運動傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明一般涉及運動傳感器領域，且更具體地，涉及基于旋轉設備內的一個或多個雙極性磁體的部署的運動傳感器。
【背景技術】
[0002]運動傳感器常常被用于檢測物體相對于表面的運動。例如，車輛中的速度計是一種響應于車輛車輪的旋轉來檢測沿路面的運動速度的運動傳感器。運動傳感器常被用于馬達控制中以檢測和控制馬達的角動量。
[0003]此處結合來自紐約州奧蘭治堡的Radiancy公司提供的no !no!電動剃刀來解說運動傳感器的另一項應用，該電動剃刀被分別描述在美國專利序列號6，825，445、7，170,034、7，202，446、8，319，152、8，367，974以及8，389，906中，上述專利的每一個的所有內容通過引用合并與此。具體來說，為了避免皮膚灼傷，響應于檢測到的運動對包括發熱元件的刀頭進行控制。
[0004]圖1A示出電動剃刀1的實施例的高級示意圖，電動剃刀1包括:殼20;第一滾筒30，其具有繞其圓周設置的凹槽35;發電機40;帶50;控制器60;發熱元件70;以及第二滾筒80，其可以簡單地改為是輪子或其它固定的支撐(未示出)。殼20固定住第一滾筒30和第二滾筒80，以便于在與皮膚表面90并排時提供殼20的平滑滑行運動，從而允許沿皮膚在2個相對方向中的任意一個方向上的平滑運動，如箭頭所示。在一些實施例中，允許僅在一個方向上的滑行以便于確保適當處理。
[0005]發電機40被耦合到控制器60的輸入，而發熱元件70被耦合到控制器60的輸出。帶50被布置成容納在凹槽35內并且將凹槽35所經受的第一滾筒30的角動量轉換給發電機40。控制器60由此接收到來自發電機40的電信號，該電信號的幅值和符號響應于外殼20沿皮膚表面90的運動的速度和方向。控制器60被布置成響應于檢測到的運動來控制發熱元件70，且具體來說，響應于檢測到的第一滾筒30的運動來向發熱元件70供電。可選地(未示出)，發熱元件70的位置被進一步響應于控制器60來調整，這通常是通過響應于在預定行進方向上檢測到的運動超過預定的最小值來將發熱元件70和皮膚表面90之間的距離設置成剃須位置，并且在缺少這一檢測到的運動時將發熱元件70和皮膚表面90之間的距離設置成準備位置來實現的。第二滾筒80提供對于外殼20相對于皮膚表面90的第二滾動支撐。
[0006]然而，使用帶50來將第一滾筒30的運動轉換給發電機50是麻煩的并且導致故障，因為從皮膚表面90剃下的毛發很容易阻礙其平滑的運動。將發電機50集成到第一滾筒30內是昂貴的，因為這需要與旋轉體的電氣連接。
[0007]圖1B示出了電動剃刀100的實施例的高級示意圖，其與圖1A中的電動剃刀10在所有方面都類似，除了提供了多個發熱元件70，并且電動剃刀100附加地展示了供電線110。供電線110可為電動剃刀100提供基于輸電線的電源、DC電源和/或冷卻液而不超出發明范圍。
[0008]Lutz的美國公開的專利申請S/N 2003/0128026(其全部內容通過引用合并與此)涉及用于感測轉子位置以及在包括感測環形磁體以及兩個模擬霍爾效應傳感器的電動馬達中的一較寬的速度范圍內檢測旋轉速度的設備。對于感測環形磁體的需求增加了成本、可能限制分辨率并且還可能驅動最小尺寸限制。
[0009]Timken公司的世界知識產權組織國際公布W02004/008075A2(其全部內容通過引用合并與此)涉及用于感測絕對角位置的裝置和方法。一個或多個線性位置傳感器被放置在軸或其它旋轉部件的降低表面附近。軸的旋轉改變了傳感器和降低表面之間的氣隙，由此生成可被處理以確定旋轉部件的各個工作參數的信號。對降低表面的需求以及用于確保線性位置傳感器的正確輸出的材料需求增加了機械設計的復雜度，并且要求對線性位置傳感器和降低表面的相對位置的謹慎控制，這也增加了成本。
