TWI704003B - 非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置 - Google Patents
非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI704003B TWI704003B TW108104027A TW108104027A TWI704003B TW I704003 B TWI704003 B TW I704003B TW 108104027 A TW108104027 A TW 108104027A TW 108104027 A TW108104027 A TW 108104027A TW I704003 B TWI704003 B TW I704003B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- module
- sensing
- transmission
- rotation angle
- linear displacement
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
- G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
- G01B7/148—Measuring on screw threads
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/681—Wristwatch-type devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
- A61B5/6897—Computer input devices, e.g. mice or keyboards
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
- A61B5/6898—Portable consumer electronic devices, e.g. music players, telephones, tablet computers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
- A63B22/06—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with support elements performing a rotating cycling movement, i.e. a closed path movement
- A63B22/0605—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with support elements performing a rotating cycling movement, i.e. a closed path movement performing a circular movement, e.g. ergometers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/04—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by terrestrial means
- G01C21/08—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by terrestrial means involving use of the magnetic field of the earth
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0223—Magnetic field sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/40—Acceleration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
- A63B2220/83—Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
- A63B2220/836—Sensors arranged on the body of the user
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
- G01D2205/20—Detecting rotary movement
- G01D2205/22—Detecting rotary movement by converting the rotary movement into a linear movement
