一种机械式“或”、“与”逻辑门

摘要

本发明提供一种机械式“或”、“与”逻辑门，包括柔性机构和刚性机构，刚性机构包括基座、导轨、两个输入滑块、输出滑块和若干连杆；导轨与基座固定连接，输入滑块与导轨滑动连接；基座固定设于柔性机构的第一端，用于固定支撑柔性机构；输出滑块固定设于柔性机构的第二端，用于输出位移。输入滑块未受到力作用时，输入滑块为逻辑“0”；输入滑块受到力作用并产生一定位移时，输入滑块为逻辑“1”；柔性机构在未变形时，输出滑块为逻辑“0”；柔性机构在发生变形时，输出滑块为逻辑“1”。本发明使用柔性机构和刚性机构，不需要电子元件，实现机械式逻辑门，结构简单，易于级联，可直接搭建各种智能逻辑计算功能模块，具有较高应用价值。

说明书

技术领域

本发明属于数字计算领域，涉及一种机械式数字计算逻辑门。

背景技术

目前，各种新型数字逻辑计算装置的研究逐渐兴起，具有广泛的应用前景，如特种设备、工业控制、软体机器人等领域。一般的数字逻辑计算装置具有以下特点：输入输出一般为模拟电压；一般为弱电控制；具有一定的时间延长与功率损耗；具有一定的负载能力。

现有的全光逻辑门包括输入光源、分束器、合束器和光控开关。全光逻辑门可以有利于硅基集成，并且实现简单，在功耗、速度和面积上比电逻辑门有优势，且可以直接搭建各种计算功能模块。

上述全光逻辑门存在以下缺陷：1)光路结构较为复杂，需要大量的光学元件搭建所需光路；2)输入输出均为光，需要通过光学传感器对输出信号进行提取以获得计算结果；3)该逻辑门对各光学元件的性能和位置准确度要求较高，不易加工、制造与装配。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构简单、易于级联、不需要任何电子或光学元件即可实现数字计算功能的逻辑门。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种机械式“或”、“与”逻辑门，包括柔性机构和刚性机构，其中，所述刚性机构包括基座、导轨、两个输入滑块、输出滑块和若干连杆；所述导轨与所述基座固定连接，所述输入滑块与所述导轨滑动连接；所述基座固定设于所述柔性机构的第一端，用于固定和支撑所述柔性机构；所述输出滑块固定设于所述柔性机构的第二端，用于输出位移。

其中，所述输入滑块设有孔，所述连杆设有凸起，所述连杆通过凸起与所述输入滑块转动连接。

其中，所述输出滑块设有孔，所述输出滑块通过孔与所述连杆连接。

其中，所述输出滑块可在所述柔性机构发生形变时产生位移作为机械式“或”、“与”逻辑门的输出。

其中，所述输入滑块未受到力作用时，所述输入滑块输入为逻辑“0”；所述输入滑块受到力作用并产生一定位移时，所述输入滑块输入为逻辑“1”。

其中，所述柔性机构在未变形时，所述输出滑块输出为逻辑“0”；所述柔性机构在发生变形时，所述输出滑块输出为逻辑“1”。

其中，所述柔性机构为板簧。

其中，还包括限位装置，用于限定所述输入滑块的行程范围。

其中，还包括电机，所述电机的第一端设于所述基座上，所述电机的第二端设于所述输入滑块上。

其中，还包括位移传感器，用于检测输出滑块的位置。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供一种机械式“或”、“与”逻辑门，使用柔性机构和刚性机构，不需要任何电子元件，即可实现机械式的或、与逻辑门，结构简单，易于级联，制造和维护成本低，可用于直接搭建各种智能逻辑计算功能模块，具有较高的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一种机械式“或”、“与”逻辑门的结构示意图；

