CN2392167Y - 倾斜度及加速度侦测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种倾斜度及加速度侦测装置,操作时因内部元件位移动作而产生的电子讯号的变化来侦测该装置的水平度或倾斜度或移动程度或加速度的变化量。

Description

倾斜度及加速度侦测装置

本实用新型涉及一种侦测装置，尤指一种侦测物体倾斜度及加速度的侦测装置。用于侦测物体微动程度的侦测装置，特别是指一种内部具有微动机构的装置，可以利用微动程度将待测装置的倾斜程度或移动程度或速度变化量测出来，并且转换成电子讯号输出。

目前，手动操控装置的应用甚为广泛，例如：3D滑鼠装置、摇杆操控装置、飞行模拟操纵装置、方向盘模拟操纵装置，甚至用于汽车的水平检知，冲撞检知等应用，这些装置随着应用环境的使用需要，侦测装置的旋转倾斜方向与水平状态以及装置移动的程度等。

在以往现有技术中，手动操控装置的操控方向是利用多数个微动开关配置于操纵杆上，以按钮方式操控方向。然而，对于操纵杆的水平状态与操纵杆随着使用者手部移动的大小程度，却无法侦测。因此，在手动操控装置要求对水平状态与微动程度有精密量化数据或电子信号的场合中，有其必要研究出精密的侦测装置来因应日趋精确的量测需求。

本实用新型的主要目的是提供一种倾斜度及加速度侦测装置，该装置包含有微动机构与感测装置的侦测装置，可应用于手动操控装置中以量测其旋转倾斜方向、水平状态及其移动程度。

由于本实用新型使用电子感测装置来读取前述微动机构的位移数据，故本实用新型可以精密量出手动操控装置的倾斜程度，较现有技术无法精密量测数据的状况为优良。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，包含：

一可动体，由一导槽界定其位移；

至少一弹簧，赋予一弹力作用于前述可动体；

以及至少一感测器，可侦测前述可动体位置。

其中当前述可动体的重力与前述弹簧的前述弹力达成力平衡，前述感测器产生对应前述可动体在该导槽内位置的电子信号。

其中前述感测器为磁感测器，且前述可动体为一磁铁。

其中前述感测器为光感测器，且前述可动体为不透光体。

其中前述导槽在前述光感测器光的路径上设有透光通道，以使前述光打在前述可动体上。

一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，包含：

一摆臂，其一端以一框轴定位，另一端设置一可动体；以及

至少一感测器，相对于前述框轴固定，可侦测出前述可动体摆动的位置。

其中前述感测器为磁感测器，且前述可动体为一磁铁。

其中前述感测器为光感测器，且前述可动体为一不透光体。

其中前述可动体相对于前述枢轴摆动一角度，前述感测器产生对应前述可动体在该角度位置的电子信号。

一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，包含：

一圆盘体，其圆心以一框轴定位，且在其偏心设置一重物；

一特征装置，配置于前述圆盘体的侧面；以及

一感测装置，相对于前述枢轴固定并量测前述特征装置，以产生对应前述圆盘体的旋转角度的测量信号。

一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，包含：

一摆臂，其一端设置一重物，另一端可联动旋转一转轴；以及

一圆盘体，其圆心连接前述转轴；

一特征装置，配置于前述圆盘体的侧面；以及

感测装置，相对于前述转轴固定并量测前述特征装置，以产生对应前述圆盘体的旋转角度的测量信号。

其中前述特征装置在前述侧面为条状均匀间隔且相互导通的第一电极。

其中前述感测装置由第二电极与第三电极组成，利用前述第二电极与第三电极在前述侧面上的位置位移差，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，使前述第一电极与第二电极间的信号和前述第一电极与第三电极间的信号产主相位差。

其中前述特征装置在前述侧面为均匀间隔排列的孔。

其中前述感测装置为一透过型光感测器，该光感测器具有单发射器与双接收器，在前述圆盘体或作动旋转角度与旋转方向时，产生有相位差的两电子信号。

其中前述特征装置在前述侧面是形成反射面与非反射面均匀间隔的条纹。

其中前述感测装置为一反射型光感测器，该光感测器具有单发射器与双接收器，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转力向时，产生有相位差的两电子信号。

其中前述特征装置在前述侧面是形成反射面与非反射面均匀间隔而交错排列的环纹。

其中前述感测装置为一反射型光感测器，该光感测器具有单发射器与双接收器，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，产生有相位差的两电子信号。