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本發明係為一種非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,包括有傳動單元、感測單元及阻力器。其中該傳動單元係包括調整部及傳動部,該感測單元係設於該調整部上,而該傳動部則與阻力器相連接。如此,因該感測單元係設有感測模組及傳輸模組,且該感測單元設於該調整部上,故當該調整部轉動時,該感測單元則會感測到調整部的轉動圈數及角度,以產生感測訊號,進而將其感測訊號經計算後,即可由傳輸模組將其訊號傳至電子裝置以顯示阻力段數,以有效改善習知技術之精度偏差、校正不易以及因磁石與感測器分離為兩件式的構件,而導致生產困難等問題。
Description
本發明係關於非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,尤指一種應用於運動器材阻力旋鈕的非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置。
現今的運動器材(如:健身車)為調整健身者適合的運動強度,通常會設有阻力旋鈕,用以調整運動時之阻力大小,當阻力大時其運動消耗卡路里量大,反之當阻力小時其運動消耗卡路里量小,藉以達到預期的運動效果。
又,阻力旋鈕調整阻力大小的方式,通常係由阻力旋鈕帶動螺桿去傳動阻力器上的磁石與飛輪之作用面積大小來決定其阻力大小,當磁石與飛輪之作用面積大時,其磁場產生之渦電流大,進而產生較大之磁性作用力,反之作用力小產生之磁性作用力小。
再者,為了能夠準確地計算出使用運動器材所消耗卡路里量,通常需要取得運動時的阻力大小,並利用相關的數據(如:身高、體重、速度…等)計算出運動者的作功大小及消耗之卡路里量。
然而,取得阻力大小的相關發明,例如台灣專利號第M552361號「健身設備及其阻力施加感測器」,其主要係透過霍爾感測模組
感測磁力件產生之磁場而對應輸出一個感測訊號,且該感測訊號會隨著該磁力件的相對位移距離變化而改變,如此,扭力分析器即可接收分析該感測訊號以取得該磁力件與該霍爾感測模組間的距離,並據此分析出阻力件當前施加於扭力產生單元之阻力大小,進而得到該扭力產生單元當前的運轉扭力。
上述之技術雖可取得運動時的阻力大小,但當該霍爾感測模組與該磁力件之間的位置產生偏差時,該霍爾感測模組則無法再進行相關的量測,另外,若是該霍爾感測模組與該磁力件之間的距離過長時,該霍爾感測模組則無法進行感應,但距離過短時,該霍爾感測模組則會因與該磁力件之間的感應訊號過強,而無法得到精確的數據。
一般取得阻力大小的方式,係以依賴式裝置作為組合感測,以量測阻力大小,其並無法單獨作業,必須依附另一結構才可完成精密量測,例如:磁簧開關(Reed switch)與磁石的組合、光耦合器(Optical coupler)、編碼器(Encoder)、雷射束(Laser Beam)配合反射板等。依賴式裝置係指感測器A與磁石B或相關元件分離為兩件式的構件(如圖1所示),以應用於運動器材上,除了上述之M552361台灣專利外,例如台灣專利號第I534420號以及美國專利號第9,314,667號所揭露的技術,亦皆是透過兩件式的構件進行相關感測的動作。如此,極可能因受到運動器材結構上的限制或不同,而使得磁石B與感測器A之間會有精度偏差、校正不易等問題,進以導致生產困難,且又因運動器材多為鐵質材料所製成,故容易干擾磁場,進而導致量測資料不準確的情形產生,故,如何精準地量測阻力大小,且使得位移感測器可以方便校正,進而可以順利生產即是目前亟需解決的問題。
根據本發明之目的,係提供一種非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,包括:一傳動單元,其包括:一調整部;以及一傳動部,該傳動部一端與該調整部相連接;一感測單元,該感測單元係設於該調整部上,該感測單元包括:一電路板,其設於該調整部上;一傳輸模組,其設於該電路板上;以及一感應模組,其設於該電路板上且與該傳輸模組相連結,該感應模組係感測該調整部的轉動圈數及角度,以產生一感測訊號,該傳輸模組則將該感測訊號傳輸至一電子裝置;一阻力器,該傳動部另一端與該阻力器相連接。
較佳地,該電路板上進一步設有一振動開關模組,當該調整部轉動時,該振動開關模組則啟動該感測模組及該傳輸模組,而當該調整部停止轉動且閒置一預定時間後,該振動開關模組則關閉該感測模組及該傳輸模組。
較佳地,該電路板上進一步設有一指示燈,該指示燈係顯示一電源供應模組的使用時間及電池電量,當該使用時間超過一預定維護時間或該電池電量處於一低電位時,該指示燈則發出一警示訊息。
較佳地,該電路板上進一步設有一校正模組,該校正模組係根據感應模組感測該調整部的轉動圈數及角度,以調整該傳動單元的起點
及終點位置。
較佳地,該感應模組係為地磁儀感應器。
較佳地,該感應模組係為地磁儀感應器與三軸加速規的組合。
較佳地,電子裝置係可為一運動器材上所設之電子錶、個人智慧行動裝置、電腦工作站、閘道器(Gateway)或雲端的其中之一。
較佳地,該調整部與一殼體相連接以將該感測單元安裝於該調整部與該殼體之間。
較佳地,該電源供應模組係為其一之充電電池、一般電池或其他提供電源的相關模組。
較佳地,該感測單元上進一步設有一顯示元件,以顯示該感測訊號或一電源供應模組的使用時間及電池電量,該顯示元件係為其一之液晶顯示器、發光二極體顯示器或其他可顯示或指示的裝置。
較佳地,該感測單元上進一步設有一顯示元件,以顯示該感測訊號或個人運動資訊及生理訊號。
較佳地,該阻力器可為一閥體,該感測單玩感測該調整部的轉動次數及角度,以偵測該閥體內的一閥門開口角度大小
A‧‧‧感測器
