WO2014011070A1 - Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same - Google Patents
Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014011070A1 WO2014011070A1 PCT/RU2012/000555 RU2012000555W WO2014011070A1 WO 2014011070 A1 WO2014011070 A1 WO 2014011070A1 RU 2012000555 W RU2012000555 W RU 2012000555W WO 2014011070 A1 WO2014011070 A1 WO 2014011070A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- switching
- switch
- manipulator
- deformable element
- electrical circuits
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
- G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
- G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0338—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2239/00—Miscellaneous
- H01H2239/052—Strain gauge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
- H01H25/06—Operating part movable both angularly and rectilinearly, the rectilinear movement being along the axis of angular movement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Switches With Compound Operations (AREA)
Abstract
The group of inventions relates to electronic switches, to methods and devices for contactless electronic switching, and also to methods and devices for controlling objects, specifically to devices for controlling household and technological devices, toys, and virtual objects. The switching method consists in that a pressure is exerted on a manipulator in the direction of the selected circuit switching variant, and said pressure is transferred to an elastically deformable element containing strain gauges. With the help of a microprocessor, the resistance values of the strain gauges are analyzed, and, based on said values, the angle of the direction in which the pressure is exerted is calculated. If the calculated angle falls within the range of angles corresponding to one of the possible circuit switching variants, then the microprocessor enacts the chosen circuit switching variant with the help of switching devices. The polymorphic switch is characterized in that the elastically deformable element thereof is made of an elastic material in the form of a truncated hollow cone with cutouts and a control lever and is fastened to a printed circuit board, while the strain gauges are in the form of a layer of a conductive elastic material on the surface of said elastically deformable element.
Description
СПОСОБ КОММУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ И ПОЛИМОРФНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ METHOD FOR SWITCHING ELECTRIC CIRCUITS AND POLYMORPHIC SWITCH FOR ITS IMPLEMENTATION
Область техники Technical field
Группа изобретений относится к электрическим переключателям, к способам и устройствам бесконтактной электронной коммутации, а также к способам и устройствам управления объектами, в частности, к устройствам управления бытовыми и технологическими устройствами, игрушками и виртуальными объектами. The group of inventions relates to electrical switches, to methods and devices of contactless electronic switching, as well as to methods and devices for controlling objects, in particular, to devices for controlling household and technological devices, toys and virtual objects.
Предшествующий уровень техники State of the art
Из уровня техники известны различные многофункциональные переключатели электрических цепей, например, раскрытые в патентах ES 2189646 А1 , 01.07.2003; ES 1041441 А1 , 01.07.1999; ES 2204280 А1 , 16.04.2004; SU 892499 А1 , 23.12.1981 ; SU 1806415 А1, 30.03.1993; WO 03030196 А2, 10.04.2003 и т.д. Various multifunctional switches for electrical circuits are known from the prior art, for example, disclosed in patents ES 2189646 A1, 07/01/2003; ES 1041441 A1, 07/01/1999; ES 2204280 A1, 04/16/2004; SU 892499 A1, 12/23/1981; SU 1806415 A1, 03/30/1993; WO 03030196 A2, 04/10/2003, etc.
Известны многофункциональные электрические переключатели, которые можно использовать в разных конфигурациях - как переключатель, переключатель на два направления, двойной переключатель, двухконтурный переключатель на два направления, кроссоверный переключатель и кнопочный переключатель. Одно из таких устройств описано в патенте RU 2407092, опубликованном 20.12.2010.
Однако эти переключатели имеют металлические контактные группы, которые не могут управляться программным путем, сложны и относительно дороги. Multifunctional electric switches are known that can be used in different configurations - such as a switch, a two-way switch, a double switch, a two-circuit two-way switch, a crossover switch and a push button switch. One such device is described in patent RU 2407092, published December 20, 2010. However, these switches have metal contact groups, which cannot be controlled by software, are complex and relatively expensive.
К многофункциональным переключателям, в которых конфигурации или функциональные возможности задаются и изменяются программным путем, в последнее время применяют определение «полиморфные переключатели» (см., например, «Электроника НТБ» N°2/2012 г., В.Никитин, Р.Белов, Э.Семенов, Е.Данилов «Полиморфные переключатели - новый тип коммутационных элементов для космических и авиационных аппаратов»). Типичными полиморфными переключателями являются компьютерные клавиатуры, в которых программным путем изменяются раскладки, а также сенсорные экраны. For multifunctional switches in which configurations or functionalities are set and changed programmatically, the definition of “polymorphic switches” has recently been applied (see, for example, “NTB Electronics” N ° 2/2012, V. Nikitin, R. Belov , E. Semenov, E. Danilov "Polymorphic switches - a new type of switching elements for space and aircraft"). Typical polymorphic switches are computer keyboards, in which layouts and touch screens are changed programmatically.
В качестве полиморфных переключателей могут использоваться известные устройства ввода информации, широко представленные в патентных источниках информации (US 4,546,347, 08.10.1985; US 4,751,380, 14.06.1988; JP 54-126426, 01.10.1979; ЕР 0081348 А2, 15.06.1983; ЕР 0146843 А2, 03.07.1985 и пр.), принцип работы которых основан на том, что курсор устройства, отображаемый на дисплее, связывают электронным способом с механическим сенсором, а затем перемещают рукой устройство, действующее на сенсор. По этому принципу работают трекболы, трекпойнты, тачпады и джойстики. As polymorphic switches, known information input devices that are widely represented in patent information sources (US 4,546,347, 10/08/1985; US 4,751,380, 06/14/1988; JP 54-126426, 10/01/1979; EP 0081348 A2, 06/15/1983; EP can be used 0146843 A2, 07/03/1985, etc.), the principle of which is based on the fact that the device cursor displayed on the display is connected electronically with a mechanical sensor, and then the device acting on the sensor is moved by hand. According to this principle, trackballs, trackpoints, touchpads and joysticks work.
Джойстики позволяют управлять курсором, отображаемым на дисплее, и с помощью специальных программ позволяют осуществлять коммутацию электрических цепей. Однако специально для коммутации
электрических цепей джойстики традиционных конструкций не используются вследствие сложности, дороговизны и больших габаритов. Joysticks allow you to control the cursor displayed on the display, and using special programs allow you to switch electrical circuits. However, especially for switching electric chains joysticks of traditional designs are not used due to complexity, high cost and large dimensions.
