event that the calculated depression direction angle 20 falls into the only available range of depression direction angles (Fig. 12), which corresponds to the only available circuit switching option.

Для реализации программным путем двухпозиционного переключателя-тумблера (фиг.13), а также трех- и многопозиционного переключателя (фиг.14, 15) требуемую коммутацию электрических цепей осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия соответственно в два, три или более диапазона углов направления нажатия манипулятора, соответствующих доступным вариантам коммутации цепей.To implement a two-position switch-toggle switch (Fig. 13) programmatically, as well as a three- and multi-position switch (Figs. 14, 15), the required switching of electrical circuits is carried out in the event that the calculated pressure direction angle falls into two, three or more ranges of direction angles manipulator clicks corresponding to available circuit switching options.

Электронная система, показанная на фиг.7, обладает широкими возможностями. В частности, она позволяет расширить функциональные возможности многофункциональных переключателей программным путем, за счет изменения доступных вариантов коммутации электрических цепей 21 и их количества в процессе коммутации электрических цепей и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей 22.The electronic system shown in Fig.7, has wide capabilities. In particular, it allows you to expand the functionality of multifunction switches programmatically, by changing the available options for switching electrical circuits 21 and their number in the process of switching electrical circuits and depending on the previously selected option for switching electrical circuits 22.

Для удобства пользователей выбранный вариант коммутации электрических цепей 22 отображается с помощью дисплеев или светодиодов 19, расположенных возле манипулятора или непосредственно на нем (фиг.8-15).For user convenience, the selected option for switching electrical circuits 22 is displayed using displays or LEDs 19 located near the manipulator or directly on it (Fig.8-15).

Электронная система, показанная на фиг.7, позволяет программным путем изменять отображаемые с помощью дисплеев или светодиодов 19 доступные варианты коммутации электрических цепей 21 и их вид в процессе коммутации и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей.The electronic system shown in Fig.7, allows you to programmatically change the available options for switching electrical circuits 21 displayed by means of displays or LEDs 19 and their appearance during the switching process and depending on the previously selected option for switching electrical circuits.

Таким образом, предлагаемое изобретение многофункционального переключателя позволяет создать умные переключатели нового поколения.Thus, the proposed invention multifunction switch allows you to create smart switches of the new generation.

Многофункциональные переключатели это перепрограммируемые, высокотехнологичные и в то же время дешевые, простые, практически полностью полимерные переключатели. В них нет контактных групп, поэтому ничего не изнашивается. Ресурс даже лабораторных образцов многофункциональных переключателей превышает 2.5 млн. нажатий, что многократно превосходит ресурс лучших представителей контактных переключателей.Multi-function switches are reprogrammable, high-tech and at the same time cheap, simple, almost completely polymer switches. There are no contact groups in them, so nothing wears out. The resource of even laboratory samples of multifunction switches exceeds 2.5 million clicks, which is many times greater than the resource of the best representatives of contact switches.

При такой высокой надежности в многофункциональных переключателях не используются стратегические материалы и ценные цветные металлы (кроме меди в дорожках платы), дорогостоящие пружинные материалы и т.п. Они могут производиться из полимерных материалов на обычном оборудовании для производства деталей из пластмасс.With such high reliability, the multifunction switches do not use strategic materials and valuable non-ferrous metals (except copper in the circuit board tracks), expensive spring materials, etc. They can be made from polymeric materials using conventional equipment for the production of plastic parts.

Как видно из описания, многофункциональный переключатель по конструкции чрезвычайно прост. Все его элементы могут изготавливаться на автоматических линиях. Сборка многофункциональных переключателей не требует значительных трудозатрат. Это позволяет организовать массовое производство с минимальной себестоимостью.As can be seen from the description, the multifunction switch is extremely simple in design. All its elements can be made on automatic lines. Assembling multifunction switches does not require significant labor. This allows you to organize mass production with a minimum cost.

Разработанные технологии позволяют создавать многофункциональные переключатели, обладающие размерами от 20 до 7 мм и весом от 0.6 до 0.2 граммов. Минимальные массогабаритные характеристики очень важны для космической, авиационной и иной мобильной техники.The developed technologies make it possible to create multifunction switches with sizes from 20 to 7 mm and weighing from 0.6 to 0.2 grams. Minimum weight and size characteristics are very important for space, aviation and other mobile equipment.