[0010]可能期望以降低的成本提供被布置成檢測旋轉動作的運動傳感器，優選地適合用于電動剃刀或其它美容/醫療治療裝置的運動傳感器。
【發明內容】
[0011]因此，主要目的在于克服現有技術的缺點中的至少一些。這是通過在某些實施例中提供具有附連有一個或多個雙極性磁體的旋轉元件來實現的。還提供了被布置成響應于磁場變化該改變其輸出電壓的換能器，所述換能器于所述旋轉元件并列，以便檢測由于一個或多個雙極性磁體的旋轉導致的磁場變化。換能器的輸出由控制器接收，該控制器被布置成響應于換能器的變化的輸出來缺點旋轉元件的角旋轉。在一個實施例中，換能器是霍爾效應傳感器。在其它實施例中，換能器中可存在不止一個傳感器。
[0012]此處的各實施例實現了一種美容或醫療治療設備，包括:外殼;控制器；響應于所述控制器的治療元件；以及運動傳感器，所述控制器被布置成接收來自所述運動傳感器的信息并且響應于該信息調整所述治療元件的操作，所述運動傳感器包括:旋轉元件，所述旋轉元件被固定于所述外殼并且被布置成響應于所述外殼在要被治療的皮膚表面上的運動而繞所述旋轉元件的旋轉軸旋轉;至少一個雙極性磁體，所述至少一個雙極性磁體被固定在所述旋轉元件內以便與旋轉元件一起旋轉；以及換能器，所述換能器固定于所述外殼并且與所述旋轉元件并列，所述換能器被布置成讀取所述至少一個雙極性磁體的至少一個磁場分量(MFC)，并且提供指示所述旋轉元件的旋轉的輸出信號。
[0013]在一個實施例中，所述至少一個雙極性磁體的磁軸垂直于所述旋轉軸，并且所述換能器平行于所述旋轉軸。在一個進一步實施例中，所述至少一個雙極性磁體包括被設置成彼此正交的兩個雙極性磁體，并且所述換能器由兩個磁場傳感器組成，并且每一個所述磁場傳感器與所述兩個雙極性磁體中的特定的一個并列。在又一進一步實施例中，所述換能器是霍爾效應傳感器，并且可選地，所述霍爾效應傳感器是二維霍爾效應傳感器和三維霍爾效應傳感器中的一種。
[0014]在一個實施例中，所述美容或醫療治療設備還包括被布置成接收所述換能器的輸出信號的運動確定器，所述運動確定器被布置成響應于所述接收到的輸出信號來確定所述外殼在所述表面上的運動的速率，并且輸出所述關于所確定的運動的信息給所述控制器。在一個進一步實施例中，所述運動確定器被配置成缺點速度。在又一進一步實施例中，所述運動確定器被布置成確定所述外殼相對于所述皮膚表面的運動的方向。在又一進一步實施例中，所述運動確定器被布置成確定所述外殼在所述皮膚表面上的位置。在又一進一步實施例中，所述運動確定器被布置成確定以下中的至少兩者:速度;所述外殼相對于所述皮膚表面的運動的方向；以及所述外殼在所述皮膚表面上的位置。
[0015]在一個實施例中，MFC彼此垂直。在另一實施例中，所述至少一個雙極性磁體以所述旋轉元件的旋轉軸為中心。
[0016]此處的各獨立實施例實現了一種運動傳感器，包括:外殼;旋轉元件，所述旋轉元件被固定于所述外殼并且被布置成響應于所述外殼在表面上的運動而繞所述旋轉元件的旋轉軸旋轉;至少一個雙極性磁體，所述至少一個雙極性磁體被固定于所述旋轉元件內以便隨旋轉元件的所述旋轉一起繞所述旋轉元件的旋轉軸旋轉；以及換能器，所述換能器被固定于所述外殼并且與所述旋轉元件并列，所述換能器被布置成響應于所述至少一個雙極性磁體的所述旋轉所導致的磁場變化而改變其輸出電壓。
[0017]在一個實施例中，所述至少一個雙極性磁體包括被設置成彼此正交的兩個雙極性磁體。在另一實施例中，所述換能器是霍爾效應傳感器。在一個進一步實施例中，所述霍爾效應傳感器是二維霍爾效應傳感器和三維霍爾效應傳感器中的一種。
[0018]在一個實施例中，所述至少一個雙極性磁體包括被設置成彼此正交的兩個雙極性磁體，并且所述換能器包括兩個霍爾效應傳感器，每一個所述霍爾效應傳感器被設置成彼此正交。
[0019]在一個實施例中，所述運動傳感器還包括被布置成接收所述換能器的輸出信號的運動確定器，所述運動確定器被布置成響應于所述接收到的輸出信號來確定所述外殼在所述表面上的