CN113672053A - 一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,包括存储单元、信号采集单元和悬臂单元。数据存储器由若干个存储单元排列而成,每个存储单元均包含一个旋转单元和变频单元。所述旋转单元上具有N极磁铁,所述悬臂单元上具有S极探针;当外界环境改变带动悬臂单元上的S极探针靠近旋转单元上的N极磁铁时,旋转单元发生旋转,带动变频单元发生屈曲现象,改变屈曲形态实现状态变化,实现数据的存储功能。信号采集单元与变频单元连接,显示采集到的电信号,由输出的电信号变化实现存储器存储信息的读取功能。本发明使用机械结构进行数据存储并且结构简单,依靠磁力进行模态转换并以电信号的形式采集并存储数据。
Description
技术领域
本发明属于数据存储器领域,具体涉及一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器。
背景技术
存储器是计算机硬件系统的记忆设备,用来存放程序(软件)和各种数据。存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种。存储器是许多存储单元的集合,按单元号顺序排列。每个单元由若干二进制位构成,以表示存储单元中存放的数值。存储器根据控制器指定的位置存入和取出信息。存储器赋予计算机记忆功能,保证计算机正常工作。计算机中的存储器按用途可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。目前常用的存储器多由半导体器件构成。传统的数据存储器在很多重要领域中依旧发挥着重要作用。随着数据存储器在智能机器人以及生物工程方面得到了更广泛的应用,对存储器的要求也变得更加严格,因此设计符合时代需求的新型存储器是十分必要的。在本发明中,我们提出了一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器。
机械超材料和屈曲效应的发展为本发明提供了技术支持。近年来,机械超材料作为一种新型材料被提出和研究,其表现出良好的机械性能,包括负质量,零或负泊松比,负刚度和可压缩性以及屈曲引起的结构不稳定性等。当将板轴向加载或移动以使其运动被限制在两个刚性约束之间时,其行为类似于蛇在两个平行壁之间的运动,这种独特的行为称为后屈曲。机械超材料和板的后屈曲为本发明提供了独特的机械结构。
在本发明中,考虑到尚无符合时代需求的新型存储器问题,我们提出了一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其可以应用于计算机及其他电子设备的数据存储。本发明解决的问题是,数据存储器可以利用机械超材料以及后屈曲现象的独特特性进行数据存储。本发明的创新之处在于该设备可以使用机械结构进行数据存储并且结构简单,依靠磁力进行模态转换并以电信号的形式采集并存储数据。
发明内容
针对设计符合时代需求的新型存储器的问题,本发明提出一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,包括存储单元、信号采集单元和悬臂单元。
数据存储器由若干个存储单元排列而成,每个存储单元均包含一个旋转单元和变频单元。所述旋转单元上具有N极磁铁,所述悬臂单元上具有S极探针;当外界环境改变带动悬臂单元上的S极探针靠近旋转单元上的N极磁铁时,旋转单元发生旋转,带动变频单元发生屈曲现象,改变屈曲形态实现状态变化,实现数据的存储功能。信号采集单元与变频单元连接,显示采集到的电信号,由输出的电信号变化实现存储器存储信息的读取功能。
进一步地,所述旋转单元左右两侧含有两个N极磁铁,其与悬臂单元上一端带有S极的磁铁探针的接触下发生旋转,使旋转单元的一端翘起。
进一步地,所述变频单元包括左侧板、右侧板以及中间柔性板,所述中间柔性板右侧具有导电铜片,变频单元在旋转单元的两个N极磁铁与带有S极的磁铁探针的接触时,会发生屈曲现象,中间柔性板从与左侧板接触变为与右侧板接触。
进一步地,变频单元与左侧板接触的状态称为“0”态,与右侧板接触的状态称为“1”态。“0”态和“1”态不仅为可读写储存器单个单元的两种状态,也是将文字、图片以及音频等信息转换为“0”和“1”的二进制数据,便于计算机系统进行识别判断。
