CN114636498A - 组合传感器及其制作方法、以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了组合传感器，包括具有圆筒状结构的安装壳、上端盖、下端盖、圆柱状的抵触块、弹性件以及压力传感器组群；所述上端盖和下端盖分别安装在安装壳的上下两端；所述抵触块通过弹性件悬空设置在安装壳内；所述压力传感器组群包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器；本发明中设置的多个压力传感器与抵触块及固定耳配合，实现八个方向的控制，能够满足在更复杂的空间中操作，同时在操作时仅需改变抵触块的姿态，操作更加方便。

Description

组合传感器及其制作方法、以及电子设备

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及组合传感器及其制作方法、以及电子设备。

背景技术

以传感器为核心的检测系统，就像人体的神经和感官一样源源不断的向人类大脑提供宏观与微观世界的各种信息，帮助人们认识自然、改造自然。“没有传感器就没有现代化科学技术”的观点已为全世界所公认。

传感器已经渗透到各个领域，诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护。

目前，各种操作平台等姿态控制系统中都需要按压传感器配合。现有按压传感器多为霍尔式操纵杆，该类产品由三个电位器或霍尔传感器及一个按压开关组成，通过遥杆方式仅能实现三轴向的操作；若在更复杂的空间中操作时，现有按压传感器则需要组合使用，但是组合后的按压传感器操控性能较差，且体积空间占据较大，不适合特殊环境使用。

因此，需要设计一种新型按压传感器，从而满足复杂空间操作的需求，为解决上述问题，本发明提出了组合传感器及其制作方法、以及电子设备。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提出了组合传感器及其制作方法、以及电子设备。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

组合传感器，包括具有圆筒状结构的安装壳、上端盖、下端盖、圆柱状的抵触块、弹性件以及压力传感器组群；

所述上端盖和下端盖分别安装在安装壳的上下两端；

所述压力传感器组群包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器；

所述抵触块通过弹性件悬空设置在安装壳内，沿抵触块上端面的中心将其分为四个等大面积的扇形操作面，所述扇形操作面包括第一操作面、第二操作面、第三操作面、第四操作面；

所述第一压力传感器安装在与第一操作面相对应的安装壳上；所述第二压力传感器安装在与第二操作面相对应的安装壳上；所述第三压力传感器安装在与第三操作面相对应的安装壳上；所述第四压力传感器安装在与第四操作面相对应的安装壳上；

所述安装壳内壁相对两侧均开设有豁口，所述抵触块相对两侧壁均设置有固定耳，所述固定耳与抵触块固定并悬空设置在与其相应的豁口内；

其中一个所述豁口相对两侧壁分别安装有第五压力传感器和第六压力传感器；剩余一个所述豁口相对两侧壁分别安装有第七压力传感器和第八压力传感器。

优选的，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器成组设置为压力传感器组；

安装壳内安装有两组压力传感器组，

两组压力传感器组呈上下排布，并分别安装在安装壳侧壁上部位置和下部位置。

优选的，所述弹性件包括两个相同规格的扭簧，其中一个所述扭簧的两端分别设置在上端盖和抵触块上端面上；剩余一个所述扭簧的两端分别设置在下端盖和抵触块下端面上。

优选的，所述上端盖上开设有分别与第一操作面、第二操作面、第三操作面、第四操作面相对应的操作窗口。

优选的，所述抵触块与安装壳之间的间隙大于固定耳与豁口之间的间隙。

优选的，所述第一压力传感器与第三压力传感器相对设置，所述第二压力传感器与第四压力传感器相对设置；

所述第一压力传感器与第三压力传感器相连所构成的第一直线段与所述第二压力传感器与第四压力传感器相连所构成的第二直线段相互垂直。

本发明还提供了所述的组合传感器的制作方法，包括以下步骤：

S1、按照设计分别制造出具有豁口结构的安装壳、上端盖、下端盖以及具有固定耳结构的抵触块；成品的安装壳内壁具有安装槽；

S2、将压力传感器分别安装在与其对应的安装槽内；

S3、将抵触块与弹性件安装并放置在安装壳内；

S4、将下端盖与弹性件组装并将下端盖安装在安装壳下端面上，将上端盖与弹性件组装并将上端盖安装在安装壳上端面上，此时抵触块悬空设置在安装壳内。

一种电子设备，包括所述的组合传感器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明中设置的多个压力传感器与抵触块及固定耳配合，实现八个方向的控制，能够满足在更复杂的空间中操作，同时在操作时仅需改变抵触块的姿态，操作更加方便。

