本發(fā)明實施例涉及開關(guān)，尤其涉及一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、高分子彈性材料的特性包括高彈性、柔韌性、耐疲勞性、耐候性以及良好的化學穩(wěn)定性。這些材料能夠在外力作用下發(fā)生較大變形，并在外力撤除后迅速恢復原狀，因此廣泛應(yīng)用于需要耐用、舒適和柔軟的場合。典型的高分子彈性材料代表包括硅膠、天然橡膠、氟橡膠、聚氨酯以及乙丙二烯橡膠。

2、高分子彈性材料具有顯著的彈性和柔韌性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、機器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域，其柔軟的質(zhì)地能夠提高使用舒適性和安全性。然而，這種材料的彈性形變使得傳統(tǒng)的機械開關(guān)和觸摸傳感器難以可靠地檢測外界施加的壓力。在機械開關(guān)中，彈性材料的形變常常不足以觸發(fā)開關(guān)，導致斷斷續(xù)續(xù)的接觸或無法正常彈起；而在觸摸傳感器應(yīng)用中，封裝在高分子彈性材料內(nèi)部的傳感器可能會誤判壓力，甚至持續(xù)處于工作狀態(tài)，無法準確區(qū)分真實操作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)及其控制方法，通過霍爾開關(guān)元件檢測磁通量的變化，能夠靈敏地感知到施加在高分子彈性材料外殼的壓力變化，并通過控制元件來輔助實現(xiàn)開關(guān)判斷，即使在低壓力情況下，仍能夠?qū)崿F(xiàn)精準的開關(guān)檢測。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)，包括：

3、所述壓力開關(guān)系統(tǒng)包括高分子彈性材料外殼以及封裝于高分子彈性材料外殼內(nèi)的壓力開關(guān)模塊；

4、所述壓力開關(guān)模塊包括霍爾開關(guān)元件和控制元件；

5、所述霍爾開關(guān)元件設(shè)置于靠近所述高分子彈性材料外殼的位置，用于根據(jù)施加于所述高分子彈性材料外殼的力，反饋當前狀態(tài)下的磁通量；

6、所述控制元件與所述霍爾開關(guān)元件電連接，用于接收所述霍爾開關(guān)元件反饋的磁通量，并在所述磁通量處于第一預(yù)設(shè)范圍時，輸出第一控制信號至與所述壓力開關(guān)系統(tǒng)連接的外圍電路，以使所述外圍電路斷開，以及在所述磁通量處于第二預(yù)設(shè)范圍時，輸出第二控制信號至所述外圍電路，以使所述外圍電路導通。

7、可選的，所述壓力開關(guān)模塊還包括遠程通訊元件；

8、所述遠程通訊元件分別與所述控制元件和上位機通訊連接，用于接收所述上位機發(fā)送的初始校準指令，并發(fā)送所述初始校準指令至所述控制元件；

9、所述控制元件還用于在首次使用所述壓力開關(guān)系統(tǒng)時，根據(jù)所述初始校準指令，標定初始狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量為所述第一預(yù)設(shè)范圍，以及標定工作狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量為所述第二預(yù)設(shè)范圍。

10、可選的，所述遠程通訊元件還用于接收所述上位機發(fā)送的重新校準指令，并發(fā)送所述重新校準指令至所述控制元件；

11、所述控制元件還用于在所述壓力開關(guān)系統(tǒng)出現(xiàn)開關(guān)判斷誤差時，根據(jù)所述重新校準指令，獲取初始狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量，并以此修改所述第一預(yù)設(shè)范圍，以及根據(jù)獲取的工作狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量修改所述第二預(yù)設(shè)范圍。

12、可選的，所述遠程通訊元件包括藍牙單元，所述控制元件包括單片機。

13、可選的，所述霍爾開關(guān)元件包括磁性組件、霍爾傳感器和霍爾開關(guān)；

14、所述磁性組件位于所述霍爾傳感器的上方，并根據(jù)施加于所述高分子彈性材料外殼的壓力，朝向所述霍爾傳感器運動；

15、所述霍爾開關(guān)分別與所述磁性組件和控制元件連接，用于將所述磁性組件靠近所述霍爾傳感器過程中的磁通量變化發(fā)送至所述控制元件。

16、可選的，所述壓力開關(guān)模塊還包括供電元件；

17、所述供電元件與所述控制元件電連接，用于為所述壓力開關(guān)模塊供電。

18、可選的，所述供電元件的供電模式包括無線供電模式、有線供電模式以及其他設(shè)備供電模式中的至少一者。

19、第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于第一方面任意所述的基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)，所述控制方法包括：