B‧‧‧磁石
10‧‧‧傳動單元
11‧‧‧調整部
12‧‧‧傳動部
20‧‧‧感測單元
21‧‧‧電路板
22‧‧‧傳輸模組
23‧‧‧感應模組
231‧‧‧地磁儀感測器
232‧‧‧三軸加速規
24‧‧‧振動開關模組
25‧‧‧指示燈
26‧‧‧校正模組
27‧‧‧感測殼
30‧‧‧阻力器
40‧‧‧殼體
50‧‧‧手動控制閥
51‧‧‧閥體
60‧‧‧電動控制閥
61‧‧‧驅動單元
62‧‧‧閥體
圖1係為先前技術之結構示意圖。
圖2係為本發明之第一實施例之立體示意圖。
圖3係為本發明之第一實施例之電路板布置示意圖。
圖4係為本發明之第一實施例之方塊圖。
圖5係為本發明之第一實施例之剖面示意圖。
圖6係為本發明之第一實施例之使用狀態示意圖。
圖7係為本發明之第二實施例剖面示意圖。
圖8係為本發明之第二實施例使用狀態示意圖。
圖9係為本發明之地磁儀感測器之訊號狀態圖。
圖10A係為本發明之地磁儀感測器之單位元組寫入作業狀態圖。
圖10B係為本發明之地磁儀感測器之多位元組寫入作業狀態圖。
圖10C係為本發明之地磁儀感測器之單位元組讀取作業狀態圖。
圖10D係為本發明之地磁儀感測器之多位元組讀取作業狀態圖。
圖11係為本發明之地磁儀感測器之模式轉換狀態圖。
圖12係為本發明之地磁儀感測器之方塊圖。
圖13係為本發明之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置應用於手動控制閥的結構示意圖。
圖14係為本發明之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置應用於電動控制閥的結構示意圖。
為了使本發明之目的、技術方案及優點更加清楚明白,下述結合圖式及實施例,對本發明進行進一步地詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明,但並不用於限定本發明。以下,結合圖式對本發明進一步說明:請參閱圖2至圖5、圖9至圖12,其係為本發明之第一實施例
之立體示意圖、電路板布置示意圖、方塊圖及剖面示意圖、地磁儀感測器之訊號狀態圖、地磁儀感測器之單位元組寫入作業狀態圖、地磁儀感測器之多位元組寫入作業狀態圖、地磁儀感測器之單位元組讀取作業狀態圖、地磁儀感測器之多位元組讀取作業狀態圖、地磁儀感測器之模式轉換狀態圖及地磁儀感測器之方塊圖。如圖所示,本發明係為一種非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,與非依賴式相反的如此,本發明所指之非依賴式即為感測單元本身無須在依附另一結構/元件,即可單獨完成感測作業之相關技術;所述非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置係包括有傳動單元10、感測單元20及阻力器30。其中傳動單元10係包括調整部11及傳動部12,傳動部12一端與調整部11相連接,另端則與阻力器30相連接,感測單元20係設於調整部11上且包括有電路板21、傳輸模組22、感應模組23、振動開關模組24、指示燈25及校正模組26,電路板21係設於調整部11上,傳輸模組22及感應模組23皆設置於電路板21上,又傳輸模組22與感應模組23相連結,調整部11進一步與殼體40相連接以將感測單元20安裝於調整部11與殼體40之間;其中,該殼體40上係可設有螺紋,而該調整部11上則可設有與所述螺紋相對應地被鎖固螺紋,以提供該殼體40螺旋鎖固於該調整部11上,且可旋轉拆開以便更換電路版21上之電源供應模組或進行相關維修等。
感應模組23係感測調整部11轉動圈數及角度,以產生一感測訊號,其感測訊號則會透過傳輸模組22傳輸至一電子裝置以顯示阻力段數(圖未示);振動開關模組24是用於當使用者開始旋動調整部11時,振動開關模組24則會啟動感測單元20開始作動,而當調整部11閒置一預定時間且未
動作時,振動開關模組24則會關閉該感測單元20,以節省電力的消耗;指示燈25是用於顯示一電源供應模組(可為一般電池、充電電池或其他提供電源的相關模組等)的使用時間及電池電量,當該使用時間超過一預定維護時間(代表使用時間過久)或該電池電量處於一低電位時,該指示燈則發出一警示訊息,以提醒使用者停止使用該感測單元20、又或是提醒使用者需進行更換電池或電力補充的動作等;校正模組26具體為可開啟或關閉的一校正開關,當該校正模組26被開啟時,其則根據感應模組23感測調整部11的轉動圈數及角度,以調整傳動單元10的起點及終點位置等。
此外,在此發明中所揭示之感應模組23係可為地磁儀感測器231及三軸加速規232,而所述之電子裝置係可為一運動器材上所設之電子錶、個人智慧行動裝置、電腦工作站、閘道器(Gateway)或雲端的其中之一。該地磁儀感測器231可以透過檢測地磁的方式來檢測方向。
舉例來說,地磁儀感測器231可為IST8312型號的地磁儀感測器231,其係可支援一般速度(100kHz)及快速速度(400kHz)的數據輸出,當電阻為4.7kohm時,其資料線(SDA,Serial Data Line)及時脈線(SCL,Serial Clock Line)的訊號狀態圖係如圖9所示,其依序是由開始狀態(Start Condition)開始,然後開始傳輸資料,最後再由停止狀態(Stop Condition)結束。所謂開始狀態就是上述的兩條線的某種狀態組合,以用來認定傳輸狀態的開始。
