本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種運(yùn)動矢量監(jiān)測單元、監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

隨著電子科技的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，開發(fā)低能耗主動輸出式運(yùn)動傳感器受到廣泛的關(guān)注。而傳統(tǒng)的運(yùn)動傳感器都需要外部電能供給方能工作，例如機(jī)床控制，鼠標(biāo)等等，傳感器安裝方式復(fù)雜，并且應(yīng)用環(huán)境受到電能供給等外部因素的限制，降低使用適應(yīng)性。另一方面現(xiàn)有運(yùn)動傳感器尤其是利用摩擦原理的傳感器往往只能測量速率等單一物理量，不能同時(shí)確定運(yùn)動方向等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)動矢量監(jiān)測單元、監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置，可無需外接電源即可測量運(yùn)動矢量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種運(yùn)動矢量監(jiān)測單元，所述運(yùn)動矢量監(jiān)測單元包括：第一部件，所述第一部件包括第一欄摩擦單元和第二欄摩擦單元；以及第二部件，對應(yīng)所述第一部件設(shè)置，且所述第一部件與所述第二部件能夠相對運(yùn)動；所述第二部件包括第一電極層，所述第一電極層包括對應(yīng)所述第一欄摩擦單元設(shè)置的第一欄第一電極單元和對應(yīng)所述第二欄摩擦單元設(shè)置的第二欄第一電極單元，且在其中一組水平對齊時(shí)，另一組水平錯位；用于在相對運(yùn)動過程中，所述第一欄摩擦單元和第二欄摩擦單元與第二部件接觸摩擦，使所述第一欄摩擦單元和第一欄第一電極單元上以及第二欄 摩擦單元和第二欄第一電極單元上分別產(chǎn)生表征運(yùn)動矢量的摩擦電荷。

本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元通過將第一部件和第二部件分欄且水平錯位設(shè)置，在第一部件和第二部件相對運(yùn)動過程中，第一欄摩擦單元和第一欄第一電極單元上以及第二欄摩擦單元和第二欄第一電極單元上分別產(chǎn)生表征運(yùn)動矢量的摩擦電荷，進(jìn)而獲得有相位差異的電信號，無需外接電源，即可準(zhǔn)確確定運(yùn)動矢量的大小和方向。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是第一欄摩擦單元和第二欄摩擦單元的設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a是第一電極層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b是第二電極層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是第一電極層和第二電極層的連接示意圖；

圖5a是測量一維正向運(yùn)動的電信號譜圖；

圖5b是測量一維反向運(yùn)動的電信號譜圖；

圖6是一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元測量往復(fù)勻速直線運(yùn)動瞬時(shí)速度的測試圖；

圖7是一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元測量不同加速度環(huán)境下的瞬時(shí)速度的測試示意圖；

圖8是本發(fā)明監(jiān)測裝置的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

10 第一部件 101A 第一欄摩擦單元

101B 第二欄摩擦單元 102 第一支撐層

20 第二部件 201 第一電極層

201A 第一欄第一電極單元 201B 第二欄第一電極單元

202 第二電極層 202A 第一欄第二電極單元

202B 第二欄第二電極單元 203 第二支撐層

204 摩擦層 30A 外接電阻

30B 外接電阻 40A 電壓表

40B 電壓表

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在發(fā)明中，在發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，發(fā)明中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元包括第一部件10，所述第一部件10包括第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B；以及第二部件20，對應(yīng)所述第一部件10設(shè)置，且所述第一部件10與所述第二部件20能夠相對運(yùn)動；所述第二部件20包括第一電極層201，所述第一電極層201包括對應(yīng)所述第一欄摩擦單元101A設(shè)置的第一欄第一電極單元201A和對應(yīng)所述第二欄摩擦單元101B設(shè)置的第二欄第一電極單元201B，且在其中一組水平對齊時(shí)，另一組水平錯位(如圖3a所示)；用于在相對運(yùn)動過程中， 所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B與第二部件20接觸摩擦，使所述第一欄摩擦單元101A和第一欄第一電極單元201A上以及第二欄摩擦單元101B和第二欄第一電極單元201B上分別產(chǎn)生表征運(yùn)動矢量的摩擦電荷。

本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元通過將第一部件和第二部件分欄且水平錯位設(shè)置，在第一部件和第二部件相對運(yùn)動過程中，第一欄摩擦單元和第一欄第一電極單元上以及第二欄摩擦單元和第二欄第一電極單元上分別產(chǎn)生表征運(yùn)動矢量的摩擦電荷，進(jìn)而獲得有相位差異的電信號，無需外接電源，即可準(zhǔn)確確定運(yùn)動矢量的大小和方向，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用范圍廣。

