CN112424573A - 传感器装置、传感器装置的使用以及检测固体噪音的方法 - Google Patents

传感器装置、传感器装置的使用以及检测固体噪音的方法 Download PDF

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Abstract

一种传感器装置(1)，包括：固体声音传感器(3)，其能够拆卸地附接在用户的身体上的安装位置并且能够以传感器信号的形式检测通过人工活动由用户产生的固体声音；控制器，其连接至所述固体声音传感器(3)并且设计为评估所述固体声音传感器(3)的传感器信号，其中，所述控制器能够基于所评估的传感器信号判定由人工活动产生的固体噪音是否足以相当于存储的固体噪音轮廓，其中，所述固体声音传感器(3)适用于确定固体噪音，所述固体噪音由用户的人工活动产生并且实质上经由用户的身体中的骨架，即经由骨骼和/或肌腱，传递至紧固位置。

Description

传感器装置、传感器装置的使用以及检测固体噪音的方法
技术领域
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种传感器装置。
背景技术
在部件、机器以及系统的组装期间，许多活动人工地执行。示例为各部件的定位和紧固以及插头连接件的制造。实际上，已经发现插头连接件的人工制造尤其是容易导致差错。因此需要检查每个人工制造的插头连接件，这在保证质量的背景下导致了较高的劳动量。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种传感器装置，其在人工组装的情况下能够实现对人工活动的监视。
为了实现该目的，提供了具有权利要求1的特征的传感器装置。
根据本发明的传感器装置包括固体声音传感器(structure-borne soundsensor)，其能够拆卸地附接至用户的身体上的安装位置并且能够通过传感器信号的形式的人工活动检测由用户产生的固体声音。传感器装置包括连接至固体声音传感器并且设计为评估固体声音传感器的传感器信号的控制器，所述控制器能够基于所评估的传感器信号判定由人工活动产生的固体声音是否足以相当于存储的固体声音轮廓。根据本发明的传感器装置特征在于固体声音传感器适用于检测由用户的人工活动产生并且实质上在用户的身体中经由骨架(即，经由骨骼和/或肌腱)传递至紧固位置的固体声音。
术语“固体声音传感器”将被概括性地理解。其例如能够为压电传感器。固体声音传感器能够与陀螺仪传感器和/或位置传感器组合。
控制器用作评估装置，所述评估装置被设计为用于固体声音传感器的传感器信号的预先过滤和/或评估。
本发明基于在人工活动的执行期间(尤其是组装活动期间)产生传递至用户的手和手指的固体噪音的考虑。该固体声音经由用户的身体的骨架(即，经由骨骼和/或肌腱)传递。通过借助固体声音传感器记录固体声音以及随后的评估，能够评定固体声音是否相当于已知的和/或存储的固体声音轮廓。组装的范围内的某些标准活动(例如，插头连接件的制造)特征在于产生特有的固体声音轮廓。通过将已知的固体噪音轮廓与当前记录的传感器信号进行比较，因此能够评定所执行的人工活动是否正确地实施或者是否错误。
根据本发明的传感器装置的优点在于固体声音传感器不需要附接至用户的手的手指。由于固体声音经由用户的身体中的骨架(即，经由骨骼和/或肌腱)传递，所以足以将传感器组件可拆卸地附接至用户的身体上的任何合适的安装位置。例如，传感器阵列能够通过条带附接至上臂。替代地，例如还能够将传感器阵列附接至用户的皮带。传感器阵列还能够集成到一件衣服中。因此，传感器阵列几乎能够附接至用户的身体的任何位置。由于所导致的固体噪音随着与声音产生的地点的距离增加(即，随着与用户的手的距离增加)而变弱，能够实现固体噪音的足够安全的检测的安装位置是优选的。
替代地，传感器组件能够附接至工具或者安装支架。固体声音随后经由用户的骨架从工具或者安装支架传递至固体声音传感器。
另外，本发明涉及根据本发明的传感器装置用于检测固体声音的应用，固体声音由用户的人工活动产生并且实质上经由用户的身体中的骨架(即，经由骨骼和/或肌腱)传递至紧固位置。通过根据本发明的传感器装置，因此能够检测和评估在人工活动期间产生的固体声音。
