分立式传感器的制作方法

本公开的实施例涉及一种用于探测外界物体的运动的分立式传感器。

背景技术：

分立式传感器是用于感测外界物体的运动的装置。当外界物体进入分立式传感器的感测范围内时，外界物体辐射出的红外线会被传感器内的探测头上的正极和负极探测到，从而探测外界物体的存在。在传感器的操作期间，为了指定其探测范围，往往需要根据用户的实际探测需求使探测头朝向不同方向转动。为了将探测头的位置保持在合适的位置，探测头应处于合适的朝向。

技术实现要素：

然而，在探测头的传统设计中，当调整探测头的探测范围时，探测头上正极和负极常常会绕着垂直于正极和负极所在表面的方向发生旋转。在这种设计中，正极的探测范围和负极的探测范围会存在叠加区域。叠加区域的存在会使得正极和负极的信号存在衰减。由于外界物体辐射出的红外线的强度相对微弱，信号的衰减导致更难以探测出外界物体的存在，进而导致测量精度降低，这是不期望的。

本公开的实施例提供了一种能够提高感测精度的分立式传感器。

在本公开的第一方面，提供了一种分立式传感器。所述分立式传感器包括：壳体；第一载体和第二载体，布置在所述壳体内，所述第一载体能够相对于所述壳体围绕第一旋转轴线转动，所述第二载体能够相对于所述第一载体围绕第二旋转轴线摆动；探测头，布置在所述第二载体上并且包括正极和负极；以及调节机构，被配置成响应于操作而调节所述第一载体围绕所述第一旋转轴线的转动和所述第二载体围绕所述第二旋转轴线的摆动，以调节所述正极和所述负极相对于给定参考面的朝向。

根据本公开的实施例，通过采用调节机构来调节所述正极和所述负极相对于给定参考面的朝向。以此方式，正极和负极不会围绕垂直于其所在平面的方向转动，这样能够使正极和负极的感测区域不存在重叠区域，因而能够避免正极和负极的信号发生衰减。这样的布置使得能够大大地提高感测的精度。

在一些实施例中，所述调节机构包括：第一致动器，被配置为响应于用户操作而驱动所述第一载体围绕所述第一旋转轴线转动；以及第二致动器，被配置为响应于用户操作而驱动所述第二载体围绕所述第二旋转轴线摆动。在这样的实施例中，用户能够根据分立式传感器的使用环境方便地操作所述调节机构，从而使探测头处于用户期望的朝向。

在一些实施例中，所述调节机构还包括第一滑块以及第一组连杆，其中所述第一致动器是带有螺纹结构的杆，其一端向所述壳体外暴露，并且穿过所述第一滑块上的孔并与其螺纹连接，所述第一组连杆布置在所述第一载体沿所述第一旋转轴线方向的相对两端并且与所述第一载体保持固定，其中所述第一组连杆中的每一个连杆的一端与所述第一滑块滑动连接，另一端固定在所述第一载体上并且可旋转地装配至所述壳体，使得当所述第一致动器被用户旋动时，所述第一滑块能够沿所述第一致动器的延伸方向滑动，以使所述第一组连杆带动第一载体围绕所述第一旋转轴线转动。在这样的实施例中，能够更加方便地在第一自由度上调节所述调节机构，从而能够调节探测头上的俯仰角度。这样的设置增加了探测头的探测范围。

在一些实施例中，所述调节机构还包括第二滑块以及第二连杆；其中所述第二致动器是带有螺纹结构的杆，其一端向所述壳体外暴露，并且穿过所述第二滑块上的孔并与其螺纹连接；所述第二载体包括从所述第二载体沿平行于所述第二旋转轴线的方向伸出的一对导向件，所述第二连杆穿过所述导向件之间的空隙，使得当所述第二致动器被用户旋动时，所述第二滑块和所述第二连杆能够沿着平行于所述第二致动器的延伸方向滑动，以使所述第二连杆带动所述第二载体围绕所述第二旋转轴线摆动。在这样的实施例中，能够更加方便地在第二自由度上调节所述调节机构，从而能够调节探测头上的摆动角度。这样的设置进一步增加了探测头的探测范围。

