專利名稱：一種數(shù)字式指南針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種指南針，尤其是指一種數(shù)字式指南針。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的指南針一般分為兩種，一種是指針式，其結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，但它不能輸出電信號，因此不適宜與其他電子裝置相連接；另一種是數(shù)字式，它可以輸出電信號，通過電子顯示器顯示方向，還可以將該電信號作為方向識別信號輸出到其它的電子裝置中，但是價格比較昂貴，很難應(yīng)用到普通電子產(chǎn)品中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉、判別準(zhǔn)確的數(shù)字式指南針，它可以應(yīng)用于機(jī)器人的運(yùn)動方向判別和其他普通電子裝置中。
為達(dá)到此目的所采取的技術(shù)方案是一種數(shù)字式指南針，包括磁針1、針尖狀支撐物2、底盤3、薄圓盤4、光電傳感器5、處理電路6和顯示電路7。薄圓盤4的邊緣設(shè)有一缺口，磁針1鉚接在薄圓盤4上，薄圓盤4通過針尖狀支撐物2支撐在底盤3上，N對光電傳感器5與薄圓盤4的周緣相對應(yīng)并均勻固定在底盤3上，光電傳感器5的輸出電信號分別與處理電路6的數(shù)據(jù)輸入端相連，處理電路6的數(shù)據(jù)輸出端與顯示電路7相連接。
光電傳感器5的N值分別為4、8、16、32和64。
光電傳感器5為光電收發(fā)對管，其光信號可以從薄圓盤4邊緣的缺口穿過。
本發(fā)明的有益效果是
1、結(jié)構(gòu)簡單由于將物理磁針鉚接在輕質(zhì)、不透明和設(shè)有缺口的薄圓盤上，其周圍均布光電收發(fā)對管，缺口將薄圓盤轉(zhuǎn)動通過的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再進(jìn)行信號處理，因此實(shí)現(xiàn)這一原理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電結(jié)構(gòu)簡單。
2、成本低廉由于所用部件和器件均為普通材料，而且數(shù)量少，因此制造成本低、生產(chǎn)過程簡單。
3、分辨率高由于采用N角形分布的光電傳感器檢測結(jié)構(gòu)，因此對方向的判別準(zhǔn)確、分辨率高。
4、使用靈活由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、分辨率高，所以不僅可將其應(yīng)用于機(jī)器人運(yùn)動方向的判別，還可以將其產(chǎn)生的方向信號傳送給其他電子裝置進(jìn)行數(shù)字信號處理。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)地描述圖1為數(shù)字式指南針主視圖。
圖2為數(shù)字式指南針俯視圖。
圖3為數(shù)字式指南針安裝結(jié)構(gòu)圖。
圖4為數(shù)字式指南針傳感器電路原理框圖。
圖5為數(shù)字式指南針顯示電路原理圖。
圖6為數(shù)字式指南針處理電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2、圖3所示的八方向數(shù)字式指南針，它由磁針1、針尖狀支撐物2、底盤3、薄圓盤4和光電傳感器5所構(gòu)成，磁針1鉚接在質(zhì)量很輕且不透光的塑料薄圓盤4上，薄圓盤4通過針尖狀支撐物2支撐在底盤3上，由于磁針的物理指南作用，可以帶動薄圓盤4一起轉(zhuǎn)動。4對共8只由光電收發(fā)對管構(gòu)成光電傳感器5均勻固定在底盤3上，這8只光電收發(fā)對管分別產(chǎn)生東、東南、南、西南、西、西北、北、東北等8個方向的電信號。薄圓盤4的邊緣處于光電收發(fā)對管間的槽形開口內(nèi)，它可以阻斷各光電收發(fā)對管的光信號，在薄圓盤4的邊緣設(shè)有一缺口，當(dāng)該缺口隨薄圓盤旋轉(zhuǎn)到光電收發(fā)對管的中間時，光信號可以從該缺口穿過并轉(zhuǎn)換成電信號，該缺口的寬度小于兩相鄰光電傳感器的間距，以防止產(chǎn)生誤信號。光電傳感器5的輸出電信號分別與處理電路6的數(shù)據(jù)輸入端相連，處理電路6的數(shù)據(jù)輸出端與顯示電路7相連接。
