JP3956505B2 - Omni-directional tilt angle sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全方位型傾斜角センサに係り、特に、水平全方位の加速度を検出する全方位型傾斜角センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来(図示せず)の全方位型傾斜角センサは、取り付けられた装置が不特定方向の傾きを検出することを目的として用いられ、前後左右から重りを支えるバネ板のたわみを計測して傾斜角を求めたり、また天井部に固定された光源からの通過光を底面部の光センサを用いて計測し、傾斜角を求めるなどの手法で傾斜角を計測していたため、機構的に上下の位置関係は不動であり、それを超えるほど大きな傾きを計測することは不可能であった。
【0003】
また、水平全方位型加速度センサは、ホルダ内に挿入されている錘体が水平方向から所定値以上の加速度が加わって傾くことにより、レバーを押し上げて発光部と受光部からなる光センサに反応する構造であるので、段階的な加速度を計測することは不可能であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の全方位型傾斜角センサは、全方位型傾斜角センサが組み込まれた機器が転倒など予期せぬ程に傾いたりひっくり返った場合、大きな傾きを計測できず、かつ水平方向360度全方位に対する加速度センサは、所定以上の加速度がかかったことを検出する装置であり、リアルタイムな加速度を測定できないため、どの程度の加速度がかかったかを無段階的に測定することができないという課題があった。
【0005】
また、2つの手段つまり傾斜角の計測と加速度の計測には別々のセンサを必要とするため、複数のセンサを実装する必要があるという課題があった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、単一のセンサユニットで全方位の傾斜角及び水平方向の全方位に対する加速度を検出する傾斜角センサを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明の全方位型傾斜角センサは、内部が空洞の絶縁体で生成された全球形状の外装部と、この外装部の内部に組み込まれて重り部及び浮き部で形成されたフロートと、このフロートと上記外装部の隙間に挿入されて摩擦抵抗を最少に抑える絶縁性液体と、上記フロートの重り部底面の重心点に設けられた導電性の接触片と、上記外装部の内壁表面へ縦横に無数の接点を有するマトリクスとで構成され、このマトリクスの接点と上記接触片とが触れることにより、上記縦接点と横接点とをショートさせて3次元的全方位の傾きを検出することを特徴とする。
【0008】
また、本発明の全方位型傾斜角センサは、極小時間の間隔で継続的に傾きを上記マトリクスから検出して水平方向360度全方位に対する加速度を検出することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサを図面を参照して説明する。
【0010】
図1は、本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの構成図である。
【0011】
図2は、本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの座標検出回路のマトリクス図である。
【0012】
図3は、本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの動作説明図である。
【0013】
本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサは、図1に示すように、内部が空洞の絶縁体で生成された全球形状の外装部100と、この外装部100の内部に組み込まれて重り部104及び浮き部103で形成されたフロート102と、このフロート102と外装部100の隙間に挿入されて摩擦抵抗を最少に抑える絶縁性液体101と、フロート102の重り部底面の重心点に設けられた導電性の接触片105と、外装部100の内壁表面へ縦横に無数の接点121,122を有するマトリクス204とで構成される。
【0014】
また、マトリクス204の配置は、マトリクス接点部分120のように縦横対である2つの接点がほぼ正方形を形作るように配置しても良いが、球形表面に隙間無く配置することが目的なので、たとえば六角形のような多角形状に形成してもよく、最終的には球表面状の全ての接点で縦横のマトリクスが形成、そのマトリクス204上の接点を検出するために、たとえば図2に示すように、座標検出回路200は、マトリクス204のそれぞれの列毎に異なる抵抗値を持つ固定抵抗器201を介して測定端点202または測定端点203と接続された電気回路で構成される。
【0015】
次に、本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの動作を図面を参照して説明する。
【0016】
本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの動作は、図1〜図3に示すように、まず第1に、図1の全方位型傾斜角センサ300が図3のように組み込まれた機器301の場合、フロート102が常に重心がある接触片105を下方に向けて安定し、図3の(A)の状態が平常時であると仮定した時、機器301が転倒すると、図3の(B)のように機器301自体は横転するが、組み込まれた全方位型傾斜角センサ300が常に重力方向に対して垂直に立つこととなる。
【0017】
従って、接触片105は、外装部内表面110上のある点を接触させることとなり、マトリクス204上のどの位置であるかが測定端点202と測定端点203との間の抵抗値を計測することで計算でき、全方位型傾斜角センサ300は全方位に対しての傾斜角を計測することができる。
【0018】
さらに、本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの加速度計測の動作は、図3に示すように、全方位型傾斜角センサ300内部ではフロート102が自由に稼働するため、機器301がある方向に加速した場合に重り部104の慣性力により、一時的にその場にとどまろうとして機器301が傾いた時と同じようにマトリクス204上の接点を一時的に移動し、この時の移動量および移動速度を監視することで加速度の大きさおよび方向を計測でき、全方位に対しての加速度を計測することができる。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の全方位型傾斜角センサによれば、あらゆる方向に対して上下が入れ替わるほどの傾きについても傾斜角を容易に計測でき、かつ平方向のあらゆる方向に対して移動が行われた場合、その方向と加速度を計測できるとともに、1つのセンサを利用することで傾斜角と加速度の2つを計測できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの座標検出回路のマトリクス図である。
【図3】本発明の一実施の形態による全方位型傾斜角センサの動作説明図である。
【符号の説明】
100 外装部
101 絶縁性液体
102 フロート
103 フロート(浮き部)
104 フロート(重り部)
105 接触片
110 外装部(外装部内表面)
120 マトリクス(マトリクス接点部分)
121 マトリクス(縦マトリクス接点)
122 マトリクス(横マトリクス接点)
200 マトリクス(座標検出回路)
201 マトリクス(固定抵抗器)
202,203 測定端点
204 マトリクス
300 全方位型傾斜角センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an omnidirectional tilt angle sensor, and more particularly to an omnidirectional tilt angle sensor that detects acceleration in all horizontal directions.