在一些实施例中，所述第二连杆具有圆弧形状，所述圆弧形状的圆心与所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的交点重合。在这样的实施例中，能够准确指示探测头相对于第二旋转轴线的角度。

在一些实施例中，所述分立式传感器还包括被布置在所述壳体的外表面上的透镜，所述透镜的焦点与所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的交点重合。在这样的实施例中，透镜能够将外界物体辐射出的红外光精确地聚焦在探测头上，从而准确地获取外界物体的运动进行探测。

在一些实施例中，所述第一旋转轴线垂直于所述第二旋转轴线。在这样的实施例中，用户能够通过旋动第一致动器和第二致动器使其沿着相互垂直的两个方向运动，从而能够更加方便地在两个自由度上对探测头的朝向进行调节。

在一些实施例中，所述探测头包括一个正极和一个负极，所述正极和所述负极沿着垂直于所述第二旋转轴线的方向布置。在这样的实施例中，能够避免正极和负极的信号发生衰减。这样的布置使得能够大大地提高感测的精度。

在一些实施例中，所述探测头包括多个正极和多个负极，所述多个正极沿着所述第二旋转轴线的方向布置并且所述多个负极沿着垂直于所述第二旋转轴线的方向布置，或者所述多个负极沿着所述第二旋转轴线的方向布置并且所述多个正极沿着垂直于所述第二旋转轴线的方向布置。在这样的实施例中，通过设置多个正极和多个负极，探测信号得以加强，从而能够更加准确地实现对外界物体的探测。

在一些实施例中，所述探测头为红外热释电探测头，所述外界物体为生命体。在这样的实施例中，能够准确地实现对诸如人体的生命体的探测。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：

图1示出了根据本公开的示例性实施例的分立式传感器的立体示意图；

图2示出了透镜被移除的图1中所示的分立式传感器的内部结构示意图；

图3示出了图2中所示的探测头的放大示意图；

图4示出了图1中所示的分立式传感器的另一个立体示意图；

图5示出了分立式传感器的内部结构的立体示意图；

图6示出了用于在第一自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的立体示意图；

图7示出了用于在第二自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的立体示意图；

图8示出了用于在第二自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的另一个立体示意图；

图9示出了用于在第二自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的示意侧视图；以及

图10示出了具有多个正极和多个负极探测头的正视图。

具体实施方式

现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本公开的原理。

下面将结合图1至图10详细说明根据本公开的示例性实施例的分立式传感器1的结构。首先参考图1至图4，图1示出了根据本公开的示例性实施例的分立式传感器的立体示意图；图2示出了透镜被移除的图1中所示的分立式传感器的内部结构示意图；图3示出了图2中所示的探测头的放大示意图；以及图4示出了图1中所示的分立式传感器的另一个立体示意图。

如图所示，总体上，在此描述的分立式传感器1包括壳体2、透镜3以及设置在壳体2中的内部结构。分立式传感器1可以通过壳体2被安装到包括水平面上或竖直面的各种平面上。该水平面可以例如是建筑物的天花板或者地面，竖直面可以例如是建筑物的侧壁。在图2中，透镜3被移除，以更加清楚地显示出分立式传感器1的内部结构。

如图2和图3所示，分立式传感器1可以包括布置在壳体2内的第一载体4和第二载体5。第一载体4能够相对于壳体2围绕第一旋转轴线L1转动。第二载体5能够相对于第一载体4围绕第二旋转轴线L2摆动。分立式传感器1还包括布置在第二载体5上的探测头8，探测头8具有正极9和负极10。在使用状态下，当诸如人体的发热物体经过探测头8的探测范围内时，发热物体辐射出的红外线会经由透镜3的聚焦作用被聚焦到正极9和负极10处，从而使探测头8能够探测到外界运动热物体的存在。

根据本公开的实施例，第一载体4和第二载体5的位置调整可以通过调节机构来实现，以调节正极9和负极10相对于给定参考面的朝向。通过下文描述将会理解，在本公开的实施例中，通过沿着大致垂直的两个方向对探测头8的朝向进行调节，能够在增加探测头8的探测范围的情况下，保持探测头8的正极9和负极10不会围绕垂直于正极9和负极10所在平面的方向发生旋转，从而能够在增加探测范围的情况下保证探测的准确性。

