CN205251545U - 一种多功能伸缩式张力传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及拉力、位移及动作传感测量技术领域，具体涉及一种多功能伸缩式张力传感装置。针对现有的人体动作捕捉或人机交互动作感应测量设备存在的体积较大、穿戴困难和成本较高等问题，本实用新型提供了一种多功能伸缩式张力传感装置。本实用新型包括盒体、设置在盒体上的电位片、沿电位片滑动的导电接触片、与导电接触片相连并相对导线被拉伸方向反向带动导电接触片滑动的弹簧以及与导电接触片相连的导线；导电接触片与电位片之间始终存在接触点；弹簧不与导电接触片相连的一端固定设置在盒体上；导线外接数据采集器。

Description

一种多功能伸缩式张力传感装置

技术领域

本实用新型涉及拉力、位移及动作传感测量技术领域，具体涉及一种多功能伸缩式张力传感装置。

背景技术

针对人体全身和局部肢体的运动捕捉是目前人机交互领域的研究重点。目前，应用于人体动作捕捉或人机交互动作感应测量的常见设备主要包括九轴电子传感器、外骨骼和光学捕捉设备。九轴电子传感器的测量误差较大，穿戴不方便；外骨骼同样存在穿戴困难的问题，并且外骨骼的体积较大，对人体活动会造成一定限制；光学捕捉设备需要借助在被捕捉物体周围设置的光学传感器才能完成工作，使用不方便。此外，以上动作捕捉设备的造价均较高，不利于短期内大范围推广。

实用新型内容

针对现有的人体动作捕捉或人机交互动作感应测量设备存在的体积较大、穿戴困难和成本较高等问题，本实用新型提供了一种多功能伸缩式张力传感装置。

本实用新型的技术方案为：

一种多功能伸缩式张力传感装置，包括盒体、设置在盒体上的电位片、沿电位片滑动的导电接触片、与导电接触片相连并相对导线被拉伸方向反向带动导电接触片滑动的弹簧以及与导电接触片相连的导线。弹簧不与导电接触片相连的一端固定设置在盒体上。导线外接数据采集器。

具体的，导电接触片与电位片之间始终存在接触点。

具体的，导电接触片与导线相连处设置有导电固定连接端子。

具体的，导电接触片与弹簧相连处设置有绝缘固定连接端子。

具体的，电位片上与导电接触片相接触的一侧分布连续的导电电阻。当导电接触片沿电位片滑动时，可由导电电阻上两个接触点位置距离的变化测量出相对应的电信号，该电信号经导线外传至数据采集器。

具体的，当两个电位片对向平行设置或只有一个电位片时，导电接触片的数量为两个，两个导电接触片分别设置在电位片的两端。

具体的，当两个电位片对向交叉设置时，导电接触片的数量为四个，两个导电接触片为一组，分别设置在每个电位片的两端。

本实用新型的有益效果：本实用新型的张力传感装置外形小巧，可根据实际的传感测量需要设计量程（通过更改电位片的长度，电阻值和/或弹簧的技术参数可实现量程设计），反应灵敏，测量准确度高，能够织入衣物或植入运动护具或弹性物体中，避免了使用者频繁穿戴的不便。本实用新型的张力传感装置制作成本较低，适宜大批量规模化生产。本实用新型的张力传感装置可用于人体全身或局部肢体运动的动作捕捉传感器，也可用于人体全身或局部肢体与器具之间的交互运动的传感与测量，也适用于多个存在相对运动关系的物体之间的运动传感与测量，特别适用于拉扯、摩擦、碰撞以及膨胀收缩等动作模型。

附图说明

图1为本实用新型的第一种结构的剖视示意图。

图2为本实用新型的第二种结构的前视剖视示意图。

图3为本实用新型的第二种结构的左视或右视剖视示意图。

图4为实施例1中人体肘/膝关节动作捕捉示意图。

图5为实施例1中人体手部动作捕捉示意图。

图6为实施例1中人体颈部动作捕捉示意图。

图7为实施例1中人体肩关节动作捕捉示意图。

图8为实施例2中弹性物体中张力传感装置安装示意图。

其中，1-盒体，2-电位片，3-导电接触片，4-弹簧，5-导线,6-导电固定连接端子，7-绝缘固定连接端子，8-滑动组件，9-导线端头固定点，10-弹性物体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