Многофункциональные переключатели обладают уникально широким спектром функциональности, выполняя функции простых выключателей, тумблеров или многопозиционных переключателей, они одновременно могут использоваться и как полноценные микроджойстики для ввода информации и для управления объектами.Multifunctional switches have a uniquely wide range of functionality, performing the functions of simple switches, toggle switches or multi-position switches, they can simultaneously be used as complete micro-joysticks for entering information and for managing objects.

Более того, функции многофункциональных переключателей могут изменяться программным путем в процессе его работы и в зависимости от предыдущих манипуляций.Moreover, the functions of the multifunction switches can be changed programmatically during its operation and depending on previous manipulations.

Таким широким набором функциональных возможностей не обладает ни один известный коммутирующий микроэлемент.Such a wide range of functionalities is not possessed by any known switching microelement.

Обладая уникальным сочетанием простоты, дешевизны, надежности и многофункциональности, предлагаемые многофункциональные переключатели найдут самое широкое применение в электронике.With a unique combination of simplicity, cheapness, reliability and multifunctionality, the proposed multifunction switches will find the widest application in electronics.

Claims (12)

1. Способ коммутации электрических цепей с помощью манипулятора, заключающийся в том, что на манипулятор, вокруг которого или на котором условно обозначены доступные варианты коммутации цепей, осуществляют нажатие в направлении выбранного варианта коммутации цепей, а затем прекращают нажатие после осуществления коммутации, причем силовое воздействие от нажатия, приложенное к манипулятору, передают на упругодеформируемый элемент, содержащий тензорезисторы, вырабатывающие сигналы для микропроцессора, осуществляющего действия по коммутации электрических цепей с помощью коммутирующих устройств, отличающийся тем, что c помощью микропроцессора анализируют значения сопротивлений тензорезисторов манипулятора и по их значениям вычисляют угол направления нажатия манипулятора, и если вычисленный угол направления нажатия попадает в диапазоны углов направлений, соответствующие одному из доступных вариантов коммутации цепей, то микропроцессор осуществляет выбранный вариант коммутации цепи с помощью коммутирующих устройств.1. The method of switching electrical circuits using the manipulator, which consists in the fact that the manipulator around which or on which the available options for switching circuits are conventionally pressed, press in the direction of the selected circuit switching option, and then stop pressing after switching, and the force impact from pressing, applied to the manipulator, is transmitted to an elastically deformable element containing strain gauges generating signals for a microprocessor carrying out commu voltage of electric circuits using switching devices, characterized in that using a microprocessor, the resistance values of the strain gages of the manipulator are analyzed and the angle of the direction of depression of the manipulator is calculated from their values, and if the calculated angle of the direction of depression falls into the range of angle angles corresponding to one of the available options for switching circuits, then the microprocessor carries out the selected circuit switching option using switching devices. 2. Способ коммутации электрических цепей по п.1, отличающийся тем, что для реализации программным путем однопозиционного включателя-выключателя или конечного выключателя требуемую коммутацию электрической цепи осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия в единственный диапазон углов направления нажатия, соответствующий единственному доступному варианту коммутации цепей.2. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that for the implementation of a single-position on-off switch or limit switch programmatically, the required switching of the electrical circuit is carried out if the calculated angle of the direction of pressing falls into the only range of angles of direction of pressing corresponding to the only available switching option chains. 3. Способ коммутации электрических цепей по п.1, отличающийся тем, что для реализации программным путем двухпозиционного переключателя-тумблера, а также трех- и многопозиционного переключателя требуемую коммутацию электрических цепей осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия соответственно в два, три или более диапазона углов направления нажатия манипулятора, соответствующих доступным вариантам коммутации цепей.3. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that for the implementation of the programmed two-position switch-toggle switch, as well as a three- and multi-position switch, the required switching of the electrical circuits is carried out in the case of a calculated angle of direction of pressing in two, three or more range of angles of the direction of pressing the manipulator, corresponding to the available options for switching circuits. 4. Способ коммутации электрических цепей по п.1, отличающийся тем, что программным путем изменяют доступные варианты коммутации электрических цепей и их количество в процессе коммутации электрических цепей и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей.4. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that the programmatically change the available options for switching electrical circuits and their number in the process of switching electrical circuits and depending on the previously selected option for switching electrical circuits. 5. Способ коммутации электрических цепей по п.1, отличающийся тем, что выбранный вариант коммутации электрических цепей отображается с помощью дисплеев или светодиодов, расположенных возле манипулятора или непосредственно на нем.5. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that the selected option for switching electrical circuits is displayed using displays or LEDs located near the manipulator or directly on it. 6. Способ коммутации электрических цепей по п.1, отличающийся тем, что программным путем изменяют отображаемые с помощью дисплеев или светодиодов доступные варианты коммутации электрических цепей и их вид в процессе коммутации и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей.6. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that the programmatically change the available options for switching electrical circuits displayed by means of displays or LEDs and their appearance during the switching process and depending on the previously selected option for switching electrical circuits. 7. Многофункциональный переключатель для осуществления способа по п.1, содержащий корпус с управляющей рукояткой, которая соединена с упругодеформируемым элементом, на поверхности которого расположены тензорезисторы, соединенные с микропроцессором с помощью шин и средств передачи данных, отличающийся тем, что упругодеформируемый элемент полиморфного переключателя выполнен в виде закрепленного на печатной плате усеченного полого конуса или иной осесимметричной полой фигуры из эластичного материала сужающейся к низу с вырезами на боковой поверхности или без них, в центре полости которой расположена управляющая рукоятка, которая через отверстие в печатной плате выходит на внешнюю сторону переключателя, а тензорезисторы представляют собой слой электропроводного эластичного материала на поверхности упругодеформируемого элемента, расположенный с его внешней и/или внутренней стороны и разделенный вырезами или промежутками так, что стороны тензорезисторов, обращенные к центру упругодеформируемого элемента, электрически соединены, а их внешние радиально расходящиеся стороны разделены, при этом упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате путем приклеивания и/или с помощью механических крепежных элементов, так, чтобы радиально расходящиеся стороны тензорезисторов были электрически соединены с токопроводящими дорожками на плате, образующими шины и средства передачи данных соединенные с микропроцессором.7. The multifunctional switch for implementing the method according to claim 1, comprising a housing with a control handle that is connected to an elastically deformable element, on the surface of which there are strain gauges connected to the microprocessor using buses and data transmission means, characterized in that the elasto-deformable element of the polymorphic switch is made in the form of a truncated hollow cone or other axisymmetric hollow figure fixed on a printed circuit board from an elastic material tapering to the bottom with cutouts on the side or without them, in the center of the cavity of which there is a control handle that goes through the hole in the circuit board to the outside of the switch, and the strain gages are a layer of conductive elastic material on the surface of the elastically deformable element, located on its outer and / or inner side and divided by cuts or gaps so that the sides of the strain gages facing the center of the elastically deformable element are electrically connected, and their outer radially diverging side are separated, and the elastically deformable element is fixed to the circuit board by bonding and / or by means of mechanical fasteners, so as to radially diverging side strain gauges are electrically connected with wirings on the board, forming the bus and data transmission means connected to the microprocessor. 8. Многофункциональный переключатель по п.7, отличающийся тем, что для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя используются дисплеи или светодиоды, расположенные возле манипулятора или непосредственно на нем.8. The multifunction switch according to claim 7, characterized in that displays or LEDs located near the manipulator or directly on it are used to display the selected switching option and the state of the switch. 9. Многофункциональный переключатель по п.7, отличающийся тем, что свободный конец манипулятора снабжен головкой, выполненной в виде съемной или постоянно закрепленной сферы, выпуклой или вогнутой полусферы или иной формы насадкой.9. The multifunction switch according to claim 7, characterized in that the free end of the manipulator is equipped with a head made in the form of a removable or permanently fixed sphere, a convex or concave hemisphere, or other shape of a nozzle. 10. Многофункциональный переключатель по п.7, отличающийся тем, что упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате механическими крепежными элементами в виде заклепок или штырей.10. The multifunction switch according to claim 7, characterized in that the elastically deformable element is fixed to the printed circuit board by mechanical fasteners in the form of rivets or pins. 11. Многофункциональный переключатель по п.7, отличающийся тем, что упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате механическими крепежными элементами в виде скобок или хомутов.11. The multifunction switch according to claim 7, characterized in that the elastically deformable element is mounted on the printed circuit board by mechanical fasteners in the form of brackets or clamps. 12. Многофункциональный переключатель по п.7, отличающийся тем, что упругодеформируемый элемент приклеен или приварен к печатной плате с использованием бобышек или приливов, расположенных на упругодеформируемом элементе. 12. The multifunction switch according to claim 7, characterized in that the resiliently deformable element is glued or welded to the printed circuit board using bosses or tides located on the resiliently deformable element.
RU2011101226/08A 2011-01-13 2011-01-13 Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation RU2455678C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011101226/08A RU2455678C1 (en) 2011-01-13 2011-01-13 Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011101226/08A RU2455678C1 (en) 2011-01-13 2011-01-13 Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2455678C1 true RU2455678C1 (en) 2012-07-10

