CN102116697A - 重心测量模组及动作感应模组 - Google Patents
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Abstract
一种重心测量模组，包括处理单元、为处理单元供电的供电单元以及微机电系统压力传感器，该微机电系统压力传感器用于感测待测物体上待测点的压力并转换成为压力信号，该压力信号传送至处理单元，该处理单元接收该压力信号并进行计算，以获取待测物体的重心。本发明还提供一种应用微机电系统压力传感器的动作感应模组。上述重心测量模组以及动作感应模组具有测量精度较高、响应速度较快的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种重心测量模组及动作感测模块。
背景技术
重心测量模组及动作感测模块广泛应用于生产自控、军工、石化、加工机、游戏机等消费性电子产品以及虚拟现实等众多行业中。重心测量模组及动作感测模块一般采用应变片式压力传感器。此应变片式压力传感器中，应变片需组成应变电桥(惠更斯电桥)输出模拟信号，并通过后续放大电路及A/D转换电路等，再输出数字信号至处理电路或执行机构。采用应变片式压力传感器的重心感测模块及动作感测模块灵敏度及精度较低。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种测量精度较高的重心测量模组以及一种响应速度较快的动作感测模块。
一种重心测量模组，包括处理单元以及为处理单元供电的供电单元。该重心测量模组还包括微机电系统压力传感器，该微机电系统压力传感器用于感测待测点的压力并转换成为压力信号，该压力信号传送至处理单元，该处理单元接收该压力信号并进行计算，以获得待测物体的重心。
一种动作感应模组，包括处理单元、为处理单元供电的供电单元以及感测单元。该感测单元包括微机电系统压力传感器，该微机电系统压力传感器用于感测运动体对待测点的压力，并将该压力转换成压力信号，该压力信号传送至处理单元，该处理单元包括动作分析模块，该动作分析模块分析该压力信号以获取运动体的动作方式。
上述重心测量模组及动作感应模组采用微机电系统压力传感器测量压力，可利用微机电系统压力传感器精度高、稳定性佳且响应速度较快之优点，因此，上述重心测量模组测量精度较高，上述动作感应模组响应速度较快。
附图说明
图1是本发明实施方式的重心测量模组的结构框图。
图2是本发明实施方式的动作感应模组的结构框图。
主要元件符号说明
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明的重心测量模组及动作感应模组作进一步的详细说明。
本发明中所指微机电系统是指MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)，即将微型传感器、执行器以及信号处理与控制电路、接口电路、通讯与电源集于一体的微型机电系统。本发明实施方式中的微机电系统压力传感器采用MEMS进行压力测量，其可为压阻式压力传感器或者电容式压力传感器以及其它采用MEMS压力传感器。
请参阅图1，本发明实施方式的重心测量模组200包括MEMS压力传感器21、处理单元22、无线传输单元23、供电单元24以及控制单元25。
MEMS压力传感器21用于获取待测物体10上待测点的压力，并将该压力值转换成为压力信号，该压力信号为数字信号。本实施方式中，MEMS压力传感器21共四个，并分别设置于待测物体10的四待测点上。四个MEMS压力传感器21呈矩阵排布。每个MEMS压力传感器21用于感测对应待测点的压力，并将该压力值转换成为压力信号。
MEMS压力传感器21与处理单元22通过数据传输通道(图未示)电连接。压力信号通过数据传输通道传送至处理单元22。处理单元22接收各压力信号，并根据待测物体10处于静止状态时，受力平衡以及所受力矩平衡进行计算以获得待测物体10的重心。
无线传输单元23与处理单元22电连接。无线传输单元23与处理单元22之间可进行数据传输。无线传输单元23用于向控制单元25发射数据或者接收来自控制单元25的数据。控制单元25可包括显示装置用户接口，以显示压力数值。用户可通过控制单元25察看无线传输单元23传送的数据，并设定参数等。具体在本实施方式中，无线传输单元23为蓝牙传输单元。
本实施方式中，供电单元24为电池组。供电单元24向无线传输单元23及处理单元22供电。
供电单元24与处理单元22间还可进一步设置直流至直流电源转换单元26。通过直流至直流电源转换单元26将供电单元24的电压转换成适用于处理单元22的电压。
