[发明专利]用于检测自由下落的机构和方法以及硬盘保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于区分不同运动状态的检测元件。

背景技术

这样的用于区分不同运动状态的检测元件是公知的。例如，由文献US5,227,929公开了一种用于检测自由下落以保护便携式计算机中的硬盘的装置，所述装置具有3轴加速度传感器和计算单元。所述3轴加速度传感器连续地测量x轴、y轴和z轴上的加速度，其中，计算单元连续地分析加速度传感器的数据并且在自由下落的情况下向便携式计算机的中央计算单元发送警报。中央计算单元随后给出用于停放硬盘的写/读头的信号。对自由下落的检测以不存在强的旋转运动为前提，因为在旋转运动时出现的旋转加速度使对自由下落的明确识别变得困难。

此外，由文献US 2006/0236761 A1公开了一种用于检测具有旋转运动的自由下落的装置，其中，所述装置具有加速度测量元件和角速度测量元件。借助于加速度信号和角速度信号，由计算单元计算出需保护的装置的质量重心，其中，然而通过所述方法不能可靠地检测具有旋转运动的自由下落并且这样的装置的结构还非常复杂。

发明内容

与现有技术相比，根据并列权利要求的根据本发明的检测元件、根据本发明的装置和根据本发明的检测方法具有如下优点：检测元件具有加速度传感器和磁场传感器，由此可以通过简单的手段更可靠地检测所述检测元件的自由下落并且由此也更可靠地检测与所述检测元件相连接的装置或系统的自由下落，尤其是有旋转运动的自由下落。

本发明的有利的构型和进一步构型可以从从属权利要求以及参照附图的说明中得出。

根据一个优选的进一步构型提出，加速度传感器在三个空间方向上是敏感的和/或磁场传感器在三个空间方向上是敏感的，其中，实现非常高的测量准确性和对自由下落的非常可靠的检测。也可以或者在三轴磁场传感器情况下使用两轴加速度传感器或者在三轴加速度传感器情况下使用两轴磁场传感器。通过这些组合可以在更低耗费下仍实现非常准确的测量结果和对自由下落的可靠检测。

根据另一个优选的进一步构型提出，检测元件具有分析单元。例如在此可行的是，加速度传感器、磁场传感器和分析单元可以被单片集成地构造。这节省了结构空间和能量并且成本也非常有利。

根据另一个优选的进一步构型提出，检测元件安装在装置或系统中并且所述装置具有控制设备。其优点在于，可以通过以下方式来保护所述装置：一旦识别出自由下落，则通过所述控制设备采取适当的保护措施。特别地提出，所述控制设备被用于控制硬盘的写/读头，其中，所述写/读头可被定位在正常的位置中或者停放位置中。如果检测到自由下落，则写/读头被驶到停放位置中，其中，写/读头不在硬盘的磁盘上方。其优点在于，在硬盘碰撞时数据不会丢失，因为写/读头可靠地位于其停放位置中。

根据另一个优选的进一步构型提出，加速度传感器微机械地构造和/或磁场传感器微机械地构造，其中，加速度传感器和/或磁场传感器优选连同分析单元一起被单片集成地构造。其优点在于，可以非常小和轻地实现各个部件并且此外通过使用微机械和/或微电子的部件可以实现快速并且低成本的生产。

根据另一个优选的进一步构型提出，所述装置是硬盘，其中，可运动元件是写/读头，其中，工作位置是写/读头的写/读位置，其中，保护位置是写/读头的停放位置，其中，对于检测到自由下落的情形写/读头被驶到停放位置中。其优点在于，可以在碰撞情形中可靠地保护硬盘的写/读头和磁盘免受损坏。

本发明的另一主题是用于借助于加速度传感器和磁场传感器来检测自由下落的方法。在此，根据另一个优选的进一步构型提出，加速度传感器的信号具有三个第一空间方向分量和/或磁场传感器的信号具有三个第二空间方向分量，这具有如下优点：可以确定所述装置的准确位置和它的运动。这些信息也可以用于其他应用，例如移动电话中显示器上的图形显示。

根据另一个优选的进一步构型提出，将第一空间方向分量的数值的总和与第一阈值进行比较，其中，如果所述第一阈值在预先给定的时间上被低于，则识别出无旋转运动的自由下落，其中，如果经高通滤波的第二空间方向分量的数值的总和在确定的时间上超过第二阈值，则识别出有旋转运动的自由下落，或者根据一种替换实施方式，在将经高通滤波的第二空间方向分量的数值分别与第二阈值进行比较时，如果所述第二阈值对于至少一个空间方向分量在另一确定的时间上被超过，则识别出自由下落。所述进一步构型的优点在于，可以使有或者无旋转运动的自由下落与在装置的正常使用过程中产生的并且通常不造成损害的其他运动相区分。由此得出：不需要将写/读头驶到其停放位置中，这实现了例如硬盘的无干扰的工作方式。