CN113311488A - 用于检测的装置和用于操作物体的器具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测的装置和用于操作物体的器具。该装置包括：轴杆；具有导电区域的第一板，第一板套设在轴杆上；具有导电区域的第二板，第二板套设在轴杆上并且与第一板间隔开；第一导电元件，第一导电元件的第一端固定到第一板和第二板中的一个板的导电区域，其中，在轴杆被施加力时，第一板可相对于所述第二板移动；检测接口，检测接口的第一端连接到第一板的导电区域和第二板的导电区域中的至少一个，检测接口的第二端用于连接到检测单元，以检测第一板是否通过第一导电元件与第二板导通。本发明提供的装置可容易地集成到用于操作物体的器具中，用于检测物体是否放置在该器具的适当位置上，并且该装置成本低廉，可长期重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及电连接器，尤其涉及一种用于检测的装置和用于操作物体的器具。
背景技术
目前，现有的用于操作物体的器具在工作时(例如，加热器(诸如炊具的烹饪用具、电水壶等)在加热物体(例如锅具、壶体等)时，过程设备(例如，生产线机器)在加工物体(例如零部件)时等)可能需要确定物体是否放置在该器具的适当位置上以避免资源(例如，电力、燃气、材料等)的浪费，用于位置检测的传统手段主要包括使用磁触发接近开关。由于环境因素(例如，温度等)的影响，磁触发接近开关容易老化，不利于长期使用。
发明内容
针对使用磁触发接近开关在环境中检测物体容易出现老化的问题，本发明提供了一种用于检测的装置和用于操作物体的器具。
本发明的一方面提出了一种用于检测的装置，包括：轴杆；具有导电区域的第一板，所述第一板套设在所述轴杆上；具有导电区域的第二板，所述第二板套设在所述轴杆上并且与所述第一板间隔开；第一导电元件，所述第一导电元件的第一端固定到所述第一板和所述第二板中的一个板的导电区域，其中，在所述轴杆被施加力时，所述第一板可相对于所述第二板移动；检测接口，所述检测接口的第一端连接到所述第一板的导电区域和所述第二板的导电区域中的至少一个，所述检测接口的第二端用于连接到检测单元，以检测所述第一板是否通过所述第一导电元件与所述第二板导通。
在一种实施方式中，该装置还包括传感器，以感测向所述轴杆施加力的物体的物理属性。
在一种实施方式中，该装置还包括可移动部件，所述可移动部件套设在所述轴杆上并耦接到所述第一板，使得所述可移动部件沿所述轴杆的移动促使所述第一板相对于所述第二板移动。
在一种实施方式中，该装置还包括弹簧，所述弹簧设置在所述可移动部件与所述第一板之间，使得所述可移动部件沿所述轴杆的移动促使所述第一板相对于所述第二板移动。
在一种实施方式中，所述第一导电元件包括伸缩部件，使得当所述第一板通过所述第一导电元件与所述第二板导通时，所述第一板可相对于所述第二板在预定范围内移动。
在一种实施方式中，该装置还包括第二导电元件，所述第二导电元件的第一端固定到所述第一板和所述第二板中的一个板的导电区域，其中，所述检测接口的第二端用于连接到所述检测单元，以检测所述第一板是否通过所述第二导电元件与所述第二板导通。
在一种实施方式中，所述第二导电元件包括伸缩部件，使得当所述第一板通过所述第二导电元件与所述第二板导通时，所述第一板可相对于所述第二板在预定范围内移动。
在一种实施方式中，该装置还包括所述检测单元，所述检测单元通过检测包括所述第一板、所述第一导电元件和所述第二板的电路的阻抗变化、电压变化或电流变化中的至少一个来检测所述第一板是否通过所述第一导电元件与所述第二板导通。
在一种实施方式中，所述第一板、所述第二板和所述第一导电元件中的至少一个包括金属、合金、半导体、导电有机物和聚合物、以及导电复合物中的至少一项。
在一种实施方式中，所述第一板、所述第二板和所述第一导电元件中的至少一个包括形成在其表面上的抗氧化和/或抗腐蚀层。
本发明的另一方面提出了一种用于操作物体的器具，包括：框架，所述框架的顶部包括用于支撑物体的支撑部；以及如前所述的用于检测的装置，所述装置至少部分地设置在所述支撑部的下方，并且所述装置的检测接口连接到检测单元，以通过检测所述装置的第一板与第二板之间是否导通来检测所述支撑部上是否放置有所述物体。
与现有技术相比，本发明可容易地集成在用于操作物体的器具中以检测物体是否在位置上，并且该装置成本低廉，可长期重复使用，避免了因环境因素而导致的磁接触接近开关的检测性能下降的现象，保证了检测性能的稳定性。