20、獲取所述霍爾開關(guān)元件反饋的磁通量；

21、在所述磁通量處于第一預(yù)設(shè)范圍時，輸出第一控制信號至與所述壓力開關(guān)系統(tǒng)連接的外圍電路，以使所述外圍電路斷開；

22、在所述磁通量處于第二預(yù)設(shè)范圍時，輸出第二控制信號至所述外圍電路，以使所述外圍電路導通。

23、可選的，所述壓力開關(guān)模塊還包括遠程通訊元件；

24、所述遠程通訊元件分別與所述控制元件和上位機通訊連接：

25、在所述獲取所述霍爾開關(guān)元件反饋的磁通量之前，還包括：

26、獲取所述上位機的初始校準指令；

27、在首次使用所述壓力開關(guān)系統(tǒng)時，根據(jù)所述初始校準指令，標定初始狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量為所述第一預(yù)設(shè)范圍，以及標定工作狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量為所述第二預(yù)設(shè)范圍。

28、可選的，所述壓力開關(guān)模塊還包括遠程通訊元件；

29、所述遠程通訊元件分別與所述控制元件和上位機通訊連接：

30、在所述獲取所述霍爾開關(guān)元件反饋的磁通量之前，還包括：

31、獲取所述上位機的重新校準指令；

32、在所述壓力開關(guān)系統(tǒng)出現(xiàn)開關(guān)判斷誤差時，根據(jù)所述重新校準指令，獲取初始狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量，并以此修改所述第一預(yù)設(shè)范圍，以及根據(jù)獲取的工作狀態(tài)下所述霍爾開關(guān)元件的磁通量修改所述第二預(yù)設(shè)范圍。

33、本發(fā)明實施例提供了一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)，該壓力開關(guān)系統(tǒng)包括高分子彈性材料外殼以及封裝于高分子彈性材料外殼內(nèi)的壓力開關(guān)模塊。壓力開關(guān)模塊包括霍爾開關(guān)元件和控制元件?；魻栭_關(guān)元件設(shè)置于靠近高分子彈性材料外殼的位置，用于根據(jù)施加于高分子彈性材料外殼的力，反饋當前狀態(tài)下的磁通量?？刂圃c霍爾開關(guān)元件電連接，用于接收霍爾開關(guān)元件反饋的磁通量，并在磁通量處于第一預(yù)設(shè)范圍時，輸出第一控制信號至與壓力開關(guān)系統(tǒng)連接的外圍電路，以使外圍電路斷開，以及在磁通量處于第二預(yù)設(shè)范圍時，輸出第二控制信號至外圍電路，以使外圍電路導通。如此，通過霍爾開關(guān)元件檢測磁通量的變化，能夠靈敏地感知到施加在高分子彈性材料外殼的壓力變化，并通過控制元件來輔助實現(xiàn)開關(guān)判斷，即使在低壓力情況下，仍能夠?qū)崿F(xiàn)精準的開關(guān)檢測。解決了機械開關(guān)無法靈敏響應(yīng)的缺點。

技術(shù)特征：

1.一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，

8.一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-7任一項所述壓力開關(guān)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述壓力開關(guān)模塊還包括遠程通訊元件；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述壓力開關(guān)模塊還包括遠程通訊元件；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于高分子彈性材料的壓力開關(guān)系統(tǒng)及其控制方法，該壓力開關(guān)系統(tǒng)包括高分子彈性材料外殼以及封裝于高分子彈性材料外殼內(nèi)的壓力開關(guān)模塊。壓力開關(guān)模塊包括霍爾開關(guān)元件和控制元件。控制元件與霍爾開關(guān)元件電連接，用于接收霍爾開關(guān)元件反饋的磁通量，并在磁通量處于第一預(yù)設(shè)范圍時，輸出第一控制信號至與壓力開關(guān)系統(tǒng)連接的外圍電路，以使外圍電路斷開，以及在磁通量處于第二預(yù)設(shè)范圍時，輸出第二控制信號至外圍電路，以使外圍電路導通。如此，通過霍爾開關(guān)元件檢測磁通量的變化，能夠靈敏地感知到施加在高分子彈性材料外殼的壓力變化，并通過控制元件來輔助實現(xiàn)開關(guān)判斷，即使在低壓力情況下，仍能夠?qū)崿F(xiàn)精準的開關(guān)檢測。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇棟楠,尚鵬,羅朝暉
受保護的技術(shù)使用者：中國科學院深圳先進技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30