上述之MSB(Most Significant Bit)為最高有效位、LSB(Least Significant Bit)為最低有效位。地磁儀感測器231運用位元7時,從屬設備的位址為0CH,但若地磁儀感測器231運用位元8時,從屬設備的位址則為18H。
地磁儀感測器231在寫入作業上時,係可分為單位元組(Single Byte)寫入及多位元組(Multiple Byte)寫入(如圖10A及10B所示),而若是在讀取作業上時,亦分為單位元組(Single Byte)讀取及多位元組(Multiple Byte)讀取等(如圖10C及10D所示)。
而該地磁儀感測器231係具有單一量測模式(Single Measurement Mode)、連續量測模式(Continuous Measurement Mode)、省電模式(Suspend Mode)及待機模式(Stand-By Mode)等(如圖11所示),其所述單一量測模式是指地磁儀感測器231會將已量測到的數據直接儲存至數據儲存器後,再自動轉換成待機模式;所述連續量測模式則是指地磁儀感測器231於一期間內在預先設定的頻率上進行量測,而感測到的數據則會被儲存至輸出數據儲存器,當下一次的感測期間到來時,地磁儀感測器231則會再一次的自動開始量測,而輸出數據儲存器內的數據則會被更新;所述省電模式是指關閉除了晶片相關的元件以外的元件,以使得地磁儀感測器231可以極低消耗電能的狀態運行;所述待機模式則是指關閉除了震盪器(Oscillator,OSC)及調節器(Regulator)以外的所有元件(如圖12所示)。
此外,地磁儀感測器231的元件布置上,通常具有可感測X、Y及Z三軸方向元件,以測量各方向上的磁力值,進以生成所述感測訊號;
而三軸加速規232的布置,則可補償地磁儀感測器231所感測的數據,例如當本發明的擺放有嚴重傾斜之現象時,即可由所述三軸加速規232進行計算以補償地磁儀感測器231所感測的數據。
請參閱圖3至圖6,其係為本發明之第一實施例之電路板布置示意圖、方塊圖、剖面示意圖及使用狀態示意圖。如圖所示,在本發明之第一實施例中,當使用者旋動調整部11時,其傳動部12通常會與一固體相契合,以旋轉帶動位移感測裝置上下或左右的進行位移(在此實施例中係以上下位移作為示例);然而,當調整部11被旋動時,振動開關模組24則會感測到相關動作的變化,以啟動感測單元20進行作動,如此,感測模組23則會立即感測調整部11的三軸(X、Y、Z軸)軸變,以感測出調整部11的轉動圈數及角度,進而產生一感測訊號。而其感測訊號經由感測模組23進行計算後,則會再透過傳輸模組22藉由有線或無線的方式將感測訊號傳送到電子裝置,進一步由電子裝置利用相關的數據(如:身高、體重、速度…等)計算出運動者的作功大小、阻力段數及消耗之卡路里量等。
然而,當傳動單元10旋動時,因感測模組23是利用X、Y、Z軸的軸變進行感測,故感測轉動圈數及角度的同時,亦可感測傳動單元10的轉動方向,進而判斷傳動單元10是向下旋動,或是向上旋動。而若傳動單元10是向下旋動時,因傳動部12另端與阻力器30相連接(係可以樞接之方式連接),故其阻力器30則會相應地被傳動部12帶動向下,進以增加阻力。
反之,若當使用者透過調整部11而使得傳動單元10旋動向上時,其感應模組23則會藉由所感測到的調整部11的轉動圈數及角度,而換算位移量大小(以換算為阻力段數),以產生其感測訊號,且透過傳送至電子
裝置以進行計算出運動者的作功大小及消耗之卡路里量。而阻力器30則會相對地被傳動部12帶動向上以減少阻力。
如此,透過感測單元20感測其調整部11後所產生的感測訊號,係可由傳輸模組22將其感測訊號傳輸至電子裝置進行相關運算,且可由一顯示元件接收該感測訊號,以顯示該感測訊號或個人運動資訊及生理訊號等,藉此有效改善習知技術之精度偏差、校正不易以及因磁石與感測器分離為兩件式的構件,而導致量測上或生產上的困難等問題。
另外,本發明所設的指示燈25亦可設置於電路板21上以顯示本發明的使用時間,當其使用時間超過一預定維護時間時,指示燈25則會發出警示訊息以讓使用者了解本發明何時需進行維護的動作,另外,指示燈25亦可記錄電池的所剩電量,若當電池的電量處於低電位時,指示燈25亦會發出警示訊息與使用者,而其警示訊息係可為指示燈或揚聲器等方式。
再者,本發明所設的校正模組26係可設置於電路板21上,其校正模組26係根據感應模組23所感測的調整部11轉動圈數及角度,以調整傳動單元10的起點及終點位置,進一步來說,當感應模組23透過調整部11旋動向下或向上時,校正模組26則會開始進入校正程序,以調整當調整部11旋動向下或向上時,其傳動單元10的起點位置,且再調整調整部11旋動向下或向上時,其傳動單元10的終點位置,進以完成校正程序,藉以自動算出每段(起點至終點)行程的位置。
隨著健身器材的結構不同,其所需要的阻力段數及該傳動部12的長度(可動行程)、該調整部11旋轉的總圈數角度則皆會有所不同,而其阻力段數係可利用公式:Y=θ/△θ+1(段)算出。
