RU2343489C1 - Устройство определения скорости и координат перемещения - Google Patents
Устройство определения скорости и координат перемещения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343489C1 RU2343489C1 RU2007112016/28A RU2007112016A RU2343489C1 RU 2343489 C1 RU2343489 C1 RU 2343489C1 RU 2007112016/28 A RU2007112016/28 A RU 2007112016/28A RU 2007112016 A RU2007112016 A RU 2007112016A RU 2343489 C1 RU2343489 C1 RU 2343489C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- speed
- movement
- sensors
- coordinates
- hot
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для создания датчиков скорости и координат перемещения манипулятора типа мышь, включающих основание корпуса, которое перемещается по поверхности стола, верхнюю часть корпуса, удобно удерживаемую человеческой рукой. В качестве датчиков определения скорости и координат перемещения использованы два дифференциальных термоанемометра, расположенных под углом таким образом, что они регистрируют направление и скорость потока газа, определяющих направление и скорость движения устройства по поверхности стола. Техническим результатом является повышение скорости перемещения и снижение потребляемой мощности по сравнению с механическими, оптическими и инерционными датчиками. 5 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для создания датчиков скорости и координат перемещения манипулятора типа мышь.
В связи со стремительным развитием вычислительной техники и постоянным расширением областей ее применения существует постоянно возрастающая потребность в устройствах ручного ввода координат (манипуляторы типа «мышь», трекболы и т.п.). Постоянно возрастают требования к их точности, разрешающей способности, энергосбережению, быстродействию и другим параметрам.
Известны устройства механического типа на базе шара, вращающегося от контакта с поверхностью, движение которого через ролики передается на устройства для определения координат перемещения Х и Y [1, 2].
В настоящее время получили широкое распространение устройства для ручного ввода координат типа «оптическая мышь» [3, 4]), пришедшие на смену механическим манипуляторам благодаря более высокой надежности, разрешающей способности и другим преимуществам.
Недостатком двух первым типов устройств определения скорости и координат перемещения является ограничение, обусловленное их обязательной оптической или механической связью с поверхностью.
Наиболее близким к изобретению является устройство определения координат перемещения инерционного типа [5], включающее
а) не менее двух акселерометров для измерения скорости по не менее, чем двум ортогональным осям, и состоящее из:
- корпуса,
- одной нары электромагнитов, включенных сообща и состоящих каждый из катушки на сердечнике, причем катушка одного электромагнита включена навстречу другому,
- постоянного магнита, установленного подвижно между указанными электромагнитами,
- средства для измерения напряжения, которое является откликом на движения постоянного магнита, по мере приближения к одному из электромагнитов,
- средства для вывода информации, соответствующей направлению и величине ускорения,
б) преобразователи сигналов, поступающих с датчиков, в значения скорости и
координат перемещения не менее чем по двум ортогональным осям.
Вместе с тем устройства инерционного типа [5], принципиально решая проблему пространственного определения координат, обладают существенными недостатками по точности измерения координат и чувствительности, так как значения координат получаются двойным интегрированием значений ускорения, что в результате приводит к постоянному накапливанию погрешности в значении координат.
Задачей настоящего изобретения является достижение технического результата, заключающегося в существенном увеличении максимальной измеряемой скорости перемещения и в снижении потребляемой мощности датчиков определения скорости и координат перемещения, по сравнению с механическими и оптическими датчиками, и по точности измерения координат и чувствительности, по сравнению с датчиками инерционного типа, за счет использования в качестве датчиков определения скорости и координат перемещения по одной, двум и трем координатным осям дифференциальных термоанемометров.
Для достижения названого технического результата в устройство определения координат движения [5], содержащее:
- по крайней мере два датчика определения скорости перемещения по крайней мере по двум ортогональным осям,
- и преобразователь сигналов, поступающих с датчиков, в значения скорости и координат перемещения по крайней мере по двум ортогональным осям,
добавляют элементы, являющиеся отличительными признаками изобретения:
датчики определения скорости перемещения выполнены в виде дифференциальных термоанемометров, термочувствительные элементы которых вывешены на опорных балках или мембране с низкой теплопроводностью для обеспечения зазора между поверхностью и термоанемометрами, размещенных ортогонально на нижней поверхности устройства.
Проведенные патентные исследования показали, что совокупность признаков предлагаемого изобретения является новой, что доказывает новизну заявляемого устройства. Кроме того, патентные исследования показали, что в литературе отсутствуют данные, оказывающие влияние отличительных признаков заявляемого изобретения на достижение технического результата, что подтверждает изобретательский уровень предлагаемого устройства.
Конструкция предлагаемого устройства изображена на фиг.1 и фиг.2.
В качестве датчика в предлагаемом устройстве используются дифференциальные термоанемометры, конструкция которых представлена на фиг.1а, где 1 - дифференциальный термоанемометр, 2 - нагреватель термоанемометра, 3 - дифференциальные термодатчики, 4 - направление движения.
В устройствах для определения координат на плоскости используются два дифференциальных термоанемометра, изображенные на фиг.1б, где 1 - дифференциальный термоанемометр, регистрирующий движение по X, а 5 - дифференциальный термоанемометр, регистрирующий движение по Y.
Технологически удобнее совмещать два дифференциальных термоанемометра в виде конструкции, приведенной на фиг.1в, где 3 -дифференциальные термодатчики, 2 - крестообразный нагреватель термоанемометров.
Для лучшего восприятия принципа действия рассматривается устройство, представленное на фиг.2, на примере привычной компьютерной мыши [1, 2, 3, 4], где 6 - мышь, 3 - дифференциальные термоанемометры, 4 - направление движения мыши, 7 - поток.
