[实用新型]六方向传感器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及电子领域中的一种六方向传感器，该传感器可应用在玩具等电子装置中。

背景技术：

目前在玩具领域，比较典型的智能型毛绒娃娃的六方向传感器方案都是采用六角体形状的模具内包裹一个导电金属球，六角体的六个角内部都装配一对导电金属片的形式。其工作原理是：当六角体内的金属球滚到六角体的某个角内时，金属球使这个角内的一对导电金属片接通，从而使金属片的电平发生变化，变化的电平作为微处理器的检测信号来识别装置的六个方向。其技术方案缺点：连接线多，需六个输出线和一个输入线，且六角体需要开模具，还要在六角体上装配六对导电金属片，生产装配工序多，导致组装效率低，成本高，产量一直不高。

针对这种技术方案的缺点，本实用新型采取了管状滚珠开关的设计方法，基于电子学最基本的电路通断和数字电路中的电平组合逻辑原理，只使用三个管状滚珠开关实现三位数字信号逻辑输出，作为微处理器的辨识信号，从而实现装置六个方向翻转位置的辨识。六个方向指装置的上、下、前、后，左、右。

如图1所示管状滚珠开关示意图。管状滚珠开关基本原理是：管内的滚珠是通过自身的重力作用触碰管状滚珠开关的两端。当滚珠接触到管状滚珠开关的导通端，管状滚珠开关的两端电阻为零，相当于电路导通情况；反之接触到另一端时管状滚珠开关的两端电阻为无穷大，相当于电路不导通情况。

发明内容：

一种六方向传感器，使用三个管状滚珠开关作为基本元件，其特征是：将三个管状滚珠开关的1脚焊接在一起，将三个管状滚珠开关的2脚分别焊接在电路板的正方形三个顶点处，1脚的公共端的垂直投影映射点在电路板正方形焊接区的中点。

本实用新型的有益效果是：六方向传感器的连接线相对少，只有三个输出线和一个输入线，比其他方案节省了40％以上的接口连线，装配也简单，连线焊接点少，更可靠；不用开六角体模具，节省开模具的时间和费用；管状滚珠开关这种电子元件在电子市场的供货比较稳定，价格也便宜，对产品提高产量有最基本保证，应用本使用新型的技术方案能使产品的成本费用下降，且适合玩具等产品大批量生产。

附图说明：

图1是管状滚珠开关示意图。1和2是指管状滚珠开关的1脚和2脚，G1和G2为滚珠，当滚珠G1、G2滚到1脚端，1和2断路；当滚珠G1、G2滚到2脚端，1和2接通。

图2是六方向传感器示意图。K1、K2、K3代表管状滚珠开关，1和2代表管状滚珠开关的1脚和2脚，ABCD面为正方形电路板。图中将K1、K2、K3的1脚连接于一点(G点)，将K1、K2、K3的2脚分别焊接到正方形电路板的A、B、C点。G点的垂直映射点G’在正方形的中心点上。

具体实施方式：

本实用新型采用了三个管状滚珠开关，如图2所示，K1、K2、K3为管状滚珠开关。通过将三个管状滚珠开关如图2所示焊接在一起，图2中的A、B、C为六方向传感器输出点。G点为三个管状滚珠开关的公共端焊接到一起。G’点为G点在正方形ABCD平面上的垂直投影点，也就是正方形ABCD的中心点。G点为六方向传感器的输入点。

检测原理如下：将图2公共端G点接电路的VCC，将A、B、C点接电子装置的微处理器输入口，由于管状滚珠开关中的小球滚到1脚时1和2断路(断路时2为低电平)，滚到2脚时1和2短路(短路时2为高电平)。如果将图2中所示的六方向传感器的ABCD面固定在装置的背面上，AB边与地平行，当装置翻转时，A、B、C就可输出电平组合信号，从而可给电路中的微处理器提供装置翻转后的检测信号。

高电平表示为1，低电平表示为0。当装置底面朝下时，A、B、C输出电平组合为ABC＝110；当装置右面朝下时，ABC＝100；当装置上面朝下时ABC＝001，当装置左面朝下时ABC＝011，当装置后面朝下时ABC＝111，当装置前面朝下时ABC＝000。