Кроме того, из патента RU 2275674, опубликованного 27.04.2006, известен способ управления курсором, отображаемым на дисплее устройства, содержащего, по меньшей мере, корпус, манипулятор, микропроцессор для управления курсором и, по меньшей мере, один датчик манипулятора, заключающийся в том, что отображаемый на дисплее курсор, управляемый с помощью манипулятора рукой пользователя, связывают с датчиком манипулятора путем преобразования сигналов датчика манипулятора в цифровой код, передачи этого кода в микропроцессор и преобразования в нем этого кода в движение курсора, отображаемого на дисплее, а для управления движением курсора, прикладывают силовое воздействие к манипулятору в направлении желаемого перемещения курсора и прекращают силовое воздействие при необходимости остановки курсора, причем силовое воздействие, приложенное к манипулятору, передают на упруго деформируемый элемент и вырабатывают сигналы для микропроцессора, управляющего курсором, посредством датчика манипулятора соединенного с упруго деформируемым элементом. При этом для осуществления возможности не только перемещения, но и вращения курсора, отображаемого на дисплее, на упруго деформируемом элементе датчика размещают тензорезисторы, так чтобы их длинные базовые оси симметрии располагались радиально от центра датчика в разных направлениях, и были наклонены относительно радиального направления, проведенного от центра датчика к центру тензорезистора, на угол тангенциального наклона ci, а для осуществления вращения курсора прикладывают вращающий момент в
нужном направлении к манипулятору и прекращают приложение вращающего момента при необходимости остановки курсора. In addition, from the patent RU 2275674, published on 04/27/2006, a method for controlling the cursor displayed on the display of a device comprising at least a housing, a manipulator, a microprocessor for controlling the cursor and at least one sensor of the manipulator is known, comprising that the cursor displayed on the display, controlled by the manipulator by the user's hand, is connected with the manipulator sensor by converting the signals from the manipulator sensor into a digital code, transferring this code to the microprocessor and converting An ode to the movement of the cursor displayed on the display, and to control the movement of the cursor, a force is applied to the manipulator in the direction of the desired cursor movement and the force is stopped if the cursor is stopped, and the force applied to the manipulator is transmitted to an elastically deformable element and signals are generated for the microprocessor controlling the cursor by means of a sensor of the manipulator connected to an elastically deformable element. At the same time, in order to realize the possibility of not only moving, but also rotating the cursor displayed on the sensor, strain gages are placed on the elastically deformable element of the sensor so that their long base axes of symmetry are located radially from the center of the sensor in different directions and are inclined relative to the radial direction drawn from the center of the sensor to the center of the strain gage, at the tangential angle ci, and to rotate the cursor, apply a torque of the desired direction to the manipulator and stop applying torque if the cursor is necessary to stop.
В описании способа приводятся подробные алгоритмы и формулы для вычисления углов направления нажатия и приращения координат по сигналам тензорезисторов, размещенных в устройстве для осуществления способа. The description of the method provides detailed algorithms and formulas for calculating the angles of the direction of pressing and the increment of coordinates according to the signals of the strain gauges located in the device for implementing the method.
Устройство управления курсором для осуществления способа по патенту RU 2275674, содержит размещенные в корпусе манипулятор, по меньшей мере, один датчик манипулятора, соединенный с микропроцессором с помощью шин и средств передачи данных, дисплей с отображаемым на нем курсором, при этом датчик манипулятора содержит, по меньшей мере, один тензорезистор, расположенный на упруго деформируемом элементе, который механически связан с манипулятором, причем манипулятор выполнен в виде стержня, один конец которого закреплен на упруго деформируемом элементе датчика, а длинная базовая ось симметрии тензорезистора направлена радиально от места закрепления стержня. Свободный конец манипулятора снабжен головкой, выполненной в виде выпуклой или вогнутой полусферы или полуовала или вогнутости по форме пальца руки. Упруго деформируемый элемент выполнен в виде плоской, конической, выпуклой, вогнутой или цилиндрической сплошной или полой детали. The cursor control device for implementing the method according to the patent RU 2275674, comprises a manipulator located in the housing, at least one manipulator sensor connected to the microprocessor using buses and data transmission means, a display with a cursor displayed on it, while the manipulator sensor contains at least one strain gauge located on an elastically deformable element that is mechanically connected to the manipulator, the manipulator being made in the form of a rod, one end of which is fixed to the elastically deformable lemente sensor base and the long gage symmetry axis is directed radially from the anchoring places of the rod. The free end of the manipulator is equipped with a head made in the form of a convex or concave hemisphere or semi-axis or concavity in the shape of a finger. The elastically deformable element is made in the form of a flat, conical, convex, concave or cylindrical solid or hollow part.
Наиболее близким к заявленному изобретению (прототипом) является «Трехмерный микроджойстик» по патенту RU 2301439, опубликованный 20.06.2007 Closest to the claimed invention (prototype) is the "Three-dimensional micro-joystick" according to patent RU 2301439, published on 06/20/2007
В соответствие с формулой трехмерный микроджойстик, содержит корпус с управляющей рукояткой, которая соединена с
упругодеформируемым элементом, на поверхности которого расположены тензорезисторы, соединенные с микропроцессором с помощью шин и средств передачи данных. Упругий элемент трехмерного микроджойстика выполнен в виде осесимметричного полого предмета сужающегося к верху, с вырезами на его боковой поверхности или без них, на вершине которого закреплена управляющая рукоятка, например, в виде полого конуса с вырезами на его боковой поверхности, на вершине которого закреплена управляющая рукоятка. Тензорезисторы на упругом элементе расположены радиально от центра. In accordance with the formula, the three-dimensional micro-joystick contains a housing with a control handle that is connected to an elastically deformable element, on the surface of which are strain gauges connected to the microprocessor using buses and data transmission media. The elastic element of the three-dimensional micro-joystick is made in the form of an axisymmetric hollow object tapering to the top, with or without cutouts on its lateral surface, on top of which a control handle is fixed, for example, in the form of a hollow cone with cutouts on its lateral surface, on the top of which a control handle is fixed . The strain gages on the elastic element are located radially from the center.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей, на решение которой направлена заявленная группа изобретений, является создание многофункционального, перепрограммируемого и высокотехнологичного полиморфного переключателя. The task to which the claimed group of inventions is directed is to create a multifunctional, reprogrammable and high-tech polymorphic switch.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной группы изобретений, является расширение функциональных возможностей полиморфного переключателя при повышении удобства его эксплуатации и снижении себестоимости. The technical result achieved by using the claimed group of inventions is to expand the functionality of the polymorphic switch while increasing the convenience of its operation and reducing cost.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе коммутации электрических цепей с помощью манипулятора, заключающемся в том, что на манипулятор, вокруг которого или на котором условно обозначены доступные варианты коммутации цепей, осуществляют нажатие в направлении выбранного варианта коммутации цепей, а затем прекращают нажатие после осуществления коммутации, причем силовое воздействие от нажатия, приложенное к манипулятору,
передают на упругодеформируемый элемент, содержащий тензорезисторы, вырабатывающие сигналы для микропроцессора, осуществляющего действия по коммутации электрических цепей с помощью коммутирующих устройств, с помощью микропроцессора анализируют значения сопротивлений тензорезисторов манипулятора и по их значениям вычисляют угол направления нажатия манипулятора, и если вычисленный угол направления нажатия попадает в диапазоны углов направлений, соответствующие одному из доступных вариантов коммутации цепей, то микропроцессор осуществляет выбранный вариант коммутации цепи с помощью коммутирующих устройств. Для реализации программным путем однопозиционного включателя- выключателя или конечного выключателя, требуемую коммутацию электрической цепи осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия в единственный диапазон углов направления нажатия, соответствующий единственному доступному варианту коммутации цепей, а для реализации программным путем двухпозиционного переключателя-тумблера, а также трех- и многопозиционного переключателя требуемую коммутацию электрических цепей осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия соответственно в два, три или более диапазона углов направления нажатия манипулятора, соответствующих доступным вариантам коммутации цепей. При этом программным путем могут изменять доступные варианты коммутации электрических цепей и их количество в процессе коммутации электрических цепей и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей. Кроме того, выбранный вариант коммутации электрических цепей может отображаться с помощью дисплеев или светодиодов, расположенных возле манипулятора или непосредственно на нем, а