2.本发明中多个压力传感器成对设置，在操作时，成对设置的多个压力传感器相互配合，在控制时能够及时实现操作自检，提高操作的精准度，避免因出现误操作现象。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是沿图1中A-A的剖视图；

图3是沿图1中A-A的剖视图(未安装上端盖、下端盖、抵触块以及扭簧)；

图4是本发明的俯视图(未安装上端盖及扭簧)。

图中：1、安装壳；2、上端盖；3、下端盖；4、抵触块；5、第一压力传感器；6、第二压力传感器；7、第三压力传感器；8、第四压力传感器；9、第五压力传感器；10、第六压力传感器；11、第七压力传感器；12、第八压力传感器；13、第一操作面；14、第二操作面；15、第三操作面；16、第四操作面；17、豁口；18、固定耳；19、扭簧；20、操作窗口。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1

如图1-图4所示，本发明采用的技术方案如下：一种自组合传感器，包括具有圆筒状结构的安装壳1、上端盖2、下端盖3、圆柱状的抵触块4、弹性件以及压力传感器组群；

本实施例中，所述上端盖2和下端盖3均通过螺栓固定在安装壳1的上、下两个端面上。

本实施例中，所述抵触块4通过弹性件悬空设置在安装壳1内。抵触块4的外径小于安装壳1的内径，进而保证初始状态下，抵触块4不与安装壳1接触。

本实施例中，所述弹性件包括两个相同规格的扭簧19，其中一个所述扭簧19的两端分别固定在上端盖2和抵触块4上端面上；剩余一个所述扭簧19的两端分别固定在下端盖3和抵触块4下端面上。

优选的，上方所述扭簧19位于上端盖2与抵触块4上端面中部；下方所述扭簧19位于下端盖3与抵触块4底面中部；进而保证抵触块4在安装壳1内运动时的平稳性。

本实施例中，所述压力传感器组群包括第一压力传感器5、第二压力传感器6、第三压力传感器7、第四压力传感器8。第一压力传感器5、第二压力传感器6、第三压力传感器7、第四压力传感器8成组设置。每组压力传感器组均包括一个第一压力传感器5、一个第二压力传感器6、一个第三压力传感器7、一个第四压力传感器8。本实施例中采用两组压力传感器，构成一个压力传感器组群。

本实施例中，抵触块4通过弹性件悬空设置在安装壳1内后，沿抵触块4上端面的中心将其分为四个等大面积的扇形操作面，所述扇形操作面包括第一操作面13、第二操作面14、第三操作面15、第四操作面16；

所述第一压力传感器5安装在与第一操作面13相对应的安装壳1上；所述第二压力传感器6安装在与第二操作面14相对应的安装壳1上；所述第三压力传感器7安装在与第三操作面15相对应的安装壳1上；所述第四压力传感器8安装在与第四操作面16相对应的安装壳1上；

具体的，两组压力传感器呈上下排布。两组中对应的第一压力传感器5分别安装在与第一操作面13相对应的安装壳1的内壁的上下两个位置；每组对应的第二压力传感器6分别安装在与第二操作面14相对应的安装壳1的内壁的上下两个位置；两组中对应的第三压力传感器7分别安装在与第三操作面15相对应的安装壳1的内壁的上下两个位置；两组中对应的第四压力传感器8分别安装在与第四操作面16相对应的安装壳1的内壁的上下两个位置。

优选的，所述第一压力传感器5与第三压力传感器7相对设置，所述第二压力传感器6与第四压力传感器8相对设置；

同一组的压力传感器组中，所述第一压力传感器5与第三压力传感器7相连所构成的第一直线段与所述第二压力传感器6与第四压力传感器8相连所构成的第二直线段相互垂直。

本实施例中，所述上端盖2上开设有分别与第一操作面13、第二操作面14、第三操作面15、第四操作面16相对应的操作窗口20。

本实施例在使用时：

初始状态下，抵触块4不与任何压力传感器接触。

若按压第一操作面13时：抵触块4左上外壁抵接在上端第一压力传感器5上，抵触块4右下外壁抵接在下端第三压力传感器7上；通过上端第一压力传感器5与下端第三压力传感器7相互配合，实现按压时检测作用，即抵触块4左上外壁抵接在上端第一压力传感器5上，抵触块4右下外壁未抵接在下端第三压力传感器7上，避免产生误触第一操作面13的现象；