另外，本发明涉及用于检测固体声音的方法，具有以下步骤：将固体声音传感器附接至用户的身体上或者一件衣服上的附接位置，固体声音传感器连接至控制器，所述控制器设计为评估固体声音传感器的传感器信号，通过固体声音传感器检测由用户的人工活动产生的固体声音，所述固体声音经由用户的身体中的骨架(即，经由骨骼和/或肌腱)传递至紧固位置，通过由控制器评估的传感器信号判定由人工活动产生的固体声音是否足以相当于存储的固体声音，固体声音传感器检测固体声音，所述固体声音由用户的人工活动产生并且实质上是经由用户的身体中的骨架(即，经由骨骼和/或肌腱)传递至紧固位置。
附图说明
在下文中参照附图通过实施例来说明本发明。附图为示意性的表示并且示出了根据本发明的传感器装置的实施例。
具体实施方式
单个附图中所示的传感器装置1被设计为所谓的“可穿戴的”，在该实施例中以手链或者手镯的形式。然而，该设计仅理解为示例。
在人工活动期间，例如当组装插头连接件时，产生传递至用户的手2的固体声音。从那里，固体声音经由用户的身体的骨架传递，即经由骨骼和/或肌腱，和/或皮肤传递至传感器阵列1的安装位置。传感器阵列可以附接至用户的前臂、上壁、皮带或者集成到用户的衣服中。
传感器装置1包括固体声音传感器3的示意性表示，固体声音传感器3特征在于高敏感性并且能够检测低强度的固体声音。
传感器装置1配备有能够经由无线电协议实现无线传输的通信装置。传输例如经由无线局域网(WLAN)、经由蓝牙或者其他无线电传输方法进行。通过通信装置，能够进行与其他移动或者固定装置的信息交换。
替代地或者另外地，传感器阵列1还能够经由线缆4连接至诸如个人计算机的移动装置5或者固定装置6。移动装置5能够为单板计算机、嵌入式个人计算机或者诸如智能手机或平板电脑的传统移动装置。固定装置能够为个人计算机、位于数据中心的远程计算机、或者经由因特网连接的计算机。移动装置5还包括用于无线通信的通信装置。传感器阵列1还能够经由例如蜂窝网络的无线通信链接连接至固定计算机6。根据本发明的传感器阵列1还适用于检测在机器或者装置的运行期间产生的固体噪音。固体声音经由例如机器外壳的机械结构传递。因此，还能够通过根据本发明的传感器装置监视例如机械手或者机器人的机器。由于不同的工具产生不同的固体声音轮廓，所以通过检测固体声音，例如能够判定机器人是否已经握住某个工具。
此外，具有各自的部件的传感器装置能够实现不同的可选变化和另外的开发：
根据一个变化，传感器装置包括传感器(固体声音传感器)、放大器、电池以及线缆连接件。
根据另一个变化，传感器装置包括固体声音传感器、放大器以及线缆连接件。
根据另一个变化，传感器装置包括固体声音传感器、放大器、A/D转换器、电池以及线缆连接件。
根据另一个变化，传感器装置包括传感器、放大器、A/D转换器以及线缆连接件。
根据另一个变化，传感器装置包括固体声音传感器、放大器、A/D转换器、电池以及用作通信装置的无线电模块。
根据另一个变化，传感器装置包括传感器、放大器、A/D转换器、线缆连接件或者线缆以及无线电模块。
根据另一个变化，传感器装置包括传感器、放大器、A/D转换器、用于近场通信(NFC)的RFID应答器、电池以及无线电模块。
根据另一个变化，传感器装置包括传感器、放大器、A/D转换器、RFID应答器以及线缆。
根据另一个变化，传感器装置包括传感器、放大器、A/D转换器、用于近场通信的RFID应答器、控制器、电池以及无线电模块。
根据另一个变化，传感器装置包括传感器、放大器、A/D转换器、近场通信的RFID应答器、控制器以及线缆。
传感器能够由固体声音传感器和/或陀螺仪传感器(加速度传感器)和/或位置传感器组成。
通过根据本发明的传感器装置，通过传感器，尤其是通过固体声音传感器获取信号。可选地，也能够直接由传感器装置执行信号处理。替代地，模拟和/或数字传感器信号能够无线地传递至移动装置5，或者经由附图所示的线缆4或者通过通信装置传递至固定计算机6。经由线缆4，传感器阵列1还能够供给有电能。在评估传感器信号之后，例如通过移动装置5或者通过固定计算机6，反馈被发送回传感器阵列1，使得能够针对用户从其输出信号。信号能够是光学信号和/或声音信号和/或触觉信号。输出反馈信号通知用户已经正确或者不正确地执行安装过程。例如，如果发现连接器被不正确地安装，则能够输出某个声音信号或者可视信号，即使这些信号不同于用于正确安装的信号。还能够实现的是，只在错误的情况下(即，如果检测到不正确的插头连接件或者类似情况)发出信号。
全部所描述的变化和特征的组合还能够彼此组合或者能够省略个体特征。
附图标记
1 传感器装置
2 手
3 固体声音传感器
4 线缆
5 移动装置
6 装置

