專利名稱：一種運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置和感應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置和感應(yīng)方法，特別是涉及一種可以感應(yīng)物體(如人體)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和多種運(yùn)動(dòng)屬性的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置和方法，可廣泛運(yùn)用于測量人體和其他物體運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)域中。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是根據(jù)本發(fā)明制造的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置由線路板、電路開關(guān)觸點(diǎn)、水銀球、密封殼、固化密封層、信號輸出線和外殼等部分構(gòu)成，其特征是線路板和密封殼構(gòu)成密封空間，在該密封空間內(nèi)的線路板上規(guī)律分布一定數(shù)量的電路開關(guān)觸點(diǎn)，這些電路開關(guān)觸點(diǎn)是由線路板上的印刷線路構(gòu)成的，與信號輸出線相連，水銀球在密封空間內(nèi)的線路板上，在外殼和線路板、密封殼之間是固化密封層。
在這里需要說明的是，水銀在常態(tài)下是液態(tài)，因其表面張力作用和自身重量作用而呈扁球型，在外力作用下水銀球的形態(tài)會(huì)發(fā)生不同變化。因水銀具有導(dǎo)電性，所以，和水銀球接觸的電路開關(guān)觸點(diǎn)被連通，該電路開關(guān)處于閉合狀態(tài)，而未與水銀球接觸的電路開關(guān)則處于斷開狀態(tài)。電路的通斷信號可以直接被信號處理裝置(MCU)識別和處理。
將根據(jù)本發(fā)明制造的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置以線路板呈水平狀態(tài)固定在所測物體上，當(dāng)所測物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置內(nèi)的水銀球在自身重量和其表面張力作用下呈扁球型位于線路板上，并處于和一定數(shù)量的電路開關(guān)觸點(diǎn)接觸狀態(tài)。此時(shí)，水銀球處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，所以，接觸的電路開關(guān)觸點(diǎn)的對象和數(shù)量也是固定不變的，運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置的電路開關(guān)的開/合狀態(tài)也是相對不變的，則該感應(yīng)裝置傳輸出的感應(yīng)信號也是固定不變的信號。(此時(shí)的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷為靜止?fàn)顟B(tài))當(dāng)所測物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，水銀球在物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的外力作用下發(fā)生與物體運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)頻率相應(yīng)、運(yùn)動(dòng)幅度和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相關(guān)的運(yùn)動(dòng)(位置移動(dòng))，同時(shí)水銀球在外力作用下其形態(tài)也發(fā)生相應(yīng)變化(底面與線路板的接觸面積變化)，隨著水銀球的移動(dòng)過程、位置變化和形態(tài)的變化，水銀球與線路板上的電路開關(guān)觸點(diǎn)的接觸對象和接觸數(shù)量也發(fā)生變化，而且隨著水銀球運(yùn)動(dòng)的過程，這種變化處于動(dòng)態(tài)中，這些變化導(dǎo)致電路開關(guān)觸點(diǎn)開合狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化，從而形成了動(dòng)態(tài)變化的、不同組合的電路開/合狀態(tài)，這些電路開合信號通過信號輸出線傳輸給與感應(yīng)裝置相連的信號處理裝置。
運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置傳輸出的電路通斷信號可以被信號處理裝置直接識別和處理，通過對這些信號(電路開關(guān)通斷的數(shù)量變化、位置變化的數(shù)量、規(guī)律等)的計(jì)算分析，即可判斷被測物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如人體的站、坐、臥、走、跑、跳等)和運(yùn)動(dòng)特性(包括運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)幅度、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)量等)。
本發(fā)明的有益效果是通過一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的裝置，可以靈敏準(zhǔn)確的感應(yīng)被測物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且因其感應(yīng)原理和感應(yīng)方法的獨(dú)特性，通過對感應(yīng)信號的處理，可以更全面的了解被測物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如人體的坐、臥、走、跑、跳等)和運(yùn)動(dòng)特性(運(yùn)動(dòng)方向、頻率、幅度、強(qiáng)度等)；而且根據(jù)本發(fā)明制造的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置所輸出的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)信號是可以被信號處理裝置(MCU)直接識別和處理的數(shù)字信號，極大的提高了感應(yīng)信號的利用效率，降低了產(chǎn)品的制造成本和技術(shù)利用難度，有利于運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置的普及使用，同時(shí)也為運(yùn)動(dòng)感應(yīng)、測量產(chǎn)品的成本降低，體積小型化提供了機(jī)會(huì)。
在

圖1和圖2中，線路板(1)和密封殼(2)構(gòu)成密封空間(4)，在這個(gè)空間內(nèi)的線路板(1)上規(guī)律的分布一定數(shù)量的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)，電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)由印刷線路構(gòu)成，和信號輸出線(8)相連，水銀球(3)在密封空間(4)內(nèi)，在外殼(6)和線路板(1)、密封殼(2)之間有固化密封層(5)。
