CN106152948A - 位置位移感测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种位置位移感测装置，其包括有基座、培林、重锤与指标、传感器，该基座提供容置空间，用以容置其它单元，该培林装置在该基座上，并使该重锤与指标绕设在该培林上而可旋转，且该重锤与指标互呈固定角度，因该重锤受地心引力而永保下垂方向，使该重锤可连接该指标而相对该基座进行位移，而该传感器固设在该基座上，使该传感器得量测该指标相对于该基座的位移距离。该传感器为光感测组件、可变电阻、磁性传感器等，利用量测该指标与该基座的相对位置，计算得出位移距离。
Description
技术领域
本发明是属于位移量测领域，尤其指一种利用地心引力，自然取得位移信号，然后提供用户位移距离以作为参考使用的位置位移感测装置。
背景技术
量测物体位移距离的方法很多，从拿着直尺一步一步的量测，到利用卫星定位，激光量测等技术，凡能够有效标示出位移距离的手段，都是可供采取的技术。
为求精确量测，从复杂的机械式传动结构，到精密的电子仪器，市面上有太多可供使用的产品，提供用户丰富的选择。
然而，精密、复杂的结构，代表其造价昂贵，维护不易，甚至耗用能源，故多用在特殊的用途，而非一般人所需使用。
本案发明人长期研究运动器材的制造与改良，为得到用户的运动数据，而能提供用户健身与改善体能的建议，故而相当重视量测的技术。但如前所述，传统精密量测的产品，其购置成本较高，并不适用于一般的运动器材，而有必要另寻他法。
本案发明人在研究多种技术后，发现利用地心引力于位移量测上，为相当有效的优异技术。众人皆知，地心引力是普遍存在的自然现象，其具体的表现在于，所有在地球上的物体，都会受到引力的作用，而产生掉落的现象。而且，在未受到其它力量的干扰之下，所有物体都会向地心方向铅直移动，没有例外。
为此，发明人考虑利用地心引力来进行位移量测，以减少产品的复杂性，却又能兼顾位移量测的准确性，在理论上来说，应是可以达成的技术。
经由发明人慎密的构思与研究，配合在业界长期经营的技术与经验，在长期的研发与实作后，终能完成本件位置位移感测装置。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种位置位移感测装置，其利用地心引力的自然法则，得以在精简的构造中，得到精确的位移信号，满足用户的需求。
本发明的另一目的在于提供一种位置位移感测装置，其为独立的个体，可结合其它器材使用，例如应用在运动器材上，可以通过位移变化得到用户的运动相关信号，进而调整强化使用者的体能。
本发明的再一目的在于提供一种位置位移感测装置，其发展潜力无穷，随着硬件、软件的逐渐更新，本发明的功能将快速成长，除了鼾声，也可应用在其它特定声音的消除，功能将无远弗届。
本发明的技术原理，在于利用地心引力作为位移的基础，再以相对的移动，取得所需的位移信号，进而计算出精确的位移距离。
本发明所述的一种位置位移感测装置，主要包括有基座、培林、重锤与指标、传感器等，该基座提供容置空间，用以容置其它单元，该培林装置在该基座上，用来枢接该重锤与指标，以取得相对距离，该重锤与指标绕设在该培林上而可旋转，并使该重锤与指标互呈固定角度，让该重锤受地心引力而永保下垂方向，该重锤并连接该指标而相对该基座进行位移，而该传感器固设在该基座上，使该传感器得量测该指标相对于该基座的位移距离。
通过前述结构，将该基座装置在运动器材上，使该重锤受地心引力作用而自然下垂，然后由该重锤连接该指标维持固定角度。当用户需要时，调整该基座位置，使该基座与指标形成相对运动，然后以该传感器量测出此相对位置的变化，即可量测出实际位移距离，进而可以计算使用者的运动量或消耗的体能，提供使用者健身的参考。
该传感器的量测方法相当多元，例如该传感器可为光感测组件，利用光线照射该指标并接收反射信号，经由计算光强度的变化而得到该指标相对于该基座的位移距离。为求量测精确，可在该指标上装设反光层，以强化光线反射的效果。
或者，该传感器可为另一类光感测组件，其在该指标上设置有条形码，利用光线照射该条形码或非条形码区域，当照射该条形码区域时，光线为该条形码遮蔽，可得到读取信号为0；反之，当照射非条形码区域时，光线穿透而得到读取信号为1，通过一连串0或1的二进制感应信号，经由计算该感应信号得到该指标相对于该基座的位移距离。