отображаемые с помощью дисплеев или светодиодов доступные варианты коммутации электрических цепей и их вид в процессе коммутации и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей могут изменять программным путем. The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of switching electrical circuits using a manipulator, which consists in pressing on the manipulator around which or on which the available options for switching circuits are indicated, press in the direction of the selected circuit switching option, and then stop pressing after the implementation of switching, and the force effect from pressing applied to the manipulator, transmit to an elastically deformable element containing strain gauges that generate signals for a microprocessor that acts on switching electrical circuits using switching devices, use the microprocessor to analyze the values of the resistance of the strain gages of the manipulator and calculate the angle of the direction of depression of the manipulator using their values, and if the calculated angle of the direction of pressing falls into ranges of direction angles corresponding to one of the available circuit switching options, the OSU microprocessor This selects the option for switching the circuit using switching devices. For the implementation of a single-position switch-switch or limit switch programmatically, the required switching of the electric circuit is carried out in the event that the calculated pressure direction angle falls into the only range of pressure direction angles corresponding to the only available circuit switching option, and for the implementation of the on-off switch-toggle switch, as well three- and multi-position switch, the required switching of electrical circuits is carried out in the case of a the angled direction of depression, respectively, in two, three or more ranges of angles of the direction of depression of the manipulator, corresponding to the available options for switching circuits. In this case, the software can change the available options for switching electrical circuits and their number in the process of switching electrical circuits and depending on the previously selected option for switching electrical circuits. In addition, the selected option for switching electrical circuits can be displayed using displays or LEDs located near the manipulator or directly on it, and the available options for switching electrical circuits displayed using displays or LEDs and their appearance during the switching process and depending on the previously selected option for switching electrical circuits can be changed programmatically.
Указанный технический результат достигается также за счет того, что в полиморфном переключателе, содержащем корпус с управляющей рукояткой, которая соединена с упругодеформируемым элементом, на поверхности которого расположены тензорезисторы, соединенные с микропроцессором с помощью шин и средств передачи данных, упругодеформируемый элемент полиморфного переключателя выполнен в виде закрепленного на печатной плате усеченного полого конуса или иной осесимметричной полой фигуры из эластичного материала сужающейся к низу с вырезами на боковой поверхности или без них, в центре полости которой расположена управляющая рукоятка, которая через отверстие в печатной плате выходит на внешнюю сторону переключателя, а тензорезисторы представляют собой слой электропроводного эластичного материала на поверхности упругодеформируемого элемента, расположенный с его внешней и/или внутренней стороны и разделенный вырезами или промежутками так, что стороны тензорезисторов, обращенные к центру упругодеформируемого элемента, электрически соединены, а их внешние радиально расходящиеся стороны разделены, при этом упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате путем приклеивания и/или с помощью механических крепежных элементов, так, чтобы радиально расходящиеся стороны тензорезисторов были электрически соединены с токопроводящими дорожками на плате, образующими шины и средства передачи данных соединенные с
микропроцессором. При этом для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя могут быть использованы дисплеи или светодиоды, расположенные возле манипулятора или непосредственно на нем. Свободный конец манипулятора может быть снабжен головкой, выполненной в виде съемной или постоянно закрепленной сферы, выпуклой или вогнутой полусферы или иной формы насадкой, а упругодеформируемый элемент может быть закреплен на печатной плате или механическими крепежными элементами в виде заклепок или штырей, или в виде скобок или хомутов, а также может быть приклеен или приварен к печатной плате с использованием бобышек или приливов, расположенных на упругодеформируемом элементе. The indicated technical result is also achieved due to the fact that in the polymorphic switch comprising a housing with a control handle, which is connected to an elastically deformable element, on the surface of which are strain gauges connected to the microprocessor using buses and data transmission means, the elastically deformable element of the polymorphic switch is made in the form mounted on a printed circuit board of a truncated hollow cone or other axisymmetric hollow figure of elastic material tapering to the bottom with cutouts on the side surface or without them, in the center of the cavity of which there is a control handle that goes through the hole in the printed circuit board to the outside of the switch, and the strain gauges are a layer of conductive elastic material on the surface of the elastically deformable element located on its outer and / or inner side and divided by cuts or gaps so that the sides of the strain gages facing the center of the elastically deformable element are electrically connected, and their external radial flow the expanding sides are separated, while the elastic-deformable element is fixed to the printed circuit board by gluing and / or using mechanical fasteners, so that the radially diverging sides of the strain gauges are electrically connected to the conductive tracks on the board, forming busbars and data transmission devices connected to microprocessor. At the same time, displays or LEDs located near the manipulator or directly on it can be used to display the selected switching option and the state of the switch. The free end of the manipulator can be equipped with a head made in the form of a removable or permanently fixed sphere, a convex or concave hemisphere or other shape with a nozzle, and the elastically deformable element can be fixed on a printed circuit board or with mechanical fasteners in the form of rivets or pins, or in the form of brackets or clamps, and can also be glued or welded to a printed circuit board using bosses or tides located on an elastically deformable element.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
Сущность группы изобретений поясняется чертежами, где: на фиг. 1 показан вариант конструкции полиморфного переключателя с креплением упругодеформируемого элемента к плате с помощью стрежневых крепежных элементов типа заклепок, винтов, штырей; на фиг. 2 показан вариант конструкции полиморфного переключателя с креплением упругодеформируемого элемента к плате с помощью приклеивания или приваривания к печатной плате с использованием бобышек или приливов, расположенных на упругодеформируемом элементе;
на фиг. 3 показан вариант конструкции полиморфного переключателя с креплением упругодеформируемого элемента к плате с помощью скоб для крепления; на фиг. 4 показан принцип действия полиморфного переключателя (действие пальцем руки на манипулятор); на фиг. 5 показан способ отсчета угла направления нажатия манипулятора; на фиг. 6 показана схема подключения тензорезисторов полиморфного переключателя к плате «звездой»; на фиг. 7 показана схема подключения полиморфных переключателей к микропроцессору и коммутирующему устройству; на фиг. 8 - 1 1 показано функционирование дисплеев или светодиодов при отображении состояния полиморфного переключателя; The essence of the group of inventions is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a design variant of a polymorphic switch with the fastening of an elastically deformable element to the board using rod fasteners such as rivets, screws, pins; in FIG. 2 shows a design variant of a polymorphic switch with an elastic-deformable element fastened to a circuit board by gluing or welding to a printed circuit board using bosses or tides located on an elastic-deformable element; in FIG. 3 shows a design variant of a polymorphic switch with an elastic-deformable element fastened to a circuit board using fastening brackets; in FIG. 4 shows the principle of operation of a polymorphic switch (finger action on a manipulator); in FIG. 5 shows a method for counting the angle of the direction of depression of the manipulator; in FIG. 6 shows a connection diagram of strain gauges of a polymorphic switch to a “star” board; in FIG. 7 shows a connection diagram of polymorphic switches to a microprocessor and a switching device; in FIG. 8 - 1 1 shows the operation of displays or LEDs when displaying the state of a polymorphic switch;
- на фиг. 12 показано работа однопозиционного включателя- выключателя или конечного выключателя; на фиг. 13 показана работа полиморфного переключателя в режиме двухпозиционного переключателя-тумблера; на фиг. 14 показана работа полиморфного переключателя в режиме трехпозиционного переключателя; на фиг. 15 показана работа полиморфного переключателя в режиме четырехпозиционного переключателя. - in FIG. 12 shows the operation of a single-position on-off switch or limit switch; in FIG. 13 shows the operation of a polymorphic switch in the on-off switch-toggle switch mode; in FIG. 14 shows the operation of the polymorphic switch in the three-position switch mode; in FIG. 15 shows the operation of the polymorphic switch in the four-position switch mode.
