专利名称：方位传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种方位传感器，特别涉及一种用于侦测倾斜方向的方位传感器。
背景技术：
随着自动化技术的发展，在建筑机械、机器人、医疗器械、便携式电子装置等设备中，要保证姿势正确，重心稳定，对倾斜方向进行控制是不可缺少的。通常的传感器采用导电球进行侦测，通过导电球在重力作用下滚动至预定位置并导通侦测电路，从而完成导电球的方位感测。然而，导电球在使用时间较长以后，表面容易氧化致使导电性能降低甚至丧失，这将影响方位传感器的侦测灵敏度和工作寿命。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种灵敏度高、工作寿命长的方位传感器。一种方位传感器，包括管体、若干光侦测装置及光源，管体呈封闭状，具有非透光的管壁，管体内填充一定比例的流动液体并设有一个非透光的球体，该球体漂浮于流动液体的表面，管壁相对两侧设有若干相互对应的导光孔，每一光侦测装置设置于管壁的一个导光孔处，每一光源与每一光侦测装置相对设置，该每一光源产生的光可通过管壁相对两侧的导光孔分别射向相对的该每一光侦测装置，管体倾斜过程中，球体的位置跟随管体内流动液体的表面位置变化，球体位于管壁相对两侧的两个导光孔之间时，遮挡所述光源产生的光射向所述光侦测装置，使光侦测装置产生用于定位球体的反馈信号。本发明方位传感器根据不透光球体是否遮挡光线来判断管体的倾斜方向，由于球体的不透光特性不会随方位传感器的使用时间长短而变化，避免影响方位传感器的侦测灵敏度和工作寿命。下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明一实施例的方位传感器的示意图。图2为图1中的方位传感器的剖视示意图。图3为图1中的方位传感器的方框示意图。图4为本发明另一实施例的方位传感器的方框示意图。图5为应用图3所示的方位传感器的方法的流程图。主要元件符号说明管体10管壁12导光孔14流动液体16球体18
光侦测装置20光源22脉冲电路24计时器25计数单元26处理单元28信号侦测�？�281方向确定�？�282距离确定�？楣�具体实施例方式请参考图1和图2，本发明一实施例的方位传感器包括管体10，置于管体10外的若干光侦测装置20及若干光源22。管体10呈封闭状，图1仅示出管体10的一部分，管体10可根据所应用的场合延伸呈任意的形状，本实施例中管体10为弯曲状。管体10具有一管壁12，管壁12可由非透光材料制成。管壁12的相对两侧形成有互相对应的若干导光孔14，直射光线可从管壁12 — 侧的导光孔14穿过至管壁12另一侧上相应的导光孔14。本实施例中管壁12上设有三对即六个导光孔14，且导光孔14均呈圆形，可以理解地导光孔14的数量可根据管体10的大小以及需要感测管体10位置变化范围的大小而变更，形状也不限于圆形，可以是方形等。 管壁12也可由透光材料制成，再在管壁12外表面上除导光孔14处涂上一层非透光材料。管体10内填充一定比例的流动液体16。流动液体16可以是水等可透光且流动性佳的物质。同时管体10内还设有一个球体18，该球体18的密度小于流动液体16的密度， 因此球体18漂浮在流动液体16的表面。管体10倾斜时，流动液体16的表面位置发生变化，同时也使球体18的位置发生变化。光源22和光侦测装置20均设置在管体10两侧的导光孔14处，且每一光源22与每一光侦测装置20相对设置。本实施例中光源22设置在管壁12的一侧并分别对应设置在该一侧的导光孔14 处。一个光源22对应该一侧的一个导光孔14，因此光源22数量与该一侧的导光孔14的数量一致，本实施例中光源22为三个。光源22发出的光可从邻近的导光孔14穿过管壁12 另一侧上对应的导光孔14。