若按压第二操作面14时：抵触块4右上外壁抵接在上端第二压力传感器6上，抵触块4左下外壁抵接在下端第四压力传感器8上；通过上端第二压力传感器6与下端第四压力传感器8相互配合，实现按压时检测作用，即抵触块4右上外壁抵接在上端第二压力传感器6上，抵触块4左下外壁未抵接在下端第四压力传感器8上，避免产生误触第二操作面14的现象；

若按压第三操作面15时：抵触块4右上外壁抵接在上端第三压力传感器7上，抵触块4左下外壁抵接在下端第一压力传感器5上；通过上端第三压力传感器7与下端第一压力传感器5相互配合，实现按压时检测作用，即抵触块4右上外壁抵接在上端第三压力传感器7上，抵触块4左下外壁未抵接在下端第一压力传感器5上，避免产生误触第三操作面15的现象；

若按压第四操作面16时：抵触块4左上外壁抵接在上端第四压力传感器8上，抵触块4右下外壁抵接在下端第二压力传感器6上；通过上端第四压力传感器8与下端第二压力传感器6相互配合，实现按压时检测作用，即抵触块4左上外壁抵接在上端第四压力传感器8上，抵触块4右下外壁未抵接在下端第二压力传感器6上，避免产生误触第四操作面16的现象。

本实施例中还提供了一种组合传感器的制作方法，包括以下步骤：

S1、按照设计图纸分别制造出具有豁口17结构的安装壳1、上端盖2、下端盖3以及具有固定耳18结构的抵触块4；成品的安装壳1内壁具有安装槽；

S2、将压力传感器分别安装在与其对应的安装槽内；

S3、将抵触块4放入安装壳1内，将一个扭簧19的一端固定在抵触块4的底面中部位置，将该扭簧19的另一端固定在下端盖3的中部位置；将另一个扭簧19的一端固定在抵触块4的上端面中部位置，将该扭簧19的另一端固定上端盖2的中部位置；

S4、将下端盖3通过螺栓安装在安装壳1下端面上，将上端盖2通过螺栓安装在安装壳1上端面上，此时抵触块4悬空设置在安装壳1内。

一种电子设备，采用上述组合传感器。

实施例2

本实施例中，所述安装壳1内壁相对两侧均开设有豁口17，所述抵触块4相对两侧壁均设置有固定耳18，所述固定耳18随着抵触块4悬空设置在与其相应的豁口17内。

本实施例中，所述压力传感器组群还包括第五压力传感器9、第六压力传感器10、第七压力传感器11、第八压力传感器12。第五压力传感器9、第六压力传感器10、第七压力传感器11、第八压力传感器12成组设置。每组压力传感器组均包括一个第五压力传感器9、一个第六压力传感器10、一个第七压力传感器11、一个第八压力传感器12。

本实施例中，其中左端所述豁口17相对两侧壁分别安装有第五压力传感器9和第六压力传感器10；右端所述豁口17相对两侧壁分别安装有第七压力传感器11和第八压力传感器12；为了便于描述，将左端豁口17相对两侧壁记为第一侧壁和第二侧壁，将右端豁口17相对两侧壁记为第三侧壁和第四侧壁。

具体的，两组压力传感器组呈上下排布。两组中对应的第五压力传感器9分别安装在第一侧壁的上下两个位置；两组中对应的第六压力传感器10分别安装在第二侧壁的上下两个位置；两组中对应的第七压力传感器11分别安装在第三侧壁的上下两个位置；两组中对应的第八压力传感器12分别安装在第四侧壁的上下两个位置。

本实施例中，所述抵触块4与安装壳1之间的间隙略大于固定耳18与豁口17之间的间隙，进而为了避免当固定耳18朝向第五压力传感器9、第七压力传感器11移动时，抵触块4抵接在第一压力传感器5或第二压力传感器6上，避免出现压力传感器判断错误；