舉例來說,當該傳動部12的總行程(該傳動單元10可上下移動的範圍)為25mm、阻力段數共有30段(1至30段之間具有29個間隔)、總旋轉圈數為10圈(10×360度=3600度(總度數))、每一間隔的行程=25mm/29間隔=0.862mm/1間隔、總度數3600度/29間隔=124度/1間隔(每旋轉124度增加一段)。假設使用者轉了兩圈又30度而移動了Y距離(如圖6的Y所示)時,其轉動的圈數角度(θ)即為:θ=360×2+30=750度,其後再帶入公式:Y=θ/△θ+1(段),以計算出所以移動Y距離後的阻力段數為:750度/124度+1(段)=7(段)。如此可知,使用者已將阻力段數調整至第7段,位移量為:0.862mm×6(間隔)=5.172mm。
而於校正時,重新將起點設定在第1段,而將該調整部轉到第29段時(即為終點),即可有效紀錄其總圈數及總度數。
請參閱圖7及圖8,其係為本發明之本發明之第二實施例剖面示意圖及使用狀態示意圖,且同時參閱圖3。如圖所示,在本發明之第二實施例中,其殼體40並非必要設置之元件,如此,於此實施例中,其調整部11可為其他形狀外,亦可由一體成型之方式所構成,再將電路板21、傳輸模組22、感應模組23、振動開關模組24、指示燈25及校正模組26設於調整部11內部即可,然而,其電路板21、傳輸模組22、感應模組23亦可再進一步置於感測殼27內,以有效防護電路板21、傳輸模組22、感應模組23以外力或外在環境關係而損壞,如此,本發明係可由多種不同的組合或構成方式達成相同之功效。
另外,本發明之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置實際上可以應用在更多的裝置上,以發揮其強大功效;如參閱圖13所示,其
為本發明應用於手動控制閥的結構示意圖,該手動控制閥50包括有一調整部(手動轉盤)11與一感測單元20,利用該調整部11轉動的次數來調整該閥體51的閥門開口角度大小,如此,假設該閥體51所控制的調整螺桿係為該傳動部12,而該傳動單元10的該調整部11可透過該傳動部12對該閥體51作直接的控制,同樣地,在該調整部11上可設置有該感測單元20,而該傳動部12則與該閥體51內部的閥門相連接,以藉由感測該調整部11轉動的次數暨角度位移量,精確控制該閥體51的該閥門開口角度大小。
或者,請參閱圖14所示,其為本發明應用於電動控制閥的結構示意圖,該電動控制閥60包括有一驅動單元61與一閥體62,例如用該驅動單元61來轉動調整該閥體62的閥門開口角度大小,相似地,該傳動單元10的該調整部11藉由該驅動單元61的直接控制(該驅動單元61驅使該傳動部12轉動之處,或是該傳動部12上套接或固接的固體,該固體可與該傳動部12一起轉動時,皆可為該調整部11),而該驅動單元61所控制的調整螺桿即可為該傳動部12,然後於該調整部11上設置該感測單元20,而該傳動部12則與該閥體62相連接,以藉由感測該驅動單元61轉動的次數,精確控制該閥體62的該閥門開口角度大小。
藉由上述所揭露之結構及作動,本發明除了可應用於健身器材的划船器、重訓器材、飛輪車或健身車上,還可進一步應用於方向盤、電動車、遊艇、自動導航或水、路或空相關的運動上,以藉由閥體(Valve)監控系統閥門轉動的角度量測;且還可提供以下之優點:
1.提供非依賴式之感測,以改善因結構限制可能出現的缺陷。
2.拆解及組裝容易。
3.精密度佳,可提供準確的感測訊號。
4.便於校正。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語「中心」、「橫向」、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係,僅是為了便於描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
上列詳細說明乃針對本發明之實施例進行具體說明,惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍,凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更,均應包含於本案之專利範圍中。又,本案不僅於技術思想上確屬創新,並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效,已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件,爰依法提出申請,懇請 貴局核准本件發明專利申請案,以勵發明,至感德便。
10‧‧‧傳動單元
11‧‧‧調整部
12‧‧‧傳動部
20‧‧‧感測單元
21‧‧‧電路板
22‧‧‧傳輸模組
23‧‧‧感應模組
24‧‧‧振動開關模組
25‧‧‧指示燈
26‧‧‧校正模組
30‧‧‧阻力器
40‧‧‧殼體
Claims (10)
- 一種非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,包括:一傳動單元,其包括:一調整部;以及一傳動部,該傳動部一端與該調整部相連接;一感測單元,該感測單元係設於該調整部上,該感測單元包括:一電路板,其設於該調整部上;一傳輸模組,其設於該電路板上;以及一感應模組,其設於該電路板上且與該傳輸模組相連結,該感應模組係感測該調整部的轉動圈數及角度,以產生一感測訊號,該傳輸模組將該感測訊號傳輸至一電子裝置;一振動開關模組,其設於該電路板上,當該調整部轉動時,該振動開關模組則啟動該感測模組及該傳輸模組作動,而當該調整部停止轉動且閒置一預定時間後,該振動開關模組則關閉該感測模組及該傳輸模組;一阻力器,該傳動部另一端與該阻力器相連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該電路板上進一步設有一指示燈,該指示燈係顯示一電源供應模組的使用時間及電池電量,當該使用時間超過一預定維護時間或該電池電量處於一低電位時,該指示燈則發出一警示訊息。