包含旋轉方向檢測的傳感器裝置的製作方法
2023-04-25 17:07:26
專利名稱：包含旋轉方向檢測的傳感器裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及傳感器裝置，特別是涉及用於電子把手柱體、相應地機電把手柱體的旋轉把手的傳感器裝置。
背景技術：
已知在其操作期間利用電子系統、相應地利用把手柱體的旋轉把手的元件，以相應地啟動容納在葉片鎖的相關成型柱體中的致動器，從而可旋轉操作地將成型柱體的鎖定齒連接到旋轉把手。一旦操作終止，致動器關閉。通常，該操作以無觸碰方式實現，比如通過像呈應答卡形式的代碼卡來實現，所述代碼卡被放置在旋轉把手的讀取器上或者保持靠近讀取器，並且所述代碼卡包括授權數據。讀取器將讀取所述數據並檢查是否存在允許打開葉片鎖的授權。如果檢查成功，致動器被啟動，相應地被通電，並且葉片可以被解鎖並通過旋轉把手打開。
現今，成問題的是，是否能夠辨識何時門被打開或者(再次)鎖上，從而能夠再次取消旋轉把手的啟動，相應地取消致動器的操作。
旋轉把手僅僅提供了很小的空間，所以不能以節約空間的方式安裝增量編碼器。此外，槽盤具有變髒的缺點，因而操作安全性受損。最後但非不重要的是，需要相對複雜的數據分析以便檢測槽盤的旋轉方向。發明內容
本發明的目的在於至少減少現有技術的缺陷。
這個問題通過權利要求1和6的主題來解決。本發明的另外的優點和改進在從屬權利要求中說明。
本發明的傳感器裝置適於部分地插入到把手柱體的旋轉把手中。該裝置包括至少一對傳感器；以及計數元件。所述計數元件和至少一對傳感器被設置成能夠比如經由傳動裝置、沿著基本圓形的移位路徑相對於彼此移動。換句話說，計數元件或者相應的傳感器對可以被固定地設置，而與各對傳感器相對應地，相應的計數元件沿著圓形的移位路徑移動，即，沿著相應的圓周移動。計數元件和傳感器以如下方式相互相對地定位，即，使傳感器的檢測區域分別包括移位路徑的部分區域並在移位路徑的區域中部分地相互重疊。換句話說，每個傳感器檢測移位路徑的預定區域，兩個區域因此共用一部分區域。移位路徑部分地位於至少一對傳感器的檢測區域外側。換句話說，兩個傳感器的檢測區域不會檢測整個移位路徑。這就是為什麼計數元件相繼「移動」經過至少一對傳感器的檢測區域。比如，首先計數元件到達僅一個傳感器的部分檢測區域，此後計數元件到達兩個傳感器的重疊區域，繼而接著到達另一傳感器的部分檢測區，之後到達無傳感器檢測的區域。這個過程使得可以檢測移動發生的方向。此外，可以檢測到向後和向前的移動，且這可以以簡單的需要較少空間的裝置完成。通過建立多個傳感器檢測區域，計數元件不必包括用於傳感器功能的精細結構，像那些在槽盤中的結構。
優選地，傳感器通過GMR傳感器(巨磁電阻傳感器)構造。換句話說，計數元件是磁性的，比如相應地是電磁化的。在簡單的方式下，這種情況使得能夠採用傳感器的電阻作為測量值。此外，計數單元關於傳感器的相對移動實現了傳感器電阻相對重要的變化，這允許用於簡單的求值電路。
此外，本發明的傳感器裝置優選地提供這樣的求值電路。基於通過至少一對傳感器輸出的傳感器信號，該求值電路適於檢測計數元件何時移動經過各傳感器。因而，能夠檢測計數元件位於哪個部分檢測區域中，或者是否位於檢測區域的外側。
求值電路檢測經過運動，優選地在所述檢測中，求值電路將傳感器信號相互XOR連接。換句話說，求值電路總是檢測另一個計數元件何時「進入」或離開某部分檢測區域。這是特別簡單且廉價的解決方案。
優選地檢測經過運動，在該檢測中，該求值電路將藉助於XOR連接傳感器信號而形成的信號延遲預定值作為延遲信號，並且將所形成的信號XOR連接到延遲信號。因而可以生成整個輸出信號，該輸出信號只是包括了電平變化的脈衝，而不是具有經改變的電平的更長相位。這種情況是有利的，因為把手柱體的潛在的下遊控制中被啟動相當短的時間段，即僅僅在短脈衝期間被啟動，這具有節能效果。