其中，所述摩擦電荷可分別通過第一欄第一電極單元201A、第二欄第一電極單元201B與地引出，形成兩組具有相位差異的電信號；或者通過第一欄第一電極單元201A、第二欄第一電極單元201B與另外設(shè)置的電極單元引出，形成兩組具有相位差異的電信號。

其中，所述第一部件10和第二部件20的接觸面的材料之間具有摩擦電極序差異。為增強(qiáng)電信號的強(qiáng)度，所述第一部件10和/或第二部件20的接觸面具有微納米結(jié)構(gòu)層。

此時(shí)，可使第一欄第一電極單元201A和第二欄第一電極單元201B分別與地連接，從而產(chǎn)生兩組具有相位差異的交流電信號，根據(jù)兩組交流電信號可確定運(yùn)動矢量的大小和方向。其中，所述運(yùn)動矢量包括加速度、速度、位移等中至少一者。

進(jìn)一步的，所述第二部件20還包括：第二電極層202，對應(yīng)所述第一電極層201。其中，所述第二電極層202包括分別對應(yīng)所述第一欄第一電極單元201A和第二欄第一電極單元201B設(shè)置的第一欄第二電極單元202A和第二欄第二電極單元202B，用于在相對運(yùn)動過程中，所述第一欄第一電極單元201A和第一欄第二電極單元202A以及第二欄第一電極單元201B和第二 欄第二電極單元202B之間形成表征運(yùn)動矢量的摩擦電勢差；以及第二支撐層203，設(shè)置于所述第一電極層201和第二電極層202之間，用于支撐所述第一電極層201和第二電極層202。其中，所述第一電極層201和/或第二電極層202的厚度為10nm-250μm。此時(shí)，分別通過第一欄第一電極單元201A與第一欄第二電極單元202A、第二欄第一電極單元201B與第二欄第二電極單元202B輸出兩組具有相位差異的交流電信號，根據(jù)兩組交流電信號可確定運(yùn)動矢量的大小和方向。

其中，所述第一電極層201中的第一欄第一電極單元201A、第二欄第一電極單元201B，第二電極層202中的第一欄第二電極單元202A、第二欄第二電極單元202B以及第一欄摩擦單元101A、第二欄摩擦單元101B均包括等間隔平行設(shè)置的多個(gè)單體，且所述第一電極層201和第二電極層202中的每一欄的各所述單體連接，使所述第一欄第一電極單元201A與所述第一欄第二電極單元202A和/或第二欄第一電極單元201B與第二欄第二電極單元202B輸出電信號(如圖4所示)。如圖2、圖3a和圖3b所示，所述第一欄摩擦單元101A、第二欄摩擦單元101B、第一欄第一電極單元201A、第二欄第一電極單元201B、第一欄第二電極單元202A及第二欄第二電極單元202B成柵格結(jié)構(gòu)。

其中，各所述單體的寬度為100μm-10cm，優(yōu)選地可為100μm-1cm?？筛鶕?jù)本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的測量范圍，選擇單體的寬度，例如，對于速度較慢的運(yùn)動，單體的寬度較小，可以為100μm-2mm；對于速度較快的運(yùn)動；單體的寬度較大，可以為2mm-10cm。此外，為確保輸出信號的準(zhǔn)確性，各所述單體的寬度和單體間的間隔相等。

其中，所述第一電極層201與第二電極層202水平錯開。優(yōu)選的，所述第一電極層201與第二電極層202水平錯開1個(gè)單體寬度。在所述第一欄摩擦單元101A與第一欄第一電極單元201A、第二欄摩擦單元101B與第二欄 第一電極單元201B中一組水平對齊，另一組水平錯位為0.01至0.49個(gè)2倍單體寬度。優(yōu)選的，所述另一組水平錯位為0.25個(gè)2倍單體寬度。在本實(shí)施例中，所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B水平錯開0.25個(gè)2倍單體寬度(如圖2所示)，所述第一欄第一電極單元201A與第二欄第一電極單元201B水平對齊(如圖3a所示)，所述第一欄第二電極單元202A與第二欄第二電極單元202B水平對齊(如圖3b所示)。

如圖1所示，所述第二部件20還包括摩擦層204，設(shè)置于所述第一電極層201的表面，用于在相對運(yùn)動過程中，分別與所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B接觸摩擦，產(chǎn)生摩擦電荷，并傳導(dǎo)至對應(yīng)的第一電極層101的第一欄第一電極單元101A和第二欄第一電極單元101B上。同時(shí)所述摩擦層204還可保護(hù)所述第一電極層201，避免所述第一電極層201直接磨損，從而提高本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的耐久性。

