196512. lajstromszámú szabadalom • Elektromechanikus mozgásérzékelő, elsősorban adott irányú gyorsulás érzékelésére
3 196512 4 A találmány tárgya elektromechanikus mozgásérzékelő, elsősorban adott irányú gyorsulás érzékelésére, amellyel előnyösen megoldható a gyorsulás egy adott, kitüntetett irányra vonatkoztatott érzékelése, illetve az adott iránytól eltérő irányú gyorsulás megkülönböztetése. A gyakorlatban igen sokféle elektromechanikus mozgásérzékelőt alkalmaznak. Az elektromechanikus mozgásérzékelők ismert közös vonása, hogy házban elrendezett mérőtömeggel rendelkeznek, amely mérőtömeg elmozdulását érzékelik. Egy ismert megoldás szerint például az elmozdulást piezoelektromos úton határozzák meg, más ismert megoldás során a mérőtömeg golyóként van kiképezve, amely rugó ellenében mozdul el. Az élet különböző területein alkalmaznak a gyorsulás érzékelésére ismert megoldásokat. Ezekkel az ismert megoldásokkal a gyorsulás detektálható, sokszor azoban olyan igény is felmerül, hogy a gyorsulás adott, kitüntetett irányra kell vonatkoztatni. A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amellyel adott, kitüntetett irányú gyorsulás megbízható érzékelése megvalósítható és jól megkülönböztethetőek az ettől eltérő irányú gyorsulások. Célul tűztük ki olyan elektromechanikus mozgásérzékelő kifejlesztését, amely előnyösen alkalmas a vivósportban a találatok érzékelésére, célszerűen kardvívásban, ahol felhasználásával a szúrás, valamint a vágás egymástól elkülöníthető és megbízhatóan érzékelhető. Felismertük, hogy a házban elmozduló mérőtömeget olyan belső csillapítással rendelkező, rugalmas betéteken kell felfüggeszteni, amely rugalmas betétek tengelyirányú és keresztirányú inerciája legalább egy nagyságrenddel eltérő. Kísérleteink során rájöttünk arra is, hogy a rugalmas betéteket hengerszimmetrikusan célszerű kialakítani, amely egyszerű gyárthatóságot, könnyű szerelhetőséget, illetve mechanikus csatlakoztatási lehetőséget biztosít. Belső csillapításra azért van szükség a rugalmas betétek esetén, hogy megfelelő gyorsulásimpulzusra megfelelő, rövid idejű elmozdulás jöhessen létre. A belső csillapításnak tehát meg kell akadályozni, hogy az elmozduló mérőtömeg adott gyorsulási impulzusra nehogy lengő mozgást végezzen. A találmány szerinti cél megvalósításához olyan rugalmas betéteket fejlesztettünk ki, amelyeknek a tengely és a keresztirányú inerciája egymástól jelentősen - legalább egy nagyságrenddel - különbözik. Ezáltal az ilyen rugalmas betétek felhasználásával vélik lehetővé adott, kitüntetett irányú gyorsulás detektálása, illetve az egymástól eltérő irányú gyorsulások megkülönböztetése. A különböző, egymástól eltérő alkalmazási területek miatt szükség van annak biztosítására is, hogy az elektromechanikus mozgásérzékelő megszólalási érzékenysége állítható legyen. Megfelelően kiképzett belső csillapítású rugalmas betétekkel, a betétek számának növelésével, illetve csökkentésével feladatonként az érzékenység változtatható. A találmány tárgya elektromechanikus mozgásérzékelő elsősorban adott irányú gyorsulás érzékelésére, amelynek házban elmozduló mérőtömege van és az elmozdulást elektromos jellé átalakító mérőátalakitóval rendelkezik. Az elektomechanikus mozgásérzékelő úgy van kialakítva, hogy az elmozduló mérőtömege hengerszimmetrikus, belső csillapítással rendelkező rugalmas betéteken van felfüggesztve, a rugalmas betétek pedig a házhoz vannak rögzítve. A rugalmas betétek úgy vannak kiképezve, hogy tengelyirányú és keresztirányú inerciájuk egymástól, legalább egy nagyságrenddel, eltérő. A találmány célszerű megoldása esetén a mérőtömeg felületén bemetszések vannak kiképezve, a rugalmas betétek pedig a bemetszésekben vannak elhelyezve. Előnyös lehet, ha a ház szigetelőanyagból, a mérőtömeg pedig vezetóképes anyagból van kiképezve. A ház hosszanti oldalának két végén vannak elhelyezve a méróátalakitó érintkezői, amelyek közül legalább az egyik érintkező elmozduló mérőtömeghez viszonyított helyzete állítható. A találmány további célszerű megoldása esetén az elmozduló mérőtömeg hosszanti - tengelyirányú - egyik vége kúposán van kiképezve, az ehhez csatlakozó - az elmozdulás során ezzel érintkező - egyik érintkező felületre pedig a kívánt érzékenységnek megfelelően van kiképezve. Az érintkező előnyösen cserélhető, ezáltal a méröatalakitó karakterisztikája szükség esetén változtatható. Az elektromechanikus mozgásérzékelő oly módon is kialakítható, ahol az elmozduló mérőtömeg nem vesz részt az elektromos kontaktus kialakításában közvetlenül, hanem annak elmozdulása zárja, vagy nyitja a külön kiképzett érintkező lemezen keresztül az érintkezőket. Igen előnyös lehet olyan kialakítás is, amelynél az elmozduló mérőtömeg és a ház egyik hosszanti vége között légkamra van kialakítva, amelynek az egyik falát az elmozduló mérötömegen levő rugalmas betét akotja, másik falét pedig a ház fala képezi, amelyen változtatható keresztmetszetű kivezető nyílás van elrendezve. A találmány szerinti elektromechanikus mozgásérzékelő lehetséges, példakénti megoldásait a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesen, ahol- az 1. ábra a mozgásérzékelő egyes elemeit és azok vázlatos kiképzését,- a 2. ábra a rugalmas betétek célszerű kialakítását és befogását,- a 3. ábra a keresztirányú gyorsulások hatására létrejövő alakváltozást és az ebből eredő tengelyirányú elmozdulást, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