На фиг. 8-15 положение манипулятора показано в момент нажатия. После отпускания манипулятора он самостоятельно возвращается в
исходное среднее положение, а соответствующий светодиод или дисплей отображает текущее состояние выключателя. In FIG. 8-15 the position of the manipulator is shown at the time of pressing. After releasing the manipulator, he independently returns to initial middle position, and the corresponding LED or display shows the current state of the switch.
Перечень позиций, используемых на фигурах чертежей: The list of items used in the figures of the drawings:
1 - манипулятор; 2 - управляющая рукоятка; 3 упругодеформируемый элемент; 4 - головка манипулятора; 5 - вырезы на боковой поверхности упругодеформируемого элемента; 6 - тензорезистор; 7 - печатная плата; 8 - отверстие в печатной плате; 9 - токопроводящая дорожка на плате; 10 - внешняя сторона переключателя; 1 1 - слой электропроводного эластичного материала; 121 - manipulator; 2 - control handle; 3 elastically deformable element; 4 - the head of the manipulator; 5 - cutouts on the side surface of an elastically deformable element; 6 - strain gauge; 7 - printed circuit board; 8 - hole in the circuit board; 9 - conductive path on the board; 10 - the outer side of the switch; 1 1 - a layer of conductive elastic material; 12
- стрежневой крепежный элемент (заклепка); 13 - прилив или бобышка для крепления приклеиванием или сваркой; 14 - скобка для крепления; 15 - полиморфный переключатель; 16 - микропроцессор; 17 - коммутирующее устройство; 18 - шины и средства передачи данных; 19- rod fastener (rivet); 13 - tide or boss for fastening by gluing or welding; 14 - bracket for fastening; 15 - polymorphic switch; 16 - microprocessor; 17 - switching device; 18 - buses and data transmission media; 19
- дисплеи или светодиоды; 20 - угол направления нажатия манипулятора; 21 - доступные варианты коммутации цепей; 22 - выбранный вариант коммутации цепи. - displays or LEDs; 20 - angle of the direction of pressing the manipulator; 21 - available options for switching circuits; 22 - selected circuit switching option.
На фигурах 1-3 показано, что слой электропроводного эластичного материала 1 1, образующий тензорезисторы 6, обходит внешнюю сторону упругодеформируемого элемента 3 и заходит на его внутреннюю сторону. Это обеспечивает электрическое соединение радиально расходящихся сторон тензорезисторов 6 с токопроводящими дорожками 9 на плате 7 при креплении с помощью механических крепежных элементов, при приклеивании или сварке (фиг.6). In figures 1-3 it is shown that the layer of electrically conductive elastic material 1 1, forming a strain gauge 6, bypasses the outer side of the elastically deformable element 3 and comes on its inner side. This provides an electrical connection of the radially diverging sides of the strain gauges 6 with the conductive tracks 9 on the board 7 when attached using mechanical fasteners, when gluing or welding (Fig.6).
Токопроводящие дорожки 9 на плате 7 образуют шины и средства передачи данных 18 и соединяют тензорезисторы 6 каждого
полиморфного переключателя с микропроцессором 16 (Фиг. 7), который в свою очередь соединен с коммутирующим устройством 17. The conductive tracks 9 on the board 7 form the busbars and data transfer means 18 and connect the strain gauges 6 of each polymorphic switch with a microprocessor 16 (Fig. 7), which in turn is connected to a switching device 17.
Для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя используются дисплеи или свето диоды 19, расположенные возле манипулятора или непосредственно на нем (фиг.8- 15). To display the selected switching option and the state of the switch, displays or LEDs 19 are used located near the manipulator or directly on it (Figs. 8-15).
Свободный конец манипулятора 1 снабжен головкой 4, выполненной в виде съемной или постоянно закрепленной сферы. Головка может быть выполнена в виде выпуклой или вогнутой полусферы или иной формы насадкой. Это необходимо в ряде случаев для удобства управления и эргономичности. The free end of the manipulator 1 is equipped with a head 4, made in the form of a removable or permanently fixed sphere. The head can be made in the form of a convex or concave hemisphere or other shape nozzle. This is necessary in some cases for ease of operation and ergonomics.
На фигуре 6 показан 7. The figure 6 shows 7.
На фигурах 8-1 1 показано функционирование дисплеев или светодиодов 19 при отображении состояния полиморфного переключателя 15. In figures 8-1 1 shows the operation of displays or LEDs 19 when displaying the state of the polymorphic switch 15.
На фигурах 8-1 1 показаны доступные варианты коммутации цепей 21 и выбранные варианты коммутации цепи 22, подсвеченные светодиодами 19. In figures 8-1 1 shows the available options for switching circuits 21 and the selected options for switching circuits 22, illuminated by LEDs 19.
Лучший вариант осуществления группы изобретений The best option for implementing the group of inventions
Манипулятор 1 состоит из управляющей рукоятки 2, выполненной за одно целое с упру го деформируемым элементом 3. На управляющей рукоятке 2 для удобства управления установлена головка манипулятора 4 в виде шарика. Упруго деформируемый элемент выполнен из
эластичного материала в виде усеченного полого конуса, сужающегося к низу. The manipulator 1 consists of a control handle 2, made in one piece with a resiliently deformable element 3. On the control handle 2, the head of the manipulator 4 in the form of a ball is mounted. The elastic deformable element is made of elastic material in the form of a truncated hollow cone, tapering to the bottom.