进一步地,所述变频单元从与左侧板接触变为与右侧板接触时,变频单元右侧的导电铜片与右侧板接触产生电信号,并通过导线传递至信号采集单元。
进一步地,磁铁探针在悬臂单元的作用下实现360°转动,保证接触到某个层内每一个存储单元。
进一步地,悬臂单元在导轨的作用下在垂直方向上下滑动,保证磁铁探针可以接触到不同层内每一个存储单元。
进一步地,所述旋转单元围绕旋转轴进行旋转。所述旋转轴安装在旋转单元的中心位置并贯穿旋转单元,旋转轴固定不动,两个N极磁铁在旋转轴两侧对称分布,在S极探针接触N极磁铁时,两个N极磁铁可以通过旋转轴实现上下转动功能。
进一步地,存储单元可以拓展为n×n×n的三维存储器,以获得更多存储信息。
本发明的有益效果:本发明提出的一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其可以使用机械结构进行数据存储。数据存储器可以利用机械超材料以及后屈曲现象的独特特性进行数据存储。本发明的创新之处在于该设备可以使用机械结构进行数据存储并且结构简单,依靠磁力进行模态转换并以电信号的形式采集并存储数据。拓展为n×n×n的三维存储器便可以储存大量数据信息。
附图说明
图1是数据存储器状态为“0”的示意图;
图2是数据存储器状态为“1”的示意图;
图3是数据存储器状态由“0”变为“1”的示意图;
图4是数据存储器整体结构示意图;
图中:旋转单元1;磁铁2;底座3;变频单元4;导电铜片5;导线6;电信号采集器7;悬臂基座8;导轨9;可伸缩悬臂10;磁铁探针11;编辑器支架12;旋转轴13。
具体实施方式
以下结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
如图4所示,一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,包括存储单元,变频单元4,信号采集单元7和悬臂单元10,可以用于跨海大桥及其他大型工程结构的健康监测领域。以跨海大桥为例,将此基于机械结构的可编辑可读写数据存储器组装到平台上,并嵌入目标桥体结构中,针对桥梁指标例如风力、位移等指标,进行“0“和”1“状态设定,便可通过“0”和“1”两种状态实时获取桥梁的评估状态。存储单元可以拓展为n×n×n的三维存储器,可以获得更多存储信息。数据存储器由若干个存储单元排列而成,每个存储单元1均包含一个旋转单元1和变频单元4。当外界环境改变带动悬臂单元10上的S极探针11靠近编辑器单元上的N极磁铁2时,旋转单元发生旋转,带动变频单元4发生屈曲现象,改变屈曲形态实现状态变化,实现数据的存储功能。信号采集单元7可以显示采集到的电信号,由输出的电信号变化实现编辑器存储信息的读取功能。旋转单元1左右两侧含有两个N极磁铁2,其可以在与带有S极的磁铁探针11的接触下发生旋转,使一端翘起。
变频单元4在旋转单元1的两个N极磁铁2与带有S极的磁铁探针11的接触时,会发生屈曲现象,变频单元4从与左侧板接触变为与右侧板接触。变频单元4从与左侧板接触变为与右侧板接触时,变频单元4右侧的导电铜片5与右侧板接触产生电信号。如图1和图2以及图3所示,变频单元4与左侧板接触的状态称为“0”态,与右侧板接触的状态称为“1”态。“0”态和“1”态不仅为可读写储存器单个单元的两种状态,也是将文字、图片以及音频等信息转换为“0”和“1”的二进制数据,便于计算机系统进行识别判断。每一个存储单元都可以形成一个“01”矩阵,当拓展为n×n×n的三维存储器后,存储器可以获得2^(n×n×n)组变形数据,实现大量数据的采集。变频单元4右侧的导电铜片5与右侧板接触产生电信号时,通过导线6连接的电信号采集器7上会有电信号显示。
磁铁探针11可以在可伸缩悬臂10的作用下实现360°转动,保证接触到某个层内每一个存储单元。
可伸缩的悬臂单元10可以在导轨9的作用下在垂直方向上下滑动,保证磁铁探针11可以接触到不同层内每一个存储单元。
旋转单元1可以围绕旋转轴13进行旋转。旋转轴13安装在旋转单元1的中心位置并贯穿旋转单元1,旋转轴13固定不动,两个N极磁铁2在旋转轴13两侧对称分布,在S极探针11接触N极磁铁2时,两个N极磁铁2可以通过旋转轴13实现上下转动功能。