在下文中，将结合图5至图9详细描述被设置在壳体2内的调节机构19的示例性布置，其中图5示出了分立式传感器的内部结构的立体示意图，图6示出了用于在第一自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的立体示意图，图7示出了用于在第二自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的立体示意图，图8示出了用于在第二自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的另一个立体示意图，图9示出了用于在第二自由度上对探测头的朝向进行调节的结构的示意侧视图。

如图5所示，调节机构19可以包括第一致动器6和第二致动器7。在一些实施例中，第一致动器6包括暴露于壳体2的一端21，第二致动器7包括暴露于壳体2的一端22。用户通过旋动第一致动器6的一端21的凹槽，能够在第一自由度上实现对探测头8的朝向的调节。用户通过旋动第二致动器7的一端22的凹槽，能够在第二自由度上实现对探测头8的朝向的调节。

在一些实施例中，如图6所示，调节机构19可以包括第一滑块11以及第一组连杆12。在一些实施例中，第一致动器6例如可以是带有螺纹结构的杆，其一端21向壳体2外暴露。第一致动器6穿过第一滑块11上的孔并与其螺纹连接。第一致动器6的限位部26抵靠在壳体2上，从而限制第一致动器6沿着其纵向延伸轴线的位移。以此布置，当位于端21上的凹槽被旋动时，第一致动器6和第一滑块11中的孔之间的螺纹连接带动第一滑块11沿着图6中的方向A1或A2来回移动。

在一些实施例中，对于第一组连杆12中的每一个连杆，其一端23与第一滑块11滑动连接，而另一端24可旋转地装配至壳体2。由此，当第一滑块11沿着方向A1或A2所示的方向移动时，第一滑块11和连杆12的滑动连接带动连杆12沿着方向R1或R2绕着装配至壳体2的一端24来回摆动。连杆12与第一载体4布置在第一载体4沿所述第一旋转轴线L1方向的相对两端并且与第一载体4保持固定。由此，连杆12的摆动会促使第一载体4沿着第一旋转轴线L1来回摆动，从而实现在第一自由度上对第一载体4的调节。

如图7和图8所示，在一些实施例中，调节机构19可以包括第二滑块13。作为示例，第二致动器7也可以是带有螺纹结构的杆。杆的一端22向壳体2外暴露。第二致动器7穿过第二滑块13上的孔并与其螺纹连接。第二致动器7的限位部27抵靠在壳体2上，从而限制第二致动器7沿着其纵向延伸轴线的位移，使得第二致动器7仅能绕着其纵向延伸轴线旋转。如图7所示，当位于端22上的凹槽被旋动时，第二致动器7和第二滑块13中的孔之间的螺纹连接将带动第二滑块13来回移动，例如沿着图7中的方向B1或B2所示的方向。

在一些实施例中，如图8中所示，调节机构19还可以包括第二连杆14。在一些实施例中，第二连杆14可以与第二滑块13是一体的。当然，这并非必须的，二者也可以单独制造。当第二滑块13沿着方向B1或B2所示的方向移动时，第二连杆14也沿着方向B1或B2移动。可以设置多种方式来将第二连杆14装配至第二载体5。例如，在图8所示的实施例中，第二载体5包括从第二载体5的表面沿平行于第二旋转轴线L2的方向伸出的一对导向件20，第二连杆14穿过这些导向件20之间的空隙，从而使得第二连杆14的移动带动第二载体5的摆动。当然，可以沿平行于第二旋转轴线L2的方向设置多对导向件20，这样的设置也落入本公开的范围内。

第二载体5可旋转地装配至第一载体4，并且可以围绕第二旋转轴线L2相对于第一载体4摆动。以此布置，当第二连杆14沿着方向B1或B2移动时，其将抵靠导向件20中的一个导向件并带动第二载体5围绕第二旋转轴线L2绕着S1或S2相对于第一载体4来回摆动，从而实现第二自由度上对第二载体5的调节。