附图说明
参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为根据本发明实施例的用于检测的装置的示意图。
图2为根据本发明实施例的用于检测的装置的示意图。
图3为根据本发明实施例的用于检测的装置的示意图。
图4为根据本发明实施例的用于检测的装置的示意图。
图5为根据本发明实施例的用于检测的装置的示意图。
图6为根据本发明实施例的用于操作物体的器具的架构图。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。
首先对说明书中所涉及到的术语进行说明。“耦接”是指一个物体直接或间接地与另一个物体形成接触式或非接触式连接，例如磁耦接、电耦接、机械耦接等。
现有的用于操作物体的器具在工作时(例如，烹饪用具在加热物体时等)可能需要确定物体是否放置在该器具的适当位置上以避免资源(例如，电力、燃气等)的浪费，传统的磁触发接近开关受环境因素(例如，温度等)的影响容易老化(例如，磁性在高温下退化或失效)，降低其检测物体是否在位置上的性能，不利于长期使用。
针对上述问题，本发明提出一种用于检测的装置和用于操作物体的器具。
图1-图3示出了根据本发明实施例的用于检测的装置100。如图1和图2所示，装置100包括轴杆101、第一板102、第二板104、第一导电元件106和检测接口110。第一板102套设在轴杆101上，并具有导电区域103(例如，焊盘等)。第二板104套设在轴杆101上，并具有导电区域105(例如，焊盘等)，第二板104与第一板102间隔开。第一导电元件106的第一端连接到第一板102的导电区域103和第二板104的导电区域105中的至少一个。当轴杆101被施加力时，第一板102可相对于第二板104移动。例如，当轴杆101被施加力时，第一板102可相对于第二板104在不同位置之间移动，图1表示轴杆101未被施加力时的场景，图2表示轴杆101被施加力时(例如，当物体(未示出)从轴杆101顶部向下向轴杆101施加力时)的场景。
在一个示例中，在如图1所示的第一位置(例如，打开位置)处，第一导电元件106的第一端(一端)固定到(例如，焊接、电连接到等)第二板104的导电区域105，并且第一导电元件106的第二端(另一端)与第一板102的导电区域103间隔开；在图2所示的第二位置(例如，闭合位置)处，第一导电元件106的第二端与第一板的导电区域103接合或接触。在该示例中，通过上接触方式来实现第一导电元件106与第一板102的导通。上接触方式可以使得用于接触第一导电元件106的导电区域103免受环境(例如，位于轴杆101上部的环境)污染而引起的接触不良，例如，减少或防止环境中的灰尘或其它杂质颗粒沉积在导电区域103的接触表面上。此外，在该示例中，第一导电元件106可以与第二板104一体形成。
替代地，在另一个示例中，在第一位置处，第一导电元件106的第一端(一端)可以固定到(例如，焊接、电连接到等)第一板102的导电区域103，并且第一导电元件106的第二端(另一端)与第二板104的导电区域105间隔开；在第二位置处，第一导电元件106的第二端与第二板104的导电区域105接合或接触。在该示例中，通过下接触方式来实现第一导电元件106与第二板104的导通。下接触方式可以使得用于接触第一导电元件106的导电区域105远离环境(例如，位于轴杆101上部的环境)从而减少或防止受环境的因素(例如，温度等)影响而引起的导电区域105的接触不良，例如，由于高温引起导电区域105的接触表面氧化。此外，在该示例中，第一导电元件106可以与第一板102一体形成。
检测接口110的第一端连接到第一板102的导电区域103和第二板104的导电区域105中的至少一个。图1-图3中检测接口110与第一板102和/或第二板104的导电区域的连接仅是示意性的而非限制性的，还可以存在各种可能的连接方式。检测接口110的第二端连接到检测单元120，以检测第一板102是否通过第一导电元件106与第二板104导通。检测单元120可以与装置100集成在一起或位于装置100外部。例如，检测接口110可以提供用于检测的接线或引脚以连接到检测单元120，检测单元120可以通过向检测接口110的第二端提供控制信号(例如，电压或电流等)来进行检测。