CN114235015A - 位置传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种位置传感器,可用于检测熨烫类产品或电器的位置状态。位置传感器包括本体、二个绝缘套、二个金属套、三个管脚及至少一个球体。本体呈中空状,两端各有一开口。二个绝缘套呈中空环状,分别配设于本体的两端的各开口内。二个金属套呈中空环状,分别配设于二个绝缘套内。第一管脚和第二管脚的一端分别与二个金属套相连接,另一端远离该金属套。第三管脚的一端与本体相连接,另一端远离该本体。球体位于本体内。其中,本体、二个绝缘套、二个金属套、第一管脚及第二管脚形成一容腔,球体可在该容腔内来回滚动。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,特别涉及一种位置传感器,可用于检测熨烫类产品或电器的放置状态。
背景技术
常见的熨烫类产品或电器(如电熨斗)需要时常判断它的放置状态或位置状态,利于使用者知晓该产品的工作状态情况,进而更加安全地使用该产品或电器。
目前,用于判断熨烫类产品或电器的放置状态或位置状态的位置传感器一般为机械式传感器、光电传感器、电感式传感器、滚珠开关等。现有的光电传感器具有体积大成本高、不密封时容易发生浸胶和受潮等痛点或缺点。滚珠开关具有可靠性差、对产品的品质影响较大等痛点或缺点。基于此,本领域的人员提出了一种电容式的位置传感器。借助该种位置传感器的电容变化来判断物品的放置状态时,需要对检测该种位置传感器的电容变化。该种传感器的电容变化量非常小,电容变化量约为PF级。如此,为该种位置传感器的电容变化检测带来了莫大的困扰,进而影响应用该种位置传感器的产品的位置状态判断。
发明内容
为解决上述电容式的位置传感器的不足,本发明提供了一种位置传感器,可应用于熨烫类产品中以检测产品的放置状态,其检测操作便捷、精准度高。
为达所述优点至少其中之一或其他优点,本发明的一实施例提供一种位置传感器,可用于检测熨烫类电器的位置状态。所述位置传感器为电容式的位置传感器。该位置传感器包括:本体,呈中空状;至少二个绝缘套,呈中空环状,分别配设于所述本体的两端;至少二个金属套,呈中空环状,分别配设于所述二个绝缘套内;至少三个管脚,第一管脚、第二管脚的一端分别与所述二个金属套相连接,第三管脚的一端与所述本体相连接;以及至少一个球体,设置于所述本体内。其中,所述本体、所述二个绝缘套、所述二个金属套、所述第一管脚及所述第二管脚形成一容腔,所述球体在所述容腔内来回滚动。
所述本体的整体形状呈中空的喇叭状。所述本体可由金属材质制成。在一实施例中,所述本体的整体形状呈中空的锥柱状。
所述绝缘套可由不同种类的绝缘材质制成。在一实施例中,所述绝缘套的材质为陶瓷。
所述管脚的材质为金属。如,所述管脚的材质可以为铜、铁、不锈钢等。
所述第一管脚和所述第二管脚的一端分别经由所述二个金属套的中空部进而与对应的所述金属套相连接,所述第三管脚位于所述本体外部或外侧的中间位置处。
在一实施例中,采用位置传感器检测熨烫类产品或电器的位置状态时,所述第一管脚和所述第二管脚为信号输出端,所述第三管脚为信号输入端。
所述球体可由金属材质制成。在一实施例中,所述球体的材质为不锈钢。在一实施例中,所述球体为不锈钢钢珠。所述球体在所述容腔内来回滚动的过程中,当所述球体位于所述容腔的两端时,所述球体能够与所述金属套相接触。
与现有技术相比,本发明提供的位置传感器至少具有以下有点:
该种位置传感器的电容变化检测不需采用成本较高的带AD检测的芯片,采用普通的I/O型芯片即可完成传感器中电容变化量的检测。检测成本低、检测结果的精准度高、操作便捷。
采用该种位置传感器检测、判断熨烫类产品或电器的放置状态或位置状态(如平放、竖放、侧放等)时,具有检测灵敏度高、模块体积小、检测可靠性高、综合成本低等特性。
该种位置传感器整体呈喇叭状或锥柱状,应用于需要检测产品或电器的侧放状态时,其可以形成一自然的侧放角度,便于产品的位置状态检测。此种位置传感器的两端以金属套的金属盘面作为检测面,可以大大地增加检测电容的容量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中位置传感器一实施例的剖面结构示意图;
图2为图1所示位置传感器的一变化状态示意图;
图3为本发明中位置传感器的检测电路原理图;以及
图4为采用本发明的位置传感器进行检测时的检测流程示意图。
附图标记:
1-位置传感器 10-本体 20-绝缘套
30-金属套 40-第一管脚 50-第二管脚
