TWI485375B - 壓力感測模組及包括該壓力感測模組之壓力感測裝置 - Google Patents

Description

壓力感測模組及包括該壓力感測模組之壓力感測裝置

本發明涉及壓力感測領域，尤其涉及一種壓力感測模組及一種包括該壓力感測模組之壓力感測裝置。

隨著遊戲產業之蓬勃發展，對向遊戲主機輸入操作資訊之輸入裝置需求亦隨之大增。習知輸入裝置，如遊戲機壓力感測裝置，皆使用壓力感測元件，如彈簧，藉由交替地向彈簧施加壓力壓緊彈簧及鬆開彈簧促使彈簧發生彈性形變及恢復形變，來類比遊戲者於遊戲中施力之大小。惟，該輸入裝置無法準確得知壓力大小，且靈敏度較低，可靠性較差，影響遊戲者於遊戲項目中之成績。若需測試壓力大小，需將獨立於壓力感測裝置之壓力測試裝置安裝於壓力感測裝置，導致整體輸入裝置體積龐大，不便於操作。

有鑑於此，提供一種壓力感測模組及一種包括該壓力感測模組之壓力感測裝置來提高操作靈敏度及縮小體積實為必要。

一種壓力感測模組，包括處理單元、為處理單元供電之供電單元、微機電壓力感測器及受壓體。該受壓體與該微機電壓力感測器相連。該微機電壓力感測器用於感測該受壓體承受之壓力並將該壓力轉換成為壓力感測訊號，該壓力感測訊號傳送至處理單元， 該處理單元用於計算該氣囊承受之壓力值。

一種壓力感測裝置，包括手握部及壓力感測模組。該壓力感測模組包括處理單元、為處理單元供電之供電單元、微機電壓力感測器及受壓體。該受壓體與該手握部及該微機電壓力感測器相連。該微機電壓力感測器用於感測該受壓體承受之壓力並將該壓力轉換成為壓力感測訊號，該壓力感測訊號傳送至處理單元，該處理單元用於計算該氣囊承受之壓力值。

該壓力感測裝置中由於微機電壓力感測器精度高、穩定性佳、回應速度較快、體積小，故，該壓力感測裝置具有測量靈敏度較高，體積較小等優點。

200，300，400，500‧‧‧壓力感測裝置

210，310，501‧‧‧手握部

420‧‧‧第一手握部

410‧‧‧第二手握部

220‧‧‧壓力感測模組

230‧‧‧顯示裝置

21，31‧‧‧微機電壓力感測器

22‧‧‧處理單元

23‧‧‧無線傳輸單元

24‧‧‧供電單元

25‧‧‧控制單元

26‧‧‧直流至直流電源轉換單元

27，37，470，510‧‧‧受壓體

371‧‧‧導氣管

3101‧‧‧開口

401，502‧‧‧側安裝壁

圖1為本技術方案第一實施例提供之壓力感測裝置之爆炸示意圖。

圖2為圖1所示壓力感測裝置之壓力感測模組之結構框圖。

圖3為本技術方案第二實施例提供之壓力感測裝置之爆炸示意圖。

圖4為本技術方案第三實施例提供之壓力感測裝置之示意圖。

圖5為本技術方案第四實施例提供之壓力感測裝置之示意圖。

以下結合附圖及實施方式對本技術方案提供之壓力感測模組及包括該壓力感測模組之壓力感測裝置作詳細說明。

請一併參閱圖1及圖2，本技術方案第一實施例提供之壓力感測裝 置200為一握力計，其包括手握部210、壓力感測模組220、及顯示裝置230。該壓力感測模組220包括受壓體27、微機電壓力感測器21、處理單元22、無線傳輸單元23、供電單元24、控制單元25以及直流至直流電源轉換單元26。

手握部210呈管狀，其具有收容腔體(圖未示)。手握部210設有用於與終端設備接駁之輸出介面(圖未示)。該輸出介面及壓力感測模組220可集成於一收容於該收容腔體之印刷電路板。受壓體27與手握部210相連，其與手握部210之收容腔體相通。具體地，受壓體27呈中空方形管狀，其二端部之形狀及尺寸與手握部210吻合。受壓體27之二端部分別固定於手握部210。由此，受壓體27之二相對開口分別與該收容腔體相通，且分別對應地被一微機電壓力感測器21密封。受壓體27由具有彈性形變能力之材料製成。本實施例中，受壓體27由橡膠製成。當擠壓受壓體27時，受壓體27將受到壓力而壓縮，其二開口處將分別產生氣流進入手握部210之收容腔體內，並作用於該微機電壓力感測器21。當外力消失，受壓體27能夠恢復形變。

微機電壓力感測器21採用微機電系統進行壓力測量，其可為壓阻式微機電壓力感測器或者電容式微機電壓力感測器以及其他類型微機電壓力感測器。微機電系統係指將微型感測器、執行器以及訊號處理與控制電路、介面電路、通訊與電源集於一體之微型機電系統。微機電壓力感測器21用於獲取受壓體27所承受之壓力，並將該壓力值轉換成為代表壓力之傳感訊號，該傳感訊號為數位訊號。本實施例中，由於受壓體27具有四外表面，由此可於該四外表面施加壓力，即受壓體27於空間座標中沿二維方向承受壓力 。對應地，微機電壓力感測器21可感測沿該二維方向之壓力。微機電壓力感測器21與處理單元22藉由數據傳輸通道(圖未示)電連接。該傳感訊號藉由該數據傳輸通道傳送至該處理單元22。

該處理單元22根據接收到之傳感訊號計算以獲得受壓體27所受壓力。處理單元22可為微處理單元或者專用積體電路。無線傳輸單元23與處理單元22電連接。無線傳輸單元23與處理單元22之間可進行數據傳輸。無線傳輸單元23用於向控制單元25發射數據或者接收來自控制單元25之數據。供電單元24向無線傳輸單元23及處理單元22供電。供電單元24與處理單元22間還可進一步設置直流至直流電源轉換單元26。藉由直流至直流電源轉換單元26將供電單元24之電壓轉換成適用於處理單元22之電壓。本實施方式中，無線傳輸單元23為藍牙傳輸單元，供電單元24為電池組。

控制單元25用於記錄並儲存無線傳輸單元23傳輸之壓力值，及控制顯示裝置230之運作。

本實施例採用顯示裝置230作為終端設備。顯示裝置230用於與控制單元25進行數據輸送，根據控制單元25之指令顯示處理單元22計算出之壓力數值。

本實施例提供之壓力感測裝置200中由於微機電壓力感測器21精度高、穩定性佳、回應速度較快、體積小，故，該壓力感測裝置200具有測量靈敏度較高，體積較小之優點。

另，由於微機電壓力感測器21設置於受壓體27之開口，即使壓力之位置或者方向不同，該受壓體27亦可準確感測壓力並產生相應氣流，故感測較為精準。

且，壓力感測裝置200手握部分為受壓體27，不僅符合人體工學設計且使得壓力動作較為舒適。

請參見圖3，本技術方案第二實施例提供之壓力感測裝置300之結構與第一實施例提供之壓力感測裝置200之結構類似。二者不同之處為，手握部310僅有一與其收容腔體相通之開口3101，受壓體37進一步包括一導氣管371，壓力感測裝置300僅包括一微機電壓力感測器31。

導氣管371之一端部收容於該開口3101內，該端部對應之開口被一微機電壓力感測器31密封。該導氣管371之另一端部固接於該受壓體37，並與該受壓體37之一開口相通。微機電壓力感測器31設於壓力感測裝置300之遠離受壓體37之空間內。由此，即使於使用該壓力感測裝置300時，因人為原因誤於手握部310處施加過大壓力，微機電壓力感測器31亦不會承受到該壓力，從而保護該微機電壓力感測器31。且，於使用該壓力感測裝置300時可同時抓取手握部310及受壓體37，根據實際需要選擇性地擠壓受壓體37之六表面中之一或複數。當於空間座標中沿三維方向對應之三表面擠壓受壓體37時受壓體37將於空間座標中沿三維方向承受壓力。對應地，微機電壓力感測器31可感測沿該三維方向之壓力，從而進一步提高感測範圍。

請參見圖4，本技術方案第三實施例提供之壓力感測裝置400為一遊戲機手柄，具有第一手握部420及第二手握部410。第一手握部420之側安裝壁401設有受壓體470，第二手握部410上亦附著有受壓體470。壓力感測裝置400設有腔體(圖未示)，其壓力感測模組具有與第一實施例提供之壓力感測模組220相同之結構。該壓 力感測模組除了受壓體470外之部分收容於該腔體內。

請參見圖5，本技術方案第四實施例提供之壓力感測裝置500為一遊戲機之遙控器，具有手握部501。手握部501之側安裝壁502設有受壓體510。壓力感測裝置500設有腔體(圖未示)，其壓力感測模組具有與第一實施例提供之壓力感測模組220相同之結構。該壓力感測模組除了受壓體510外之部分收容於該腔體內。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

500‧‧‧壓力感測裝置

501‧‧‧手握部

502‧‧‧側安裝壁

510‧‧‧受壓體

Claims (8)

1. 一種壓力感測模組，包括處理單元、為該處理單元供電之供電單元、微機電壓力感測器及受壓體，該受壓體與該微機電壓力感測器相連，該微機電壓力感測器用於感測該受壓體承受之壓力並將該壓力轉換成為壓力感測訊號，該壓力感測訊號傳送至該處理單元，該處理單元用於計算該受壓體承受之壓力值；該受壓體能夠發生彈性形變，該受壓體具有空腔及與該空腔相通之開口，該開口被該微機電壓力感測器密封。
2. 如申請專利範圍第1項所述之壓力感測模組，其中，該受壓體進一步包括導氣管，該導氣管之一端與該開口相連，另一端被該微機電壓力感測器密封。
3. 如申請專利範圍第1項所述之壓力感測模組，其中，該壓力感測模組進一步包括用於接收及發射數據之無線傳輸單元及控制單元，該無線傳輸單元與該處理單元及該控制單元之間可進行數據傳輸。
4. 如申請專利範圍第3項所述之壓力感測模組，其中，該無線傳輸單元為藍牙傳輸單元。
5. 如申請專利範圍第1項所述之壓力感測模組，其中，該處理單元為微處理單元或者專用積體電路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之壓力感測模組，其中，該供電單元為電池組，該壓力感測模組還包括連接於該電池組與該處理單元之間之直流至直流電源轉換單元。
7. 一種壓力感測裝置，其包括手握部及如申請專利範圍第1至6任一項所述之壓力感測模組，該受壓體與該手握部相連。
8. 如申請專利範圍第7項所述之壓力感測裝置，其中，該手握部具有收容腔 體，該微機電壓力感測器收容於該收容腔體內。