Family

ID=46848707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011101226/08A RU2455678C1 (en) 2011-01-13 2011-01-13 Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2455678C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014011070A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-16 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same
RU2755955C1 (en) * 2021-01-22 2021-09-23 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" Multi-element electric generating channel of thermionic converter reactor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4879556A (en) * 1986-10-27 1989-11-07 Huka Developments B.V. Joystick control unit using multiple substrates
RU2155368C2 (en) * 1995-05-10 2000-08-27 Нинтендо Ко., Лтд. Image processing device with analog joystick
RU2275674C2 (en) * 2003-12-09 2006-04-27 Владимир Степанович Никитин Method for controlling cursor and device for its realization
RU2301439C1 (en) * 2005-10-25 2007-06-20 Ооо Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" Three-dimensional micro-joystick

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4879556A (en) * 1986-10-27 1989-11-07 Huka Developments B.V. Joystick control unit using multiple substrates
RU2155368C2 (en) * 1995-05-10 2000-08-27 Нинтендо Ко., Лтд. Image processing device with analog joystick
RU2275674C2 (en) * 2003-12-09 2006-04-27 Владимир Степанович Никитин Method for controlling cursor and device for its realization
RU2301439C1 (en) * 2005-10-25 2007-06-20 Ооо Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" Three-dimensional micro-joystick

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014011070A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-16 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same
RU2755955C1 (en) * 2021-01-22 2021-09-23 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" Multi-element electric generating channel of thermionic converter reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109690455B (en) Finger-worn device with sensor and haptic
US20170147094A1 (en) Image Controller
US7960667B2 (en) Movable contact element and switch using the same
CN201654740U (en) Tactile feedback device
JPH11238431A (en) Integral type keyboard and operation control device
WO1999019887A1 (en) Segment analog pointing device
JP4605474B2 (en) Multi-directional input device
US20070221483A1 (en) Multi-functional touch actuator in electronic devices
WO2019198371A1 (en) Multidirectional input device
US20170262078A1 (en) PDA with 6DOF Sensing
CN101320644A (en) Movable contact element and switch using the same
RU2455678C1 (en) Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation
JP2019029006A (en) Single actuator haptic effects
US20060243568A1 (en) Multifunctional switch device
US20190187767A1 (en) Electronic device, method for operating the same, and wireless controllable electronic assembly
CN107768166A (en) Keyboard
KR20180035559A (en) Haptic feedbck apparatus
TWM416105U (en) Touch structure and touch panel with antenna function
JP2003512142A (en) Handheld controller with analog pressure sensor
EP3245577B1 (en) Clickable control pad
WO2014011070A1 (en) Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same
US20030066739A1 (en) Controller with tactile feedback
JP5955912B2 (en) Pointing device and portable computer.
WO2018180346A1 (en) Force sensor
JP4555463B2 (en) Input device for electronic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130114