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該電路板上進一步設有一校正模組,該校正模組係根據該感應模組感測該調整部的轉動圈數及角度,以調整該傳動單元的起點及終 點位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該感應模組係為地磁儀感應器。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該感應模組係為地磁儀感應器與三軸加速規的組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,電子裝置係可為一運動器材上所設之電子錶、個人智慧行動裝置、電腦工作站、閘道器(Gateway)或雲端的其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該調整部與一殼體相連接以將該感測單元安裝於該調整部與該殼體之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該感測單元上進一步設有一顯示元件,以顯示該感測訊號或一電源供應模組的使用時間及電池電量,該顯示元件係為其一之液晶顯示器、發光二極體顯示器或其他可顯示或指示的裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該感測單元上進一步設有一顯示元件,以顯示該感測訊號或個人運動資訊及生理訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置,其中,該阻力器可為一閥體,該感測單元感測該調整部的轉動次數及角度,以偵測該閥體內的一閥門開口角度大小。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108104027A TWI704003B (zh) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | 非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置 |
US16/745,573 US11555686B2 (en) | 2019-02-01 | 2020-01-17 | Non-interdependent displacement measuring device for converting rotary motion to linear motion |
CN202010054888.2A CN111521175B (zh) | 2019-02-01 | 2020-01-17 | 非依赖式的旋转角度转换直线位移量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108104027A TWI704003B (zh) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | 非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202029999A TW202029999A (zh) | 2020-08-16 |
TWI704003B true TWI704003B (zh) | 2020-09-11 |
Family
ID=71837102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108104027A TWI704003B (zh) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | 非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11555686B2 (zh) |
CN (1) | CN111521175B (zh) |
TW (1) | TWI704003B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112833925A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-25 | 中钞印制技术研究院有限公司 | 模拟检测装置和方法 |
EP4284523A1 (en) * | 2021-02-01 | 2023-12-06 | iFIT Inc. | Devices, systems, and methods for an exercise device automatic shut-off |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI247618B (en) * | 2003-02-28 | 2006-01-21 | Nautilus Inc | System and method for controlling an exercise apparatus |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1496277A (zh) * | 2001-03-09 | 2004-05-12 | 休莫斯贸格有限公司 | 能利用软件或因特网玩游戏的保健运动器械 |
