CN101858925A - 感测装置 - Google Patents

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杨禹秋
杨松龄
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G—PHYSICS
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    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement

Abstract

一种感测装置，其包括开设有容置腔的壳体、电磁感应层、质量块、发射线圈、弹簧以及处理器。电磁感应层上设有感应线圈矩阵。发射线圈固定在质量块临近所述感应线圈矩阵的表面，质量块的内部设置有用以对发射线圈通以电流的电路，使发射线圈产生一磁场。弹簧一端与质量块相连，另一端固定于容置腔的侧壁，将质量块悬置于电磁感应层上方。当感测装置运动时，质量块挤压弹簧而与电磁感应层产生相对运动，所述发射线圈的运动轨迹经过感应线圈矩阵中的全部或者部分感应线圈，所述感应线圈因磁通量的变化而产生感应电压信号，并将所述感应电压信号输出至处理器。处理器根据产生所述感应电压信号的感应线圈的先后顺序确定感测装置运动的方向和轨迹。

Description

感测装置
技术领域
本发明涉及一种感测装置，特别涉及一种用于感测物体运动方向的感测装置。
背景技术
现今，众多的电子产品具有加速度传感器，用以根据产品的运动状态来执行对应操作。传统的加速度传感器虽能准确地的测量出电子产品运动的加速度方向和大小，但其通常需要采用微机电系统(Micro Electro-MechanicalSystem，MEMS)技术制造悬动机构来感测运动。
该悬动机构的结构复杂、制造难度高。而且，实际上大多数电子产品仅需要感测产品的运动方向，对加速度值的精确度要求较低，因此采用传统的加速度传感器会闲置其计算加速度的功能。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种感测装置，该感测装置结构简单并且可以感测被测产品的运动方向。
一种感测装置，其包括开设有容置腔的壳体、电磁感应层、磁场发射部、弹簧以及处理器。所述电磁感应层固定于容置腔的底板上，所述电磁感应层上设有感应线圈矩阵。所述磁场发射部包括质量块和发射线圈，所述发射线圈固定在质量块临近所述感应线圈矩阵的表面，质量块的内部设置有电路，所述电路对发射线圈通以电流，使发射线圈产生一磁场。所述弹簧一端与质量块相连，另一端固定于容置腔的侧壁，将质量块悬置于电磁感应层上方。当感测装置运动时，质量块挤压弹簧而与电磁感应层产生相对运动，所述发射线圈随质量块共同运动，其运动轨迹经过感应线圈矩阵中的全部或者部分感应线圈，所述感应线圈因磁通量的变化而产生感应电压信号。所述感应线圈矩阵中的每个感应线圈分别与所述处理器相连，并将所述感应电压信号输出至处理器，处理器根据产生所述感应电压信号的感应线圈的先后顺序确定感测装置运动的方向和轨迹。
相对于现有技术，本发明所提供的感测装置在质量块上设置发射线圈，在发射磁场方向设置电磁感应层及在电磁感应层上设置感应线圈矩阵，当感测装置运动时，因发射线圈与电磁感应层的相对运动而引起电磁感应层上的多个感应线圈的磁通量变化，通过处理器检测多个感应线圈因磁通量变化而产生的感应电动势的先后顺序来确定运动方向和轨迹。所述感测装置结构简单。
附图说明
图1为本发明一实施方式提供的感测装置的立体图。
图2为图1的感测装置的分解图。
图3为电磁感应层与处理器连接示意图。
图4为图1的感测装置处于静止时的状态示意图。
图5为图1的感测装置处于工作时的状态示意图。
主要元件符号说明
感测装置    1
基座        10
容置腔      11
底板        111
侧壁        112
电磁感应层  20
感应线圈矩阵21
感应线圈    21a、21b、
            21c、21d
弹簧        40
处理器      50
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，感测装置1包括基座10、电磁感应层20、磁场发射部30及若干弹簧40。请一并参阅图2，所述基座10内开设有容置腔11，所述容置腔11由底板111及与所述底板111垂直相交的侧壁112围设而成。
所述电磁感应层20固定于所述底板111上，电磁感应层20上设有感应线圈矩阵21。该感应线圈矩阵21包括多个呈矩阵形式分布在一个平面上的感应线圈。
请参阅图3，所述感测装置1还包括一个处理器50，所述感应线圈矩阵21中的每个感应线圈分别与所述处理器50相连，且对应一个位置编码。例如，每个感应线圈分别与一坐标系的坐标一一映射，该坐标系可为直角坐标系、极坐标系等。