В качестве эластичного материала могут использоваться различные сорта резин, силиконов, полиуретанов или иных эластичных полимеров. As an elastic material, various grades of rubbers, silicones, polyurethanes or other elastic polymers can be used.
На боковой поверхности конуса имеются вырезы 5, разделяющие радиально расходящиеся тензорезисторы 6. On the side surface of the cone there are cutouts 5 separating radially diverging strain gages 6.
Упругодеформируемый элемент полиморфного переключателя закреплен на печатной плате 7. The elastic deformable element of the polymorphic switch is mounted on the printed circuit board 7.
Управляющая рукоятка 2 расположена в центре внутренней полости упругодеформируемого элемента 3 и через отверстие 8 в печатной плате 7 выходит на внешнюю сторону переключателя 10. The control handle 2 is located in the center of the inner cavity of the elastically deformable element 3 and through the hole 8 in the printed circuit board 7 goes to the outside of the switch 10.
Тензорезисторы 6 представляют собой слой электропроводного эластичного материала 1 1 на поверхности упругодеформируемого элемента расположенный с его внешней и/или внутренней стороны. Strain gages 6 are a layer of electrically conductive elastic material 1 1 on the surface of an elastically deformable element located on its outer and / or inner side.
В качестве электропроводного эластичного материала могут использоваться электропроводящие полимеры на основе резин, силиконов или иных полимеров, наполненных металлическими пудрами, проводящими допированными полимерами, таких как полианилин, полипиррол, полиацетилен или углеродными наночастицами, а также их смесями. As the electrically conductive elastic material, electrically conductive polymers based on rubbers, silicones or other polymers filled with metal powders, conductive doped polymers such as polyaniline, polypyrrole, polyacetylene or carbon nanoparticles, as well as mixtures thereof, can be used.
Тензорезисторы 6 разделяются вырезами 5 или промежутками в упру го деформируемом элементе 3. The strain gages 6 are separated by cutouts 5 or by gaps in the elastic deformable element 3.
Стороны тензорезисторов 6, обращенные к центру упругодеформируемого элемента, электрически соединены за счет
непрерывности слоя электропроводного эластичного материала в центре. The sides of the strain gauges 6, facing the center of the elastically deformable element, are electrically connected due to continuity of the layer of conductive elastic material in the center.
Внешние радиально расходящиеся стороны тензорезисторов разделены вырезами 5 или специально сформированными промежутками на упругодеформируемом элементе 3 без электропроводного эластичного материала 1 1. The external radially diverging sides of the strain gages are separated by cutouts 5 or by specially formed gaps on the elastically deformable element 3 without an electrically conductive elastic material 1 1.
Упругодеформируемый элемент 3 закреплен на печатной плате 7 путем приклеивания (Фиг.2) или с помощью механических крепежных элементов (Фиг.1 и 3). В частности, на фиг.1 показано крепление упругодеформируемого элемента 3 к плате 7 с помощью стрежневых крепежных элементов 12, типа заклепок, винтов, штырей; на фиг.2 показано крепление упругодеформируемого элемента 3 к плате 7 с помощью приклеивания или приваривания к печатной плате с использованием бобышек или приливов 13, расположенных на упругодеформируемом элементе 3; на фиг.З показано крепление упругодеформируемого элемента 3 к плате 7 с помощью скоб для крепления 14. The elastic deformable element 3 is fixed to the printed circuit board 7 by gluing (Figure 2) or using mechanical fasteners (Figures 1 and 3). In particular, Fig. 1 shows the fastening of an elastically deformable element 3 to a board 7 using rod fasteners 12, such as rivets, screws, pins; figure 2 shows the fastening of the elastically deformable element 3 to the circuit board 7 by gluing or welding to the printed circuit board using bosses or tides 13 located on the elastically deformable element 3; Fig. 3 shows the fastening of the elastically deformable element 3 to the board 7 using brackets for fastening 14.
Слой электропроводного эластичного материала 1 1 , образующий тензорезисторы 6, обходит внешнюю сторону упругодеформируемого элемента 3 и заходит на его внутреннюю сторону. Это обеспечивает электрическое соединение радиально расходящихся сторон тензорезисторов 6 с токопроводящими дорожками 9 на плате 7 при креплении с помощью механических крепежных элементов, при приклеивании или сварке (фиг.6). A layer of conductive elastic material 1 1, forming a strain gauge 6, bypasses the outer side of the elastically deformable element 3 and comes on its inner side. This provides an electrical connection of the radially diverging sides of the strain gauges 6 with the conductive tracks 9 on the board 7 when attached using mechanical fasteners, when gluing or welding (Fig.6).
Токопроводящие дорожки 9 на плате 7 образуют шины и средства передачи данных 18 и соединяют тензорезисторы 6 каждого
полиморфного переключателя с микропроцессором 16 (Фиг. 7), который в свою очередь соединен с коммутирующим устройством 17. The conductive tracks 9 on the board 7 form the busbars and data transfer means 18 and connect the strain gauges 6 of each polymorphic switch with a microprocessor 16 (Fig. 7), which in turn is connected to a switching device 17.
Для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя используются дисплеи или свето диоды 19, расположенные возле манипулятора или непосредственно на нем (фиг.8- 15). To display the selected switching option and the state of the switch, displays or LEDs 19 are used located near the manipulator or directly on it (Figs. 8-15).
Свободный конец манипулятора 1 снабжен головкой 4, выполненной в виде съемной или постоянно закрепленной сферы. Головка может быть выполнена в виде выпуклой или вогнутой полусферы или иной формы насадкой. Это необходимо в ряде случаев для удобства управления и эргономичности. The free end of the manipulator 1 is equipped with a head 4, made in the form of a removable or permanently fixed sphere. The head can be made in the form of a convex or concave hemisphere or other shape nozzle. This is necessary in some cases for ease of operation and ergonomics.
На фигуре 4 показано действие пальцем руки на манипулятор 1, а на фигуре 5 - способ отсчета угла направления нажатия 20 манипулятора 1. Figure 4 shows the action of a finger on the manipulator 1, and in figure 5 - a method of counting the angle of the direction of pressing 20 of the manipulator 1.
На фигурах 8 - 11 показано функционирование дисплеев или светодиодов 19 при отображении состояния полиморфного переключателя 15. In figures 8 to 11 shows the operation of displays or LEDs 19 when displaying the status of the polymorphic switch 15.
На фигурах 8 - 1 1 показаны доступные варианты коммутации цепей 21 и выбранные варианты коммутации цепи 22, подсвеченные свето диодами 19. In figures 8 - 1 1 shows the available options for switching circuits 21 and the selected options for switching circuits 22, illuminated by LEDs 19.
