專利名稱：位移感應(yīng)裝置和坐位體前屈測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是以光電檢測方法感應(yīng)位移變化的一種感應(yīng)裝置，和應(yīng)用該感應(yīng)裝置實(shí)現(xiàn)坐位體前屈測量的電子測量儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的位移量測量通常采用變阻式方法，由精密的滑動(dòng)變阻器將位移量變成相應(yīng)的電信號(hào)，從而構(gòu)成其傳感變送部分來進(jìn)行測量記錄工作的，這種技術(shù)手段存在的主要技術(shù)缺陷是多次使用后，因位移移動(dòng)部件在電阻體上往復(fù)磨擦滑動(dòng)造成電阻體日益磨損，其測量精度也隨之逐漸下降而導(dǎo)致無法正常應(yīng)用，正常使用期較短。應(yīng)用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)坐位體前屈測量同樣存在這一致命缺陷，給該用于衡量人體柔韌程度的體質(zhì)項(xiàng)目測試，帶來了許多不便。
實(shí)用新型內(nèi)容如何避免傳感配合部件之間往復(fù)移動(dòng)的磨損，實(shí)現(xiàn)線性或近似線性位移量的電信號(hào)轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)坐位體前屈體質(zhì)項(xiàng)目測量，是本實(shí)用新型專利申請(qǐng)技術(shù)方案所要解決的首要技術(shù)問題。
本實(shí)用新型所公開的一套位移感應(yīng)裝置的技術(shù)方案，其主要技術(shù)內(nèi)容是該裝置結(jié)構(gòu)組成包括有刻度尺條和與刻度尺條滑動(dòng)配合的光耦感應(yīng)滑體，刻度尺條的每一標(biāo)尺刻度由一用于光感應(yīng)刻度標(biāo)記的穿透刻度縫隙代替；光耦感應(yīng)滑體上以雙耳直插結(jié)構(gòu)跨于刻度尺條兩側(cè)設(shè)有若干光感應(yīng)部件，光感應(yīng)部件沿刻度尺條的延伸依次設(shè)置，光感應(yīng)部件的個(gè)數(shù)與標(biāo)尺刻度的相鄰單位換算進(jìn)制相同，相鄰光感應(yīng)部件之間距離為相鄰單位換算進(jìn)制±1。
本實(shí)用新型還提供了采用上述位移感應(yīng)裝置來實(shí)現(xiàn)坐位體前屈的一種電子測量儀技術(shù)方案，該技術(shù)方案的主要技術(shù)內(nèi)容是該測量儀包括有位移感應(yīng)裝置和數(shù)據(jù)采集處理部分，位移感應(yīng)裝置固定安裝于一直角支架上，直角支架的一垂直面位于刻度尺條的零點(diǎn)位，刻度尺條零點(diǎn)位的兩延伸側(cè)分別為正位移刻度標(biāo)尺和負(fù)位移刻度標(biāo)尺，數(shù)據(jù)采集處理部分是以單片機(jī)芯片構(gòu)成的中央控制單元，其I/O口分別連接設(shè)有開關(guān)控制單元、數(shù)據(jù)顯示單元和IC卡讀寫單元，位移感應(yīng)裝置的每一光耦合部件接收管輸出端依次與單片機(jī)一組I/O數(shù)據(jù)端口電連接。
本實(shí)用新型提供的位移感應(yīng)裝置，完全改變了感應(yīng)裝置的位移移動(dòng)部件與電阻體之間磨擦接觸方式實(shí)現(xiàn)位移量的電信號(hào)轉(zhuǎn)換的技術(shù)現(xiàn)狀，它是以非接觸的光電感應(yīng)部件——光電耦合器與刻度尺條的標(biāo)尺刻度縫隙相配合，實(shí)現(xiàn)位移量的電信號(hào)轉(zhuǎn)化，所以可大大延長正常使用期，而不再受傳感部件磨損程度的影響，特別是本技術(shù)有若干光耦合部件的間距設(shè)置方面與標(biāo)尺刻度縫隙間距之間采用了相應(yīng)的數(shù)學(xué)組合模式，減小了感應(yīng)誤差，從而保證了測量高精度，將其應(yīng)用于坐位體前屈測量還可實(shí)現(xiàn)高精度、數(shù)字化測量、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化存取的優(yōu)點(diǎn)，通過IC卡讀寫單元，完成測量數(shù)據(jù)的直接保存，也便于數(shù)據(jù)庫的建立，為分類、匯總、檢索等操作提供了方便。