其中前述特征装置在前述侧面是形成由反射面渐至不反射面的色层。

其中前述感测装置为一光感测器，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，产生随前述色层变化的电子信号。

其中前述感测装置产生的前述测量信号在发生最大变化量时可设定为归零参考信号的基准。

其中前述特征装置在前述侧面是形成分布均匀的电阻表面。

其中前述感测装置包括一固定电极与一可动电极，该固定电极固定于前述电阻表面而前述可动电极位移地接触前述电阻表面，借前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，在前述固定电极与前述可动电极之间产主电阻变化。

其中前述感测装置产生的前述测量信号在发生最大变化量时设定为归零参考信号的基准。

其中前述特征装置在前述侧面是形成的双环电极面，该双环电极面彼此有电气连接，且至少有一环电极面上具有分布均匀的电阻表面。

其中前述感测装置包括两可动电极，该两可动电极分别位移地接触前述双环电极面，借前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，在前述两可动电极之间产生电阻变化。

其中前述感测装置产生的前述测量信号在发生最大变化量时可设定为归零参考信号的基准。

一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一导磁性滑体，由一导管界定其位移；

至少一弹簧，赋予一弹力作用于前述导磁性滑体；

一主动线圈，绕于前述导管外围并外加一交流信号；以及

至少一感应线圈，绕于前述导管外围可侦测前述导磁性滑体位置。

其中当前述导磁性滑体的重力与前述弹簧的前述弹力达成力平衡，前述感应线圈可产生对应前述导磁性滑体在该导管内位置的感应电压。

其中尚包括一归零装置，是记录前述感测器的输出信号为参考信号，以界定前述可动体的起始位置。

其中前述圆盘体设有一遮蔽物，配合一光感测器可界定前述重物相对于前述框轴的零度起始位置。

其中前述圆盘体设有一不透光的环形区，该环形区中有一孔，配合一光感测器界定前述重物相对于前述枢轴的零度起始位置。

一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一透明框架，填入液体以保持一球状体在其内部，前述球状体的偏心设置一重物；

一特征装置，配置于前述球状体表面；以及

多数个光感测装置，相对于前述框架固定并量测前述特征装置，以产生对应前述球状体的旋转角度的测量信号。

其中前述特征装置在前述球状体表面为光感应区与非光感应区形成如西洋棋盘般的排列。

其中包含另一转轴，被前述摆臂的另一端联动旋转，前述另一转轴连接至另一圆盘体的圆心，且前述另一圆盘体的侧面配置前述特征装置。

其中前述一转轴与前述另一转轴为正交状态。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

本实用新型在精度上比现有技术更具有进步性，因此其设计为微动机构配合电子装置产生精确信号故其输出的数据可以非常精确，而且可以考虑与外部机相通讯连接以达成自动校正的功能。

本实用新型在结构上设计简单，是利用微动位移来侦测倾斜度或位移及加速度，可靠性高故障率低，可以适用于各种应用场合而易于维护。

本实用新型侦测装置及其诸多优点与特征，将从下述详细说明及所附图示中得到进一步的了解：

【图示说明】

图1为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第一实施例，显示出具导槽式的微动机构的俯视图。

图2为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第二实施例，显示另一导槽式的微动机构的俯视图。

图3为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第三实施例，显示再一导槽式的微动机构的俯视图。

图4为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第四实施例，显示感磁式的微动机构的俯视图。

图5为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第五实施例，显示另一感磁式的微动机构的俯视图。

图6为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第六实施例，具摆臂式的微动机构的侧视图。

图7为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第七实施例，具二维方向摆臂式的微动机构的俯视图。

图8为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第八实施例，具圆盘式的微动机构的侧视图。

图9为图8所示的实施例的侦测波形。

图10为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第九实施例，为放射状条纹的圆盘式微动机构的侧视图。

图11为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第十实施例，为交错状条纹的圆盘式微动机构的侧视图。

图12为感测装置输出具有相位差的侦测波形。

图13为本实用新型倾斜度反加速度侦测装置的第十一实施例，为渐层圆盘式微动机构的侧视图。

图14为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第十二实施例，为电阻圆盘式微动机构的侧视图。

图15为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第十三实施例，为另一电阻圆盘式微动机构的侧视图。