探测头8可以固定地安装在第二载体5上。参见图2，当把分立式传感器1安装在例如建筑物侧壁的竖直平面上时，第一载体4围绕第一旋转轴线L1的转动可以调节探测头8的俯仰角度，另一方面，第二载体5围绕第二旋转轴线L2的摆动可以调节探测头8的摆动角度。因此，当探测头8围绕第一旋转轴线L1和第二旋转轴线L2运动时，正极9和负极10仅会改变其俯仰角度和摆动角度，而不会围绕垂直于其所在平面的方向发生转动。这样的设置是有利的，因为通过这样的设置，在分立式传感器1的使用期间，假设在初始安装时使得第一旋转轴线L1相对于例如地面的给定参考面是水平的、并且使正极9和负极10也相对于该给定参考面被设置为在同一高度上，则在通过第一致动器6和第二致动器7调节探测头8的探测方向时，正极9和负极10的探测区域不会发生重叠，从而保证精确的测量。

在某些实施例中，分立式传感器还可以包括用于向指示探测头相对于旋转轴线的角度的指示机构。指示机构可以包括第一指示部15和第一刻度16。如图2所示，第一刻度16布置在壳体2上。第一指示部15布置在第一连杆14上，这在图5中更清楚地示出。在图5图示的实施例中，第一指示部15是具有尖部的指针。当探测头围绕第一旋转轴线L1转动时，第一指示部15可以指向第一刻度16的不同位置，用以显示探测头8相对于第一旋转轴线L1的角度。

该指示机构可以还包括第二指示部17和第二刻度18。第二指示部17布置在第二滑块13上，如图7所示。在某些实施例中，第二指示部17是固定在第二滑块13上的导向件。当用户旋动第二致动器7时，第二滑块13上的第二指示部17将随着第二滑块13滑动。通过如图2所示的布置在壳体2上的细长窗口25，用户可以从传感器的外部观察第二指示部17的位置。第二刻度18布置在壳体2上并且沿着平行于窗口25的细长方向延伸。当探测头围绕第二旋转轴线L2摆动时，第二指示部17可以对应于第二刻度18的不同位置，用以显示探测头8相对于第二旋转轴线L2的角度。

在一些实施例中，如图9所示，第二连杆14例如可以具有圆弧形状。该圆弧形状的圆心与第一旋转轴线L1和第二旋转轴线L2的交点可以重合。这样的设置将是有益的，因为无论第二载体5与第一载体4旋转到哪个位置，第二连杆14的中心与探测头8的中心的距离D都可保持不变。以此方式，第二指示部17的平移距离与探测头8相对于第二旋转轴线L2的角度可以保持固定的关系。这样，第二指示部17能够准确指示探测头8相对于第二旋转轴线L2的角度。

在一些实施例中，透镜3可以为半球形的，其焦点与第一旋转轴线L1和第二旋转轴线L2的交点重合。在这样的实施例中，透镜3能够将外界物体辐射出的红外光精确地聚焦在探测头8上，从而准确地获取外界物体的运动进行探测。

在一些实施例中，第一旋转轴线L1垂直于第二旋转轴线L2。通过这样的设置，用户能够通过旋动第一致动器6和第二致动器7使其沿着相互垂直的两个方向运动，从而能够更加方便地在两个自由度上对探测头的朝向进行调节。

在一些实施例中，探测头8可包括一个正极和一个负极。如图2和图3所示，正极9和负极10沿着垂直于所述第二旋转轴线L2的方向X布置。本领域技术人员清楚的是，可以将正极9和负极10的位置对调。

备选地，在另一些实施例中，探测头8可以包括多个正极和多个负极。在图10所图示的四元探测头的实施例中，探测头8包括两个正极9和两个负极10。正极9沿着第二旋转轴线L2的方向布置并且负极10沿着垂直于所述第二旋转轴线L2的方向X布置。本领域技术人员清楚的是，可以将正极和负极的位置对调。换句话说，可以使负极10沿着第二旋转轴线L2的方向布置并且使正极9沿着垂直于所述第二旋转轴线L2的方向X布置。通过设置多个正极和多个负极，探测信号得以加强，从而能够更加准确地实现对外界物体的探测。

虽然在本申请中权利要求书已针对特征的特定组合而制定，但是应当理解，本公开的范围还包括本文所公开的明确或隐含或对其任何概括的任何新颖特征或特征的任何新颖的组合，不论它是否涉及目前所要求保护的任何权利要求中的相同方案。