Описание способа коммутации электрических цепей и принципа действия полиморфного переключателя будет описано совместно. A description of the method of switching electrical circuits and the principle of operation of the polymorphic switch will be described together.
Полиморфный переключатель работает следующим образом.
Для того чтобы произвести коммутацию электрических цепей одним из нескольких доступных вариантов, которые условно обозначены на манипуляторе 1 , оператор нажимает пальцем руки управляющую рукоятку 2 манипулятора 1 в направлении выбранного варианта коммутации цепей, а затем прекращает нажатие после осуществления коммутации (фиг. 2, 4). Силовое воздействие от нажатия, приложенное к манипулятору 1, рукояткой 2 передается на упруго деформируемый элемент 3, содержащий тензорезисторы 6, вырабатывающие сигналы для микропроцессора 16, осуществляющего действия по коммутации электрических цепей с помощью коммутирующего устройства 17. Усилие нажатия на управляющую рукоятку 2 передается на упруго деформируемый элемент 3, что вызывает его деформацию. Деформация упругодеформируемого элемента 3 фиксируется тензорезисторами 6. С помощью шин и средств передачи данных 18 сигналы от тензорезисторов 6 передаются в микропроцессор 16 (фиг.7) . Polymorphic switch works as follows. In order to switch electrical circuits with one of several available options, which are conventionally indicated on the manipulator 1, the operator presses the control handle 2 of the manipulator 1 with his finger in the direction of the selected circuit switching option, and then stops pressing after switching (Fig. 2, 4) . The pressure action applied to the manipulator 1 by the handle 2 is transmitted to an elastically deformable element 3 containing strain gauges 6 that generate signals for the microprocessor 16, which acts on switching electrical circuits using the switching device 17. The pressure on the control handle 2 is transmitted elastically deformable element 3, which causes its deformation. The deformation of the elastically deformable element 3 is fixed by the strain gauges 6. Using the tires and data transfer means 18, the signals from the strain gauges 6 are transmitted to the microprocessor 16 (Fig.7).
С помощью микропроцессора 16 анализируют значения сопротивлений тензорезисторов 6 манипулятора 1 и по их значениям, используя известные алгоритмы, вычисляют угол направления нажатия 20 манипулятора 1 (фиг. 5). Если вычисленный угол направления нажатия 20 попадает в диапазоны углов направлений, соответствующие одному из доступных вариантов коммутации цепей 21, то микропроцессор осуществляет выбранный вариант коммутации цепи 22 с помощью коммутирующего устройства 17 (фиг.7). Особенность отличия предлагаемого способа заключается в том, что угол направления нажатия вычисляется по сигналам одновременно снимаемых сразу с нескольких тензорезисторов, а вычисление
производятся с помощью известных алгоритмов, раскрытых например, в патенте RU 2275674. Using a microprocessor 16, the resistance values of the strain gages 6 of the manipulator 1 are analyzed and their angle using the known algorithms is used to calculate the angle of the direction of pressing 20 of the manipulator 1 (Fig. 5). If the calculated angle of the direction of pressing 20 falls into the ranges of the angle of directions corresponding to one of the available options for switching circuits 21, the microprocessor implements the selected option for switching the circuit 22 using the switching device 17 (Fig.7). A feature of the difference of the proposed method lies in the fact that the angle of the direction of pressing is calculated by the signals simultaneously taken simultaneously from several strain gauges, and the calculation are produced using known algorithms disclosed, for example, in patent RU 2275674.
Для реализации программным путем однопозиционного включателя-выключателя или конечного выключателя, требуемую коммутацию электрической цепи осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия 20 в единственный доступный диапазон углов направления нажатия (фиг. 12) соответствующий единственно доступному варианту коммутации цепей. To implement a programmed one-position switch-switch or limit switch, the required switching of the electrical circuit is carried out in the event that the calculated angle of the direction of pressing 20 falls into the only available range of angles of the direction of pressing (Fig. 12) corresponding to the only available option for switching circuits.
Для реализации программным путем двухпозиционного переключателя-тумблера (фиг. 13), а также трех- и многопозиционного переключателя (фиг. 14,15) требуемую коммутацию электрических цепей осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия соответственно в два, три или более диапазона углов направления нажатия манипулятора, соответствующих доступным вариантам коммутации цепей. For the implementation of a two-position switch-toggle switch (Fig. 13), as well as a three- and multi-position switch (Fig. 14.15), the required switching of the electrical circuits is carried out in the event that the calculated depression angle falls into two, three or more ranges of direction angles manipulator clicks corresponding to available circuit switching options.
Электронная система, показанная на фиг.7 обладает широкими возможностями. В частности она позволяет расширить функциональные возможности полиморфных переключателей программным путем, за счет изменения доступных вариантов коммутации электрических цепей 21 и их количества в процессе коммутации электрических цепей и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей 22. The electronic system shown in Fig.7 has wide capabilities. In particular, it allows you to expand the functionality of polymorphic switches programmatically, by changing the available options for switching electrical circuits 21 and their number in the process of switching electrical circuits and depending on the previously selected option for switching electrical circuits 22.
Для удобства пользователей выбранный вариант коммутации электрических цепей 22 отображается с помощью дисплеев или светодиодов 19, расположенных возле манипулятора или непосредственно на нем (фиг.8-15)
Электронная система, показанная на фиг.7 позволяет программным путем изменять отображаемые с помощью дисплеев или светодиодов 19 доступные варианты коммутации электрических цепей 21 и их вид в процессе коммутации и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей. For user convenience, the selected option for switching electrical circuits 22 is displayed using displays or LEDs 19 located near the manipulator or directly on it (Fig. 8-15) The electronic system shown in Fig.7 allows you to programmatically change the available options for switching electrical circuits 21 displayed by means of displays or LEDs 19 and their appearance during the switching process and depending on the previously selected option for switching electrical circuits.
Полиморфные переключатели - это многофункциональные, перепрограммируемые, высокотехнологичные и, в то же время, дешевые, простые, практически полностью полимерные переключатели. В них нет контактных групп, поэтому ничего не изнашивается. Ресурс даже лабораторных образцов полиморфных переключателей превышает 2.5 млн. нажатий, что многократно превосходит ресурс лучших представителей контактных переключателей. Polymorphic switches are multifunctional, reprogrammable, high-tech and, at the same time, cheap, simple, almost completely polymer switches. There are no contact groups in them, so nothing wears out. The resource of even laboratory samples of polymorphic switches exceeds 2.5 million clicks, which is many times greater than the resource of the best representatives of contact switches.
При такой высокой надежности в полиморфных переключателях не используются стратегические материалы и ценные цветные металлы (кроме меди в дорожках платы), дорогостоящие пружинные материалы и т.п. Они могут производиться из полимерных материалов на обычном оборудовании для производства деталей из пластмасс. With such high reliability polymorphic switches do not use strategic materials and valuable non-ferrous metals (except copper in the circuit board tracks), expensive spring materials, etc. They can be made from polymeric materials using conventional equipment for the production of plastic parts.