图16为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第十四实施倒，为圆盘电阻式微动机构的立体图。

图17为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第十五实施例，为圆柱式的微动机构的立体图。

图18为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第十六实施例，为球状式微动机构的侧视图。

图19为本实用新型的归零装置示意图，应用于导槽式的微动装置。

图20为本实用新型的另一归零装置示意图，应用于摆臂式的微动机构。

图21为本实用新型的再一归零装置示意图，应用于圆盘式的微动机构。

图22为本实用新型的进一归零装置示意图，应用于圆盘式的微动机构。

请参阅图1所示为本实用新型倾斜度及加速度侦测装置的第一实施例，本实用新型装置主要包含导槽式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由可动体10与弹簧11、12组合而成，并配置于一导槽14之中，弹簧11、12具有相同材质与弹性系数且配置于可动体10的两侧。前述感测装置是由两个感测器1、2组成，并分别配置于对称可动体10的导槽14的两侧。本实用新型的实施是利用安置导槽14于手动操控装置上，并配合感测器1、2来量测手动操控装置的水平状态。

本实施例有磁感应与光感应的应用方式，首先讨论第一种磁感应方式：可动体10为一磁铁且感测器1、2为磁感测器，当图1所示的装置安置于在手动操控装置上时，可动体10会因为受测物体倾斜程度而顺着导槽14的方向往左边或右边移动，直到可动体10的重力与弹簧11、12的弹力反应力平衡为止，此时在导槽14两侧的感测器1、2可以由其间磁场变化产生随可动体10的移动量变化的电子信号；而当受测物保持水平状态，可动体10所受的弹力彼此抵消而保持该可动体10位于中央位置，因此磁感测器1、2感受相同的磁力而产生相同的电子信号，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

再来讨论图1的第二种光感应方式：可动体10为一不透光重物，而感测器1、2为同时具有光发射器及光接收器的光感测器，且导槽14的左右两旁设有透光孔(图未示)使光感测器所发射的光得以进入导槽14而打在可动体10，并且将反射的光得以被光接受器侦测。当图1所示的装置安装于手动操控装置上时，可动体10会因为受测物表面倾斜程度而顺着导槽14的方向往左边或右边移动，直到可动体10的重力与弹簧11、12的弹力反应力平衡为止，此时在导槽14两旁的光感测器1、2，可借以发射出光穿透导槽14两侧的透光孔及穿透弹簧的中空柱形空间直接打在不透光的可动体10的表面，并且其反射光返回光感测器1、2，借此光感测器1、2可产生随可动体10的移动量变化的电子信号；当手动操控装置处于水平状态，可动体10所受的弹力彼此抵消而保持该可动体10位于中央位置，困此感测器1、2将可产生相同的电子信号，借此达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图2所示为本实用新型第二实施例，本实施例与图3实施例不同之处在于可动体10的位移方向，在本实施例中微动机构由可动体10与一弹簧11组成并配置于导槽14中，而可动体10仅容许在一个方向的位移，而图1的实施例可容许在两个方向的位移。本实施例的量测原理则与图1实施例完全相同，亦有磁感应与光感应两种应用方式。

请参考图3所示为本实用新型第三实施例，本实施例与图1实施例不同之处在于弹簧13为旋转位移式，而不是如弹簧11、12的直线位移式，本实用新型装置主要包含导槽式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由可动体10与弹簧13及定位柱15、18组合而成，定位柱15是定位弹簧13的两弹性臂，与定位柱18搭配可以使弹簧13定位可动体10的起始位置。可动体10配置于一导槽14之中，弹簧13的两弹性臂配置于可动体10的两侧。前述感测装置是由两个感测器1、2组成，并分别配置于对称可动体10的导槽14的两侧。本实用新型的实施是利用安置导槽14于手动操控装置上，并配合感测器1、2来量测手动操控装置的水平状态。同样地，本实施例的量测方式与第一、二实施例相同，有磁感应与光感应两种应用方式。

更进一步地说明，可动体10可自导槽14中延伸出一横杆或连动部，即该横杆或连动部可随着可动体10受弹力的影响，与可动体10有一致性的位移状况，因此感测装置1、2将可直接对横杆或连动部侦测以获得如先前所述的功效与特征，而不必对导槽14加工。

请参考图4所示为本实用新型第四实施例，本实用新型装置主要包含感磁式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由可动体10与弹簧11、12组合而成。可动体10配置于一中空支撑体或导管41之中，弹簧11、12定位配置于可动体10的两侧。前述感测装置是由一主动线圈34及两个感应线圈35、36组成，并分别配置绕于中空支撑体41外围的中央及两侧。本实用新型的实施是利用安置中空支撑体41于手动操控装置上，并配合感应线圈35、36的感应电压来量测手动操控装置的水平状态。