同样的，避免当固定耳18朝向第六压力传感器10、第八压力传感器12移动时，抵触块4抵接在第三压力传感器7或第四压力传感器8上。

为了更好的描述，将固定耳18朝向第五压力传感器9和第七压力传感器11移动方向记为向前运动；

将固定耳18朝向第六压力传感器10和第八压力传感器12移动方向记为向后运动。

本实施例在使用时：

初始状态下，抵触块4和固定耳18均不与任何压力传感器接触。

若向前运动时，固定耳18抵接在第五压力传感器9和第七压力传感器11上，若固定耳18只抵接第五压力传感器9和第七压力传感器11中的一个压力传感器上时，则判断为向前运动时的误操作；

若向后运动时，固定耳18抵接在第六压力传感器10和第八压力传感器12上，若固定耳18只抵接第六压力传感器10和第八压力传感器12中的一个压力传感器上时，则判断为向后运动时的误操作；

若向前运动时：

不考虑误差的条件下：

只需将固定耳18抵接在同组的第五压力传感器9和第七压力传感器11上；

考虑误差的条件下，为了提高操作的精准性：

需将固定耳18同时抵接在不同组的两个第五压力传感器9上和不同组两个的第七压力传感器11上；若固定耳18未抵接在其中任意一个压力传感器上，则判断为误操作；

若向后运动时：

不考虑误差的条件下：

只需将固定耳18抵接在同组的第六压力传感器10和上端第八压力传感器12上；

考虑误差的条件下，为了提高操作的精准性：

需将固定耳18同时抵接在不同组的两个第六压力传感器10上和不同组两个的第八压力传感器12上；若固定耳18未抵接在其中任意一个压力传感器上，则判断为误操作。

实施例3

采用实施例2所述组合传感器。

本实施例中，抵触块4带动固定耳18在与其相对应的豁口17内转动。

为了更好的描述，将固定耳18朝向第五压力传感器9和第八压力传感器12旋转的方向记为第一旋转方向；

将固定耳18朝向第六压力传感器10和第七压力传感器11旋转的方向记为第二旋转方向。

本实施例在使用时：

初始状态下，抵触块4和固定耳18均不与任何压力传感器接触。

若以第一旋转方向旋转时，固定耳18抵接在第五压力传感器9和第八压力传感器12上，若固定耳18只抵接第五压力传感器9和第八压力传感器12中的一个压力传感器上时，则判断为向第一旋转方向旋转时的误操作；

若向第二旋转方向旋转时，固定耳18抵接在第六压力传感器10和第七压力传感器11上，若固定耳18只抵接第六压力传感器10和第七压力传感器11中的一个压力传感器上时，则判断为向第一旋转方向时的误操作；

若向第一旋转方向旋转时：

不考虑误差的条件下：

只需将固定耳18抵接在同组的第五压力传感器9和第八压力传感器12上；

考虑误差的条件下，为了提高操作的精准性：

需将固定耳18同时抵接在同组两个的第五压力传感器9上和成组的两个第八压力传感器12上；若固定耳18未抵接在其中任意一个压力传感器上，则判断为误操作；

若向第二旋转方向旋转时：

不考虑误差的条件下：

只需将固定耳18抵接在同组的第六压力传感器10和下端第七压力传感器11上；

考虑误差的条件下，为了提高操作的精准性：

需将固定耳18同时抵接在同组两个的第六压力传感器10上和同组两个的第七压力传感器11上；若固定耳18未抵接在其中任意一个压力传感器上，则判断为误操作。

实施例4

将实施例1、2所述组合传感器进行组合安装。

本实施例中，通过对抵触块4与安装壳1的缝隙进行调整，以保证本实施例中组合传感器正常工作。

同样可做出如下判断，当抵触块4朝向第一压力传感器5水平移动时，若同时碰触两个第一压力传感器5，则可判断为抵触块4朝向第一压力传感器5水平移动。若只碰触到其中一个第一压力传感器5，则为抵触块4朝向第一压力传感器5水平移动的误操作。

同样情况下，抵触块4水平方向向第二压力传感器6、第三压力传感器7、第四压力传感器8水平移动，也可通过上述方案进行判断。

实施例5

采用实施例4所述组合传感器。

以两个固定耳18之间的连线为旋转中心线，对抵触块4进行动作，抵触块4将同时碰触同一组的第一压力传感器5和第二压力传感器6，以及另一组的第三压力传感器7和第四压力传感器8。