Как видно из описания, полиморфный переключатель по конструкции чрезвычайно прост. Все его элементы могут изготавливаться на автоматических линиях. Сборка полиморфных переключателей не требует значительных трудозатрат. Это позволяет организовать массовое производство с минимальной себестоимостью. As can be seen from the description, the polymorphic switch is extremely simple in design. All its elements can be made on automatic lines. The assembly of polymorphic switches does not require significant labor. This allows you to organize mass production with a minimum cost.
Разработанные технологии позволяют создавать полиморфные переключатели обладающие размерами от 20 до 7 мм и весом от 0.6 до 0.2 граммов Минимальные массогабаритные характеристики очень важны для космической, авиационной и иной мобильной техники.
Полиморфные переключатели обладают уникально широким спектром функциональности - выполняя функции простых выключателей, тумблеров или многопозиционных переключателей, они одновременно могут использоваться и как полноценные микроджойстики для ввода информации и для управления объектами. The developed technologies make it possible to create polymorphic switches with dimensions from 20 to 7 mm and weighing from 0.6 to 0.2 grams. The minimum weight and size characteristics are very important for space, aviation and other mobile equipment. Polymorphic switches have a uniquely wide range of functionality - performing the functions of simple switches, toggle switches or multi-position switches, they can simultaneously be used as complete micro-joysticks for entering information and for managing objects.
Более того, функции полиморфных переключателей могут изменяться программным путем в процессе его работы и в зависимости от предыдущих манипуляций. Moreover, the functions of polymorphic switches can be changed programmatically during its operation and depending on previous manipulations.
Таким широким набором функциональных возможностей не обладает ни один известный коммутирующий микроэлемент. Such a wide range of functionalities is not possessed by any known switching microelement.
Обладая уникальным сочетанием простоты, дешевизны, надежности и многофункциональности - полиморфные переключатели найдут самое широкое применение в электронике.
With a unique combination of simplicity, cheapness, reliability and multifunctionality - polymorphic switches will find the widest application in electronics.
Claims
1. Способ коммутации электрических цепей с помощью манипулятора, заключающийся в том, что на манипулятор, вокруг которого или на котором условно обозначены доступные варианты коммутации цепей, осуществляют нажатие в направлении выбранного варианта коммутации цепей, а затем прекращают нажатие после осуществления коммутации, причем силовое воздействие от нажатия, приложенное к манипулятору, передают на упругодеформируемый элемент, содержащий тензорезисторы, вырабатывающие сигналы для микропроцессора, осуществляющего действия по коммутации электрических цепей с помощью коммутирующих устройств, отличающийся тем, что помощью микропроцессора анализируют значения сопротивлений тензорезисторов манипулятора и по их значениям вычисляют угол направления нажатия манипулятора, и если вычисленный угол направления нажатия попадает в диапазоны углов направлений, соответствующие одному из доступных вариантов коммутации цепей, то микропроцессор осуществляет выбранный вариант коммутации цепи с помощью коммутирующих устройств. 1. The method of switching electrical circuits using the manipulator, which consists in the fact that the manipulator around which or on which the available options for switching circuits are conventionally pressed, press in the direction of the selected circuit switching option, and then stop pressing after switching, and the force from pressing, applied to the manipulator, is transmitted to an elastically deformable element containing strain gauges generating signals for a microprocessor carrying out commu voltage of electrical circuits using switching devices, characterized in that the microprocessor analyzes the resistance values of the strain gages of the manipulator and calculates the angle of the direction of depression of the manipulator by their values, and if the calculated angle of the direction of depression falls into the range of angle angles corresponding to one of the available options for switching circuits, then the microprocessor carries out the selected option for switching the circuit using switching devices.
2. Способ коммутации электрических цепей по п.1., отличающийся тем, что для реализации программным путем однопозиционного включателя-выключателя или конечного выключателя, требуемую коммутацию электрической цепи осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия в единственный диапазон углов направления нажатия, соответствующий единственному доступному варианту коммутации цепей.
2. The method of switching electrical circuits according to claim 1., Characterized in that for the software to implement a single-position on-off switch or limit switch, the required switching of the electrical circuit is carried out in case the calculated angle of the direction of pressing falls into the only range of angles of direction of depression corresponding to the only available circuit switching option.
3. Способ коммутации электрических цепей по п.1., отличающийся тем, что для реализации программным путем двухпозиционного переключателя-тумблера, а также трех- и многопозиционного переключателя требуемую коммутацию электрических цепей осуществляют в случае попадания вычисленного угла направления нажатия соответственно в два, три или более диапазона углов направления нажатия манипулятора, соответствующих доступным вариантам коммутации цепей. 3. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that for the implementation of the programmed two-position switch-toggle switch, as well as a three- and multi-position switch, the required switching of the electrical circuits is carried out in the event of a calculated angle of direction of pressing in two, three or more than the range of angles of the direction of pressing the manipulator, corresponding to the available options for switching circuits.
4. Способ коммутации электрических цепей по п.1., отличающийся тем, что программным путем изменяют доступные варианты коммутации электрических цепей и их количество в процессе коммутации электрических цепей и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей. 4. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that the software options change the available options for switching electrical circuits and their number in the process of switching electrical circuits and depending on the previously selected option for switching electrical circuits.
5. Способ коммутации электрических цепей по п.1., отличающийся тем, что выбранный вариант коммутации электрических цепей отображается с помощью дисплеев или светодиодов, расположенных возле манипулятора или непосредственно на нем. 5. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that the selected option for switching electrical circuits is displayed using displays or LEDs located near the manipulator or directly on it.
6. Способ коммутации электрических цепей по п.1., отличающийся тем, что программным путем изменяют отображаемые с помощью дисплеев или светодиодов доступные варианты коммутации электрических цепей и их вид в процессе коммутации и в зависимости от ранее выбранного варианта коммутации электрических цепей. 6. The method of switching electrical circuits according to claim 1, characterized in that the programmatically change the available options for switching electrical circuits displayed by means of displays or LEDs and their appearance during the switching process and depending on the previously selected option for switching electrical circuits.