圖1為位移感應(yīng)裝置的總裝結(jié)構(gòu)圖圖2、圖3分別為位移感應(yīng)裝置的縱剖面、橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖4為由直角支架支撐的結(jié)構(gòu)示意圖圖6、圖5分別為數(shù)據(jù)采集處理部分和其中開關(guān)單元的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以上各結(jié)構(gòu)圖展示出了位移感應(yīng)裝置以及包括有該位移感應(yīng)裝置的坐位體前屈測量儀的具體組成結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其中，位移感應(yīng)裝置包括有刻度尺條1和在刻度尺條1上往復(fù)滑動(dòng)配合設(shè)置的光耦感應(yīng)滑體2，刻度尺條1由其兩端的支架裝配，被水平支撐起來。在本實(shí)施例結(jié)構(gòu)中，刻度尺條1的下側(cè)設(shè)置標(biāo)尺刻度，每一單位標(biāo)尺刻度設(shè)有一代替標(biāo)尺刻度線的刻度縫隙10，刻度尺條1的上方設(shè)有供光耦感應(yīng)滑體2沿尺條滑動(dòng)的滑道11，光耦感應(yīng)滑體2底面中線設(shè)有落于滑道11的、與滑道11滑動(dòng)配合的滑槽20，滑槽20的兩側(cè)緣上、沿刻度尺條1并位于尺條的刻度縫隙10的兩側(cè)依次固定設(shè)有若干光感應(yīng)部件22，該結(jié)構(gòu)使光感應(yīng)部件22由光耦感應(yīng)滑體2帶動(dòng)能夠在刻度尺條1上自由滑動(dòng)，并不與刻度尺條1接觸，通過光感應(yīng)部件22在移動(dòng)中導(dǎo)通和隔斷狀態(tài)的不斷變化來實(shí)現(xiàn)位移量的長度測量。
光感應(yīng)部件設(shè)置的個(gè)數(shù)應(yīng)與刻度尺條1的標(biāo)尺刻度相鄰單位換算進(jìn)制相同?？潭瘸邨l1的標(biāo)尺刻度相鄰單位換算進(jìn)制一般為十進(jìn)制，如1cm＝10mm，則光感應(yīng)部件的設(shè)置個(gè)數(shù)為十個(gè)，光感應(yīng)部件之間的間距應(yīng)設(shè)定為光感應(yīng)部件間距＝換算進(jìn)制±1，具體而言，若刻度縫隙的間距單位為1cm(＝10mm)，則光感應(yīng)部件之間的絕對(duì)間距為9mm或11mm。光感應(yīng)部件22在刻度尺條1上滑動(dòng)的過程中，無論在什么時(shí)候，十個(gè)光感應(yīng)部件依次且必有一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)，這些光感應(yīng)部件通過相應(yīng)地信號(hào)輸送線輸出高低電平變化信號(hào)，可便于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，以便得出其位移測量結(jié)果。
本實(shí)用新型還利用上述的位移感應(yīng)裝置，設(shè)計(jì)了一種用于檢測人坐姿情況下體前屈柔韌程度的電子測量儀器。該坐位體前屈測量儀包括有位移傳感部分和數(shù)據(jù)采集處理部分，其位移傳感部分是由直角支架3、設(shè)置于直角支架3上的位移感應(yīng)裝置構(gòu)成，其中，直角支架3中至少設(shè)有一垂直直角面30，為的是使受試者坐下后，將腳面貼靠在該垂直直角面構(gòu)成的基準(zhǔn)面，形成測試前初始坐姿；該垂直直角面30與直角支架的另一支撐面31作為架體水平撐起刻度尺條1，光耦感應(yīng)滑體2在刻度尺條1上滑動(dòng)運(yùn)行，光耦感應(yīng)滑體2的前端設(shè)有一便于受試者手推作用的推板27。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集處理部分是以單片機(jī)芯片IC1為控制中心構(gòu)成的，位移感應(yīng)裝置中的光感應(yīng)部件01-010的接收管各輸出端與單片機(jī)芯片IC1的一組I/O口接線端依次連接，用于輸出光感應(yīng)部件22在移動(dòng)中產(chǎn)生的高低電平；單片機(jī)IC1在處理中依次對(duì)光感應(yīng)部件01-010輸出的電平信號(hào)進(jìn)行檢測，以其中的第一光感應(yīng)部件設(shè)定為厘米信號(hào)采集通道，單片機(jī)IC1將對(duì)其查詢的每一次導(dǎo)通狀態(tài)變化計(jì)量為一厘米，因而刻度尺條1上的厘米數(shù)就轉(zhuǎn)化為該第一光感應(yīng)部件的高低電平變化值傳送給單片機(jī)進(jìn)行厘米值的計(jì)量，其余9個(gè)光感應(yīng)部件則依次代表1-9mm的計(jì)量部件，其中哪一光耦合部件導(dǎo)通，單片機(jī)IC1就將其所代表的毫米值與已計(jì)量的厘米值累加，從而最終測量出受試者的測量結(jié)果。
在本實(shí)施例中，單片機(jī)IC1的另一組I/O端口連接設(shè)置了數(shù)據(jù)顯示單元和IC卡讀寫單元，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離主機(jī)IC卡讀寫操作，本實(shí)施例中，通過單片機(jī)IC1的數(shù)據(jù)傳輸口PD0、PD1經(jīng)通訊電平轉(zhuǎn)換芯片IC2、連接插接口J3與控制主機(jī)數(shù)據(jù)線相連，由該控制主機(jī)連接設(shè)有IC卡讀寫單元實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果的IC卡讀寫操作，單片機(jī)芯片IC1還通過PD7腳連接的發(fā)光二極管LED，發(fā)出數(shù)據(jù)向主機(jī)輸出數(shù)據(jù)過程的光顯示信號(hào)；如圖所示，單片機(jī)的I/O端口的PB0、PB1、PB2端分別作為測量結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示單元的WR端、CS端和DA端，經(jīng)連接插接口J2與液晶顯示屏相連，通過該插接口J2還連接設(shè)有開關(guān)控制單元，該單元的控制開關(guān)包括有電源控制開關(guān)POWER、清零開關(guān)CLR、CH1和CH2，這些控制開關(guān)設(shè)置于光耦感應(yīng)滑體2的上表面上。