请参见图2，本发明实施方式的动作感应模组300包括感测单元31、处理单元32、无线传输单元33、供电单元34以及控制单元35。感测单元31包括多个MEMS压力传感器311。处理单元32包括一个运动分析模块321。MEMS压力传感器311用于感测运动体作用于待测点的压力，并将该压力值转换成压力信号，该压力信号传送至处理单元32。动作分析模块321分析该压力信号以获取运动体的动作方式。以下以应用于游戏机的动作感应模组300为例进行说明。
游戏机包括一个感测板41，该感测板41上设置具有预设位置的四待测点(图未标)。MEMS压力传感器311共四个，并一一对应设于感测板41的四待测点处。当游戏者踩踏感测板41的待测点时，MEMS压力传感器311获得对应的踩踏力，并连续且实时地向处理单元32传输压力信号。处理单元32的运动分析模块321根据其接受的压力信号进行分析，以获取游戏者的动作方式。如根据各待测点的压力/加速度变化判断游戏者是否有弹跳动作等。MEMS压力传感器311具有测量精度较高、响应速度较快的优点，运动分析模块321接受到MEMS压力传感器311的压力信号之后可快速进行分析，以获取游戏者的动作方式，便于处理单元32据此及时发出控制指令。
无线传输单元33、供电单元34以及控制单元35与本发明实施方式的重心测量模组200的无线传输单元23、供电单元24以及控制单元25相似。无线传输单元33与处理单元32之间可进行数据传输。供电单元34用于向处理单元32供电。控制单元35可包括虚拟现实模块(图未示)，并通过显示装置显示游戏者的动作状况。
施加于MEMS压力传感器21、311的压力可为油压力、气压力或液压力中之一种。MEMS压力传感器21、311的数量可根据具体应用进行选择，并不受限于实施方式中采用四个MEMS压力传感器21。另外，MEMS压力传感器21、311可选择测量待测点于空间坐标中沿一轴方向、二轴方向或者三轴方向压力中三种类型中任意一种。处理单元22、32可为微处理单元(Micro Control Unit，简称MCU)或者专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)。
MEMS压力传感器21、311使用时可单独安装，且安装的具体位置无特殊要求，还具有可直接获得反映压力的数字信号，具有测量精度高、响应速度快、稳定性好等优点。采用MEMS压力传感器21的本发明实施方式的重心测量模组200安装便利，测量精度高。采用MEMS压力传感器311的本发明实施方式的动作感应模组200测量精度高、响应速度快。
可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种重心测量模组，包括处理单元以及为处理单元供电的供电单元，其特征在于：该重心测量模组还包括微机电系统压力传感器，该微机电系统压力传感器用于感测待测物体上待测点的压力并转换成为压力信号，该压力信号传送至处理单元，该处理单元接收该压力信号并进行计算，以获取待测物体的重心。
2.如权利要求1所述的重心测量模组，其特征在于：该微机电系统压力传感器用于测量待测点在空间坐标的三轴向压力。
3.如权利要求1所述的重心测量模组，其特征在于：该重心测量模组进一步包括用于接收和发射数据的无线传输单元和控制单元，该无线传输单元与处理单元及控制单元之间可进行数据传输。
4.如权利要求3所述的重心测量模组，其特征在于：该无线传输单元为蓝牙传输单元。
5.如权利要求1所述的重心测量模组，其特征在于：该处理单元为微处理单元(MCU)或者专用集成电路(ASIC)。
6.如权利要求5所述的重心测量模组，其特征在于：该供电单元为电池组，该重心测量模组还包括连接于该电池组与处理单元之间的直流至直流电源转换单元。
7.一种动作感应模组，包括处理单元、为处理单元供电的供电单元以及感测单元，其特征在于：该感测单元包括微机电系统压力传感器，该微机电系统压力传感器用于感测运动体作用于待测点的压力，并将该压力转换成压力信号，该压力信号传送至处理单元，该处理单元包括动作分析模块，该动作分析模块分析该压力信号以获取运动体的动作方式。
8.如权利要求7所述的动作感应模组，其特征在于：该微机电系统压力传感器用于感测运动体对待测点的踩踏力。
9.如权利要求7所述的动作感应模组，其特征在于：该微机电系统压力传感器连续且实时地向该处理单元传输压力信号。
10.如权利要求7所述的动作感应模组，其特征在于：施加于该微机电系统压力传感器的压力为油压力、气压力与液压力中一种。
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2009
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110706 |