本实施例为磁感应的应用，将在以下讨论：可动体10为一导磁的铁心或导磁性物体且感应线圈35、36为磁感测装置而主动线圈34外接一交流信号，为一磁场产生装置，当图4所示的装置安置于在手动操控装置上时，可动体10会因为受测物体倾斜程度而顺着中空支撑体41内壁的方向往左边或右边移动，直到可动体10的重力与弹簧11、12的弹力反应力平衡为止，此时在中空支撑体41两侧的感应线圈35、36可以由其间磁场变化产生随可动体10的移动量变化的感应信号或感应电压；而当受测物保持水平状态，可动体10所受的弹力彼此抵消而保持该可动体10位于中央位置，因此感应线圈35、36感受相同的磁力而产生相同的感应信号或感应电压，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图5所示为本实用新型第五实施例，本实施例与图6实施例不同之处在于可动体10的位移方向，在本实施例中微动机构由可动体10与一弹簧12组成并配置于中空支撑体或导管41中，而可动体10仅容许在一个方向的位移，而图4的实施例可容许在两个方向的位移。其中感应装置由一主动线圈34及一感应线圈36组成，且该主动线圈34外接一交流信号。本实施例的量测原理则与图4实施例完全相同，亦是利用感应线圈36的感应信号来量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图6所示为本实用新型第六实施例，本实用新型装置主要包含摆臂式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由可动体10与摆臂17组合而成。前述摆臂17一端被一框轴16定位，而另一端固接该可动体10。前述感测装置是由感测器1、2组成，并分别相对于前述框轴16固定配置于可动体10两侧。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合感测器1、2来量测手动操控装置的水平状态。

本实施例亦有两种应用方式，第一种应用方式为磁感应式：可动体10为固定在摆臂17未端的磁性重物，而框轴16固定摆臂17一端并使摆臂17得以该枢轴16为中心而旋转，且感测器1、2为磁感测器，当图6所示的装置安置在手动操控装置上，可动体10会因为受测物表面倾斜程度而往左边或右边摇摆移动，此时在可动体10两侧的感测器1、2可以由其间磁场变化产生随可动体10的旋转移动量变化的电子信号；而当受测物保持水平状态，可动体10所受的重力平衡保持该可动体10位于中央位置，因此磁感测器1、2感受相同的磁力而产生相同的电子信号，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

再来讨论图6第二种应用方式为光感应式：可动体10为一不透光重物，且固定于摆臂17的未端，而枢轴16固定摆臂17，并使摆臂17得以枢轴16为中心而旋转，且感测器1、2为同时具有光发射器及光接收器功能的感测器，当图6所示的装置放在受测物表面时，可动体10会因为受测物表面倾斜程度而往左边或右边摇摆移动，此时可动体10两侧的感测器1、2可以发射出光直接打到可动体10的表面，并且其反射光返回光感测器1、2，借此光感测器1、2可产生随可动体10的旋转移动量变化的电子信号；当手动操控装置处于水平状态，可动体10所受的重力保持平衡该可动体10位于中央位置，因此感测器1、2将可产生相同的电子信号，借此达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图7所示为本实用新型第七实施例，本实施例是应用于磁感应式状况，与图6的实施例比较起来为可以检测出全平面的倾斜程度，而不是如图6的单一轴的倾斜程度量测，而图7为俯视图；本实用新型的此一实施装置主要包含摆臂式的二维微动机构以及感测装置，前述微动机构是由可动体10与摆臂17组合而成。同样地，前述摆臂17一端被枢轴16定位，而另一端固接该可动体10。前述感测装置是由四个磁感测器1、2、3、4组成，并分别相对于枢轴16固定而对称配置于可动体10的四方。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合磁感测器1、2、3、4的电子信号随可动体10的位移而变化来量测手动操控装置的水平状态。

请参考图8所示为本实用新型第八实施例，本实用新型装置主要包含圆盘式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由圆盘体21与重物20组合而成。重物20配置于圆盘体21的偏心位置，而较佳实施例是配置于圆盘体21圆周边缘，框轴16定位圆盘体21的中央。前述感测装置是由导电电极27、28及带电电极26组成，该带电电极26在圆盘体21的侧面上呈条状均匀间隔且相互导通的电极，并由轴心导入该电极26的电位而导电电极27、28则位移地接触于电极26的间隔条状之间。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合导电电极27、28来量测手动操控装置的水平状态。