CN101986667A (zh) * | 2009-07-28 | 2011-03-16 | 深圳富泰宏精密工业有限公司 | 便携式电子装置 |
CN203204542U (zh) * | 2013-02-27 | 2013-09-18 | 辛炳宏 | 动作感测器整合控制暨传输装置 |
ITMI20130460A1 (it) * | 2013-03-27 | 2014-09-28 | Microhard Srl | Dispositivo di rilevamento dello stato di un battente di porte, cancelli e simili. |
TWI542381B (zh) * | 2014-09-22 | 2016-07-21 | Tonic Fitness Technology Inc | Torque adjustment detection system |
TWI662254B (zh) * | 2017-04-12 | 2019-06-11 | 光旴科技股份有限公司 | Displacement sensing device |
-
2019
- 2019-02-01 TW TW108104027A patent/TWI704003B/zh active
-
2020
- 2020-01-17 CN CN202010054888.2A patent/CN111521175B/zh active Active
- 2020-01-17 US US16/745,573 patent/US11555686B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI247618B (en) * | 2003-02-28 | 2006-01-21 | Nautilus Inc | System and method for controlling an exercise apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111521175A (zh) | 2020-08-11 |
US11555686B2 (en) | 2023-01-17 |
CN111521175B (zh) | 2022-04-12 |
US20200249007A1 (en) | 2020-08-06 |
TW202029999A (zh) | 2020-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI704003B (zh) | 非依賴式之旋轉角度轉換直線位移量裝置 | |
CN100487298C (zh) | 一种电控云台 | |
CN101625238B (zh) | 柔性坐标测量机测量臂的自动调整平衡方法与平衡关节 | |
KR20100136977A (ko) | 골프 클럽의 타격 정확성과 스윙 동작을 모니터하는 장치와 방법 | |
KR20170002696A (ko) | 롤 회전이 보상된 핸드헬드 포인팅 장치 | |
CN203190931U (zh) | 一种用于隧道周边炮孔倾角测量的电子自动测角仪 | |
CN202149756U (zh) | 一种长度或角度测量装置及其电路结构 | |
CN103236235B (zh) | 移动式显示牌及其显示控制方法 | |
CN202661065U (zh) | 一种便携的自动水平仪 | |
CN101852581A (zh) | 连续壁厚测量仪及测量方法 | |
JP3199375U (ja) | 測量装置 | |
JP3237196U (ja) | 手工具の回転角度測定装置 | |
CN215373943U (zh) | 用于测量摄像头安装高度的度量工具 | |
CN201476778U (zh) | 柔性坐标测量机测量臂的自动调整平衡关节 | |
CN2884143Y (zh) | 新型数显倾角测量仪 | |
JP2006030177A (ja) | ピストン速度検知器 | |
CN102331230B (zh) | 一种长度或角度测量装置及其电路结构 | |
KR20060012639A (ko) | 거리 계측 기능을 갖는 퍼터 | |
CN103091040B (zh) | 转动惯量测量的辅助装置 | |
CN215375473U (zh) | 一种具有在线校准功能的风向仪 | |
CN112730889B (zh) | 一种新型风向测定系统 | |
CN206348029U (zh) | 干式角位移直读水表表头 | |
US7284455B2 (en) | Electronic environment sensing instrument having an analog indicator | |
CN220649357U (zh) | 一种改进的角度传感器及鼠标 | |
CN116379971B (zh) | 金属构件垂直度激光测量装置及测量方法 |