请一并参阅图4，所述磁场发射部30包括质量块31和发射线圈32，所述发射线圈32固定在质量块31临近该感应线圈矩阵21的表面的中心。所述质量块31的内部设置有电路，所述发射线圈32由具有第一端及第二端的非闭合导线绕制而成，所述第一端和第二端与所述电路相连，所述电路对发射线圈32通以电流，根据安培定律，该通电的发射线圈32会产生一垂直电流方向的磁场。
在本实施方式中，该质量块31为长方体结构，该质量块31的四个侧面与容置腔11的四个侧壁112分别平行，该若干弹簧40数量为四个，该四个弹簧40的弹性系数相同，每一弹簧40的一端与质量块31的一个侧面相连，另一端固定在侧壁112上，且四个弹簧40分布在同一平面内，对称地设置在所述电磁感应层20上方，从而将质量块31悬置于电磁感应层20上方。
请参阅图4，当所述感测装置1处于静止状态时，位于质量块31与基座10之间的弹簧40处于挤压状态以稳定所述质量块31的位置。在本实施方式中，一个感应线圈21a位于电磁感应层20的中心位置，所述质量块31及其发射线圈32被稳定在感应线圈21a的正上方。
请参阅图5，当所述感测装置1产生加速度时，弹簧40发生形变而使质量块31与电磁感应层20产生相对运动。所述发射线圈32随质量块31共同运动，其运动轨迹经过感应线圈矩阵21中的全部或者部分感应线圈，根据电磁感应定律，所述感应线圈因磁通量的变化而产生感应电压信号，并将感应电压信号输出至与处理器50。处理器50根据感应线圈与坐标的映射关系确定所述感应线圈的位置，并根据产生所述感应电压信号的感应线圈的先后顺序确定感测装置运动的方向。例如，在本实施方式中，所述发射线圈32经过了感应线圈21b、感应线圈21c及感应线圈21d，并以此引起感应线圈21b、感应线圈21c及感应线圈21d产生三个电压信号Ua、Ub及Uc，处理器50根据接收到的电压信号Ua、Ub及Uc的先后顺序确定感测装置运动的轨迹依次为从感应线圈21b到感应线圈21c再到感应线圈21d。
若所述运动停止，质量块31在弹簧40的弹性恢复力的作用下回复到原始位置，即质量块31的中心与电磁感应层20的中心位置相互重合。
本发明所提供的感测装置在质量块31上设置发射线圈32，在发射磁场方向设置电磁感应层20及在电磁感应层20上设置感应线圈矩阵21，当感测装置1运动时，因发射线圈32与电磁感应层20的相对运动而引起电磁感应层20上的多个感应线圈的磁通量变化，处理器50根据产生所述感应电压信号的感应线圈的先后顺序确定感测装置运动的方向和轨迹。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种感测装置，其包括开设有容置腔的壳体，其特征在于：所述感测装置还包括电磁感应层、磁场发射部以及弹簧；
所述电磁感应层固定于容置腔的底板上，电磁感应层上设有感应线圈矩阵；
所述磁场发射部包括质量块和发射线圈，所述发射线圈固定在质量块临近该感应线圈矩阵的表面，所述质量块的内部设置有电路，所述电路对发射线圈通以电流，使发射线圈产生一磁场；
所述弹簧一端与质量块相连，另一端固定于容置腔的侧壁，将质量块悬置于电磁感应层上方；
当感测装置运动时，质量块挤压弹簧而与电磁感应层产生相对运动，所述发射线圈随质量块共同运动，其运动轨迹经过感应线圈矩阵中的全部或者部分感应线圈，所述感应线圈因磁通量的变化而产生感应电压信号。
2.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于：所述感测装置还包括一个处理器，所述感应线圈矩阵中的每个感应线圈分别与所述处理器相连，并将所述感应电压信号输出至处理器，处理器根据产生所述感应电压信号的感应线圈的先后顺序确定感测装置运动的方向和轨迹。
3.如权利要求2所述的感测装置，其特征在于：感应线圈矩阵包括多个感应线圈，每一感应线圈与一坐标系中的一坐标映射，处理器通过感应线圈与坐标的映射关系确定所述感应线圈的位置，并根据所述感应线圈的位置确定感测装置运动的方向和轨迹。
4.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于：所述发射线圈由具有第一端及第二端的非闭合导线绕制而成，所述电路与所述第一端和第二端相连。
5.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于：所述质量块为长方体，所述质量块的四个侧面与容置腔的四个侧壁分别平行。
6.如权利要求5所述的感测装置，其特征在于：所述弹簧的数量为四个，所述四个弹簧的弹性系数相同。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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