如图1所示，当轴杆101未被施加力时，第一导电元件106的一端固定到第二板104的导电区域105，第一导电元件106的另一端与第一板102的导电区域103间隔开，从而第一板102未通过第一导电元件106与第二板104导通。如图2所示，当轴杆101被施加力时，第一导电元件106的一端固定到第二板104的导电区域105，第一导电元件106的另一端与第一板102的导电区域103接合或接触，从而第一板102通过第一导电元件106与第二板104导通。因此，通过检测第一板102与第二板104之间是否电导通，可以检测轴杆101是否被施加力(例如，物体对轴杆101施加力)，从而检测出物体是否放置在适当的位置上。
装置100还可以包括传感器107，以感测向轴杆101施加力的物体的物理属性。例如，传感器107可以以接触或非接触方式测量物体的物理属性，诸如温度、质量等。例如，当物体是容器时，传感器107可以以接触或非接触方式测量该容器中的物质(例如，流体等)的温度、液位、振动等。图1-图3中的传感器107的位置是示意性的而非限制性的，传感器107可以设置在装置100的任何位置上，例如，设置在轴杆101的顶部或中间、设置在第一板102上、设置在第二板104上等。例如，当传感器107设置在轴杆101的顶部时，可以通过与物体的接触来测量物体的物理属性。可以理解的，本发明的技术方案不仅可以适用于温度传感器，还可以适用于其它类型的传感器。
装置100还可以包括可移动部件108，可移动部件108套设在轴杆101上并耦接(例如，磁耦接、电耦接、机械耦接等)到第一板102，使得可移动部件108沿轴杆101的移动促使第一板102相对于第二板104移动。例如，当轴杆101被施加力时，可移动部件108沿轴杆101移动，由于可移动部件108耦接到第一板102，其促使第一板102朝向第二板104移动；当移除向轴杆101施加的力时，可移动部件108沿轴杆101移动，由于可移动部件108耦接到第一板102，其促使第一板102远离第二板104移动。图1-图3中的可移动部件108的位置是示意性的而非限制性的，可移动部件108可以设置在装置100的任何位置上，例如，设置在轴杆101的顶部或中间等。例如，当可移动部件108设置在轴杆101的顶部时，可以通过与物体的接触来向轴杆101施加力，并沿着轴杆101向下移动，从而促使第一板102相对朝向第二板104移动，并且在移除物体后，沿着轴杆101向上移动，从而促使第一板102相对远离第二板104移动。在一个示例中，传感器107可以与可移动部件108集成在一起。
装置100还可以包括弹簧，该弹簧设置在可移动部件108与第一板102之间，使得可移动部件108沿轴杆101的移动促使第一板102相对于第二板104移动。例如，弹簧可以布置在第一弹簧座与第二弹簧座之间，第一弹簧座固定到可移动部件102，第二弹簧座固定到第一板102。通过在可移动部件108和第一板102之间布置弹簧，可以提供附加的偏置力，以可靠地实现第一导电元件106与第一板102或第二板104的导电区域的接合或接触。
如图3所示，第一导电元件106包括伸缩部件，使得当第一板102通过第一导电元件106与第二板104导通时，第一板102可相对于第二板104在预定范围内移动。例如，该伸缩部件可以包括第一外杆和第一内杆，在受到外力时，第一内杆可伸缩地容纳在第一外杆中，第一内杆可以位于第一外杆上方(如图3所示)或者第一内杆可以位于第一外杆下方(未示出)。在一个示例中，第一内杆和第一外杆之间可以布置有诸如弹簧的弹性部件或其它具有伸缩性的材料。具有伸缩部件的第一导电元件106可以允许第一板102和第二板104通过可调节的行程实现导通，使得轴杆101可以适应被施加的不同大小的力，防止第一导电元件106受到过大的力而受损。
装置100还可以包括检测单元120，检测单元120可以通过检测包括第一板102、第一导电元件106和第二板104的电路的阻抗变化、电压变化或电流变化中的至少一个来检测第一板102是否通过第一导电元件106与第二板104导通。例如，对于图1包括第一板102、第一导电元件106和第二板104的电路是开路的，对于图2该电路是闭合的，这种电路的变化引起的电路参数(例如，阻抗、电压或电流等)的变化可以被检测单元120通过检测接口110而检测到。
在一个示例中，第一板102、第二板104和第一导电元件106中的至少一个包括金属、合金、半导体、导电有机物和聚合物、以及导电复合物等材料中的至少一项。例如，第一板102和第二板104具有至少包括这些材料中的至少一项的导电区域以实现电导通。