再来详细讨论本实用新型的此一实施方式：其中带电电极26在圆盘体21侧面上呈放射状均匀间隔且相互导通，而重物20则固定于圆盘体21圆周边缘，导电电极27、28则滑动接触圆盘体21表面，且其未端一前一后地与圆盘表面接触(如图所示)；当图8所示的装置以重物20朝下的垂直方式置于手动操控装置上时，重物20会因为受测物倾斜程度而左右旋转位移，在此时圆盘位移会透过导电电极27、28与带电电极26互相接触而产生如图9的输出波图，当圆盘体21逆时针方向旋转一格时会产主导电电极28与带电电极26先接触而导电电极27与带电电极26后接触的状况，此时的输出波形就如同图9中to以前相位，其中27’、28’分别代表导电电极27、28的输出波，由图9可知在to之前28’的相位超前27’，表示圆盘体21为逆时针方向旋转并可利用27’与28’来触发计数器，以计算旋转位移量，同理地在to以后27’的相位超前28’，表示圆盘体21为顺时针方向旋转，亦由27’、28’触发计数器以计算旋转位移量。由以上的原理判定圆盘体21的旋转位移量及方向来决定手动操控装置的倾斜方向与倾斜度，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图10所示为本实用新型第九实施例，本实用新型装置主要包含圆盘式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由圆盘体21与重物20组合而成。重物20配置于圆盘体21偏心位置，枢轴16定位于圆盘体21的中央。前述感测装置是一反射型光感测器52，并配置于圆盘体21的一侧。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合反射型光感测器52量测手动操控装置的水平状态。

再来详细讨论本实用新型的此一实施方式：其中圆盘体21侧表面涂布了反射面与非反射面均匀间隔的条纹24，而圆盘体21边缘固定重物20，光感测器52包含了一个光发射器及两个光接受器且配置于该圆盘体21的同一侧边，当图10所示的装置以重物20朝下的垂直方式置于手动操控装置上时，重物20会因为受测物表面倾斜程度而左右旋转位移，在此时圆盘位移会造成光感测器52的光接受器感受到光的断续信号，此信号将构成如图9的波形，以此波形来判定圆盘21的旋转位移量与方向，并进而判定手动操控装置的倾斜方向与倾斜角度，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图11所示为本实用新型第十实施例，本实用新型装置主要包含圆盘式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由圆盘体21与重物20组合而成。重物20配置于圆盘体21的偏心位置，框轴16定位圆盘体21的中央。前述感测装置是一反射型光感测器52，并配置于圆盘体21的一侧。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合反射型光感测器52量测手动操控装置的水平状态。

再来详细讨论本实用新型的此一实施方式：其中圆盘体21侧表面形成反射面与非反射面均匀间隔而交错排列的环形纹25，而圆盘体21边缘固定重物20，光感测器52包含了一个光发射器及两个光接受器且配置于圆盘体21的同一倒边，当图11所示的装置以重物20朝下的垂直方式置于手动操控装置上时，重物20会因为受测物表面倾斜程度而左右旋转位移，在此时圆盘位移会造成光感测器52的光接受器感受到光的断续信号，此讯号将构成如图9的波形，以此波形来判定圆盘体21的旋转位移量与方向，并进而判定手动操控装置的倾斜方向与倾斜角度，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

接着更清楚说明第8至11实施例中，感测器52的侦测方式。假设圆盘体21的感测区与非感测区之间相等，为距离A，另设电极27、28在圆盘体21的侦测点分别相距为距离a。请配合参考图12，当圆盘体21在同一方向上持续转动时，电极27的侦测点在感测区与非感测区下的波形为一方波27’且H与L的时间几乎相同，此时，由于电极27、28的侦测点在上侦测圆盘体21的表面相距位移差为a，使得电极27、28的波形27’、28’在时间上造成相位差。若a＜A，则波形27’与28’a相位差介于0°至180°之间；若a＝A，则波形27’与28’b相位差刚好为180°，即波形28’b为波形27’的反相；若A＜a＜2A，则波形27’与28’c相位差介于180°至360°之间。

由上述推论，A≠a时，电极27、28的波形为不同步，即可由相位领先或落后来判断移动的方向，而A与a为整数倍时，则两波形27’、28’将同步变化，即相位差为180°或0°在本实用新型的较佳实施例中，A与a关系为A＝(Z+0.5)a；其中z为正整数，则波形27’与28’的相位差将为90°。如将其中一个感应区与非感应区之间距设为整数倍，则当波形27’与28’同时变化时可视为归零参考信号的基准。