本發明的旋轉把手被設置成能夠相對於成型柱體的鎖定齒自由地旋轉。此外，該把手可以被操作，從而給致動器通電，此後所述致動器可旋轉操作地將旋轉把手連接到鎖定齒，使得在旋轉期間，旋轉把手將沿著鎖定齒移動。該旋轉把手具有讀取器，所述讀取器適於讀取訪問數據的載體比如代碼卡的數據。最後，旋轉把手包括上述傳感器裝置的一部分。換句話說，除了傳感器裝置之外，旋轉把手基本上保持不被觸碰。致動器可以比如為馬達或者線性螺線管，所述馬達或者線性螺線管與聯接機構聯接，所述聯接機構在致動器被通電時被操作成建立上述旋轉連接。
優選地，在激活模式下，讀取器被連接，從而能夠讀取訪問數據的載體的數據。然而，在非激活模式下，讀取器將被關閉，比如(不再)能夠讀取個人的訪問數據的載體如代碼卡的數據，所述數據包括了生物數據，相應地，記憶性訪問代碼(精神特徵)作為訪問數據。因此，在非激活模式下，讀取器不使用任何能量或者幾乎不使用任何能量。根據本發明，傳感器裝置包括上述求值電路。一旦求值電路已經檢測到計數元件移動經過傳感器中的一個，則所述電路適於觸發讀取裝置的連接。換句話說，傳感器裝置能夠完成兩個工作，一方面，檢測移動的方向；而另一方面，只是大體上檢測旋轉運動，並且所有這些都不需要任何昂貴的邏輯系統。
為此目的，求值電路優選地包括XOR元件(除OR外)，傳感器信號輸入到XOR元件，XOR元件的輸出信號被輸入到讀取器或者控制系統，這啟動了讀取器。換句話說，可以利用傳統的便宜的標準部件，這是划算的。
此外，求值電路優選地包括延時兀件,上述一個XOR兀件的輸出信號被輸入到所述延時元件。此外，該電路包括另一個XOR元件,一個XOR元件的輸出信號和由延時元件形成的一個輸出信號被輸入到所述另一個XOR元件。所述另一個XOR元件的輸出信號接著被輸入讀取器，繼而被輸入讀取器的控制系統。
上述計數元件或者至少一對傳感器優選地被設置成是固定的，因此上述計數元件或者至少一對傳感器優選地不相對於整個旋轉把手移動。在最簡單的情況下，計數元件，相應地所述傳感器對，被設置在成型柱體上，或者與所述柱體成一體。對應地，當旋轉旋轉把手時，所述傳感器對，相應地計數元件被設置成通過旋轉把手而沿著移位路徑移動。優選地，所述傳感器對，相應地計數元件因而被設置在旋轉把手處或者與旋轉把手成一體。換句話說，傳感器能夠以簡單並節省空間的方式被結合。
根據優選實施方式的下列描述，本發明的另外的特徵和優點將變得清楚，其中:
圖1示出了根據本發明實施方式的把手柱體的兩個視圖，
圖2示出了傳感器信號曲線，
圖3示出了圖1的把手柱體的擴展，並且
圖4示出了圖3的擴展。
具體實施方式
圖1示出了作為可鎖定的葉片鎖的部件的把手柱體100的兩個視圖，即，僅僅示出了與本發明相關的部件。
根據圖la，把手柱體100包括:具有能夠自由旋轉的鎖定齒111的成型柱體110，以及護木孔112。旋轉把手120被固定到成型柱體110的一端。所述把手設有讀取器121，所述讀取器121聯接到具有天線122的未圖示的訪問數據載體，以用於無觸碰的接觸。此夕卜，優選的可視指示裝置124被構造成作為示例的發光環的形狀。最後，呈電池123或者蓄電池形狀的獨立電源被容納在旋轉把手120中。
如圖1b中所示，旋轉把手120在其朝著成型柱體110取向的一側處包括優選地呈GMR傳感器形式的四個傳感器125。傳感器125設置成使得:單個傳感器125的用斜線區域表示的檢測區域126對於每對傳感器每次部分地重疊，該重疊用交叉斜線表示。
與此對應的，成型柱體110在其朝著旋轉把手120取向的一側處提供在該情況下呈兩個磁體113的形式的元件，所述元件可以被傳感器125檢測到。
如果旋轉把手120被轉動，傳感器125順著相應的、優選相同的圓形軌跡移動，所述圓形軌跡的中心是旋轉把手的旋轉軸線。該情況使得單個傳感器125的檢測區域126交替移動經過磁體113中的一個。相應傳感器125中的一個因而能夠檢測到何時相應的磁極113進入或離開相關的檢測區域126。基於此,每一傳感器125輸出對應的信號。
優選地，所有傳感器125的信號，但是至少一對傳感器125即檢測區域126部分地相互重疊的兩個傳感器的信號，被傳輸到數據處理邏輯系統，比如處理器。
優選地，傳感器信號將分別被數位化處理。
比如,對於上部的成對傳感器125來說,傳感器信號SI與左傳感器125相關聯,而傳感器信號S2與右傳感器125相關聯。
