CN113114223B - 一种流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门，包括基座、柔性机构、滑块、管路和流体；基座设于柔性机构的第一端，用于固定和支撑柔性机构；滑块设于柔性机构的第二端，滑块设有第一孔和第二孔；第一孔与第一管路连接，第二孔为通孔。管路中没有流体时，表示为逻辑“0”；管路中通有流体时，表示为逻辑“1”。本发明使用流体进行驱动，输入输出具有相同的性质，不需要任何电子元件，即可实现“非”、“或”、“与”逻辑门，结构简单，易于级联、制造和维护成本低，可用于直接搭建各种智能逻辑计算功能模块，具有较高的应用价值。

Description

一种流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门

技术领域

本发明属于数字计算领域，涉及一种流体驱动柔性数字计算逻辑门。

背景技术

目前，各种新型数字逻辑计算装置的研究逐渐兴起，具有广泛的应用前景，如特种设备、工业控制、软体机器人等领域。一般的数字逻辑计算装置具有以下特点：输入输出一般为模拟电压；一般为弱电控制；具有一定的时间延长与功率损耗；具有一定的负载能力。

现有的全光逻辑门包括输入光源、分束器、合束器和光控开关。全光逻辑门可以有利于硅基集成，并且实现简单，在功耗、速度和面积上比电逻辑门有优势，且可以直接搭建各种计算功能模块。

上述全光逻辑门存在以下缺陷：1)光路结构较为复杂，需要大量的光学元件搭建所需光路；2)输入输出均为光，需要通过光学传感器对输出信号进行提取以获得计算结果；3)该逻辑门对各光学元件的性能和位置准确度要求较高，不易加工、制造与装配。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构简单、易于级联、不需要任何电子或光学元件即可实现数字计算功能的逻辑门。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种流体驱动柔性“非”逻辑门，包括基座、柔性机构、滑块、三个管路和流体；所述基座设于所述柔性机构的第一端，用于固定和支撑所述柔性机构；所述滑块设于所述柔性机构的第二端，所述滑块设有第一孔和第二孔；所述第一孔与第一管路连接，所述第二孔为通孔；在所述柔性机构未发生变形时，所述第二孔与两侧的第二管路和第三管路连通；在所述柔性机构发生变形时，第二管路和第三管路不连通；第二管路始终通有所述流体；所述三个管路与所述基座固定连接；第一管路代表输入，第三管路代表输出。

本发明提供一种流体驱动柔性“或”逻辑门，包括基座、柔性机构、滑块、四个管路和流体；所述基座设于所述柔性机构的第一端，用于固定和支撑所述柔性机构；所述滑块设于所述柔性机构的第二端，所述滑块设有第一孔和第二孔；所述第一孔与第一管路连接，所述第二孔为通孔；在所述柔性机构未发生变形时，所述第二孔与两侧的第二管路和第三管路连通；在所述柔性机构发生变形时，所述第二孔与两侧的第四管路和第三管路连通；第四管路始终通有所述流体；第一管路、第二管路和第四管路与所述基座固定连接，第三管路与所述滑块固定连接；第一管路和第二管路代表输入，第三管路代表输出。

本发明提供一种流体驱动柔性“与”逻辑门，包括基座、柔性机构、滑块、三个管路和流体；所述基座设于所述柔性机构的第一端，用于固定和支撑所述柔性机构；所述滑块设于所述柔性机构的第二端，所述滑块设有第一孔和第二孔；所述第一孔与第一管路连接，所述第二孔为通孔；在所述柔性机构未发生变形时，第二管路和第三管路不连通；在所述柔性机构发生变形时，所述第二孔与两侧的第二管路和第三管路连通；第一管路、第二管路与所述基座固定连接，第三管路与所述滑块固定连接；第一管路和第二管路代表输入，第三管路代表输出。

其中，管路中没有流体时，表示为逻辑“0”；管路中通有流体时，表示为逻辑“1”。

其中，所述柔性机构为板簧。

其中，管路为可变形软体管路。

其中，所述流体为导电的液体。

其中，还包括位移传感器，用于检测所述滑块的位置。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供一种流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门，使用流体进行驱动，输入输出具有相同的性质，不需要任何电子元件，即可实现“非”、“或”、“与”逻辑门，结构简单，易于级联、制造和维护成本低，可用于直接搭建各种智能逻辑计算功能模块，具有较高的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一种流体驱动柔性“非”逻辑门输入为逻辑“0”的结构示意图；