在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集處理部分可與光耦感應(yīng)滑體組裝為一個(gè)整體，并由電池供電工作，其電源電路是由單觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成的。
權(quán)利要求1.一種位移感應(yīng)裝置，其特征在于該裝置結(jié)構(gòu)組成包括有刻度尺條(1)和與刻度尺條(1)滑動(dòng)配合的光耦感應(yīng)滑體(2)，刻度尺條(1)的每一標(biāo)尺刻度由一用于光感應(yīng)刻度標(biāo)記的穿透刻度縫隙(10)代替；光耦感應(yīng)滑體(2)上以雙耳直插結(jié)構(gòu)跨于刻度尺條兩側(cè)設(shè)有若干光感應(yīng)部件(22)，光感應(yīng)部件沿刻度尺條(1)的延伸依次設(shè)置，光感應(yīng)部件的個(gè)數(shù)與標(biāo)尺刻度的相鄰單位換算進(jìn)制相同，相鄰光感應(yīng)部件之間距離為相鄰單位換算進(jìn)制±1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移感應(yīng)裝置，其特征在于刻度尺條(1)的上方是供光耦感應(yīng)滑體(2)滑動(dòng)的滑道(11)，光耦感應(yīng)滑體(2)底面中線位置設(shè)有落于滑道(11)上與滑道(11)滑動(dòng)配合的滑槽(20)，在光耦感應(yīng)滑體滑槽(20)的兩側(cè)緣上固定設(shè)有光感應(yīng)部件(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)裝置，其特征在于刻度縫隙的間距為10mm＝1cm，光感應(yīng)部件的間距為9mm或11mm。
4.包括權(quán)利要求1的位移感應(yīng)裝置的坐位體前屈測量儀，其特征在于該測量儀還包括有數(shù)據(jù)采集處理部分，位移感應(yīng)裝置固定安裝于一直角支架(3)上，直角支架的一垂直面(30)位于刻度尺條的零點(diǎn)位，刻度尺條零點(diǎn)位的兩延伸側(cè)分別為正位移刻度標(biāo)尺和負(fù)位移刻度標(biāo)尺，數(shù)據(jù)采集處理部分是以單片機(jī)芯片(IC1)為中央控制單元，其I/O口分別連接設(shè)有開關(guān)控制單元、數(shù)據(jù)顯示單元和IC卡讀寫單元，位移感應(yīng)裝置的每一光感應(yīng)部件接收管輸出端依次與單片機(jī)一組I/O數(shù)據(jù)端口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量儀，其特征在于數(shù)據(jù)采集處理電路組裝于光耦感應(yīng)滑體中，數(shù)據(jù)采集處理電路通過數(shù)據(jù)傳輸插接口(J3)與設(shè)有IC卡讀寫單元的控制主機(jī)相連，在數(shù)據(jù)采集處理電路中的單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸口與插接口(J3)之間設(shè)有通訊電平轉(zhuǎn)換芯片(IC2)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及位移感應(yīng)裝置和坐位體前屈測量儀，是以光電學(xué)方法來測定位移變化的一種變送裝置，以及應(yīng)用該變送裝置實(shí)現(xiàn)坐位體前屈測試的一種測量儀，其位移感應(yīng)裝置包括有滑動(dòng)配合的刻度尺條和光耦感應(yīng)滑體，刻度尺條的刻度由用于光感應(yīng)刻度縫隙來代替；光耦感應(yīng)滑體上以雙耳直插結(jié)構(gòu)將若干光感應(yīng)部件設(shè)置于刻度尺線兩側(cè)；坐位體前屈測量儀則通過單片機(jī)中央控制芯片將光感應(yīng)部件與刻度尺條的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算處理，得出位移測量結(jié)果。本技術(shù)具有精度高、使用壽命長的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/00GK2697587SQ0321412
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者姜述樂 申請(qǐng)人:姜述樂