[0002]
[Prior art]
The conventional (not shown) omnidirectional tilt angle sensor is used for the purpose of detecting the tilt in an unspecified direction by the attached device, and measures the tilt of the spring plate that supports the weight from the front, rear, left and right. Since the angle of inclination was measured by a method such as obtaining the angle or measuring the light passing through the light source fixed to the ceiling using the light sensor on the bottom and obtaining the angle of inclination, The positional relationship was immobile, and it was impossible to measure a large inclination beyond that.
[0003]
The horizontal omnidirectional acceleration sensor responds to an optical sensor consisting of a light emitting part and a light receiving part by pushing up the lever when the weight inserted in the holder is tilted with an acceleration of a predetermined value or more from the horizontal direction. Therefore, it was impossible to measure stepwise acceleration.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional omnidirectional tilt angle sensor cannot measure a large tilt when the device incorporating the omnidirectional tilt angle sensor is tilted or turned over unexpectedly, such as a fall, and the horizontal direction 360 Acceleration sensor for all directions is a device that detects that acceleration more than a predetermined value is applied, and since it cannot measure real-time acceleration, it cannot measure steplessly how much acceleration has been applied was there.
[0005]
In addition, since two sensors, that is, an inclination angle measurement and an acceleration measurement, require separate sensors, there is a problem that a plurality of sensors must be mounted.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an inclination angle sensor that detects an inclination angle in all directions and an acceleration with respect to all directions in a horizontal direction with a single sensor unit.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an omnidirectional tilt angle sensor according to the present invention includes a global exterior part made of a hollow insulator and a weight part and a floating part incorporated in the exterior part. A float formed by a portion, an insulating liquid that is inserted into a gap between the float and the exterior portion to minimize frictional resistance, and a conductive contact piece provided at the center of gravity of the bottom surface of the weight portion of the float. And a matrix having innumerable contacts in the vertical and horizontal directions on the inner wall surface of the exterior part, and the vertical contacts and the horizontal contacts are short-circuited by touching the contact points of the matrix and the contact pieces to make a three-dimensional total. It is characterized by detecting the inclination of the azimuth.
[0008]
Further, the omnidirectional tilt angle sensor of the present invention is characterized in that the inclination is continuously detected from the matrix at intervals of a minimum time to detect acceleration in 360 degrees in the horizontal direction.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an omnidirectional tilt angle sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a configuration diagram of an omnidirectional tilt angle sensor according to an embodiment of the present invention.
[0011]
FIG. 2 is a matrix diagram of the coordinate detection circuit of the omnidirectional tilt angle sensor according to the embodiment of the present invention.
[0012]
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the omnidirectional tilt angle sensor according to the embodiment of the present invention.
[0013]
As shown in FIG. 1, an omnidirectional tilt angle sensor according to an embodiment of the present invention includes a global-shaped
[0014]
Further, the
[0015]
Next, the operation of the omnidirectional tilt angle sensor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
The operation of the omnidirectional tilt angle sensor according to an embodiment of the present invention is as follows. First, as shown in FIGS. 1 to 3, the omnidirectional
[0017]
Accordingly, the
[0018]
Further, the acceleration measurement operation of the omnidirectional tilt angle sensor according to the embodiment of the present invention is performed as shown in FIG. 3 because the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the omnidirectional tilt angle sensor of the present invention, it is possible to easily measure the tilt angle even with respect to the tilt so that the top and bottom are interchanged with respect to all directions, and to move in all directions in the flat direction. Is performed, the direction and acceleration can be measured, and the two effects of measuring the tilt angle and the acceleration can be obtained by using one sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an omnidirectional tilt angle sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a matrix diagram of a coordinate detection circuit of an omnidirectional tilt angle sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of an omnidirectional tilt angle sensor according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100
104 Float (weight)
105
120 Matrix (Matrix contact part)
121 matrix (vertical matrix contact)
122 Matrix (Horizontal matrix contact)
200 matrix (coordinate detection circuit)
201 matrix (fixed resistor)
202, 203
Claims (2)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP27239598A JP3956505B2 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Omni-directional tilt angle sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27239598A JP3956505B2 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Omni-directional tilt angle sensor |
Publications (2)
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JP2000097695A JP2000097695A (en) | 2000-04-07 |
JP3956505B2 true JP3956505B2 (en) | 2007-08-08 |
Family
ID=17513306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27239598A Expired - Fee Related JP3956505B2 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Omni-directional tilt angle sensor |
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JP (1) | JP3956505B2 (en) |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP27239598A patent/JP3956505B2/en not_active Expired - Fee Related
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