光源22可为放电灯、钨丝灯或者荧光灯等。本实施例中，该光源22包括发光二极管，从而具有能耗低、亮度高、工作寿命长的优点。光侦测装置20设置在管壁12的相对另一侧并分别对应设置在该另一侧的导光孔 14处。一个光侦测装置20对应管壁12的该另一侧的一个导光孔14，当球体18没有遮挡在管壁12上的两个对应的导光孔14之间时，光源22发出的光可穿过该对导光孔14而被光侦测装置20接收，光侦测装置20因此产生对应的反馈信号。若管体10发生倾斜，球体 18随流动液体16的表面的位置变化而发生变化，当球体18位于管壁12上的两个对应的导光孔14之间时，光源22发出的光被球体18挡住，因而不能被光侦测装置20接收，光侦测装置20因此产生另一个对应的反馈信号。根据因光线被遮挡而产生的该反馈信号即可判断管体10的倾斜位置变化的情况。
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在其他实施例中光侦测装置20并非要设置在管壁12的一侧，只要满足光侦测装置20与光源22 —一对应设置，并使光源22的光能通过管壁12上的相应的两个导光孔14 且被光侦测装置20接收即可。由于该方位传感器是根据不透光球体18是否遮挡光线来判断管体10的倾斜方向，而球体18的不透光特性不会随方位传感器的使用时间长短而变化，因此不会影响方位传感器的侦测灵敏度和工作寿命。优选的，球体18的尺寸应大于导光孔14的尺寸，以利于球体18更好的挡住透过导光孔14的光线，避免产生失真的反馈信号。请参考图3，该方位传感器还进一步包括脉冲电路M、计数单元沈和处理单元28。该脉冲电路M用于产生一脉冲信号。该计数单元沈与该脉冲电路M电连接，用于计算该脉冲电路对产生的脉冲信号数。该处理单元28与光侦测装置20及脉冲电路M电连接。该处理单元28在该光侦测装置20产生球体18遮挡光线的反馈信号的持续时间内每隔一预定时间控制该脉冲电路 24产生一脉冲信号，同时在该脉冲电路M产生脉冲信号时，控制该计数单元沈开始计数， 并在脉冲电路M停止产生脉冲信号时，控制该计数单元沈清零。该处理单元观还用于根据该反馈信号确定管体10的倾斜方向，并根据脉冲数量及球体18在管体10内的移动距离的对应关系确定该脉冲的数量所对应的管体10的倾斜移动的距离。在本实施例中，该处理单元观包括信号侦测�？楣�1、方向确定�？�282及距离确定模块观3。该信号侦测�？�281在该光侦测装置20产生的球体18遮挡光线的反馈信号的持续时间内每隔一预定时间控制该脉冲电路M产生一脉冲信号，并在该脉冲电路M产生脉冲信号时，控制该计数单元沈开始计数。该信号侦测�？�281还用于在该脉冲电路M停止产生脉冲信号时，将该计数单元沈清零。该方向确定�？�282用于根据该反馈信号确定管体10的倾斜方向。例如，当管体 10在图1中所示的方位向右倾斜使流动液体16的表面上升时，球体18将向上挡住靠上方的一对导光孔14之间，与该对导光孔14对应的光侦测装置20即产生反馈信号，进而确定管体10向右倾斜。该距离确定�？�283根据脉冲数量与球体18在管体10内的移动距离的对应关系确定该计数单元26的脉冲数所对应的管体10的倾斜距离。请参考图4，上述计数单元沈和脉冲电路M在其他实施例中也可由一计时器25 代替。该计时器25与处理单元观电连接，当信号侦测�？�281在侦测到光侦测装置20产生球体18遮挡光线的反馈信号时，启动该计时器25计时。当该光侦测装置20没有产生球体18遮挡光线的反馈信号时，该信号侦测�？�281控制计时器25停止计时并清零。图5示出了本发明一实施例的方位传感器的操作流程。在步骤S401中，侦测该光侦测装置20是否产生反映球体18遮挡光线的反馈信号，如果没有该反馈信号，执行步骤 S401 ；如果有反馈信号，则执行步骤S402。在步骤S402中，该方向确定�？�282根据该表示球体18遮挡光线的反馈信号来确定管体10的倾斜方向。在步骤S403中，该信号侦测�？�281控制该脉冲电路M在光侦测装置20产生上述反馈信号的持续时间内每经过一预定
