工業滑鼠磁性液體平移感應裝置製造方法
2023-06-08 21:07:11
工業滑鼠磁性液體平移感應裝置製造方法
【專利摘要】設計一項工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，主要包括橫向傾斜角傳感器，縱向傾斜角傳感器，激勵電源，直有機玻璃管，磁性液體，激勵線圈，感應線圈A，感應線圈B，電壓數據輸出接口，密封塞，石棉保護層等。本裝置採用螺線管式差動變壓器的工作原理，其核心部分是可變互感，利用磁流體兼具磁性和流動性的特點實現傾斜角的感應以及傾斜數值的讀取，通過對傾斜角的感應確定位移的感應以及位移量的確定。基基磁性液體的高靈敏度和高線性度，巧妙運用慣性的作用，由外界對設備進行位移運動，使其在使用過程中產生左右液面的位移差。同時基於有機玻璃管管徑大小與長度比例的靈活控制，本發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置能夠精確測量幾個微米範圍內的微小位移變化，增加滑鼠操作的靈敏程度。
【專利說明】工業滑鼠磁性液體平移感應裝置
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及工業滑鼠平移感應裝置，尤其是基於磁性液體傾斜角傳感器原理的滑鼠平移感應裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現代科技對傳感技術要求的不斷提高，傾斜角傳感器不僅在微流量測量、洩露測試、潔淨間監測、環境密封性檢測等高精度測量場合的應用越來越廣泛，同時在機械工業產品的研發上也起了十分巨大的作用。目前，傳感器主要是壓阻式和電容式兩種，由於存在微米級應變膜厚度的精確控制問題，存在製造難度大，均勻性，重複性差，成本又高等問題，開發一種低成本、高精度、性能優異的傾斜角傳感裝置並應用於工廠設計研發新產品具有良好的應用前景。近些年，國內外研究人員開始對磁性液體進行研究，現在磁性液體已經廣泛應用於磁性液體密封、磁性液體阻尼器、磁性液體壓差傳感器等領域。而此新型功能材料磁性液體的引入，為基於傾斜角傳感裝置的新型工業產品研發提供了新的機遇，憑藉此材料的獨有特性，可以製作出具有高線性度、穩定、高靈敏度、高精度、結構簡單、成本低以及長壽命等優點的磁性液體傳感裝置。但是從目前可檢索的國內外文獻資料中可以看出，國內還沒有實用性的涉及磁性液體傾斜角傳感裝置的工業產品研製成功，並且現有的研究都不通過傾斜角測量、感應位移運動的裝置，因此研製一款帶有通過傾斜角測量位移運動的磁性液體傾斜角傳感裝置的工業產品具有十分重要的意義。
[0003]同時工業滑鼠作為機電一體化發展不可獲缺的設備之一，其安全性、靈敏度，操作的方便性，穩定性直接關係著企業效益以及操作人員的安全。所以設計一款採用傾斜角測量感應位移運動的工業滑鼠磁性液體平移感應裝置具有十分重大的意義與經濟效益。
[0004]發明專利內容
[0005]為了實現位移運動信號的採集以及測量、讀取從而控制滑鼠的指令操作，本發明專利提供了工業滑鼠平移感應裝置，採用的是螺線管式差動變壓器的工作原理。其核心部分是可變互感，利用磁性液體能產生感應磁場的性質以及位移運動時慣性的作用，通過其流動時線圈互感的變化實現傾斜角的測量採集以及讀取，每一項傾斜角數值都與一個位移信號相對應，通過對傾斜角的讀取實現對位移信號的讀取。
[0006]本發明專利解決其技術問題所採用的技術方案是:工業滑鼠平移感應裝置主體由兩個相交排列的傾斜角傳感器組成，每個傾斜角傳感器由傾斜角精確給定裝置與測量讀取裝置兩部分組成，設備主要包括橫向傾斜角傳感器，縱向傾斜角傳感器，激勵電源，直有機玻璃管，磁性液體，激勵線圈，感應線圈A，感應線圈B，電壓數據輸出接口，密封塞，石棉保護層。
[0007]所述傾斜角精確給定裝置由直有機玻璃管，磁性液體組成。其特徵在於，所述直有機玻璃管盛放磁性液體至玻璃管容積的二分之一，當進行位移運動時，由於慣性作用，玻璃管內液體產生流動，相當於磁芯發生偏移，位移信號輸出。
[0008]所述測量讀取裝置由直有機玻璃管，磁性液體，激勵線圈，感應線圈A，感應線圈B,電壓數據輸出接口，密封塞，石棉保護層組成。當玻璃管內液體產生流動，磁芯發生偏移，兩端感應電壓不相等，輸出電壓差數據，通過對電壓差的分析，確定位移的大小和運動方向的判定。
[0009]本發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置採用螺線管式差動變壓器的工作原理，其核心部分是可變互感，通過慣性作用，利用磁流體兼具磁性和流動性的特點實現傾斜角的測量，通過對傾斜角的測量確定位移信號。基於磁性液體的高靈敏度和高線性度，磁性液體平移感應裝置結構簡單，精確測量、感應、讀取微米級別的微小位移，從而實現對滑鼠平移運動的判定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖對本發明專利作進一步說明:
[0011]圖1為本發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置的整體結構示意圖。
