[发明专利]三维空间自由体位置、矢量运动传感器

说明书

本发明涉及传感器技术领域，具体地说是三维空间自由体位置、矢量运动传感器，包括金属化圆球，PCB板、感应线圈和非金属弹簧，PCB板为三个，且三个面互相垂直，感应线圈分别印刷在三块PCB板上，感应线圈走线保证电流产生的磁场方向一致，金属化圆球设置在三块PCB板的中心位置。本发明同现有技术相比，通过感应线圈接收特定波形信号，通过测量装置计算各个信号数据的变化，使感应线圈产生电路震荡，通过电路震荡产生的磁力线被金属化圆球切割产生电流，阻碍磁通量变化，进而引起震荡电路的等效阻抗、等效感值、频率和相位发生变化而进行检测，且灵敏度高，适用于微信号、微功耗的工作环境。本装置结构简单、实用，且成本低廉、性能稳定。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体地说是三维空间自由体位置、矢量运动传感器

背景技术

随着现代科学技术的进步，许多军事、工业领域对测量精度的要求越来越高，所以简单、准确的仪器检测技术就显得至关重要。

现有市场上的传感器在某些特定场景和领域的使用中，存在灵敏度不足，无法适应三维自由体部件的运动过程中，对于微功耗、微信号的工作环境，则无法满足对应的效果。

因此，需要设计三维空间自由体位置、矢量运动传感器，可以在微功耗、微信号的工作环境中，对输出信号进行检测，做到高灵敏度，适合安装在机器人力臂上，解决自由度问题、自由体三维空间运行轨迹采集、惯性制导、虚拟现实场景数据采集、模式识别等，且结构简单、实用，成本低廉、性能稳定。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了三维空间自由体位置、矢量运动传感器，在微功耗、微信号的工作环境中，对输出信号进行检测，做到高灵敏度，适合安装在机器人力臂上，解决自由度问题、自由体三维空间运行轨迹采集、惯性制导、虚拟现实场景数据采集、模式识别等，且结构简单、实用，成本低廉、性能稳定。

为了达到上述目的，本发明提供三维空间自由体位置、矢量运动传感器：包括金属化圆球，PCB板和感应线圈，非金属弹簧，PCB板为三个，且三个面互相垂直，感应线圈分别印刷在三块PCB板上，感应线圈走线保证电流产生的磁场方向一致，金属化圆球设置在三个PCB板的中心位置，非金属弹簧一端固定在金属化圆球于三个PCB板的中心位置，另一端固定在感应线圈的任意线圈中心点位置。

每个PCB板上的感应线圈的数量不限，感应线圈的几何尺寸不限，感应线圈走线保证电流产生的磁场方向一致即可。

金属化圆球为实心或空心铁球或者两两垂直的三个金属圆环。

金属化圆球的半径远小于感应线圈的半径。

金属化圆球的半径远小于金属化圆球和任意PCB板之间的垂直距离。

感应线圈与测量装置连接。

非金属弹簧一端固定在所述金属化圆球于三个PCB板组成的立方体空间内，另一端固定于感应线圈平面的任意位置或固定于立方体另外3个非线圈平面上的任意位置。

非金属弹簧可以用张力良好的固体或者液体充斥立方体空间内固定金属化圆球以替代弹簧，张力良好的固体或者液体须为非磁敏感材质固体或液体。

感应线圈可以为两个，分别印刷在两块所述PCB板上，两块PCB板互相垂直。

金属化圆球在垂直于两个感应线圈的平面上做圆周运动。

本发明同现有技术相比，通过特殊的设计，即感应线圈接收特定波形信号，通过测量装置计算各个信号数据的变化，使感应线圈产生电路震荡，通过电路震荡产生的磁力线被金属化圆球切割产生电流，阻碍磁通量变化，进而引起震荡电路的等效阻抗、等效感值、频率和相位发生变化而进行检测，且灵敏度高，适用于微信号、微功耗的工作环境。本装置结构简单、实用，且成本低廉、性能稳定。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。