Датчики, используемые в устройстве (фиг.2), представляют собой два размещенных ортогонально на нижней поверхности «мыши» дифференциальных термоанемометра, таким образом, что между поверхностью стола и термоанемометрами имеется зазор около 1 мм.
Устройство состоит из четырех термочувствительных элементов, вывешенных на опорных балках или мембране с низкой теплопроводностью, соответственно двух нагревателей, а также дополнительных схем, обеспечивающих измерение и управление датчиком.
При движении мыши по поверхности стола в зазоре устанавливается поток воздуха относительно корпуса мыши, скорость и направление которого регистрируются термоанемометрами. Для получения координат перемещения мыши относительно стола измеренная скорость интегрируется каким-либо цифровым или аналоговым устройством обработки и преобразуется в соответствующие сигналы интерфейса, используемые для связи с компьютером.
Устройство, действующее по такому же принципу, может работать в трехкоординатной системе, при этом в устройство включают три дифференциальных термоанемометра, позволяющих с помощью преобразователя сигналов, поступающих с термоанемометров, определить скорость и координаты перемещения устройства в пространстве.
На фиг.3 приведена блок-схема обработки информации.
Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества перед типами существующих датчиков, применяемыми обычно механическими и оптическими «мышами»:
1. Полная независимость от оптических и механических свойств поверхности. В отличие от оптической мыши может работать и на зеркальной или прозрачной поверхности.
2. Малая потребляемая мощность - расчетное потребление возможно порядка нескольких милливатт, что делает устройство применимым для радиомышей и не требует применения специального «спящего» режима, значительно понижающего время реакции оптической мыши.
3. Простая конструкция датчика в виде одного кристалла - не содержащая ни механических, ни оптических элементов.
4. Отсутствие ограничений сверху на максимальную скорость перемещения. Устройство устойчиво работает на скоростях, превышающих 1.5 м/сек.
5. Малые размеры по сравнению с механическими датчиками или с оптической системой.
Литература
1. Patent US 4,464,652
2. Patent US 4,613,853
3. Патент РФ 4, 751,505
4. Patent Application Publication US 2006/0114231
5. Patent US 4,922,444
Claims (1)
- Устройство определения скорости и координат перемещения, включающее по крайней мере два датчика определения скорости перемещения по крайней мере по двум ортогональным осям и преобразователь сигналов, поступающих с датчиков, в значения скорости и координат перемещения по крайней мере по двум ортогональным осям, отличающееся тем, что датчики определения скорости перемещения выполнены в виде дифференциальных термоанемометров, термочувствительные элементы которых вывешены на опорных балках или мембране с низкой теплопроводностью для обеспечения зазора между поверхностью и термоанемометрами, размещенных ортогонально на нижней поверхности устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112016/28A RU2343489C1 (ru) | 2007-04-03 | 2007-04-03 | Устройство определения скорости и координат перемещения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112016/28A RU2343489C1 (ru) | 2007-04-03 | 2007-04-03 | Устройство определения скорости и координат перемещения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007112016A RU2007112016A (ru) | 2008-10-10 |
RU2343489C1 true RU2343489C1 (ru) | 2009-01-10 |
Family
ID=39927370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007112016/28A RU2343489C1 (ru) | 2007-04-03 | 2007-04-03 | Устройство определения скорости и координат перемещения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343489C1 (ru) |
-
2007
- 2007-04-03 RU RU2007112016/28A patent/RU2343489C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007112016A (ru) | 2008-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11454560B2 (en) | Three-dimensional whisker sensor for accurate positioning of end location | |
CN102047126B (zh) | 具有循环电极组和绝对电极组的电容传感器 | |
TWI474265B (zh) | 移動軌跡校正方法及移動軌跡產生方法 | |
WO2008052065A3 (en) | Three-dimensional nanoscale metrology using firat probe | |
CN207908539U (zh) | 一种梳齿电容式三轴mems加速度传感器 | |
ATE404849T1 (de) | Kapazitiver lagesensor | |
TW201310005A (zh) | 慣性感測裝置 | |
CN101344374B (zh) | 纹理测量装置和方法 | |
CN101187673B (zh) | 单芯片三轴加速度传感器 | |
CN101403609A (zh) | 一种采用激光位移传感器进行非接触测量工件角度的方法 | |
Welch et al. | Fully differential current-mode MEMS dual-axis optical inclination sensor | |
CN108872637B (zh) | 一种两轴挠性摆式加速度计 | |
RU2343489C1 (ru) | Устройство определения скорости и координат перемещения | |
CN104613924A (zh) | 一种柔性机械臂末端转角检测系统及方法 | |
CN107991049A (zh) | 基于加速度传感器的六自由度振动测试方法及装置 | |
CN107923746A (zh) | 倾斜传感器 | |
CN114136526A (zh) | 一种基于磁致伸缩逆效应的三维力触觉传感器 | |
CN104007622A (zh) | 一种掩模台垂直运动分量的测量方法 | |
CN202974172U (zh) | 一种用于微纳米尺度二维尺寸测量的微触觉测头 | |
CN202599340U (zh) | 一种扫描式测头测量装置 | |
CN206601119U (zh) | 一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置 | |
CN205388458U (zh) | 一种直接入射式光臂放大型二维线性测头 | |
TWI245901B (en) | Position indicator for OA equipment | |
CN217238120U (zh) | 一种姿态传感器模块电路 | |
CN109115097A (zh) | 一种四霍尔元件对称分布位移测量传感器探头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090404 |