在一个示例中，第一板102、第二板104和第一导电元件106中的至少一个包括形成在其表面上的抗氧化和/或抗腐蚀层，以减少环境(例如，温度、灰尘或杂质颗粒等)对其的影响。
在一个示例中，第一板102可以具有比第二板104大的面积，从而减少或防止环境对第二板104的影响(例如，减少或防止灰尘或杂质颗粒等沉积在第二板104上)。
图4和图5示出了根据本发明实施例的另一个用于检测的装置200和300。装置200和300类似于装置100，除了装置200包括第二导电元件206，装置300包括第二导电元件306。如图2所示，第二导电元件206的第一端(一端)固定到第二板104的导电区域105(即，第一导电元件106与第二导电元件206固定在相同的板上)，如图3所示，第二导电元件306的第一端(一端)固定到第一板102的导电区域103(即，第一导电元件106与第二导电元件206固定在不同的板上)。第二导电元件206或306的工作方式同第一导电元件106类似，在此不再重复描述。装置200和300包括类似于检测接口110的检测接口210，检测接口210的第一端连接到第一板102的导电区域103和第二板104的导电区域105中的至少一个。如图4和图5所示，检测接口210的第一端连接到第二板104的导电区域105。图4和图5中检测接口210与第一板102和/或第二板104的导电区域的连接仅是示意性的而非限制性的，还可以存在各种可能的连接方式。检测接口210的第二端连接到检测单元120，以检测第一板102是否通过第二导电元件102与第二板104导通。
类似于第一导电元件106，第二导电元件206或306可以包括伸缩部件，使得当第一板102通过第二导电元件206或306与第二板104导通时，第一板102可相对于第二板104在预定范围内移动。在一个示例中，第二导电元件206或306可以包括金属、合金、半导体、导电有机物和聚合物、以及导电复合物中的至少一项。在一个示例中，第二导电元件206或306可以包括形成在其表面上的抗氧化和/或抗腐蚀层，以减少环境(例如，温度、灰尘或杂质颗粒等)对其的影响。
装置200或300还可以包括检测单元120，检测单元120可以通过检测包括第一板102、第一导电元件106和/或第二导电元件206或306、以及第二板104的电路的阻抗变化、电压变化或电流变化中的至少一个来检测第一板102是否通过第一导电元件106和第二导电元件206或306与第二板104导通。例如，对于各种可能的连接方式，第一导电元件106和第二导电元件206或306之间可以是并联或串联的。通过提供第二导电元件206，可以在第一导电元件106失效的情况下，装置200或300仍能够检测第一板102与第二板104之间是否导通。
装置100、200和300可容易地集成在用于操作物体的器具中以检测物体是否在该器具的适当位置上(如下文结合图6所描述的)，并且装置100、200或300成本低廉，可长期重复使用，避免了因环境因素而导致的磁接触接近开关的检测性能下降的现象，保证了检测性能的稳定性。
图6示出了用于操作物体的器具400的架构图。例如，器具400可以是用于加热物体的加热器(例如，烹饪用具、电水壶等)，用于加工物体的过程设备(例如，生产线机器)等。如图所示，器具400包括：框架401，框架401的顶部包括用于支撑物体的支撑部402；以及用于检测的装置403，装置403至少部分地设置在支撑部402下方。装置403可以是诸如图1-图3的装置100、图4的装置200或图5的装置300中的任何一个。装置403的检测接口连接到检测单元，以通过检测装置403的第一板102与第二板104之间是否导通来检测支撑部402上是否放置有物体。检测单元可以集成到器具400中或位于器具400外部。例如，检测单元可以是器具400的控制器，该控制器还可以用于控制器具400对资源(例如，电力、燃气、材料等)的使用。
在一个示例中，装置403的轴杆101的一端可以高于支撑部402的上端面(例如，轴杆101的一端延伸穿过支撑部402的开口)，使得当物体放置在支撑部402上时，物体的底部向轴杆101施加力，从而促使第一板102相对于第二板104移动。当第一板102移动到与第二板104导通的位置时，检测单元可以经由检测接口检测到该导通，从而检测到物体被放置在支撑部402上。