7. Полиморфный переключатель для осуществления способа по п.1, содержащий корпус с управляющей рукояткой, которая соединена с упругодеформируемым элементом, на поверхности которого расположены тензорезисторы, соединенные с микропроцессором с
помощью шин и средств передачи данных, отличающийся тем, что упругодеформируемый элемент полиморфного переключателя выполнен в виде закрепленного на печатной плате усеченного полого конуса или иной осесимметричной полой фигуры из эластичного материала сужающейся к низу с вырезами на боковой поверхности или без них, в центре полости которой расположена управляющая рукоятка, которая через отверстие в печатной плате выходит на внешнюю сторону переключателя, а тензорезисторы представляют собой слой электропроводного эластичного материала на поверхности упругодеформируемого элемента, расположенный с его внешней и/или внутренней стороны и разделенный вырезами или промежутками так, что стороны тензорезисторов, обращенные к центру упругодеформируемого элемента, электрически соединены, а их внешние радиально расходящиеся стороны разделены, при этом упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате путем приклеивания и/или с помощью механических крепежных элементов, так, чтобы радиально расходящиеся стороны тензорезисторов были электрически соединены с токопроводящими дорожками на плате, образующими шины и средства передачи данных соединенные с микропроцессором . 7. A polymorphic switch for implementing the method according to claim 1, comprising a housing with a control handle that is connected to an elastically deformable element, on the surface of which are strain gauges connected to the microprocessor with using tires and data transmission means, characterized in that the elastically deformable element of the polymorphic switch is made in the form of a truncated hollow cone or other axisymmetric hollow figure fixed on a printed circuit board from an elastic material tapering to the bottom with cutouts on or without side, in the center of the cavity of which control handle, which through the hole in the circuit board goes to the outside of the switch, and the strain gages are a layer of conductive elastic material Ala on the surface of the elastically deformable element, located on its outer and / or inner side and separated by cuts or gaps so that the sides of the strain gauges facing the center of the elastically deformable element are electrically connected, and their outer radially diverging sides are separated, while the elastically deformable element is mounted on the printed circuit board by gluing and / or using mechanical fasteners so that the radially diverging sides of the strain gages are electrically connected to the current transformer interactions leading tracks on the board, forming the bus and data transmission means connected to the microprocessor.
8. Полиморфный переключатель по п.7, отличающийся тем, что для отображения выбранного варианта коммутации и состояния переключателя используются дисплеи или светодиоды, расположенные возле манипулятора или непосредственно на нем. 8. Polymorphic switch according to claim 7, characterized in that to display the selected switching option and the state of the switch, displays or LEDs are used located near the manipulator or directly on it.
9. Полиморфный переключатель по п.7, отличающийся тем, что свободный конец манипулятора снабжен головкой, выполненной в виде
съемной или постоянно закрепленной сферы, выпуклой или вогнутой полусферы или иной формы насадкой. 9. Polymorphic switch according to claim 7, characterized in that the free end of the manipulator is equipped with a head made in the form a removable or permanently fixed sphere, a convex or concave hemisphere, or other shape of a nozzle.
10. Полиморфный переключатель по п.7, отличающийся тем, что упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате10. Polymorphic switch according to claim 7, characterized in that the elastically deformable element is mounted on a printed circuit board
5 механическими крепежными элементами в виде заклепок или штырей. 5 mechanical fasteners in the form of rivets or pins.
1 1. Полиморфный переключатель по п.7, отличающийся тем, что упругодеформируемый элемент закреплен на печатной плате механическими крепежными элементами в виде скобок или хомутов. 1 1. Polymorphic switch according to claim 7, characterized in that the elastically deformable element is fixed to the printed circuit board by mechanical fasteners in the form of brackets or clamps.
12. Полиморфный переключатель по п.7, отличающийся тем, что ю упругодеформируемый элемент приклеен или приварен к печатной плате с использованием бобышек или приливов, расположенных на упругодеформируемом элементе.
12. The polymorphic switch according to claim 7, characterized in that the elasto-deformable element is glued or welded to the printed circuit board using bosses or tides located on the elasto-deformable element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000555 WO2014011070A1 (en) | 2012-07-09 | 2012-07-09 | Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000555 WO2014011070A1 (en) | 2012-07-09 | 2012-07-09 | Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2014011070A1 true WO2014011070A1 (en) | 2014-01-16 |
Family
ID=49916377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000555 WO2014011070A1 (en) | 2012-07-09 | 2012-07-09 | Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2014011070A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5790102A (en) * | 1996-03-28 | 1998-08-04 | Nassimi; Shary | Pressure sensitive computer mouse |
| WO2005057396A1 (en) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | Vladimir Stepanovich Nikitin | Method for tracking control and device for carrying out said method |
| RU2301439C1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-06-20 | Ооо Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" | Three-dimensional micro-joystick |
| RU97210U1 (en) * | 2010-04-05 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Электроаппарат" | AUTOMATIC SWITCH CONTROL MECHANISM |
| RU2455678C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" | Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation |
-
2012
- 2012-07-09 WO PCT/RU2012/000555 patent/WO2014011070A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5790102A (en) * | 1996-03-28 | 1998-08-04 | Nassimi; Shary | Pressure sensitive computer mouse |
| WO2005057396A1 (en) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | Vladimir Stepanovich Nikitin | Method for tracking control and device for carrying out said method |
| RU2275674C2 (en) * | 2003-12-09 | 2006-04-27 | Владимир Степанович Никитин | Method for controlling cursor and device for its realization |
| RU2301439C1 (en) * | 2005-10-25 | 2007-06-20 | Ооо Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" | Three-dimensional micro-joystick |
| RU97210U1 (en) * | 2010-04-05 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Электроаппарат" | AUTOMATIC SWITCH CONTROL MECHANISM |
| RU2455678C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Тензосенсор" | Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019198371A1 (en) | Multidirectional input device | |
| US7297882B2 (en) | Multifunctional switch device | |
| JP2012027541A (en) | Contact pressure detection device and input device | |
| WO1999019887A1 (en) | Segment analog pointing device | |
| US11049674B2 (en) | Push button with haptic feedback | |
| EP3855296A1 (en) | Sensor device and method | |
| WO2017166813A1 (en) | Pressure sensor, haptic feedback device and related devices | |
| CN109952548B (en) | Detecting trigger motion without mechanical switch | |
| RU2455678C1 (en) | Method for electric circuits commutation and multifunctional switch for its implementation | |
| CN107768166A (en) | Keyboard | |
| WO2014011070A1 (en) | Method for electronic circuit switching and a polymorphic switch for implementing same | |
| CN104934250A (en) | Keyboard device, button device and electronic device | |
| CN209390035U (en) | The annular touch control structure of electric appliance | |
| US11635830B2 (en) | Haptic trackpad with anisotropic compliant spacer | |
| RU2301439C1 (en) | Three-dimensional micro-joystick | |
| WO2018180346A1 (en) | Force sensor | |
| JP2002236548A5 (en) | ||
| WO2003005334A9 (en) | Controller with tactile feedback | |
| WO2018146952A1 (en) | Input device | |
| CN219677105U (en) | Key, key assembly and electronic device | |
| KR101124614B1 (en) | portable electronic appliances switch | |
| KR101808760B1 (en) | Input device for touch sensing. | |
| CN202211995U (en) | Touch panel control device and game device with same | |
| JP4573891B2 (en) | Input device | |
| WO2020115454A1 (en) | Interface device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12880799 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12880799 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |