[發(fā)明專利]利用MEMS傳感器的智能按鈕設備

有效

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112857316B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設計）人: M·比安科;L·布拉科;M·喬達里;R·穆拉;S·P·里沃爾塔;F·里扎爾迪尼
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司;意法半導體公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01C19/00;B25F5/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 羅利娜

本公開的實施例涉及利用MEMS傳感器的智能按鈕設備。提供了一種基于線性構件的線性運動的用于生成控制信號的設備。該設備包括線性構件、可旋轉構件、被耦接到可旋轉構件的第一慣性測量單元(IMU)以及具有固定位置的第二IMU。該設備還包括處理電路，處理電路使用來自IMU的感測信號來確定關于第二IMU的第一IMU的姿態(tài)，并且該處理電路基于該姿態(tài)生成控制信號。

技術領域

本公開涉及用于基于在慣性運動傳感器之間的角度生成可變電信號的設備和方法。

背景技術

諸如鉆頭、圓鋸和研磨機的工具可以使用按鈕控制，該按鈕控制將按鈕被按壓的距離轉換為設置工具的速度或轉矩的電控制信號。電位計可以被用于創(chuàng)建電控制信號。然而，電位計會受到由于金屬屑進入電位計而導致的磨損、灰塵侵入和電短路。由于電位計磨損，工具的特性可以隨時間而變化。日常地使用工具的電力工具用戶對于工具的響應性非常敏感。

發(fā)明內容

在各種實施例中，本公開提供了設備和方法，其中“智能”按鈕被用于將線性運動轉換為旋轉運動。例如，線性運動可以由包括智能按鈕的電力工具的用戶提供。兩個或更多個運動傳感器(諸如第一和第二慣性測量單元)被用于基于智能按鈕的操作來控制工具的一個或多個操作參數(shù)或特征。更具體地說，第一慣性測量單元可以在旋轉構件上響應于線性運動(例如，響應于用戶按壓智能按鈕)而旋轉，而第二慣性測量單元可以具有固定的位置，諸如在工具的外殼上或內部。相對于第二慣性測量單元的第一慣性測量單元的旋轉量可以被用作智能按鈕的按壓量的代理，或者可以表示智能按鈕的按壓量。因此，第一和第二慣性測量單元的輸出可以被處理并且用于控制工具的一個或多個操作參數(shù)，諸如電機的速度等。

智能按鈕設備可以包括線性構件、可旋轉構件以及第一和第二慣性測量單元(IMU)。可旋轉構件被耦接到線性構件，使得當線性構件運動或位移時，可旋轉構件與線性構件的位移成比例地旋轉。第一IMU被耦接到可旋轉構件，使得第一IMU的位置響應于可旋轉構件的旋轉而變化。第一IMU被配置為生成第一感測信號。第二IMU相對于可旋轉構件具有固定位置。第二IMU被配置為生成第二感測信號。智能按鈕設備還包括第一處理電路(或電路裝置)，該第一處理電路被耦接到接收第一和第二感測信號的第一IMU和第二IMU。處理電路在操作中基于第一和第二感測信號確定相對于第二IMU的第一慣性測量單元IMU的姿態(tài)，并且基于所確定的第一慣性測量單元的姿態(tài)生成控制信號。

利用智能按鈕的工具可以包括線性構件以及可旋轉構件。可旋轉構件可以被耦接到線性構件，其中可旋轉構件的旋轉運動由線性構件的線性位移確定。該工具還可以包括第一IMU和第二IMU。第一IMU被耦接到可旋轉構件，具有響應于可旋轉構件的旋轉而變化的位置。相對于第二慣性測量單元的第一慣性測量單元的姿態(tài)確定了該工具的操作參數(shù)。

用于智能按鈕設備的操作方法可以包括將線性構件的線性運動轉換為第一慣性測量單元的旋轉運動；通過使用來自第一和第二慣性測量單元的感測信號的第一處理電路來確定關于第二慣性測量單元的第一慣性測量單元的姿態(tài)；以及基于所確定的姿態(tài)控制工具的操作參數(shù)。

附圖說明

現(xiàn)在將通過示例參考附圖。在附圖中，相同的附圖標記標識相似的元件或動作。然而，在一些附圖中，不同的附圖標記可以被用于指示相同或相似的元件。附圖中元件的尺寸和相對位置不一定按比例繪制。這些元件中的一些元件被放大或定位以提高附圖的易讀性。

圖1是示意性圖示了根據(jù)本公開的一個或多個實施例的智能按鈕設備的機械組件的前視圖。

圖2是圖示了根據(jù)一個或多個實施例的智能按鈕設備的框圖。

圖3是圖示了根據(jù)一個或多個實施例的智能按鈕設備的機械組件的部件的等距視圖。

圖4是根據(jù)一個或多個實施例的智能按鈕設備的處理電路裝置的功能框圖。

圖5是根據(jù)一個或多個實施例的利用智能按鈕設備的工具的框圖。