[發明專利]基于霍爾元件的二維模塊化足態力傳感器

在審

• 申請號: 202111178218.2
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113995401A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 任立敏;王寬寬;王新宇;譚益松
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103
• 代理公司: 北京庚致知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11807
• 代理人: 李曉輝

1.一種基于霍爾元件的二維模塊化足態力傳感器，其特征在于，包括：第一壓力檢測模塊、第二壓力檢測模塊、下部固定板和上部固定板；

所述第一壓力檢測模塊和第二壓力檢測模塊的結構相同，所述第一壓力檢測模塊用于檢測人體行走時向后的力，所述第二壓力檢測模塊用于檢測人體行走時向下的力；

所述第二壓力檢測模塊包括：永磁體、上部移動元件、中部彈簧和下部固定元件和霍爾元件；

所述上部移動元件呈圓筒狀，在所述上部移動元件的下端形成有上法蘭部，所述上法蘭部形成為正方形，所述正方形的上法蘭部的四個角部均形成有一個通孔，所述上法蘭部的四個側壁均形成有T型滑槽，所述T型滑槽的延伸方向為所述上部移動元件的軸向；所述上部移動元件的下端設置有圓柱部，在所述圓柱部的周邊形成有環形槽；

所述中部彈簧的上端設置于所述環形槽內，并且使得所述圓柱部插入于所述中部彈簧的上端；

所述下部固定元件包括正方形的基部以及設置于所述基部上的圓筒部，其中，所述圓筒部的內徑與所述中部彈簧的外徑相同，并使得所述中部彈簧的下端設置于所述圓筒部；所述下部固定元件的圓筒部的側壁形成有開口；所述下部固定元件的基部的下表面形成一個T型凸起；

所述霍爾元件設置于所述基部的上表面，并位于所述圓筒部內，所述永磁體設置于所述上部移動元件的中心孔內；

所述基部的四個角部形成有四個螺紋孔，螺釘穿過所述上部移動元件的通孔，擰入所述基部的螺紋孔內，以通過所述螺釘限制所述上部移動元件沿遠離所述基部的方向的運動位置，并使得上部移動元件能夠產生接近所述基部的方向的運動；

所述下部固定板上開設有T型滑槽，所述第二壓力檢測模塊的下部固定元件的T型滑塊可滑動地設置于所述T型滑槽內，并且當向第二壓力檢測模塊施加的力中存在沿下部固定板上的T形滑槽的方向的分力時，會使得所述第二壓力檢測模塊在所述下部固定板滑動；所述上部固定板上形成有長條形孔，所述長條形孔的長度方向與所述下部固定板的T形滑槽的長度方向平行，當所述第二壓力檢測模塊可滑動地設置于所述下部固定板時，所述第二壓力檢測模塊的上部移動元件部分穿過所述上部固定板的長條形孔，位于所述上部固定板的上方，所述第二壓力檢測模塊的上部移動元件的直徑與所述長條形孔的寬度方向相同；所述長條形孔的長度大于所述上部移動元件的直徑；

所述上部固定板和下部固定板之間設置有前側固定板、后側固定板、左側固定板和右側固定板，并通過前側固定板、后側固定板、左側固定板和右側固定板圍合成一個內部區域；

所述第一壓力檢測模塊設置于所述上部固定板和下部固定板之間，所述第一壓力檢測模塊的上部移動元件的軸向方向與所述長條形孔的長度方向平行；所述第一壓力檢測模塊的上部移動元件的一端與所述左側固定板緊密接觸或者固定于所述左側固定板；所述第一壓力檢測模塊的下部固定元件的T型凸起可滑動地設置于所述第二壓力檢測模塊的上部移動元件的T型滑槽和/或下部固定元件的T型滑槽內。

2.根據權利要求1所述的基于霍爾元件的二維模塊化足態力傳感器，其特征在于，所述第二壓力檢測模塊的所述上法蘭部的T型滑槽的延伸方向為豎直方向。

3.根據權利要求1-2所述的基于霍爾元件的二維模塊化足態力傳感器，其特征在于，所述環形槽的外徑與所述中部彈簧的外徑相同，所述圓柱部的內徑與所述中部彈簧的內徑相同，并使得所述中部彈簧卡在所述上部移動元件的下側。

4.根據權利要求1-3所述的基于霍爾元件的傳感器，其特征在于，所述永磁體的外徑與所述上部移動元件的中心孔的內徑相同，所述永磁體的中心軸線與所述上部移動元件的中心孔的中心軸線重合。