如圖1所示，第一部件10還包括第一支撐層102，設(shè)置于所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元102B的表面，用于支撐所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元102B。

其中，所述第一支撐層102、第二支撐層203和/或摩擦層204由絕緣體、非導(dǎo)電性氧化物或者復(fù)雜氧化物材料制成。其中，所述絕緣體材料優(yōu)選為高分子聚合物材料，例如：聚四氟乙烯，聚二甲基硅氧烷，聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、再生纖維海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、酚醛樹脂薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠 薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)薄膜或聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚雙苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。優(yōu)選地，所述第一支撐層102的下表面與摩擦層204的上表面的材料相同。

所述第一支撐層102、第二支撐層203以及摩擦層204的厚度對本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的工作性能無明顯影響，只影響輸出電信號的幅度，所述第一支撐層102、第二支撐層203和/或摩擦層204厚度范圍一般為25μm至1mm；優(yōu)選地，所述厚度范圍為50μm至500μm。

其中，所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B的材質(zhì)可為金屬或者絕緣材料，只需要滿足所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B與第二部件20的摩擦層204的材料之間具有摩擦電極序差異即可。在本實(shí)施例中，所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B由金屬材料制成。所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B、第一電極層201的第一欄第一電極單元201A和第二欄第一電極單元201B以及第二電極層202的第一欄第二電極單元202A和第二欄第二電極單元202B的材料可為金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦或鉻等。

為了保證第一部件10與第二部件20在相對運(yùn)動時(shí)，第一部件10與第二部件20緊密接觸，同時(shí)又具有一定的抗磨損性能，所述第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B的厚度為100nm至100μm。所述第一電極層201的第一欄第一電極單元201A和第二欄第一電極單元201B和第二電極層202的第一欄第二電極單元202A和第二欄第二電極單元202B厚度無此限制，一般為10nm-250μm?？赏ㄟ^蒸鍍或?yàn)R射等工藝將第一欄摩擦單元101A和第二欄摩擦單元101B沉積在第一支撐層102上和/或?qū)⒌谝粰诘谝浑姌O單元201A和第二欄第一電極單元201B以及第一欄第二電極單元202A和第二 欄第二電極單元202B分別沉積在第二支撐層203的兩側(cè)。

此外，所述第一欄摩擦單元101A、第一欄第一電極單元201A及第一欄第二電極單元202A的欄寬度對應(yīng)相同，所述第二欄摩擦單元101B、第二欄第一電極單元201B及第二欄第二電極單元202B的欄寬度對應(yīng)相同，且第一欄摩擦單元101A與第二欄摩擦單元101B、第一欄第一電極單元201A與第二欄第一電極單元201B、第一欄第二電極單元202A與第二欄第二電極單元202B的欄間距相同。在本實(shí)施例中，所述欄寬度為5mm-10cm。

如圖3a和圖3b所示，所述第一欄第一電極單元201A中的各單體連接形成第一欄第一輸出端，第一欄第二電極單元202A中的各單體連接形成第一欄第二輸出端，所述第一欄第一輸出端和第一欄第二輸出端通過外接電阻30A連接，所述外接電阻30A兩端的信號由電壓表40A測出(如圖4所示)，成為基準(zhǔn)信號；所述第二欄第一電極單元201B中的各單體連接形成第二欄第一輸出端，所述第二欄第二電極單元202B中的各單體連接形成第二欄第二輸出端，所述第二欄第一輸出端和第二欄第二輸出端通過外接電阻30B連接，所述外接電阻30B兩端的信號由電壓表40B測出，稱為參考信號。

例如，第一部件10為滑塊，所述第一部件10在第二部件20上沿滑道長度方向做一維滑動(其中，各單體垂直滑道長度方向排列)時(shí)，第一欄摩擦單元101A與第二欄摩擦單元101B與摩擦層204接觸摩擦，產(chǎn)生摩擦電荷。隨著第一欄摩擦單元101A的移動，所述第一欄摩擦單元101A上以空間等間距分布的靜電荷交替接近并驅(qū)動感應(yīng)電子往復(fù)于第一欄第一電極單元201A與第一欄第二電極單元202A之間，使基準(zhǔn)信號輸出端測試電壓表40A測出交流信號。該電信號周期反映了所述第一欄摩擦單元101A中的單體在特定時(shí)間內(nèi)錯位的結(jié)構(gòu)周期數(shù)量，從而反映了第一部件10相對于第二部件20的運(yùn)動速度。產(chǎn)生的電信號周期長度T反映了第一欄摩擦單元101A與第一欄第一電極單元的單體從正對到錯位再到正對的時(shí)間長度，已知相鄰 條形電極的間距和條形電極寬度均為λ，測出的瞬時(shí)信號周期長度為T，則相對速度$\mathrm{\υ}=\frac{\mathrm{\λ}}{T}.$