图2为本发明一种流体驱动柔性“非”逻辑门输入为逻辑“1”的结构示意图；

图3为本发明一种流体驱动柔性“或”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“0”的结构示意图；

图4为本发明一种流体驱动柔性“或”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“1”的结构示意图；

图5为本发明一种流体驱动柔性“或”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“0”的结构示意图；

图6为本发明一种流体驱动柔性“或”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“1”的结构示意图；

图7为本发明一种流体驱动柔性“与”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“0”的结构示意图；

图8为本发明一种流体驱动柔性“与”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“1”的结构示意图；

图9为本发明一种流体驱动柔性“与”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“0”的结构示意图；

图10为本发明一种流体驱动柔性“与”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“1”的结构示意图；

附图标记说明

1-基座；2-柔性机构；3-滑块；4-管路；5-流体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1-2所示，本实施例提供一种流体驱动柔性“非”逻辑门，包括基座1、柔性机构2、滑块3、三个管路4和流体5。基座1设于柔性机构2的第一端，用于固定和支撑柔性机构2；滑块3设于柔性机构2的第二端，滑块3设有第一孔和第二孔；第一孔与第一管路4连接，第二孔为通孔；在柔性机构2未发生变形时，第二孔与两侧的第二管路4和第三管路4连通；在柔性机构2发生变形时，第二管路4和第三管路4不连通；第二管路4始终通有流体5；三个管路4与基座1固定连接；第一管路4代表输入，第三管路4代表输出。

进一步的，管路4中没有流体5时，表示为逻辑“0”；管路4中通有流体5时，表示为逻辑“1”。

进一步的，柔性机构2为板簧。

进一步的，管路4为可变形软体管路。

进一步的，流体5为导电的液体。

进一步的，还包括位移传感器，用于检测滑块3的位置。

下面通过具体的过程，进一步详细的描述。

本实施例中，在第一管路4未通有流体5时，表示输入为逻辑“0”，柔性机构2不发生变形，第二管路4始终通有流体5，流体5可以通过滑块3的通孔流入第三管路4，表示输出为逻辑“1”。

本实施例中，在第一管路4通有流体5时，表示输入为逻辑“1”，柔性机构2发生变形，第二管路4始终通有流体5，流体5被滑块3阻断，第三管路4中没有流体5，表示输出为逻辑“0”。

本实施例提供一种流体驱动柔性“非”逻辑门，使用流体进行驱动，通过管路中有无流体表示逻辑“0”与逻辑“1”，输入输出均为流体，具有相同的性质。本发明不需要任何不需要任何电子元件，即可实现“非”、“或”、“与”逻辑门，结构简单，易于级联、制造和维护成本低，可用于直接搭建各种智能逻辑计算功能模块，具有较高的应用价值。

实施例2：

如图3-6所示，本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

本实施例提供一种流体驱动柔性“或”逻辑门，包括基座1、柔性机构2、滑块3、四个管路4和流体5；基座1设于柔性机构2的第一端，用于固定和支撑柔性机构2；滑块3设于柔性机构2的第二端，滑块3设有第一孔和第二孔；第一孔与第一管路4连接，第二孔为通孔；在柔性机构2未发生变形时，第二孔与两侧的第二管路4和第三管路4连通；在柔性机构2发生变形时，第二孔与两侧的第四管路4和第三管路4连通；第四管路4始终通有流体5；第一管路4、第二管路4和第四管路4与基座1固定连接，第三管路4与滑块3固定连接；第一管路4和第二管路4代表输入，第三管路4代表输出。

下面通过具体的过程，进一步详细的描述。

本实施例中，在第一管路4未通有流体5时，表示第一输入为逻辑“0”，柔性机构2不发生变形；在第二管路4未通有流体5时，表示第二输入为逻辑“0”；滑块3的第二孔与两侧的第二管路4和第三管路4连通，由于第二管路4未通有流体5，因此第三管路4中没有流体5，表示输出为逻辑“0”。

本实施例中，在第一管路4通有流体5时，表示第一输入为逻辑“1”，柔性机构2发生变形；在第二管路4未通有流体5时，表示第二输入为逻辑“0”；滑块3的第二孔与两侧的第四管路4和第三管路4连通，由于第四管路4始终通有流体5，因此第三管路4中通有流体5，表示输出为逻辑“1”。

本实施例中，在第一管路4未通有流体5时，表示第一输入为逻辑“0”，柔性机构2不发生变形；在第二管路4通有流体5时，表示第二输入为逻辑“1”；滑块3的第二孔与两侧的第二管路4和第三管路4连通，由于第二管路4通有流体5，因此第三管路4中通有流体5，表示输出为逻辑“1”。

本实施例中，在第一管路4通有流体5时，表示第一输入为逻辑“1”，柔性机构2发生变形；在第二管路4通有流体5时，表示第二输入为逻辑“1”；滑块3的第二孔与两侧的第四管路4和第三管路4连通，由于第四管路4始终通有流体5，因此第三管路4中通有流体5，表示输出为逻辑“1”。

