Meta专利介绍机电式位移传感器,测量导电物体间的电容变化( 二 )


平移运动130平行于运动轴 , 例如z轴 。 位移传感器105可以耦合到对象110和对象120 。 在另一个实施例中 , 位移传感器可以耦合到对象110或对象120中的一个 。 在一个实施例中 , 位移传感器105直接连接到对象110和对象120 。 位移传感器105随时间进行电容测量 , 并将测量结果提供给位移控制器160 。 在一个实施例中 , 位移传感器105和位移控制器160是位移系统的组件 。
位移控制器160基于位移传感器105提供的电容测量值确定两个对象110、120之间的位移量 。 例如 , 对象110和对象120可以在开始位置(即标称位置)开始 , 并且位移传感器105测量两个对象110、120之间的特定电容值 。 在所述示例中 , 当对象110经历平移运动130(例如向下靠近对象120移动)时 , 由位移传感器105测量的电容值增加 。 基于电容值的增加量 , 位移量(即对象110相对于对象120的位置变化量)可由位移控制器160确定 。
位移控制器160可以连接到对象110的结构或对象120的结构上 , 或包括在对象110或对象120的结构内 。
图1B示出了图1A的两个对象110、120之间的两个旋转运动 , 即旋转运动140和旋转运动150 。 旋转运动140可与对象110和/或对象120的倾斜运动相关联 。 旋转运动150可与对象110和/或对象120的倾斜运动相关联 。 在一个实施例中 , 旋转运动140是围绕基本上平行于x轴的轴旋转 , 旋转运动150是围绕基本上平行于垂直于旋转运动140的旋转轴的y轴旋转 。 位移控制器160可以基于位移传感器提供的电容测量来确定两个对象110、120之间的位移量(即 , 可以确定一个或多个旋转测量) 。
当两个对象110、120在x-y平面彼此平行时 , 放置用于确定任意量的平移运动和/或旋转运动的基准轴 。 例如 , 当两个对象处于标称位置时 , 可以放置参考轴 。
Meta专利介绍机电式位移传感器,测量导电物体间的电容变化
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图2A是示例性位移传感器转子-定子对200的透视图 。 转子-定子对200包括转子210和定子220 。 在图2A所示的实施例中 , 转子210是一个空心矩形盒 , 具有用于接收定子220的开口底侧211 。 在一个实施例中 , 转子210的顶侧213可耦合到第一对象110 。 在一个实施例中 , 定子220的底侧221可耦合到第二对象120 。 转子210的长侧215与定子220的长侧225平行对齐 , 转子210的短侧217与定子220的短侧227平行对齐 。 在所示实施例中 , 转子210和定子220的长边215、225基本平行于x-z平面对齐 , 转子210和定子220的短边217、227基本平行于y-z平面对齐 。 转子210和定子220对齐 , 使得定子220在转子210、定子220或两者的组合的平移运动期间装入空腔 , 即矩形转子210的空腔 。
转子210的旋转运动量和定子220的旋转运动量可以通过转子210和定子220的长边215、225之间的间距和/或转子210和定子220的短边217、227之间的间距来控制 。 例如 , 转子210可以围绕基本上平行于x轴的轴旋转 , 直到转子210的长侧215接触定子220的长侧 。
转子210和定子220由一种或多种导电材料制成 。 在位移传感器的操作期间 , 向转子210和定子220提供电压 , 并测量转子210和定子220之间的电容 。
图2B是位移传感器的多个转子-定子对205的透视图 。 图2A中描述的转子-定子对200可以与其他转子-定子对200一起放置在一维阵列或二维阵列中 , 以形成多个转子-定子对205 。 在一个实施例中 , 每个转子-定子对200通过间隙(或开放空间)与另一个转子-定子对200分离 。 在其他实施例中 , 每个转子-定子对200直接位于相邻的转子-定子对200旁边 , 每个转子-定子对200接触相邻的转子-定子对200 。 转子-定子对205的转子210的顶侧可以耦合到第一对象 , 转子-定子对205的定子220的底侧可以连接到第二对象 。

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