下面結(jié)合附圖和一個(gè)實(shí)施例來說明本發(fā)明的實(shí)施方式將根據(jù)本發(fā)明制造的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置以線路板(1)呈水平狀態(tài)固定在被測物體上(例如固定在人體腰部)。當(dāng)被測物體(人體)處于相對直立靜止不動(dòng)狀態(tài)時(shí)，該運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置內(nèi)的水銀球(3)也處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，停滯在密封空間(4)內(nèi)的線路板(1)上，保持與一定數(shù)量的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)的接觸。當(dāng)被測物體(人體)發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，水銀球(3)在人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的外力作用下，產(chǎn)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)水銀球(3)表面形態(tài)也發(fā)生相應(yīng)變化，隨著水銀球(3)的運(yùn)動(dòng)和形態(tài)的改變，其和電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)的接觸狀況也隨之發(fā)生了變化，原來和水銀球(3)接觸的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)一部分隨著水銀球(3)的移動(dòng)離開而成了非接觸狀態(tài)，另一部分隨著水銀球(3)的移動(dòng)經(jīng)過而繼續(xù)處于接觸狀態(tài)，而位于水銀球(3)移動(dòng)方向前方的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)原來和水銀球(3)處于非接觸狀態(tài)，隨著水銀球(3)運(yùn)動(dòng)的經(jīng)過和到達(dá)，而先后處于接觸狀態(tài)或先接觸爾后斷開狀態(tài)。這些接觸狀態(tài)的變化過程和結(jié)果導(dǎo)致線路板(1)上的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)的開、合狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化過程和變化結(jié)果，從而形成不同的電路開/合狀態(tài)的動(dòng)態(tài)組合信號。這些信號通過信號輸出線(8)傳輸給與之相連的信號處理裝置(MCU)進(jìn)行分析處理。
因電路開/合信號屬于數(shù)字信號，它可以直接由信號處理裝置(MCU)進(jìn)行識別和處理，所以該運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置輸出的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)信號可以無須經(jīng)過信號放大和信號轉(zhuǎn)換而直接由信號處理裝置(MCU)進(jìn)行處理。通過信號處理裝置(MCU)對這些運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置輸出的電路通斷信號進(jìn)行計(jì)算分析，根據(jù)電路開關(guān)通斷的數(shù)量、位置變化的規(guī)律即可判斷和測量出所測物體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)屬性(諸如運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)幅度、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度以及運(yùn)動(dòng)量等)。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置，包括線路板(1)、電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)、水銀球(3)、密封殼(2)、固化密封層(5)、密封空間(4)、信號輸出線(8)和外殼(6)，其特征是線路板(1)和密封殼(2)構(gòu)成一個(gè)密封空間(4)，在密封空間(4)內(nèi)的線路板上規(guī)律分布一定數(shù)量的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)，水銀球(3)在密封空間(4)內(nèi)，電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)由線路板(1)上的印刷線路構(gòu)成，與信號輸出線(8)相連，在外殼(6)和線路板(1)、密封殼(2)之間是固化密封層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置，其特征是一定數(shù)量的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)規(guī)律的分布在密封空間(4)內(nèi)的線路板(1)上，其數(shù)量和密度可視產(chǎn)品體積和所需測量的精確度而定，電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)由線路板(1)上的印刷線路制成，通過信號輸出線(8)與信號處理裝置(MCU)相聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置，其特征是在密封殼(2)和線路板(1)外有固化密封層(5)，可采用樹脂或其他材料，以保證密封空間(4)形成絕對密封，并保障產(chǎn)品的堅(jiān)固和可靠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置，其特征是外殼(6)材料可以是金屬、塑膠，也可以是其他材料，也可不設(shè)置外殼(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置，其特征是使用狀態(tài)是以線路板(1)呈水平狀態(tài)固定在所測物體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置，其特征是該感應(yīng)裝置相對固定在被測物體上，隨著被測物體的運(yùn)動(dòng)，在外力作用下，裝置內(nèi)的水銀球(3)產(chǎn)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，水銀球(3)在運(yùn)動(dòng)過程中，與線路板(1)上的電路開關(guān)觸點(diǎn)(7)的接觸狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的位置和數(shù)量變化，從而連通不同的電路開關(guān)，形成不同的電路通斷信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置，其特征是該裝置所形成的電路通斷信號，經(jīng)由信號輸出線(8)傳輸給信號處理裝置(MCU)，信號處理裝置(MCU)對這些信號進(jìn)行分析處理，即可測量和判斷出被測物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)屬性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置和感應(yīng)方法。它包括線路板、電路開關(guān)觸點(diǎn)、水銀球、密封殼、固化密封層、信號輸出線和外殼等。其特征是線路板和密封殼構(gòu)成密封空間，密封空間內(nèi)的線路板上規(guī)律分布一定數(shù)量電路開關(guān)觸點(diǎn)，水銀球在密封空間內(nèi)，電路開關(guān)觸點(diǎn)由線路板上的印刷線路構(gòu)成，和信號輸出線相連，密封殼和線路板外有固化密封層密封。本發(fā)明是通過水銀球在運(yùn)動(dòng)中接觸不同的電路開關(guān)觸點(diǎn)而連通不同的電路，形成不同的電路通斷信號，將這些信號傳輸給信號處理裝置，來分析判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。采用本發(fā)明制造的運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，感應(yīng)方法科學(xué)準(zhǔn)確，可廣泛運(yùn)用于對人體和其他物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)感應(yīng)和測量的設(shè)備中。
文檔編號G01C22/00GK1417560SQ0214763
公開日2003年5月14日 申請日期2002年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者蘇子欣 申請人:蘇子欣