请参考图13所示为本实用新型第十一实施例，本实用新型装置主要包含圆盘式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由圆盘体21与重物20组合而成。重物20配置于圆盘体21的偏心位置，枢轴16定位圆盘体21的中央。前述感测装置为一光感测器51。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合反射型光感测器52量测手动操控装置的水平状态。

再来详细讨论本实用新型的此一实施方式：其中圆盘体21侧表面形成反射面渐至不反射面的色层23，亦或透光面渐至不透光面的色层23，而圆盘体21边缘固定重物20，光感测器51(类比式)可随色层23的变化而感测出不同的信号，当图13所示的装置以重物20朝下的垂直方式置于手动操控装置上，重物20会因为受测物表面倾斜程度而左右旋转位移，在此时圆盘位移会造成光感测器51的光接受器感受到反射光或穿透光的强弱，此信号将由于色层23的渐层而有不同强弱的感测信号，以此信号的强弱来判定圆盘体21的旋转角度，并进而判断手动操控装置的倾斜角度，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图14所示为本实用新型第十二实施例，本实用新型装置主要包含圆盘式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由圆盘体21与重物20组合而成。重物20配置于圆盘体21的偏心位置，枢轴16定位圆盘体21的中央。前述感测装置包括固定电极32与可动电极33，其中固定电极32是由轴心导电。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合两电极32、33之间物理量变化量测手动操控装置的水平状态。

再来详细讨论本实用新型的此一实施方式：其中圆盘体21的侧表形成分布均匀的电阻表面29，固定电极32连接于电阻表面29而可动电极33由圆盘体21边缘伸入而位移地接触电阻表面29，而圆盘体21边缘固定重物20；当图14所示的装置以重物20朝下的垂直方式置于手动操控装置上，重物20会因为受测物表面倾斜程度而左右旋转位移，在此时圆盘位移会造成固定电极32与可动电极33之间的电阻量变化，以此电阻值变化可以判定圆盘体21的旋转角度，并进而判断手动操控装置的倾斜角度，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图15所示为本实用新型第十三实施例，本实用新型装置主要包含圆盘式的微动机构以及感测装置，前述微动机构是由圆盘体21与重物20组合而成。重物20配置于圆盘体21的偏心位置，枢轴16定位于圆盘体21的中央。前述感测装置是由两可动电极37、38组成。本实用新型的实施是利用安置本装置于手动操控装置上，并配合两电极37、38之间物理量变化量测手动操控装置的水平状态。

再来详细讨论本实用新型的此一实施方式：其中圆盘体21的侧表面设有一外环电极面43借电气连接44至内环电极面42，两电极面42、43至少有一个具有分布均匀的电阻表面，而可动电极37、38分别位移地接外、内环电极面43、42两电极面42、43，而圆盘体21边缘固定重物20；当图15所示的装置以重物20朝下的垂直方式置于手动操控装置上，重物20会因为受测物表面倾斜程度而左右旋转位移，在此时圆盘位移会造成两可动电极37、38之间的电阻值变化，以此电阻值变化可以判定圆盘体21的旋转角度，并进而判断手动操控装置的倾斜角度，借此而达成量测手动操控装置水平状态的目的。

请参考图16所示为本实用新型的第十四实施例，本实施例的装置由两圆盘电阻19、摆臂17以及联动的两正交轴45、46组成。微动机构是利用一摆臂17，其下端固接一重物20，而其上端联动旋转两相互正交的第一轴45与第二轴46加以组成，而感测装置则由两圆盘电阻19，随着前述两轴45、46的旋转而产生其接点37、38间的电阻变化，以此方式可判定摆臂17在任一方向上的摆动，并进而判断手动操控装置的倾斜角度。

接着详细讨论本实用新型此一实施例，摆臂17上端可在一方向上摆动枢接于一轴，并在其正交方向上联动旋转另一轴，见图16，摆臂17枢接于第一轴45且第一轴45轴接至一圆盘电阻19，此外，摆臂17亦联动旋转第二轴46且第二轴46轴接至另一圆盘电阻19，所以当摆臂17受重物20而摆动时，将会联动旋转两轴45、46使两圆盘电阻19的接点37、38有电阻变化而借此分析在两正交方向上的移动分量，达到量测水平状态的目的。进一步说明，本实用新型第8至第14实施例中，其圆盘体21侧表面所设置的特征将可置换应用至本实施例圆盘电阻19的侧表面，且感测装置亦因应不同特征表面有对应的搭配，其对应实施的量测原理亦同第8至第13实施例，在此不再详述。