圖2表示了傳感器信號S1、S2的不同曲線。
如果磁體113位於兩個傳感器125的檢測區域126外側，貝1J兩個信號S1、S2,如圖2a所示，具有低電平。如果磁體113進入到比如在圖1b中示出的左上側的傳感器125的檢測區域126，則相關信號(在該情況下為SI)變為高電平。其它信號仍然停留在低電平。如果旋轉把手120繼續轉動，磁體113進入到兩個檢測區域126的重疊區域，則第二信號(在該情況下為S2)也改變到高電平。在進一步轉動旋轉把手120後，在某一時刻磁極113離開重疊區域並停留在兩個傳感器中的另一個傳感器即圖1b中的右上側上的傳感器125的檢測區域126中。一旦磁極也離開這個檢測區域126，那麼信號S1、S2再次改變到低電平。圖2a圖示了旋轉把手120三個連續實現的旋轉。在這種情況下，高低電平相位的持續時間取決於旋轉把手120的旋轉速度。
如果旋轉把手120在相反方向上旋轉，則信號的歷程將如圖2b所示。這種情況明顯之處在於現在信號S2比信號SI更早地達到和離開高電平。
圖2c示出了旋轉把手120並非連續地在一個方向上轉動的情況。相反，在離開與信號SI相關的傳感器125的檢測區域126之後不久，旋轉把手120轉回，諸如在尚未到達與信號S2相關的傳感器125的檢測區域126的情況下轉回而再次進入先前傳感器125的檢測區域126。所產生的信號歷程清楚地反映了這個操作。
根據圖2d，旋轉把手120甚至在離開另一個傳感器125的檢測區域126之前被轉回來，這是因為信號S2的兩個高電平相位與傳感器信號SI的同一個高電平相位重疊。且所產生的信號歷程在此清楚地反映了這個操作。
因此，本發明的裝置在於不僅能夠檢測旋轉方向，還可以檢測旋轉方向的改變，而不需要任何昂貴的邏輯處理系統。
如果旋轉把手120被啟動，即，可旋轉操作地連接到鎖定齒111，明確的信號曲線使得容易地確定旋轉把手120是否已經在未圖示的葉片鎖的解鎖或者鎖定方向上旋轉，並因而容易地確定該連接葉片鎖應該解鎖或者鎖定。此外，旋轉把手120的旋轉次數可當作基礎。可以假定的是，如果訪問數據的驗證成功，則在旋轉把手釋放旋轉的操作連接之前，使用者需要在解鎖方向上轉動旋轉把手兩次。
圖3示出了把手柱體100的擴展。
根據圖3a，傳感器信號S1、S2被輸入到XOR(異或)元件或者XOR門101。輸出信號A被輸入到控制系統102。如果信號A已經到達高電平且旋轉把手120未被啟動，則控制系統102具有比如啟動讀取器121的功能，S卩，在輸出信號A超過預定量的高電平之後或者立刻連接讀取器121或者打開讀取器121。換句話說，比如想要打開門的人員能夠通過簡單地轉動旋轉把手120而啟動讀取器121。優選地，當啟動讀取器121時，指示裝置124被啟動，從而發出黃色光以便指示指示裝置124預`備好讀取。
圖3b示出了輸出信號A關於圖2中所圖示的傳感器信號S1、S2的曲線。
當磁體113 「進入」或者離開相應的(部分的)檢測區域126時，控制系統102能夠利用這個布置進行識別。
圖4示出了圖3a中所示布置的擴展。在這種情況下，通過死區元件構造的延時元件103以及第二 XOR元件101串聯地連接在XOR元件101和控制系統102之間。除了第一XOR元件101的輸出信號A之外，與輸出信號A對應的信號V被輸入到第二 XOR元件101，利用該差別，藉助延時元件103使信號V的曲線偏移預定時間段At。下面的內容對於時間點t是有效的-M (t) = Α( -Δ t)。
由此生成的第二 XOR元件101的輸出信號S現在作為信號S被輸入到控制系統102中。延遲信號V與第二 XOR元件101 —起用於將具有相對較長的高電平相位的信號A修改為具有相對較短的高電平相位的信號S。換句話說，具有很短的高電平脈衝的信號可以被輸入到控制系統102中。
時間Λ t的持續時間被確定為使下遊控制系統102即便是在最短的脈衝寬度處也能夠連續可靠地檢測每個脈衝。
圖4b示出了根據圖2a的信號S1、S2曲線的信號S1、S2、A、V和S的曲線。在這種情況下，信號A、V之間的時間延遲At能夠再次清楚地識別出。
本發明不限於上述實施方式。