[0012]本圖1中1.橫向傾斜角傳感器，2.縱向傾斜角傳感器，3.激勵電源，4.電壓數據輸出接口，
[0013]圖2為本發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置傾斜角傳感器結構示意圖。
[0014]本圖中5.直有機玻璃管，6.磁性液體，7.感應線圈A，8.激勵線圈，9.感應線圈B, 10.密封寒，11.石棉保護層。
[0015]圖3為本發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置工作時液面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1、圖2所示，本發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，主要包括橫向傾斜角傳感器I，縱向傾斜角傳感器2，激勵電源3，電壓數據輸出接口 4，直有機玻璃管5，磁性液體6，感應線圈A7，激勵線圈8，感應線圈B9，密封塞10，石棉保護層11。
[0017]工作時，激勵線圈8連接激勵電源3，輸入激勵電壓。在無運動狀態時，磁性液體6在管內均勻分布，感應線圈A7與感應線圈B9，所產生感應電壓相等，不輸出壓差。當設備在外力作用下進行一個平移運動時，由於慣性作用，玻璃管5內液體產生流動，相當於磁芯發生偏移。感應線圈A7與感應線圈B9，所產生感應電壓不相等，輸出電壓差數據，對於一定的位移以及運動速度，有相應的一個電壓差與電壓差持續時間與之對應，通過對電壓差的分析，確定位移的大小和運動方向的判定。
[0018]如圖3所示,本發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置工作時液面示意圖。但設備往一個方向進行運動時，橫向傾斜角傳感器1，縱向傾斜角傳感器2均存在一個相應的位移液面狀態，即一定的磁芯狀態，所產生的電壓差並不同，通過對電壓差的分析，確定位移的速度，大小。
【權利要求】
1.工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，其特徵在於，主要包括橫向傾斜角傳感器(1)，縱向傾斜角傳感器(2)，激勵電源(3)，電壓數據輸出接口(4)，直有機玻璃管(5)，磁性液體(6)，感應線圈A (7)，激勵線圈(8)，感應線圈B (9)，密封塞(10)，石棉保護層(11)等。
2.如權利要求1所述，基於工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，其特徵在於:所述的直有機玻璃管(5)內充有一定量的磁性液體(6),磁性液體(6)具有超順磁性,用其作為磁芯,可使得磁場更加穩定。
3.如權利要求1所述，基於工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，其特徵在於:所述直有機玻璃管(5)均勻密繞一組激勵線圈(8)，直有機玻璃管(5)兩端分別對稱地纏繞有一組匝數相等且反向串接的感應線圈A(7)和感應線圈B(9)，用以輸出壓差，當玻璃管(5)水平靜止時，壓差輸出為O ;當玻璃管(5)運動時，由於慣性作用，玻璃管(5)內液體產生流動，相當於磁芯發生偏移，感應電壓不相等，輸出電壓差數據，通過對電壓差的分析，確定位移的大小和運動方向的判定。
4.如權利要求1所述，基於工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，其特徵在於:所述橫向傾斜角傳感器(I)與縱向傾斜角傳感器(2)，由於整體設備向一個方向運動時，如橫向運動時，縱向傾斜角傳感器(2)在直有機玻璃管(5)中發生徑向運動而不發生軸向運動，縱向傾斜角傳感器(2)的磁芯不發生偏移，感應電壓相等。橫向傾斜角傳感器(I)與縱向傾斜角傳感器(2)相對獨立運行，不會發生輸出信號的錯亂。
5.如權利要求1所述，基於工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，其特徵在於:所述橫向傾斜角傳感器(I)與縱向傾斜角傳感器(2)，由於整體設備向任一方向運動時，運動位移均可簡化為橫向運動與縱向運動的合成，因此該發明專利工業滑鼠磁性液體平移感應裝置可採集平面運動上任何一個運動方向的位移信號。
6.如權利要求1所述，基於工業滑鼠磁性液體平移感應裝置，其特徵在於:所述石棉保護層(11)包覆有機玻璃管(5)，磁性液體(6)，感應線圈A (7)，激勵線圈(8)，感應線圈B (9)，密封塞(10)，並對其進行保護，避免運輸過程中的碰撞等。
【文檔編號】G01C9/18GK103576893SQ201210253800
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月19日 優先權日:2012年7月19日
【發明者】胡林強, 孫明禮, 黃妍, 付皇峰, 呂曉鋒, 樊凱凱, 張廣, 陳麗娜 申請人:浙江師範大學