如圖4、圖5、圖6所示，8光電傳感器5的型號為OPTOIS01，他們的電信號輸出端經(jīng)非門后與處理電路6的數(shù)據(jù)輸入端相連接，處理電路6由單片機(jī)構(gòu)成，其型號為MCU16C73，顯示電路7由發(fā)光管構(gòu)成，單片機(jī)的8路RB信號端口端定義為數(shù)據(jù)輸入端并與光電傳感器5相連，單片機(jī)的8路RC信號端口端定義為數(shù)據(jù)輸出端并與顯示電路7相接。
本發(fā)明的工作原理是當(dāng)發(fā)射光線不被薄圓盤4上的缺口遮擋時(感光通道暢通)，光電傳感器OPTOIS01就會導(dǎo)通并輸出低電平，再經(jīng)反向器變?yōu)楦唠娖胶髠魉徒o單片機(jī)MCU16C73的RB信號端口。反之，傳送給單片機(jī)的為低電平。由于在任意時刻，只有一個光電傳感器OPTOIS01導(dǎo)通，所以RB口的8路輸入端中只有一路輸入端為高電平，此時單片機(jī)判斷RB0-RB7端口的高電平信號分別為代表東、東南、南、西南、西、西北、北、東北8個方向的信號，并通過RC端口的RC0-RC7驅(qū)動發(fā)光二極管進(jìn)行顯示?？梢詫⒋藬?shù)字式指南針安裝在機(jī)器人內(nèi)，無論機(jī)器人向哪個方向運(yùn)動，單片機(jī)都可以通過檢驗(yàn)RB口的狀態(tài)來判斷機(jī)器人的運(yùn)動方向，或者作為方向信號傳送給其他電子裝置進(jìn)行數(shù)字信號處理。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式指南針，包括磁針(1)、針尖狀支撐物(2)和底盤(3)，其特征在于還包括薄圓盤(4)、光電傳感器(5)、處理電路(6)和顯示電路(7)；所述薄圓盤(4)的邊緣設(shè)有一缺口，磁針(1)鉚接在薄圓盤(4)上，薄圓盤(4)通過針尖狀支撐物(2)支撐在底盤(3)上，N對光電傳感器(5)與薄圓盤4的周緣相對應(yīng)并均勻固定在底盤(3)上，光電傳感器(5)的輸出電信號分別與處理電路(6)的數(shù)據(jù)輸入端相連，處理電路(6)的數(shù)據(jù)輸出端與顯示電路(7)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式指南針，其特征在于所述薄圓盤(4)邊緣缺口的寬度小于兩相鄰光電傳感器的間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式指南針，其特征在于所述光電傳感器(5)的N值分別為4、8、16、32和64。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式指南針，其特征在于所述的光電傳感器(5)為光電收發(fā)對管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式指南針，其特征在于所述的處理電路(6)為單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字式指南針，將磁針鉚接在設(shè)有缺口的薄圓盤上，薄圓盤通過針尖狀支撐物支撐在底盤上，多對光電對管傳感器的槽形開口套裝于薄圓盤的周緣并均勻固定在底盤上，光電傳感器輸出的代表不同方向的電信號分別連接于由單片機(jī)構(gòu)成的處理電路的數(shù)據(jù)輸入端，處理電路的數(shù)據(jù)輸出端與顯示電路相連接。由于其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、判別準(zhǔn)確，可應(yīng)用于機(jī)器人的運(yùn)動方向判別和其他電子裝置中。
文檔編號G01C17/00GK1502971SQ02153170
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者王志良 申請人:王志良