在另一个示例中，装置403的轴杆101可以完全位于支撑部402下方，并且支撑部402是可移动的，使得当物体放置在支撑部402上时，支撑部402向下移动。当支撑部402移动到其底部接触装置403的位置时，支撑部402的底部向装置403的轴杆101施加力，从而促使第一板102相对于第二板104移动。当第一板102移动到与第二板104导通的位置时，检测单元可以经由检测接口检测到该导通，从而检测到物体被放置在支撑部402上。
器具400可以容易地检测物体是否放置在该器具的适当位置上，并且器具400所包括的用于检测的装置403成本低廉，可长期重复使用，避免了因环境因素而导致的磁接触接近开关的检测性能下降的现象，保证了检测性能的稳定性。
因此，虽然参照特定的示例来描述了本发明，这些特定的示例仅仅旨在是示例性的，而不是对本发明进行限制，但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和保护范围的基础上，可以对所公开的实施例进行改变、增加或者删除。
Claims (11)
1.一种用于检测的装置，包括：
轴杆；
具有导电区域的第一板，所述第一板套设在所述轴杆上；
具有导电区域的第二板，所述第二板套设在所述轴杆上并且与所述第一板间隔开；
第一导电元件，所述第一导电元件的第一端固定到所述第一板和所述第二板中的一个板的导电区域，其中，在所述轴杆被施加力时，所述第一板可相对于所述第二板移动；
检测接口，所述检测接口的第一端连接到所述第一板的导电区域和所述第二板的导电区域中的至少一个，所述检测接口的第二端用于连接到检测单元，以检测所述第一板是否通过所述第一导电元件与所述第二板导通。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括：
传感器，以感测向所述轴杆施加力的物体的物理属性。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括：可移动部件，所述可移动部件套设在所述轴杆上并耦接到所述第一板，使得所述可移动部件沿所述轴杆的移动促使所述第一板相对于所述第二板移动。
4.根据权利要求3所述的装置，还包括：弹簧，所述弹簧设置在所述可移动部件与所述第一板之间，使得所述可移动部件沿所述轴杆的移动促使所述第一板相对于所述第二板移动。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一导电元件包括伸缩部件，使得当所述第一板通过所述第一导电元件与所述第二板导通时，所述第一板可相对于所述第二板在预定范围内移动。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括：
第二导电元件，所述第二导电元件的第一端固定到所述第一板和所述第二板中的一个板的导电区域，
其中，所述检测接口的第二端用于连接到所述检测单元，以检测所述第一板是否通过所述第二导电元件与所述第二板导通。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第二导电元件包括伸缩部件，使得当所述第一板通过所述第二导电元件与所述第二板导通时，所述第一板可相对于所述第二板在预定范围内移动。
8.根据权利要求1所述的装置，还包括：
所述检测单元，所述检测单元通过检测包括所述第一板、所述第一导电元件和所述第二板的电路的阻抗变化、电压变化或电流变化中的至少一个来检测所述第一板是否通过所述第一导电元件与所述第二板导通。
9.根据权利要求1所述的装置，所述第一板、所述第二板和所述第一导电元件中的至少一个包括金属、合金、半导体、导电有机物和聚合物、以及导电复合物中的至少一项。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一板、所述第二板和所述第一导电元件中的至少一个包括形成在其表面上的抗氧化和/或抗腐蚀层。
11.一种用于操作物体的器具，包括：
框架，所述框架的顶部包括用于支撑物体的支撑部；以及
根据权利要求1-10中任一项所述的用于检测的装置，所述装置至少部分地设置在所述支撑部的下方，并且所述装置的检测接口连接到检测单元，以通过检测所述装置的第一板与第二板之间是否导通来检测所述支撑部上是否放置有所述物体。
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