同樣原理，隨著第二欄摩擦單元101B的移動，所述第二欄摩擦單元102A上以空間等間距分布的靜電荷交替接近并驅(qū)動感應(yīng)電子往復(fù)于第二欄第一電極單元201B與第二欄第二電極層202B之間，使參考信號輸出端測試電壓表40B測出交流信號。該信號與基準(zhǔn)信號輸出端的信號形狀相同。

在本實(shí)施例中，由于第一欄摩擦單元101A與第二欄摩擦單元101B具有四分之一的錯位，參考信號的輸出相對基準(zhǔn)信號的輸出具有相位差ΔT。同一個(gè)方向滑動時(shí)，參考信號對基準(zhǔn)信號的相位差較小(如圖5a所示)；相反方向滑動時(shí)，參考信號對基準(zhǔn)信號的相位差較大(圖5b所示)?？筛鶕?jù)以下條件確定滑動方向：當(dāng)正向滑動；當(dāng)反向滑動。

為增加所述第一部件10和/或第二部件20的機(jī)械強(qiáng)度，所述第一部件10上設(shè)置有第一加固件，和/或第二部件20上設(shè)置有第二加固件。

其中，所述第一加固件和第二加固件優(yōu)選由輕質(zhì)剛性材料構(gòu)成，可以為聚甲基丙烯酸甲酯(亞克力，Polymeric methyl methacrylate，PMMA)、有機(jī)玻璃材料、PE(聚乙烯，Polyethylene)板材或PVC(聚氯乙烯，Polyvinyl chloride polymer)板材等。

此外，本發(fā)明還提供一種監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括多組上述運(yùn)動矢量監(jiān)測單元。所述監(jiān)測裝置與上述運(yùn)動矢量監(jiān)測單元相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。如圖8所述，本發(fā)明監(jiān)測裝置包括兩組垂直設(shè)置的運(yùn)動矢量監(jiān)測單元，用于測量二維運(yùn)動矢量。

本發(fā)明還提供一種運(yùn)動矢量監(jiān)測方法，所述運(yùn)動矢量監(jiān)測方法包括：將運(yùn)動物體與第一部件和/或第二部件連接，使所述第一部件與第二部件能夠相對運(yùn)動；在相對運(yùn)動過程中，獲取兩組具有相位差的電信號；根據(jù)所述兩組 具有相位差的電信號確定運(yùn)動矢量的大小和方向。

以計(jì)算速度為例，根據(jù)電壓表40A或電壓表40B測得的交流信號，獲得信號周期T，根據(jù)公式其中λ為相鄰條形電極的間距和條形電極寬度。根據(jù)表電壓表40A和表電壓表40B測得的兩組電信號的相位差該ΔT，判斷滑動方向：當(dāng)正向滑動；當(dāng)反向滑動。

下面以一個(gè)具體實(shí)施例展示本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)和工作過程。

第一支撐層和摩擦層的材料選擇厚度為25μm的聚四氟乙烯(又稱特氟龍，Polytetrafluoroethylene，PTFE)薄膜。第二支撐層選擇厚度為25μm的聚酰亞胺(Kapton)，利用激光切割機(jī)鏤空刻出分別滿足寬度和間距均為500μm的單體掩膜，覆蓋在聚四氟乙烯薄膜和聚酰亞胺膜上。使用物理氣相沉積的方法分別在聚四氟乙烯膜表面沉積出厚度100納米的電極單體。同樣的方式對已蒸鍍好一面的聚酰亞胺膜的背面進(jìn)行蒸鍍電極單體，滿足第一電極層和第二電極層在第二支撐層(聚酰亞胺膜)正反表面上有半個(gè)周期的位錯。在第二支撐層已蒸鍍好的每一欄表面各用一條跨越本欄所有單體的總線相連。這條總線可以在制作掩膜時(shí)一同制作，也可以在已做好的單體的第二支撐層的表面做二次蒸鍍。第二支撐層的各欄電極引出銅導(dǎo)線并通過圖4的方式連接，以測量信號輸出。同時(shí)將蒸鍍好的第一支撐層沒有電極單體的一面貼合在一塊3毫米厚的聚甲基丙烯酸甲酯(亞克力)板材上(第一加固件)。蒸鍍好的第二支撐層(聚酰亞胺薄膜)表面覆蓋一層聚四氟乙烯作為摩擦層。將第二支撐層上未貼摩擦層的一面貼合在另一塊3毫米厚的聚甲基丙烯酸甲酯(亞克力)板材上(第二加固件)，并在此板材長邊加突起的邊沿，以保證第一部件在第二部件表面只能做一維滑動。