图2为本发明的一种机械式“或”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“0”的结构示意图；

图3为本发明的一种机械式“或”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“1”的结构示意图；

图4为本发明的一种机械式“或”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“0”的结构示意图；

图5为本发明的一种机械式“或”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“1”的结构示意图；

图6为本发明的一种机械式“与”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“0”的结构示意图；

图7为本发明的一种机械式“与”逻辑门输入分别为逻辑“0”和逻辑“1”的结构示意图；

图8为本发明的一种机械式“与”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“0”的结构示意图；

图9为本发明的一种机械式“与”逻辑门输入分别为逻辑“1”和逻辑“1”的结构示意图；

附图标记说明

1-基座；2-导轨；3-输入滑块；4-输出滑块；5-连杆；6-柔性机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1-5所示，本实施例提供一种机械式“或”逻辑门，包括柔性机构6和刚性机构，其中，刚性机构包括基座1、导轨2、两个输入滑块3、输出滑块4和两个连杆5。

本实施例中，导轨2与基座1固定连接，输入滑块3与导轨2滑动连接；基座1固定设于柔性机构6的第一端，用于固定和支撑柔性机构6；输出滑块4固定设于柔性机构6的第二端，用于输出位移。

进一步的，输入滑块3设有孔，连杆5设有凸起，连杆5通过凸起与输入滑块3转动连接。

进一步的，输出滑块4设有孔，输出滑块4通过孔与连杆5连接。

进一步的，输出滑块4可在柔性机构6发生形变时产生位移作为机械式“或”逻辑门的输出。

进一步的，柔性机构6为板簧。

进一步的，包括限位装置，用于限定输入滑块的行程范围。

进一步的，输出滑块4设有两个槽形孔，可分别通过连杆5对输出滑块4进行作用，并可防止两个输入产生的运动发生耦合。

本实施例中，在左侧的输入滑块3未受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，右侧的输入滑块3未受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，柔性机构6未发生变形，输出滑块4输出为逻辑“0”。

本实施例中，在左侧的输入滑块3未受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，右侧的输入滑块3受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，柔性机构6发生变形，输出滑块4输出为逻辑“1”。

本实施例中，在左侧的输入滑块3受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，右侧的输入滑块3未受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，柔性机构6发生变形，输出滑块4输出为逻辑“1”。

本实施例中，在左侧的输入滑块3受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，右侧的输入滑块3受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，柔性机构6发生变形，输出滑块4输出为逻辑“1”。

本实施例提供一种机械式“或”逻辑门，使用柔性机构和刚性机构，将滑块的位移作为逻辑门的输入和输出，输入滑块的位移通过连杆传递到输出滑块，带动柔性机构发生或恢复形变，从而实现输出。本发明不需要任何电子元件，即可实现机械式“或”逻辑门，结构简单，易于级联，制造和维护成本低，可直接搭建各种智能逻辑计算功能模块，具有较高的应用价值。

实施例2：

如图6-9所示，本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

进一步的，在一个机械式“与”逻辑门中，可包含两个输入滑块3和三个连杆5。

进一步的，中间的连杆5可绕输出滑块4的孔旋转。

进一步的，还包含两个次级滑块，用于推动中间的连杆5。

本实施例中，在左侧的输入滑块3未受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，右侧的输入滑块3未受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，中间的连杆5不发生运动，柔性机构6未发生变形，输出滑块4输出为逻辑“0”。

本实施例中，在左侧的输入滑块3未受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，右侧的输入滑块3受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，中间的连杆5发生旋转运动，但柔性机构6未发生变形，输出滑块4输出为逻辑“0”。

本实施例中，在左侧的输入滑块3受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，右侧的输入滑块3未受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“0”，中间的连杆5发生旋转运动，但柔性机构6未发生变形，输出滑块4输出为逻辑“0”。

本实施例中，在左侧的输入滑块3受到力作用时，左侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，右侧的输入滑块3受到力作用时，右侧的输入滑块3输入为逻辑“1”，中间的连杆5发生向上的平移运动，柔性机构6发生变形，输出滑块4输出为逻辑“1”。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。