请参考图17所示为本实用新型的第十五实施例，本实施例的装置包含圆柱体的微动机构与感测装置，前述微动机构由圆柱体与重物20组成，重物20配置于圆柱体21的偏心位置，一框轴16定位圆柱体的轴心。此外，本实用新型第8至第13实施例中，其圆盘体21侧表面所设置的特征将可应用至本实施例圆柱体的侧表面，且感测装置亦因应不同特征表面有对应的搭配，其对应实施的量测原理亦同第8至第13实施例，在此不再详述。

请参考图18所示为本实用新型的第十六实施例，本实施例的装置包含球体的微动机构与感测装置，前述微动机构是由一透明框架53其内注入液体使一球体40保持于该透明框架53所组成，其中该球体40的下方具有一重物20，且该球体40表面形成如西洋棋盘般的感应区与非感应区使该球体40浮于透明框架53之内保持其侦测表面处于上方。感测装置是由多数个光感测器52所组成，该等光感测器52固定配置于球体40的四周围空间及其上方，以进行对球体40的转动状态侦测。

再来详细讨论本实用新型的此一实施例，球体40浮于透明框架53的中间，并利用该透明框架53固定于手动操控装置上而进行多轴测。配置于球体40的四周围空间的光感测器52可侦测该球体40旋转方向及其程度，并配合配置于球体40上方的光感测器52则可侦测倾斜方向其程度。光感测器52对球体40的感应与非感应区侦测原理如先前所述，在此将不再赘述，而多个感测器侦测球体40的动态，可达成量测手动操控装置在多轴方向上的微动程度及水平状态。

图19到图22为本实用新型的归零装置示意图，首先请参考图19所示，其中可动体10上具有一凸出物或遮蔽物30，此项设计的功能为量测装置归零之用，当本实用新型倾斜度及加速度侦测装置欲归零时即将此凸出物30调整到一预先设计好的定位配合另一光感测器，即可获得归零输出信号，同理请参考图20与图21所示。另外，图22所示是利用不透光环形区增设归零孔31调整到一定位，配合另一光感测器即可达成归零的功能。而此实施归零功能亦可以反光环形区增设不反射的归零孔31来获得相同功效。

在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，熟悉该项技术的人士可清楚的了解，在不脱离下述申请专利范围与精神下可进行各种变化与改变，例如圆盘式微动机构的归零设计亦可用于圆柱式微动机构且两者的量测方法彼此亦是可均等置换，亦或可利用记录感测装置在可动体或圆盘体或圆柱体，或摆臂的起始位置的感测信号作为归零参考信号，以比较相对位移量的变化；此外，上述诸多实施例虽以在一方向或多轴方向上水平状态描述说明微动机构的动作，然受测物的任何微动与加速度移动均可被本装置的微动机构所侦测，而获得相对反应的感测信号。

综上所述本实用新型具有诸多优良特性，并解决现有技术在实务上的缺失与不便，提出有效的解决方法，完成实用可靠的装置，进而达成新颖且富经济效益的价值。

Claims (37)

1.一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一可动体，由一导槽界定其位移；

至少一弹簧，赋予一弹力作用于前述可动体；

以及至少一感测器，可侦测前述可动体位置。

2.如权利要求1所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中当前述可动体的重力与前述弹簧的前述弹力达成力平衡，前述感测器产生对应前述可动体在该导槽内位置的电子信号。

3.如权利要求1所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测器为磁感测器，且前述可动体为一磁铁。

4.如权利要求1所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测器为光感测器，且前述可动体为不透光体。

5.如权利要求4所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述导槽在前述光感测器光的路径上设有透光通道，以使前述光打在前述可动体上。

6.一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一摆臂，其一端以一框轴定位，另一端设置一可动体；以及

至少一感测器，相对于前述框轴固定，可侦测出前述可动体摆动的位置。

7.如权利要求6所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测器为磁感测器，且前述可动体为一磁铁。

8.如权利要求6所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测器为光感测器，且前述可动体为一不透光体。

9.如权利要求6所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述可动体相对于前述枢轴摆动一角度，前述感测器产生对应前述可动体在该角度位置的电子信号。

10.一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一圆盘体，其圆心以一框轴定位，且在其偏心设置一重物；