如，可以旨在闡明傳感器信號S1、S2的狀態。為此目的，指示裝置124比如設有例如呈RGB(紅綠藍)LED形狀的多色照明裝置。如果信號S1、S2都處於低電平，則LED不會亮。如果SI改變其狀態為高電平，則LED輻射出紅色光。如果另一信號S2也變為高電平，則LED將輻射出藍光。現在，如果信號SI (再次)離開其高電平，則LED輻射出綠光。
作為可替換的方案，或者除了這樣的可視指示裝置之外，可以提供聲音指示裝置，該聲音指示裝置對於傳感器信號S1、S2的每個狀態可以發出特定的聲音信號。
旋轉柱體100，相應的旋轉柱體100的旋轉把手120優選地包括三個操作狀態:
-睡眠模式:只有傳感器125被激活；
-授權或讀取模式:讀取器121被連接；傳感器125可能非激活；
-激活模式:旋轉把手120被啟動；讀取器121可能被再次關閉。
在睡眠模式下，只有一個傳感器125被啟動，從而啟動讀取器121。
在激活模式下，傳感器125同樣被啟動，從而能夠比如在旋轉把手120的連續激活期間，執行開門頻率等的估算。
如果旋轉把手120被啟動,優選地傳感器125保持被激活。因此,能夠通過轉動旋轉把手120而相應地延長旋轉把手120的激活時間。此外，可以旨在檢測到旋轉把手120已經執行了預定數量(比如:兩次)的旋轉之後，實現葉片鎖的解鎖。
此外，可以旨在關閉旋轉把手120並優選地同樣關閉傳感器125預定時間段。
成對傳感器125的數量不限。比如，能夠設置3對傳感器，傳感器的檢測區域以逐對方式部分地相互重疊。三個檢測區域126可以一起檢測整個移位路徑，而不僅僅是檢測以逐對方式相互相鄰定位的重疊檢測區域126。
磁體113的數量也不限。
各個磁體113可被構造成永磁體或者螺線管。
傳感器125可以是基於圖像、觸覺、聲音或者其它的任意類型。磁體113藉助屬於傳感器125的計數元件而實現傳感器的啟動。
傳感器125和磁體113可彼此互換。
另外地或可替換地，傳感器125可用於喚醒，相應地啟動讀取器121。換句話說，在訪問數據載體可以讀取之前，使用者需要首先轉動旋轉把手120。
同樣地，也能夠實現特定的操作模式，比如緊急打開，在所述緊急打開中，旋轉把手120需要以特定方式旋轉，此操作將容易被本發明的傳感器裝置識別。
結果，本發明提供了非常簡單構造的並節省空間的解決方案，用於檢測優選地把手柱體100的旋轉把手120的旋轉運動。
附圖標記列表
100把手柱體
101 XOR 元件
102控制系統
103延時元件
110成型柱體
111鎖定齒
112護木孔
113磁性部分
120旋轉把手
121讀取器
122 天線
123 電源
124指示裝置
125傳感器
126檢測區域
A輸出信號
S控制信號
S1、S2傳感器信號
V延遲信號
At時間延遲
權利要求
1.一種傳感器裝置， 所述傳感器裝置適於部分地插入到把手柱體(100)的旋轉把手(120)中， 所述傳感器裝置包括 -至少一對傳感器(125)，以及 -計數元件(113), 其中，所述計數元件(113)和所述至少一對傳感器(125) -被設置成能夠沿著基本上圓形的移位路徑彼此相對移動，並且 -彼此相對地定位，使得所述傳感器(125)的檢測區域(126) 分別包括所述移位路徑的部分區域，並且 在所述移位路徑的區域中部分地相互重疊， 其中，所述移位路徑部分地位於所述至少一對傳感器(125)的所述檢測區域(126)的外側。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中 所述傳感器(125)是藉助於GMR傳感器(125)構造的，並且 所述計數元件(113)是磁化的。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，還包括求值電路(101;101，103，101)，所述求值電路適於基於由至少一對傳感器(125)輸出的傳感器信號(S1、S2)而檢測在每個傳感器(S1、S2)處的經過的計數元件(113)。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中，所述求值電路(101;101，103，101)檢測經過運動，其中所述求值電路XOR連接所述傳感器信號(S1、S2)。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述求值電路(101，103，101)檢測經過運動，其中所述求值電路 將藉助於所述傳感器信號(S1、S2)的XOR連接而形成的信號(A)延遲預定值(At)以作為延遲信號(V)， 並且 將所形成的信號(A) XOR連接到所述延遲信號(V)。