另外，该传感器为可变电阻，该指标末端连接该可变电阻的拉柄，利用该指标带动该拉柄活动以改变该可变电阻的电阻值，然后计算电阻值变化而得到该指标相对于该基座的位移距离。
再者，该传感器也可为磁性传感器，并在该指标末端连接有磁铁，利用该磁性传感器量测该磁铁的磁场，当该基座移动时，可由该磁铁的磁场变化，得到该指标相对于该基座的位移距离。
当然，该传感器设置有一个以上，以同时量测该指标而取得更为精确的位移信号。
经由量测取得的位移信号，可经由后续计算而得到可用数据，例如该传感器连接有计算单元，以将该传感器量测的感应信号计算出实际的位移距离。而该计算单元以有线/无线方式连接有显示单元，该显示单元为电子表，以显示位移讯息。
或者，该显示单元可为手机或可携式电子装置，在该手机或可携式电子装置上装置有应用软件，用来将该传感器所量测的位移信号计算并显示出有用数据。
通过前述完成的位置位移感测装置，可将该位置位移感测装置设计为独立的个体，如此将不受到限制，而可视需求装置在不同的运动器材上，包括不断进步的新式运动器材上，然后量测位移距离得到可用数据。
附图说明
图1为本发明的第1实施例图；
图2为本发明与运动器材结合使用的结构示意图；
图3为本发明的第2实施例图；
图4为本发明的第3实施例图；以及
图5为本发明的第4实施例图。
附图标记说明：
1、位置位移感测装置；2、基座；3、培林；4、重锤；5、指标；6、传感器；6a、光感测组件；6b、光感测组件；6c、可变电阻；6d、磁性传感器；61、发射端；62、接收端；63、反光层；64、条形码；65、拉柄；66、磁铁；7、运动器材；7a、竞速车；71、调整旋钮；72、磁铁；73、飞轮；8、计算单元；81、放大器；82、模拟数字转换器；83、微控制器；84、RF放大器；85、天线；86、电源；9、显示单元；9a、电子表；9b、手机。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明提供一种位置位移感测装置1，主要包括有基座2、培林3、重锤4与指标5、传感器6等，该基座2提供容置空间，用以容置其它单元，该培林3装置在该基座2上，用来枢接该重锤4与指标5，以取得相对距离，该重锤4与指标5绕设在该培林3上而可旋转，并使该重锤4与指标5互呈固定角度，让该重锤4受地心引力而永保下垂方向，该重锤4并连接该指标5而相对该基座2进行位移，而该传感器6固设在该基座2上，使该传感器6得量测该指标5相对于该基座2的位移距离。
该传感器6为光感测组件6a，其具有光线发射端61与反射光接收端62，相对该光感测组件6a在该指标5上装设反光层63。由于该光感测组件6a是固定在该基座2上，而该指标5是由该重锤4引导而在该培林3上转动，故该指标5会相对该基座2的位置变化相对移动。利用该发射端6a准该指标5的反光层6a发射光线照射，并将该反光层6a的反射信号经由该接收端6a接收，经由计算光线的光强度变化，得到该指标5相对于该基座2的位移距离。
请参阅图2所示，本发明的一种实施例是将该基座2装置在运动器材7上，本实施例的运动器材7是竞速车7a，当使用者在骑乘该竞速车7a时，可控制调整旋钮71以改变阻力大小。具体来说，该调整旋钮71控制有一组磁铁72，该磁铁72靠近该竞速车7a的飞轮73，经由该飞轮73旋转切割该磁铁72的磁场因而产生阻力。当该调整旋钮71向下旋转时，会使该磁铁72与飞轮73的接触面积增大，因而得到更大的阻力；反之，当该调整旋钮71向上旋转时，该磁铁72与飞轮73的接触面积减少，所产生的阻力就会变小。
无论该调整旋钮7a向上或向下旋转，都会改变该基座2的位置，而该重锤4受地心引力作用会自然下垂，并由该重锤4连接该指标5维持固定角度，故该基座2会与指标5形成相对运动，经由该传感器6量测出此相对位置的变化，即可量测出实际位移距离。然后，将此位移距离经由计算，即可计算使用者的运动量或消耗的体能，提供使用者健身的参考。