实施例3：

如图7-10所示，本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

本实施例提供一种流体驱动柔性“与”逻辑门，其特征在于，包括基座1、柔性机构2、滑块3、三个管路4和流体5；基座1设于柔性机构2的第一端，用于固定和支撑柔性机构2；滑块3设于柔性机构2的第二端，滑块3设有第一孔和第二孔；第一孔与第一管路4连接，第二孔为通孔；在柔性机构2未发生变形时，第二管路4和第三管路4不连通；在柔性机构2发生变形时，第二孔与两侧的第二管路4和第三管路4连通；第一管路4、第二管路4与基座1固定连接，第三管路4与滑块3固定连接；第一管路4和第二管路4代表输入，第三管路4代表输出。

下面通过具体的过程，进一步详细的描述。

本实施例中，在第一管路4未通有流体5时，表示第一输入为逻辑“0”，柔性机构2不发生变形；在第二管路4未通有流体5时，表示第二输入为逻辑“0”；因此第三管路4中没有流体5，表示输出为逻辑“0”。

本实施例中，在第一管路4通有流体5时，表示第一输入为逻辑“1”，柔性机构2发生变形；在第二管路4未通有流体5时，表示第二输入为逻辑“0”；滑块3的第二孔与两侧的第二管路4和第三管路4连通，由于第二管路4未通有流体5，因此第三管路4中没有流体5，表示输出为逻辑“0”。

本实施例中，在第一管路4未通有流体5时，表示第一输入为逻辑“0”，柔性机构2不发生变形；在第二管路4通有流体5时，表示第二输入为逻辑“1”；第二管路4中的流体5被滑块3阻隔，因此第三管路4中没有流体5，表示输出为逻辑“0”。

本实施例中，在第一管路4通有流体5时，表示第一输入为逻辑“1”，柔性机构2发生变形；在第二管路4通有流体5时，表示第二输入为逻辑“1”；滑块3的第二孔与两侧的第二管路4和第三管路4连通，由于第二管路4通有流体5，因此第三管路4中通有流体5，表示输出为逻辑“1”。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种流体驱动柔性“非”逻辑门，其特征在于，包括基座、柔性机构、滑块、三个管路和流体；所述基座设于所述柔性机构的第一端，用于固定和支撑所述柔性机构；所述滑块设于所述柔性机构的第二端，所述滑块设有第一孔和第二孔；所述第一孔与第一管路连接，所述第二孔为通孔；在所述柔性机构未发生变形时，所述第二孔与两侧的第二管路和第三管路连通；在所述柔性机构发生变形时，第二管路和第三管路不连通；第二管路始终通有所述流体；所述三个管路与所述基座固定连接；第一管路代表输入，第三管路代表输出。

2.一种流体驱动柔性“或”逻辑门，其特征在于，包括基座、柔性机构、滑块、四个管路和流体；所述基座设于所述柔性机构的第一端，用于固定和支撑所述柔性机构；所述滑块设于所述柔性机构的第二端，所述滑块设有第一孔和第二孔；所述第一孔与第一管路连接，所述第二孔为通孔；在所述柔性机构未发生变形时，所述第二孔与两侧的第二管路和第三管路连通；在所述柔性机构发生变形时，所述第二孔与两侧的第四管路和第三管路连通；第四管路始终通有所述流体；第一管路、第二管路和第四管路与所述基座固定连接，第三管路与所述滑块固定连接；第一管路和第二管路代表输入，第三管路代表输出。

3.一种流体驱动柔性“与”逻辑门，其特征在于，包括基座、柔性机构、滑块、三个管路和流体；所述基座设于所述柔性机构的第一端，用于固定和支撑所述柔性机构；所述滑块设于所述柔性机构的第二端，所述滑块设有第一孔和第二孔；所述第一孔与第一管路连接，所述第二孔为通孔；在所述柔性机构未发生变形时，第二管路和第三管路不连通；在所述柔性机构发生变形时，所述第二孔与两侧的第二管路和第三管路连通；第一管路、第二管路与所述基座固定连接，第三管路与所述滑块固定连接；第一管路和第二管路代表输入，第三管路代表输出。

4.根据权利要求1-3任一项所述的流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门，其特征在于，管路中没有流体时，表示为逻辑“0”；管路中通有流体时，表示为逻辑“1”。

5.根据权利要求1-3任一项所述的流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门，其特征在于，所述柔性机构为板簧。

6.根据权利要求1-3任一项所述的流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门，其特征在于，管路为可变形软体管路。

7.根据权利要求1-3任一项所述的流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门，其特征在于，所述流体为导电的液体。

8.根据权利要求1-3任一项所述的流体驱动柔性“非”、“或”、“与”逻辑门，其特征在于，还包括位移传感器，用于检测所述滑块的位置。

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