或者，抵触块4同时碰触同一组的第五压力传感器9和第七压力传感器11，以及另一组的第六压力传感器10和第八压力传感器12。

通过上述两种方案均可做出准确判断。

若以两个固定耳18之间的连线的垂直平分线为旋转中心线，垂直平分线位于抵触块4上下方向的对称面上。对抵触块4进行动作，抵触块4将同时碰触同一组的第一压力传感器5和第四压力传感器8，以及另一组的第三压力传感器7和第二压力传感器6。

在实际应用过程中应根据抵触块4与安装壳3之间的间隙条件，做出合理选择。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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.组合传感器，其特征在于：包括具有圆筒状结构的安装壳(1)、上端盖(2)、下端盖(3)、圆柱状的抵触块(4)、弹性件以及压力传感器组群；

所述上端盖(2)和下端盖(3)分别安装在安装壳(1)的上下两端；

所述压力传感器组群包括第一压力传感器(5)、第二压力传感器(6)、第三压力传感器(7)、第四压力传感器(8)、第五压力传感器(9)、第六压力传感器(10)、第七压力传感器(11)、第八压力传感器(12)；

所述抵触块(4)通过弹性件悬空设置在安装壳(1)内，沿抵触块(4)上端面的中心将其分为四个等大面积的扇形操作面，所述扇形操作面包括第一操作面(13)、第二操作面(14)、第三操作面(15)、第四操作面(16)；

所述第一压力传感器(5)安装在与第一操作面(13)相对应的安装壳(1)上；所述第二压力传感器(6)安装在与第二操作面(14)相对应的安装壳(1)上；所述第三压力传感器(7)安装在与第三操作面(15)相对应的安装壳(1)上；所述第四压力传感器(8)安装在与第四操作面(16)相对应的安装壳(1)上；

所述安装壳(1)内壁相对两侧均开设有豁口(17)，所述抵触块(4)相对两侧壁均设置有固定耳(18)，所述固定耳(18)与抵触块(4)固定并悬空设置在与其相应的豁口(17)内；

其中一个所述豁口(17)相对两侧壁分别安装有第五压力传感器(9)和第六压力传感器(10)；剩余一个所述豁口(17)相对两侧壁分别安装有第七压力传感器(11)和第八压力传感器(12)。

2.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于：所述第一压力传感器(5)、第二压力传感器(6)、第三压力传感器(7)、第四压力传感器(8)、第五压力传感器(9)、第六压力传感器(10)、第七压力传感器(11)、第八压力传感器(12)成组设置为压力传感器组；

安装壳(1)内安装有两组压力传感器组，

两组压力传感器组呈上下排布，并分别安装在安装壳(1)侧壁上部位置和下部位置。

3.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于：所述弹性件包括两个相同规格的扭簧(19)，其中一个所述扭簧(19)的两端分别设置在上端盖(2)和抵触块(4)上端面上；剩余一个所述扭簧(19)的两端分别设置在下端盖(3)和抵触块(4)下端面上。

4.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于：所述上端盖(2)上开设有分别与第一操作面(13)、第二操作面(14)、第三操作面(15)、第四操作面(16)相对应的操作窗口(20)。

5.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于：所述抵触块(4)与安装壳(1)之间的间隙大于固定耳(18)与豁口(17)之间的间隙。

6.根据权利要求1所述的组合传感器，其特征在于：所述第一压力传感器(5)与第三压力传感器(7)相对设置，所述第二压力传感器(6)与第四压力传感器(8)相对设置；

所述第一压力传感器(5)与第三压力传感器(7)相连所构成的第一直线段与所述第二压力传感器(6)与第四压力传感器(8)相连所构成的第二直线段相互垂直。

7.一种根据权利要求1所述的组合传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照设计分别制造出具有豁口(17)结构的安装壳(1)、上端盖(2)、下端盖(3)以及具有固定耳(18)结构的抵触块(4)；成品的安装壳(1)内壁具有安装槽；

S2、将压力传感器分别安装在与其对应的安装槽内；

S3、将抵触块(4)与弹性件安装并放置在安装壳(1)内；

S4、将下端盖(3)与弹性件组装并将下端盖(3)安装在安装壳(1)下端面上，将上端盖(2)与弹性件组装并将上端盖(2)安装在安装壳(1)上端面上，此时抵触块(4)悬空设置在安装壳(1)内。

8.一种电子设备，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的组合传感器。

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