5时间产生一脉冲信号。在步骤S404中，该信号侦测�？�281在该脉冲电路M产生脉冲信号时控制该计数单元沈开始计数。在步骤S405中，该距离确定�？�283根据该计数单元 26的脉冲数确定管体的倾斜距离。 在其他实施例中，步骤S403至步骤S405可为该信号侦测�？�281控制该计时器 25开始计时。该距离确定�？�283根据计时器25所计的反馈信号持续时间确定管体10的倾斜距离。
权利要求
1.一种方位传感器，包括封闭的管体，管体包括非透光的管壁，管体内填充一定比例的流动液体，且管体内还设有一个非透光的球体，该球体漂浮于流动液体的表面，管壁相对两侧设有若干相互对应的导光孔；若干光侦测装置，设置在导光孔处；及若干光源，每一光源与每一光侦测装置相对设置，该每一光源产生的光可通过管壁相对两侧的导光孔分别射向相对的该每一光侦测装置；管体倾斜过程中，球体的位置跟随管体内流动液体的表面位置变化，球体位于管壁相对两侧的两个导光孔之间时，遮挡所述光源产生的光射向所述光侦测装置，使光侦测装置产生用于定位球体的反馈信号。
2.如权利要求1所述的方位传感器，其特征在于所述光侦测装置设置于管壁的其中一侧并分别设置在所述一侧的各个导光孔处，所述光源设置于管壁相对的另一侧并分别设置在所述另一侧的各个导光孔处。
3.如权利要求1所述的方位传感器，其特征在于还包括脉冲电路，用于产生脉冲信号；计数单元，用于计算该产生的脉冲信号的数量；及处理单元，与光侦测装置电连接，用于控制该脉冲电路在光侦测装置产生的反馈信号的持续时间内每隔一预定时间产生脉冲信号，并在脉冲电路产生脉冲信号时，控制计数单元开始计数，及根据该反馈信号确定管体的倾斜方向，和根据该计数单元计算的产生的脉冲信号的数量确定管体倾斜的距离。
4.如权利要求3所述的方位传感器，其特征在于，该处理单元包括信号侦测�？椋糜诳刂聘寐龀宓缏吩诠庹觳庾爸貌姆蠢⌒藕诺某中奔淠诿扛粢辉ざㄊ奔洳龀逍藕牛⒃诼龀宓缏凡龀逍藕攀保刂萍剖ピ技剖环较蛉范？椋糜诟莞梅蠢⌒藕湃范ü芴宓那阈狈较颍患熬嗬肴范？椋糜诟莞眉剖ピ扑愕牟穆龀逍藕诺氖咳范ü芴迩阈钡木�1 O
5.如权利要求3或4所述的方位传感器，其特征在于所述处理单元或信号侦测单元在脉冲电路停止产生脉冲信号时，控制该计数单元清零。
6.如权利要求1-4项中任意一项所述的方位传感器，其特征在于所述球体的尺寸大于导光孔的尺寸。
全文摘要
一种方位传感器，包括管体、光侦测装置及光源，管体具有非透光的管壁，其内填充流动液体并设有漂浮于流动液体表面的非透光球体，管壁相对两侧设有相互对应的导光孔，光侦测装置与光源相对设置于管壁的两侧，每一光源产生的光可通过管壁相对两侧的导光孔分别射向与其对应的一光侦测装置，当球体位于管壁相对两侧的两个导光孔之间时，可遮挡所述光源产生的光射向所述光侦测装置，并使光侦测装置产生用于定位球体的反馈信号。本发明方位传感器根据不透光球体是否遮挡光线来判断管体的倾斜方向，具有侦测灵敏度高和工作寿命长的优点。
文档编号G01C9/10GK102466481SQ20101053344
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者周俊弘 申请人:富泰华工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司
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