该传感器6连接有计算单元8，以将该传感器6量测的感应信号计算出实际的位移距离。该计算单元8包括有放大器81，用来将该传感器6得到的微弱信号加以放大，然后经过模拟数字转换器(A/D)82转换为数字信号，提供微控制器(MCU)83计算所需数据，所得数据信料再经由RF放大器84放大，经过天线85进行输出。该计算单元8另设置电源86以提供所需动力，该电源86可为电池、充电电池等。
更进一步，该计算单元8连接有显示单元9，透过该天线86以有线/无线方式进行连接，以将该计算单元8产生的数据显示出来，提供使用者应用。该显示单元9为电子表9a，安装在该运动器材7上，借以显示该计算单元8产生的数据。
或者，该显示单元9可为手机9b等设计成熟的可携式电子装置，在该手机9b或可携式电子装置上装置有应用软件，用来将该传感器6所量测的位移信号计算并显示出有用数据。
通过前述完成的位置位移感测装置1，可将该位置位移感测装置1结合设置在运动器材7上，以发挥其功能。更进一步，可将该位置位移感测装置1设计为独立的个体，如此将不受到限制，而可视需求装置在不同的运动器材7上，包括不断进步的新式运动器材7上，然后量测位移距离得到可用数据。
请参阅图3，本发明所使用的传感器6，可为光另一类光感测组件6b，其在该指标5上设置有条形码64，利用光线照射该条形码64或非条形码区域，当照射该条形码64区域时，光线为该条形码64遮蔽，可得到读取信号为0；反之，当照射非条形码区域时，光线穿透而得到读取信号为1，通过一连串0或1的二进制感应信号，经由计算该感应信号得到该指标5相对于该基座2的位移距离。该传感器6设置有一个以上，以同时量测该指标5，经由相互比对而取得更为精确的位移信号。
或如图4所示，该传感器6为可变电阻6c，该指标5末端连接该可变电阻6c的拉柄65，利用该指标5带动该拉柄65活动以改变该可变电阻6c的电阻值，然后计算电阻值变化而得到该指标5相对于该基座2的位移距离。
另参阅图5所示，该传感器6也可为磁性传感器6d，并在该指标5末端连接有磁铁66，利用该磁性传感器6d量测该磁铁66的磁场，当该基座2移动时，该磁铁66的磁场会产生变化，通过该磁性传感器6d测得该磁场66变化，即可得到该指标5相对于该基座2的位移距离。
上列详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (10)
1.一种位置位移感测装置，其包括有：
基座，用以容置后述组成；
培林，装置在该基座上；
重锤与指标，互呈固定角度而绕设在该培林上，该重锤受地心引力而永保下垂方向，该重锤并连接该指标而相对该基座进行位移；
传感器，固设在该基座上，使该传感器得量测该指标相对于该基座的位移距离。
2.如权利要求1所述的位置位移感测装置，其中，该传感器为光感测组件，利用光线照射该指标并接收反射信号，经由计算光强度的变化而得到该指标相对于该基座的位移距离。
3.如权利要求1所述的位置位移感测装置，其中，该传感器为光感测组件，在该指标上设置有条形码，利用光线照射该条形码或非条形码区域产生0或1的二进制感应信号，经由计算该感应信号得到该指标相对于该基座的位移距离。
4.如权利要求1所述的位置位移感测装置，其中，该传感器为可变电阻，该指标末端连接该可变电阻的拉柄，利用该指标带动该拉柄活动以改变该可变电阻的电阻值，然后计算电阻值变化而得到该指标相对于该基座的位移距离。
5.如权利要求1所述的位置位移感测装置，其中，该传感器为磁性传感器，该指标末端连接有磁铁，利用该磁性传感器量测该磁铁的磁场变化而得到该指标相对于该基座的位移距离。
6.如权利要求1所述的位置位移感测装置，其中，该传感器设置有一个以上，以同时量测该指标而取得更为精确的位移信号。
7.如权利要求1所述的位置位移感测装置，其中，该传感器连接有计算单元，以将该传感器量测的感应信号计算出实际的位移距离。
8.如权利要求7所述的位置位移感测装置，其中，该计算单元以有线/无线方式连接有显示单元，该显示单元为电子表，以显示位移讯息。
9.如权利要求7所述的位置位移感测装置，其中，该计算单元以有线/无线方式连接有显示单元，该显示单元为手机或可携式电子装置，以显示位移讯息。
10.如权利要求1所述的位置位移感测装置，该位置位移感测装置为独立的个体，并装置在运动器材上。
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