实施例1的张力传感装置包括盒体1、设置在盒体1上的电位片2、沿电位片2滑动的导电接触片3、与导电接触片3通过绝缘固定连接端子7相连并相对导线被拉伸方向反向带动导电接触片3滑动的弹簧4以及与导电接触片3通过导电固定连接端子6相连的导线5，导线5外接数据采集器。弹簧4不与导电接触片3相连的一端固定设置在盒体1上。

导电接触片3、弹簧4、导线5、导电固定连接端子6和绝缘固定连接端子7共同组成本实用新型张力传感装置中的滑动组件8。

对于电位片2的设置方法包括两种方案：1.在盒体1的顶部或底部设置一个电位片2，或在盒体1的顶部和底部相对应的位置上平行设置两个电位片2，同时在电位片2的两端各设置1组互呈反方向的滑动组件8，如图1所示；2.在盒体1的顶部和底部交叉设置两个电位片2，同时在每个电位片2的两端各设置1组互呈反方向的滑动组件8，如图2~3所示。

当本实用新型每个电位片2安置方向上的两端导线5被外力作用互为反方向拉伸时，牵动盒体1内部的两个导电接触片3沿电位片2互为反方向滑动，此时信号电流经传入端导线5流入导电接触片3，并经由电位片2流至另一端的导电接触片3，并经传出端导线5流出至数据采集器。通过由电位片与两侧导电接触片的接触点产生的电阻变化，可采集出施加于两端导线的牵引力数值与变化量，从而进一步实施特定的业务流程。弹簧4可在施加于两端导线的牵引力衰减的情况下，驱动导电接触片回弹至初始位置。利用实施例1的张力传感装置可进行人体动作捕捉，如图4~7所示。

实施例2

实施例2将本实用新型的张力传感装置与经过人体工程学特殊设计的衣物相结合，妥善于衣物的表面正确位置安置本实用新型或将本实用新型织入所述衣物，使得当人体运动时，衣物局部被肢体牵引拉伸，并在被拉伸的过程中产生张力变化与状态信号，被本实用新型采集并传输至外接数据采集器，进行进一步的张力样本分析与数据挖掘，从而获得穿戴者独有的运动数据与包括胖瘦在内的各种身体状态数据，完成全身或肢体动作捕捉与数据采集的业务流程。

实施例3

实施例3将本实用新型设置在弹性物体的表面或植入弹性物体内部，如图8所示。当人体肢体施加外力牵引或压迫弹性物体产生形变时，通过本实用新型采集肢体与弹性物体之间的相对运动事件信号如碰撞，膨胀与挤压，拉扯等，并将此信号经由本实用新型采集并传输至外接数据采集器，可分析出此相对运动事件的强度，速度与状态信息，完成使用者与弹性物体之间的交互业务流程。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能伸缩式张力传感装置，其特征在于其包括盒体、设置在盒体上的电位片、沿所述电位片滑动的导电接触片、与导电接触片相连并带动所述导电接触片滑动的弹簧以及与所述导电接触片相连的导线；所述导电接触片在弹簧的带动下沿相对导线被拉伸方向的反向滑动；所述导电接触片与所述电位片之间始终存在接触点；所述弹簧不与导电接触片相连的一端固定设置在盒体上；所述导线外接数据采集器。

2.根据权利要求1所述的一种多功能伸缩式张力传感装置，其特征在于所述导电接触片与导线相连处设置有导电固定连接端子。

3.根据权利要求1所述的一种多功能伸缩式张力传感装置，其特征在于所述电位片上与所述导电接触片相接触的一侧分布连续的导电电阻。

4.根据权利要求1所述的一种多功能伸缩式张力传感装置，其特征在于所述弹簧与导电接触片相连处设置有绝缘固定连接端子。

5.根据权利要求1-4所述的任意一种多功能伸缩式张力传感装置，其特征在于所述盒体上设置有两个对向平行设置的电位片。

6.根据权利要求1-4所述的任意一种多功能伸缩式张力传感装置，其特征在于所述盒体上设置有两个对向交叉设置的电位片。

7.根据权利要求1-4所述的任意一种多功能伸缩式张力传感装置，其特征在于所述盒体上设置有一个电位片。