6.一種旋轉把手(120), 所述旋轉把手被設置成能夠相對於成型柱體(110)的鎖定齒(111)自由地旋轉， 所述旋轉把手能夠被啟動，使得所述旋轉把手(120)在啟動的持續時間內給致動器通電，其中所述旋轉把手(120)可旋轉操作地連接到所述鎖定齒(111)，並且 所述旋轉把手包括 -讀取器(121)，所述讀取器(121)適於讀取訪問數據的載 體的數據，以及 -根據前述權利要求中的一項的傳感器裝置。
7.根據權利要求6所述的旋轉把手(120)，其中 所述讀取器(121) -在激活模式下被連接，從而能夠讀取訪問數據的載體的數據，並且 -在非激活模式下被關閉，從而不能讀取訪問數據的載體的數據， 所述傳感器裝置是根據權利要求3-5中的一項構造的，並且 如果所述求值電路(101 ;101，103，101)已經在所述傳感器(125)中的一個處檢測到經過的計數元件(113)，則所述求值電路(101 ;101，103，101)適於觸發連接所述讀取器(121)。
8.根據權利要求7所述的旋轉把手(120)，其中，所述求值電路(101)包括XOR元件(101)，所述傳感器信號(S1、S2)被輸入到所述XOR元件(101)，並且所述XOR元件(101)的輸出信號(A)被輸入到所述讀取器(121)或輸入到啟動所述讀取器(121)的控制系統(102)。
9.根據權利要求8所述的旋轉把手(120)，其中，所述求值電路(101，103，101)還 包括延時元件(103)，一個XOR元件(101)的輸出信號㈧被輸入到所述延時元件(103)，並且 包括另一個XOR元件(101)， -所述一個XOR元件(101)的輸出信號㈧以及由所述延時元件(103)形成的輸出信號(V)被輸入到所述另一個XOR元件(101)，並且 -所述另一個XOR元件(101)的輸出信號(S)被輸入到所述讀取器(121)，相應地輸入到所述控制系統(102)。
10.根據權利要求6-9中的一項所述的旋轉把手(120)，其中 所述計數元件(113)或所述至少一對傳感器(125)被設置為是固定的，並且 當轉動所述旋轉把手(120)時，設置所述至少一對傳感器(125)，相應地所述計數元件(113)，以便通過所述旋轉把手(120)沿著移位路徑移動。
全文摘要
根據本發明的傳感器裝置被裝配成在把手柱體(100)的旋轉把手(120)中使用。該傳感器裝置具有至少一對傳感器(125)以及計數元件(113)。所述計數元件(113)和所述至少一對傳感器(125)設置成可相對於彼此沿著圓形的移動路徑移動。計數元件(113)和傳感器(125)以如下的方式相互相對地定位，即，傳感器(125)的檢測區域(126)封閉移動路徑的相應子區域並在移動路徑的區域中相互部分地重疊。移動路徑部分地延伸到所述至少一對傳感器(125)的檢測區域(126)外。根據本發明的旋轉把手(120)被設置為能夠相對於成型柱體(110)的鎖定齒(111)自由旋轉，並且能夠以如下這樣的方式激活即，在激活期間，旋轉把手(120)給可旋轉操作地連接到鎖定齒(111)的致動器通電，使得所述致動器在預定方向上旋轉鎖定齒。旋轉把手(120)包括被設計成讀取代碼卡可讀的數據的讀取器(121)。此外，旋轉把手(120)包括上述傳感器裝置。
文檔編號E05B47/06GK103154408SQ201180047641
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月26日 優先權日2010年9月30日
發明者迪特爾·武爾夫, 岡納·霍夫 申請人:多瑪兩合有限公司, Dom安全技術兩合有限公司