[發(fā)明專利]應(yīng)用混入微小構(gòu)造體的柔軟感應(yīng)材料的速度傳感器裝置及速度信號(hào)感應(yīng)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910212501.5
• 申請日: 2009-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN102062784A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭松
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫千里信步精密機(jī)電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01P3/50
• 分類號(hào): G01P3/50;G01P3/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用混入了微小構(gòu)造體的柔軟感應(yīng)材料在其受外界影響發(fā)生變形的情況下，及電氣特性發(fā)生變化，將柔軟材料在外界影響下發(fā)生的變形的速度變化所引起的相關(guān)的電氣信號(hào)變化檢測出用來作為引起柔軟材料變形的速度信號(hào)的裝置及方法。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有的速度傳感器有檢出磁性脈沖信號(hào)方式的速度傳感器，光學(xué)及靜電脈沖檢出方式的速度傳感器，也有通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置并記錄轉(zhuǎn)速的速度傳感器。?

以上的傳感器，其作為感應(yīng)速度信號(hào)的材料或者機(jī)構(gòu)都是硬質(zhì)的材料。還沒有像橡膠一樣的柔軟高分子材料作為加速度信號(hào)感應(yīng)材料的加速度傳感器。?

發(fā)明內(nèi)容

前述的傳統(tǒng)的速度傳感器，都是應(yīng)用硬質(zhì)的感應(yīng)材料或者機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的柔軟速度感應(yīng)材料作為速度感應(yīng)材料的應(yīng)用，提供了一種新型的速度傳感器及速度檢測方法。并且該柔軟感應(yīng)材速度傳感器構(gòu)造簡單，有利于降低速度傳感器生產(chǎn)成本和根據(jù)廣泛的應(yīng)用。?

本發(fā)明的目的，是提供了新型的柔軟材料作為速度傳感器感應(yīng)材料的速度傳感器裝置及速度信號(hào)的感應(yīng)檢測方法。也就是應(yīng)用了混入微小構(gòu)造體的柔軟感應(yīng)材料速度傳感器裝置及速度感應(yīng)方法。?

本專利申請的第一個(gè)發(fā)明內(nèi)容是，發(fā)明了應(yīng)用混入了微小構(gòu)造體的柔軟材料作為速度傳感器感應(yīng)材料的速度信號(hào)的檢測方法。是提供了混入了微小構(gòu)造體的柔軟材料在其形狀發(fā)生變化時(shí)，其形狀變化的速度引起的該柔軟材料的電氣特性變化的檢測方法，并將應(yīng)用此檢測方法檢測出的電信號(hào)變化作為加速度信號(hào)的檢測方法。?

另外，本發(fā)明申請的第二個(gè)發(fā)明內(nèi)容是，該速度傳感器裝置由以下幾部分組成：a，柔軟的高分子橡膠材料；b，混入柔軟中的導(dǎo)電性微小機(jī)械構(gòu)造材料；c，引起柔軟材料變形的機(jī)構(gòu)；d，柔軟構(gòu)造體電氣特性檢測及將檢測出的與柔軟構(gòu)造體變形的速度相關(guān)的電信號(hào)分離出并將速度信號(hào)輸出電信號(hào)檢出模塊。?

關(guān)于發(fā)明的效果的說明?

依據(jù)本發(fā)明申請的發(fā)明，可以用柔軟的混入了微型構(gòu)造的材料來用作速度傳感器的感應(yīng)速度信號(hào)的材料，制作新型速度傳感器。該新型速度傳感器構(gòu)造簡單，將更加有利于速度傳感器的廣泛使用。?

本發(fā)明實(shí)施時(shí)最佳方案的說明?

一，混入了微小構(gòu)造體的柔軟材料在受到外界影響發(fā)生形狀變化時(shí)其內(nèi)部微小構(gòu)造體的機(jī)電特性變化特性及其利用：混入微小導(dǎo)電構(gòu)造的柔軟材料，如橡膠材料中的具有導(dǎo)電特性的微小構(gòu)造體，由于是微小的機(jī)械構(gòu)造，當(dāng)柔軟材料的形狀發(fā)生變化時(shí)，微小機(jī)械構(gòu)造受周圍的柔軟材料的微小范圍內(nèi)的流動(dòng)的影響，并且由于在微小空間范圍內(nèi)發(fā)生在微小構(gòu)造體周圍的柔軟材料的流動(dòng)速度不均衡，將是微小構(gòu)造體發(fā)生變形，使其導(dǎo)電特性發(fā)生變化。在柔軟材料中的微小機(jī)械構(gòu)造體的導(dǎo)電特性的變化，在宏觀上，導(dǎo)致混入了微小機(jī)械構(gòu)造的柔軟材料的電氣特性發(fā)生變化。通過電子檢測回路，將混入了微小構(gòu)造體的柔軟材料的隨其內(nèi)部應(yīng)力變化而引起的電氣特性變化檢測出，并且將外部變形所引起的內(nèi)部應(yīng)力變化中的由外部?速度變化所導(dǎo)致的分離處理，作為檢測出的速度信號(hào)輸出。?

圖1，圖2，圖3是本發(fā)明申請中的混入柔軟材料中的微小機(jī)械構(gòu)造的模型圖。?

圖5是混入了具有導(dǎo)電特性的柔軟材料的電氣模型圖。從電氣特性上看，混入了具有導(dǎo)電特性的微小機(jī)械構(gòu)造的柔軟材料可以看做是由電阻(R)，電容(C)，電感(L)組成的網(wǎng)絡(luò)。?

圖4是柔軟材料中的導(dǎo)電構(gòu)造體在在周邊柔軟材料發(fā)生位移變化時(shí)的簡化的質(zhì)量，彈簧，阻尼機(jī)械模型。?

其機(jī)電特性關(guān)系式可以簡單的由下式表示：?

mK_mZ+cK_cZ+kK_cZ＝A·v²

Z：柔軟感應(yīng)材料的阻抗變化值?

v：柔軟材料的變形速度?

m，c，k，：微小構(gòu)造體簡化機(jī)械模型的質(zhì)量，阻尼，彈性系數(shù)?

K_m，K_c，K_k：系數(shù)?

柔軟材料中混入的具有導(dǎo)電性的微小機(jī)械構(gòu)造體的變化，將導(dǎo)致整個(gè)混入微小導(dǎo)電構(gòu)造的柔軟材料的整體的電氣特性的變化。即，柔軟材料的阻抗的變化。?

二，利用本發(fā)明制作速度傳感器的應(yīng)用例：?