[发明专利]运动传感器

说明书

技术领域

本发明一般涉及运动传感器领域，且更具体地，涉及基于旋转设备内的一 个或多个双极性磁体的部署的运动传感器。

背景技术

运动传感器常常被用于检测物体相对于表面的运动。例如，车辆中的速度 计是一种响应于车辆车轮的旋转来检测沿路面的运动速度的运动传感器。运动 传感器常被用于马达控制中以检测和控制马达的角动量。

此处结合来自纽约州奥兰治堡的Radiancy公司提供的no！no！电动剃刀来解 说运动传感器的另一项应用，该电动剃刀被分别描述在美国专利序列号 6,825,445、7,170,034、7,202,446、8,319,152、8,367,974以及8,389,906中，上 述专利的每一个的所有内容通过引用合并与此。具体来说，为了避免皮肤灼伤， 响应于检测到的运动对包括发热元件的刀头进行控制。

图1A示出电动剃刀10的实施例的高级示意图，电动剃刀10包括：壳20； 第一滚筒30，其具有绕其圆周设置的凹槽35；发电机40；带50；控制器60； 发热元件70；以及第二滚筒80，其可以简单地改为是轮子或其它固定的支撑 (未示出)。壳20固定住第一滚筒30和第二滚筒80，以便于在与皮肤表面 90并排时提供壳20的平滑滑行运动，从而允许沿皮肤在2个相对方向中的任 意一个方向上的平滑运动，如箭头所示。在一些实施例中，允许仅在一个方向 上的滑行以便于确保适当处理。

发电机40被耦合到控制器60的输入，而发热元件70被耦合到控制器60 的输出。带50被布置成容纳在凹槽35内并且将凹槽35所经受的第一滚筒30 的角动量转换给发电机40。控制器60由此接收到来自发电机40的电信号，该 电信号的幅值和符号响应于外壳20沿皮肤表面90的运动的速度和方向。控制 器60被布置成响应于检测到的运动来控制发热元件70，且具体来说，响应于 检测到的第一滚筒30的运动来向发热元件70供电。可选地(未示出)，发热 元件70的位置被进一步响应于控制器60来调整，这通常是通过响应于在预定 行进方向上检测到的运动超过预定的最小值来将发热元件70和皮肤表面90之 间的距离设置成剃须位置，并且在缺少这一检测到的运动时将发热元件70和 皮肤表面90之间的距离设置成准备位置来实现的。第二滚筒80提供对于外壳 20相对于皮肤表面90的第二滚动支撑。

然而，使用带50来将第一滚筒30的运动转换给发电机50是麻烦的并且 导致故障，因为从皮肤表面90剃下的毛发很容易阻碍其平滑的运动。将发电 机50集成到第一滚筒30内是昂贵的，因为这需要与旋转体的电气连接。

图1B示出了电动剃刀100的实施例的高级示意图，其与图1A中的电动剃 刀10在所有方面都类似，除了提供了多个发热元件70，并且电动剃刀100附 加地展示了供电线110。供电线110可为电动剃刀100提供基于输电线的电源、 DC电源和/或冷却液而不超出发明范围。

Lutz的美国公开的专利申请S/N2003/0128026(其全部内容通过引用合并 与此)涉及用于感测转子位置以及在包括感测环形磁体以及两个模拟霍尔效应 传感器的电动马达中的一较宽的速度范围内检测旋转速度的设备。对于感测环 形磁体的需求增加了成本、可能限制分辨率并且还可能驱动最小尺寸限制。

Timken公司的世界知识产权组织国际公布WO2004/008075A2(其全部内 容通过引用合并与此)涉及用于感测绝对角位置的装置和方法。一个或多个线 性位置传感器被放置在轴或其它旋转部件的降低表面附近。轴的旋转改变了传 感器和降低表面之间的气隙，由此生成可被处理以确定旋转部件的各个工作参 数的信号。对降低表面的需求以及用于确保线性位置传感器的正确输出的材料 需求增加了机械设计的复杂度，并且要求对线性位置传感器和降低表面的相对 位置的谨慎控制，这也增加了成本。

可能期望以降低的成本提供被布置成检测旋转动作的运动传感器，优选地 适合用于电动剃刀或其它美容/医疗治疗装置的运动传感器。

发明内容