本發(fā)明的運(yùn)動矢量監(jiān)測單元在進(jìn)行速度傳感監(jiān)測時(shí)，可以通過固定第一 部件，第二部件相對第一部件發(fā)生滑動，使第二部件連接待測的運(yùn)動物體進(jìn)行待測物體運(yùn)動矢量的傳感監(jiān)測；或者固定第二部件，第一部件相對第二部件滑動，第一部件連接到待測物體進(jìn)行待測物體運(yùn)動矢量的傳感監(jiān)測。另外，也可以將兩個(gè)部件分別固定于可以發(fā)生相對運(yùn)動的兩個(gè)物體上，對兩個(gè)物體的相對運(yùn)動矢量進(jìn)行傳感監(jiān)測。為了適合一維線性運(yùn)動的運(yùn)動矢量傳感，優(yōu)選的第一部件的長度小于第二部件的長度，例如第一部件與第二部件的比例為1:20。

在進(jìn)行運(yùn)動矢量的監(jiān)測時(shí)，可將第二部件固定，第一部件可以被隨機(jī)直線運(yùn)動驅(qū)動，例如手動推動；也可以被可控機(jī)械式驅(qū)動，例如線性馬達(dá)驅(qū)動。

在進(jìn)行帶有方向性的往復(fù)勻速運(yùn)動速度測量時(shí)，將第二部件通過第二加固件固定，第一部件的第一加固件與線性馬達(dá)相連接，由線性馬達(dá)提供往復(fù)式線性運(yùn)動。第一欄第一輸出端和第一欄第二輸出端之間使用10兆歐的外接電阻進(jìn)行連接，第二欄第一輸出端和第二欄第二輸出端之間使用10兆歐的外接電阻進(jìn)行連接。將兩臺電壓測試設(shè)備(Keithley 6514靜電計(jì))的信號采集端分別通過導(dǎo)線與第一欄兩輸出端和第二欄兩輸出端相連，在不同速度下測試其電信號波形。對正向、反向直線性運(yùn)動的信號周期分別進(jìn)行分析得到具有方向的速度測量值，如圖6所示：誤差不超過0.3％，測試精度高。

在進(jìn)行具有加速度的運(yùn)動速度測量，本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元同進(jìn)行帶有方向性的往復(fù)勻速運(yùn)動速度測量一致。在不同的加速度下，對信號周期分別進(jìn)行分析得到速度測量值，如圖7所示：誤差較小，準(zhǔn)確度高。

本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元還可對二維運(yùn)動矢量進(jìn)行測量，此時(shí)需使用兩個(gè)上述一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元聯(lián)合工作：

取第一套一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元，將其第二部件通過聚甲基丙烯酸甲酯(亞克力)板材固定。取第二套一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元，上下翻轉(zhuǎn)，并與第一套垂直擺放。將兩套傳感器的第一部件背面固定連接，即組裝成適應(yīng)二維 運(yùn)動的運(yùn)動矢量監(jiān)測單元(圖8)。針對組成二維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的每一套一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元各需對應(yīng)的一套信號測量儀器。

當(dāng)進(jìn)行二維運(yùn)動的位移矢量測試時(shí)，在上述部件組裝的基礎(chǔ)上，控制第二套一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的第二部件在二維平面內(nèi)做平移運(yùn)動，則兩套一維運(yùn)動矢量監(jiān)測單元的第一部件均會相對于各自的第二部件發(fā)生相對滑動。對兩套監(jiān)測單元的信號周期分別進(jìn)行分析得到的合成運(yùn)動。

本發(fā)明運(yùn)動矢量監(jiān)測單元無需外接電源，可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，輸出輸表征運(yùn)動矢量的電信號，準(zhǔn)確度高；制作材料選擇范圍廣泛，受制約小，制備方法簡單，成本低廉，安裝方便；通過摩擦層的設(shè)置，可延長設(shè)備的使用壽命。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。