本发明可以用于跨海大桥及其他大型工程结构的健康监测领域。将此基于机械结构的可编辑可读写数据存储器组装到平台上,并嵌入目标桥体结构中。当外界荷载如风力等发生变化时,局部结构发生变化导致单个存储单元发生状态转变,因此实现了对局部荷载的监测存储功能。根据外界荷载导致结构较严重变形或接近失稳状态设置一个阈值,超过此阈值后,悬臂的机械响应可以实现存储器的状态变化。当结构多部位产生变形,最多可产生2^(n×n×n)组变形数据监测存储。监测结果再通过无线信号传输到中央集成运算平台,前端设备可以对其进行读取分析以进行实时监测预警。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,包括存储单元、信号采集单元(7)和悬臂单元(10)。
数据存储器由若干个存储单元排列而成,每个存储单元均包含一个旋转单元(1)和变频单元(4)。所述旋转单元(1)上具有N极磁铁(2),所述悬臂单元(10)上具有S极探针(11);当外界环境改变带动悬臂单元(10)上的S极探针(11)靠近旋转单元上的N极磁铁(2)时,旋转单元(1)发生旋转,带动变频单元(4)发生屈曲现象,改变屈曲形态实现状态变化,实现数据的存储功能。信号采集单元(7)与变频单元(4)连接,显示采集到的电信号,由输出的电信号变化实现存储器存储信息的读取功能。
2.根据权利要求1所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,所述旋转单元(1)左右两侧含有两个N极磁铁(2),其与悬臂单元(10)上一端带有S极的磁铁探针(11)的接触下发生旋转,使旋转单元(1)的一端翘起。
3.根据权利要求2所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,所述变频单元(4)包括左侧板、右侧板以及中间柔性板,所述中间柔性板右侧具有导电铜片,变频单元(4)在旋转单元(1)的两个N极磁铁(2)与带有S极的磁铁探针(11)的接触时,会发生屈曲现象,中间柔性板从与左侧板接触变为与右侧板接触。
4.根据权利要求3所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,变频单元(4)与左侧板接触的状态称为“0”态,与右侧板接触的状态称为“1”态。“0”态和“1”态不仅为可读写储存器单个单元的两种状态,也是将文字、图片以及音频等信息转换为“0”和“1”的二进制数据,便于计算机系统进行识别判断。
5.根据权利要求4所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,所述变频单元(4)从与左侧板接触变为与右侧板接触时,变频单元(4)右侧的导电铜片(5)与右侧板接触产生电信号,并通过导线(6)传递至信号采集单元(7)。
6.根据权利要求1所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,磁铁探针(11)在悬臂单元(10)的作用下实现360°转动,保证接触到某个层内每一个存储单元。
7.根据权利要求1所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,悬臂单元(10)在导轨(9)的作用下在垂直方向上下滑动,保证磁铁探针(11)可以接触到不同层内每一个存储单元。
8.根据权利要求1所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,所述旋转单元(1)围绕旋转轴(13)进行旋转。所述旋转轴(13)安装在旋转单元(1)的中心位置并贯穿旋转单元(1),旋转轴(13)固定不动,两个N极磁铁(2)在旋转轴(13)两侧对称分布,在S极探针(11)接触N极磁铁(2)时,两个N极磁铁(2)可以通过旋转轴(13)实现上下转动功能。
9.根据权利要求1所述的基于机械结构的可编辑可读写数据存储器,其特征在于,存储单元可以拓展为n×n×n的三维存储器,以获得更多存储信息。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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