60-第三管脚 70-球体 80-容腔
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1,图1为本发明中位置传感器一实施例的剖面结构示意图。
为达所述优点至少其中之一或其他优点,本发明的一实施例提出一种位置传感器1,可用于检测熨烫类产品或电器的位置状态。所述位置状态包括但不限于如平放、竖放、侧放等。位置传感器1包括本体10、至少二个绝缘套20、至少二个金属套30、至少三个管脚40/50/60及至少一个球体70。
本体10呈中空状,其两端各有一开口。绝缘套20呈中空环状。二个绝缘套20分别配设于本体10的两端的各开口内。金属套30呈中空环状。二个金属套30分别配设于二个绝缘套20内。进一步地,金属套30可被配置为设于绝缘套20的中空部。第一管脚40、第二管脚50的一端分别与二个金属套30相连接,另一端远离该金属套30。第三管脚60的一端与本体10相连接,另一端远离该本体10。球体70位于本体10内。其中,本体10、二个绝缘套20、二个金属套30、第一管脚40及第二管脚50形成一容腔80,球体70可在容腔80内来回滚动。该容腔80为一个具有限定活动空间的腔体。
本体10可由金属材质制成。如采用铜、铁、不锈钢等一体成型而成。本体10整体呈中空的喇叭状,其两端各有一开口,一端的开口大于另一端的开口。图1之示例中,本体10左边的开口大于右边的开口。在一具体实施例中,如图1,本体10整体大致呈锥柱状,锥柱状的内部为中空设置,其左边的开口大于右边的开口。如图1所示,可以理解为本体10的剖面整体大致为水平放置的梯形状。当本体10两端的开口大小相差较大时,整体形状所呈现的喇叭状、锥柱状等会更为明显。
绝缘套20可以由不同的绝缘材质制成。如绝缘胶、纤维制品、橡胶、塑料及其制品、玻璃、陶瓷制品、云母、石棉及其制品等。图1之示例中,绝缘套20可由陶瓷材料制成。三个管脚40、50、60的材质皆为金属。例如铜、铁、镍等。在图1之示例中,第一管脚40、第二管脚50的一端分别经由所述二个金属套30的中空部而与其对应的金属套30相连接。第一管脚40、第二管脚50位于金属套30内的顶端与绝缘套20及金属套30在容腔80中位于同一平面。第三管脚60位于本体10的中间位置处,且自该本体10的外侧向外延伸。
位置传感器1整体呈喇叭状或锥柱状,应用于需要检测产品或电器的侧放状态时,其可以形成一自然的侧放角度,便于产品的位置状态检测。位置传感器1的两端以金属套30的金属盘面作为检测面,可以大大地增加检测电容的容量。
在一较佳实施例中,采用位置传感器1检测熨烫类产品或电器的位置状态时,三个管脚中第一管脚40和第二管脚50可以作为信号输出端(或称信号检测端),第三管脚60可以作为信号输入端。
该球体70为圆球,可由金属材质制成。球体70可在容腔80内自由滚动。位置传感器1用于检测产品的位置状态时,球体70可作为中间介电媒介。在图1之示例中,该球体70为不锈钢钢珠或不锈钢钢球。球体70在容腔80内来回滚动的过程中,当球体70位于容腔80的左右两端时,球体70能与金属套30相接触。
所述位置传感器1装设于熨烫类产品或电器内部。球体70在容腔80的两端来回滚动过程中,球体70分别位于第一管脚40一侧时、第二管脚50一侧时,第一管脚40与第三管脚60之间的电容量、第三管脚60与第二管脚50之间的电容量会发生改变。通过检测这些不同的电容量可以判断熨烫类产品或电器所处的位置状态,如平放、竖放、侧放、斜放等。
图1所示位置传感器1的一种较佳制作方法为:采用一体成型方式制成本体10。例如可用冲压工艺一体成型本体10。第三管脚60可通过焊接等方式与本体10相连接、固定。一般地,第三管脚60设置在本体10外侧的中间位置处。图示例中,第三管脚60设于本体10的下方。二个金属套30可以铆接的方式分别与二个绝缘套20相连接、固定。将其中一个绝缘套20与金属套30的组合件以铆接的方式固定在本体10的一端开口处,然后将球体70放入本体10内,而后将另一个绝缘套20与金属套30的组合件以铆接的方式固定在本体10的另一端开口处。第一管脚40和第二管脚50的一端可采用铆接、焊接等方式分别与二个金属套30相连接、固定。由此,球体70可在容腔80内来回自由滚动。当球体70位于容腔80的左右两端时,球体70能与金属套30相接触。