一特征装置，配置于前述圆盘体的侧面；以及

一感测装置，相对于前述枢轴固定并量测前述特征装置，以产生对应前述圆盘体的旋转角度的测量信号。

11.一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一摆臂，其一端设置一重物，另一端可联动旋转一转轴；以及

一圆盘体，其圆心连接前述转轴；

一特征装置，配置于前述圆盘体的侧面；以及

感测装置，相对于前述转轴固定并量测前述特征装置，以产生对应前述圆盘体的旋转角度的测量信号。

12.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述侧面为条状均匀间隔且相互导通的第一电极。

13.如权利要求12所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置由第二电极与第三电极组成，利用前述第二电极与第三电极在前述侧面上的位置位移差，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，使前述第一电极与第二电极间的信号和前述第一电极与第三电极间的信号产主相位差。

14.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述侧面为均匀间隔排列的孔。

15.如权利要求14所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置为一透过型光感测器，该光感测器具有单发射器与双接收器，在前述圆盘体或作动旋转角度与旋转方向时，产生有相位差的两电子信号。

16.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述侧面是形成反射面与非反射面均匀间隔的条纹。

17.如权利要求16所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置为一反射型光感测器，该光感测器具有单发射器与双接收器，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，产生有相位差的两电子信号。

18.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述侧面是形成反射面与非反射面均匀间隔而交错排列的环纹。

19.如权利要求18所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置为一反射型光感测器，该光感测器具有单发射器与双接收器，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，产生有相位差的两电子信号。

20.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述侧面是形成由反射面渐至不反射面的色层。

21.如权利要求20所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置为一光感测器，在前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，产生随前述色层变化的电子信号。

22.如权利要求20所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置产生的前述测量信号在发生最大变化量时可设定为归零参考信号的基准。

23.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述侧面是形成分布均匀的电阻表面。

24.如权利要求23所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置包括一固定电极与一可动电极，该固定电极固定于前述电阻表面而前述可动电极位移地接触前述电阻表面，借前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，在前述固定电极与前述可动电极之间产主电阻变化。

25.如权利要求23所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置产生的前述测量信号在发生最大变化量时设定为归零参考信号的基准。

26.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述侧面是形成的双环电极面，该双环电极面彼此有电气连接，且至少有一环电极面上具有分布均匀的电阻表面。

27.如权利要求26所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置包括两可动电极，该两可动电极分别位移地接触前述双环电极面，借前述圆盘体作动旋转角度与旋转方向时，在前述两可动电极之间产生电阻变化。

28.如权利要求26所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述感测装置产生的前述测量信号在发生最大变化量时可设定为归零参考信号的基准。

29.一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一导磁性滑体，由一导管界定其位移；

至少一弹簧，赋予一弹力作用于前述导磁性滑体；

一主动线圈，绕于前述导管外围并外加一交流信号；以及

至少一感应线圈，绕于前述导管外围可侦测前述导磁性滑体位置。

30.如权利要求29所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中当前述导磁性滑体的重力与前述弹簧的前述弹力达成力平衡，前述感应线圈可产生对应前述导磁性滑体在该导管内位置的感应电压。

31.如权利要求1或6所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中尚包括一归零装置，是记录前述感测器的输出信号为参考信号，以界定前述可动体的起始位置。

32.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述圆盘体设有一遮蔽物，配合一光感测器可界定前述重物相对于前述框轴的零度起始位置。

33.如权利要求10或11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述圆盘体设有一不透光的环形区，该环形区中有一孔，配合一光感测器界定前述重物相对于前述枢轴的零度起始位置。

34.一种倾斜度及加速度侦测装置，用于侦测一待测装置的状态，其特征是：包含：

一透明框架，填入液体以保持一球状体在其内部，前述球状体的偏心设置一重物；

一特征装置，配置于前述球状体表面；以及

多数个光感测装置，相对于前述框架固定并量测前述特征装置，以产生对应前述球状体的旋转角度的测量信号。

35.如权利要求34所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述特征装置在前述球状体表面为光感应区与非光感应区形成如西洋棋盘般的排列。

36.如权利要求11所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中包含另一转轴，被前述摆臂的另一端联动旋转，前述另一转轴连接至另一圆盘体的圆心，且前述另一圆盘体的侧面配置前述特征装置。

37.如权利要求36所述的倾斜度及加速度侦测装置，其特征是：其中前述一转轴与前述另一转轴为正交状态。

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