Claims (14)

1.一种传感器装置(1)，包括：
固体声音传感器(3)，其能够拆卸地附接至用户的身体上的安装位置并且能够以传感器信号的形式检测通过人工活动由用户产生的固体声音，
控制器，其连接至所述固体声音传感器(3)并且设计为评估所述固体声音传感器(3)的传感器信号，所述控制器能够基于所评估的传感器信号判定由人工活动产生的固体声音是否足以相当于存储的固体声音轮廓，
其特征在于
所述固体声音传感器(3)适用于检测固体声音，所述固体声音由用户的人工活动产生并且实质上经由用户的身体中的骨架，即经由骨骼和/或肌腱，传递至紧固位置。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述固体声音传感器(3)附接至腕带或者是“能够穿戴的”。
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其中，所述传感器装置(1)包括放大器。
4.根据前面权利要求中的任一项所述的传感器装置，其中，所述传感器装置(1)包括A/D转换器。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器装置，其中，所述固体声音传感器(3)和所述控制器形成共用单元。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器装置，其中，所述传感器装置(1)能够连接或者有线地连接或者无线地连接至诸如智能手机的移动装置(5)，或者嵌入式个人计算机，或者单板计算机。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的传感器装置(1)用于检测固体声音的应用，所述固体声音由用户的人工活动产生并且实质上经由用户的身体中的骨架，即经由骨骼和/或肌腱，传递至紧固位置。
8.用于检测固体声音的方法，包括以下步骤：
将固体声音传感器(3)附接至用户的身体上或者一件衣服上的紧固位置，其中，所述固体声音传感器(3)连接至控制器，所述控制器设计为评估所述固体声音传感器(3)的传感器信号，
通过所述固体声音传感器(3)检测固体声音，所述固体声音由用户的人工活动产生并且经由用户的身体中的骨架，即经由骨骼和/或肌腱，传递至紧固位置，
使用所评估的传感器信号由控制器判定由人工活动产生的固体噪音是否足以匹配存储的固体噪音轮廓，
其特征在于
所述固体声音传感器(3)检测固体声音，所述固体声音由用户的人工活动产生并且实质上是经由用户的身体中的骨架，即经由骨骼和/或肌腱，传递至紧固位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，将一个以上的信号尤其是记录为时间信号和/或频谱。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在连接器的制造期间记录所述信号。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其中，实质上由获得的信号的人工变化产生培训数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过判定噪音由变量叠加和/或通过传递函数由变量叠加产生培训数据。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，通过所述培训数据培训人工智能。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过人工神经网络培训人工智能。
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