请结合图1参阅图2至图4,图2为图1所示位置传感器的一变化状态示意图,图3为本发明中位置传感器的检测电路原理图,以及图4为采用本发明的位置传感器进行检测时的检测流程示意图。在图3中R1、R1A、R1B、R1C、R1D、R1F为降压电阻,U1为普通I/O型单片机,SENSOR为本发明中的位置传感器。图中A、B、C分别对应第一管脚40、第三管脚60及第二管脚50。以下将结合图示对如何通过软件对所述位置传感器1的电容量变化进行检测从而判断熨烫类产品的位置状态。
参阅图1和图2,位置传感器1的位置状态检测原理如下。该位置传感器1以不锈钢钢球7作为中间介电媒介。如图1所示,熨烫类产品或电器处于平放或侧放状态时,不锈钢钢球7处于容腔80的前端位置(图中为临近第一管脚40处),此时A、B两端(图中为第一管脚40与第三管脚60之间)的电容量大于B、C两端(图中为第三管脚60与第二管脚50之间)的电容量。
如图2所示,熨烫类产品或电器处于竖放状态时,不锈钢钢球7处于容腔80的后端位置(图中为临近第二管脚50处),此时B、C两端(图中为第三管脚60与第二管脚50之间)的电容量大于A、B两端(图中为第一管脚40与第三管脚60之间)的电容量。
参阅图3和图4,采用位置传感器1进行熨烫类产品或电器的位置状态检测时的检测流程说明如下。单片机中的三个I/O接口分别连接A、B、C处三个管脚。A、C处二个管脚对应的I/O接口以125uS为一个周期,50%占空比推挽式输出。B处管脚对应的I/O接口作为输入口,并以A处管脚输出高电平为基准,检测B处管脚I/O接口的电平状态。检测软件需要在A管脚对应的I/O接口切换为高电平的5uS之内检测B处管脚I/O接口的电平状态。其中,B处管脚的波形情况说明如下。
当不锈钢钢球7处于容腔80的前端位置(如图1所示)时,B处管脚的波形会出现小于MCU电压(VDD)1/2VDD的电压尖峰。此时,B处管脚会检测到低电平信号,说明熨烫类产品或电器是处于平放状态或侧放状态。另外,可以是通过多次采集B处管脚的波形,用统计学的方式来判断熨烫类产品或电器当前是否持续稳定地处于平放状态或侧放状态。例如,在B处管脚共检测100次的电平信号,若统计有80次出现低电平信号,可判定该熨烫类产品或电器当前持续稳定地处于平放状态或侧放状态。
当不锈钢钢球7处于容腔80的后端位置(如图2所示)时,B处管脚的波形会出现大于MCU电压(VDD)1/2VDD的电压尖峰。此时,B处管脚会检测到高电平信号,说明熨烫类产品或电器是处于竖放状态。另外,可以是通过多次采集B处管脚的波形,用统计学的方式来判断熨烫类产品或电器当前是否持续稳定地处于竖放状态。例如,在B处管脚共检测100次的电平信号,若统计有80次出现高电平信号,可判定该熨烫类产品或电器当前持续稳定地处于竖放状态。
尽管本文中较多的使用了诸如位置传感器、本体、绝缘套、金属套、管脚、球体等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
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 (8)
1.一种位置传感器,用于检测熨烫类电器的位置状态,其特征在于:包括:
本体,呈中空状;
至少二个绝缘套,呈中空环状,分别配设于所述本体的两端;
至少二个金属套,呈中空环状,分别配设于所述二个绝缘套内;
至少三个管脚,第一管脚、第二管脚的一端分别与所述二个金属套相连接,第三管脚的一端与所述本体相连接;以及
至少一个球体,设置于所述本体内;
其中,所述本体、所述二个绝缘套、所述二个金属套、所述第一管脚及所述第二管脚形成一容腔,所述球体在所述容腔内来回滚动。
2.根据权利要求1所述的位置传感器,其特征在于:所述本体呈中空的喇叭状,由金属材质制成。
3.根据权利要求1所述的位置传感器,其特征在于:所述绝缘套的材质为陶瓷。
4.根据权利要求1所述的位置传感器,其特征在于:所述管脚的材质为金属。
5.根据权利要求1所述的位置传感器,其特征在于:所述第一管脚和所述第二管脚的一端分别经由所述二个金属套的中空部与对应的所述金属套相连接,所述第三管脚位于所述本体外部的中间位置处。
6.根据权利要求1所述的位置传感器,其特征在于:所述第一管脚和所述第二管脚为信号输出端,所述第三管脚为信号输入端。
7.根据权利要求1所述的位置传感器,其特征在于:所述球体的材质为不锈钢。
8.根据权利要求1所述的位置传感器,其特征在于:所述球体在所述容腔内来回滚动的过程中,当所述球体位于所述容腔的两端时,所述球体能够与所述金属套相接触。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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