專利名稱：一種運動感應裝置和感應方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種運動感應裝置和感應方法，特別是涉及一種可以感應物體(如人體)運動狀態(tài)和多種運動屬性的運動感應裝置和方法，可廣泛運用于測量人體和其他物體運動的領域中。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是根據(jù)本發(fā)明制造的運動感應裝置由線路板、電路開關觸點、水銀球、密封殼、固化密封層、信號輸出線和外殼等部分構成，其特征是線路板和密封殼構成密封空間，在該密封空間內(nèi)的線路板上規(guī)律分布一定數(shù)量的電路開關觸點，這些電路開關觸點是由線路板上的印刷線路構成的，與信號輸出線相連，水銀球在密封空間內(nèi)的線路板上，在外殼和線路板、密封殼之間是固化密封層。
在這里需要說明的是，水銀在常態(tài)下是液態(tài)，因其表面張力作用和自身重量作用而呈扁球型，在外力作用下水銀球的形態(tài)會發(fā)生不同變化。因水銀具有導電性，所以，和水銀球接觸的電路開關觸點被連通，該電路開關處于閉合狀態(tài)，而未與水銀球接觸的電路開關則處于斷開狀態(tài)。電路的通斷信號可以直接被信號處理裝置(MCU)識別和處理。
將根據(jù)本發(fā)明制造的運動感應裝置以線路板呈水平狀態(tài)固定在所測物體上，當所測物體處于靜止狀態(tài)時，運動感應裝置內(nèi)的水銀球在自身重量和其表面張力作用下呈扁球型位于線路板上，并處于和一定數(shù)量的電路開關觸點接觸狀態(tài)。此時，水銀球處于相對靜止狀態(tài)，所以，接觸的電路開關觸點的對象和數(shù)量也是固定不變的，運動感應裝置的電路開關的開/合狀態(tài)也是相對不變的，則該感應裝置傳輸出的感應信號也是固定不變的信號。(此時的物體運動狀態(tài)判斷為靜止狀態(tài))當所測物體產(chǎn)生運動時，水銀球在物體運動所產(chǎn)生的外力作用下發(fā)生與物體運動方向、運動頻率相應、運動幅度和運動強度相關的運動(位置移動)，同時水銀球在外力作用下其形態(tài)也發(fā)生相應變化(底面與線路板的接觸面積變化)，隨著水銀球的移動過程、位置變化和形態(tài)的變化，水銀球與線路板上的電路開關觸點的接觸對象和接觸數(shù)量也發(fā)生變化，而且隨著水銀球運動的過程，這種變化處于動態(tài)中，這些變化導致電路開關觸點開合狀態(tài)的動態(tài)變化，從而形成了動態(tài)變化的、不同組合的電路開/合狀態(tài)，這些電路開合信號通過信號輸出線傳輸給與感應裝置相連的信號處理裝置。
運動感應裝置傳輸出的電路通斷信號可以被信號處理裝置直接識別和處理，通過對這些信號(電路開關通斷的數(shù)量變化、位置變化的數(shù)量、規(guī)律等)的計算分析，即可判斷被測物體的運動狀態(tài)(如人體的站、坐、臥、走、跑、跳等)和運動特性(包括運動方向、運動頻率、運動幅度、運動強度和運動量等)。
本發(fā)明的有益效果是通過一個結構簡單、成本較低的裝置，可以靈敏準確的感應被測物體的運動狀態(tài)，而且因其感應原理和感應方法的獨特性，通過對感應信號的處理，可以更全面的了解被測物體的運動狀態(tài)(如人體的坐、臥、走、跑、跳等)和運動特性(運動方向、頻率、幅度、強度等)；而且根據(jù)本發(fā)明制造的運動感應裝置所輸出的運動感應信號是可以被信號處理裝置(MCU)直接識別和處理的數(shù)字信號，極大的提高了感應信號的利用效率，降低了產(chǎn)品的制造成本和技術利用難度，有利于運動感應裝置的普及使用，同時也為運動感應、測量產(chǎn)品的成本降低，體積小型化提供了機會。
在

圖1和圖2中，線路板(1)和密封殼(2)構成密封空間(4)，在這個空間內(nèi)的線路板(1)上規(guī)律的分布一定數(shù)量的電路開關觸點(7)，電路開關觸點(7)由印刷線路構成，和信號輸出線(8)相連，水銀球(3)在密封空間(4)內(nèi)，在外殼(6)和線路板(1)、密封殼(2)之間有固化密封層(5)。
下面結合附圖和一個實施例來說明本發(fā)明的實施方式將根據(jù)本發(fā)明制造的運動感應裝置以線路板(1)呈水平狀態(tài)固定在被測物體上(例如固定在人體腰部)。當被測物體(人體)處于相對直立靜止不動狀態(tài)時，該運動感應裝置內(nèi)的水銀球(3)也處于相對靜止狀態(tài)，停滯在密封空間(4)內(nèi)的線路板(1)上，保持與一定數(shù)量的電路開關觸點(7)的接觸。當被測物體(人體)發(fā)生運動時，水銀球(3)在人體運動產(chǎn)生的外力作用下，產(chǎn)生相應運動，同時水銀球(3)表面形態(tài)也發(fā)生相應變化，隨著水銀球(3)的運動和形態(tài)的改變，其和電路開關觸點(7)的接觸狀況也隨之發(fā)生了變化，原來和水銀球(3)接觸的電路開關觸點(7)一部分隨著水銀球(3)的移動離開而成了非接觸狀態(tài)，另一部分隨著水銀球(3)的移動經(jīng)過而繼續(xù)處于接觸狀態(tài)，而位于水銀球(3)移動方向前方的電路開關觸點(7)原來和水銀球(3)處于非接觸狀態(tài)，隨著水銀球(3)運動的經(jīng)過和到達，而先后處于接觸狀態(tài)或先接觸爾后斷開狀態(tài)。這些接觸狀態(tài)的變化過程和結果導致線路板(1)上的電路開關觸點(7)的開、合狀態(tài)的動態(tài)變化過程和變化結果，從而形成不同的電路開/合狀態(tài)的動態(tài)組合信號。這些信號通過信號輸出線(8)傳輸給與之相連的信號處理裝置(MCU)進行分析處理。
因電路開/合信號屬于數(shù)字信號，它可以直接由信號處理裝置(MCU)進行識別和處理，所以該運動感應裝置輸出的運動感應信號可以無須經(jīng)過信號放大和信號轉換而直接由信號處理裝置(MCU)進行處理。通過信號處理裝置(MCU)對這些運動感應裝置輸出的電路通斷信號進行計算分析，根據(jù)電路開關通斷的數(shù)量、位置變化的規(guī)律即可判斷和測量出所測物體運動的運動狀態(tài)和運動屬性(諸如運動方向、運動頻率、運動幅度、運動強度以及運動量等)。
權利要求
1.一種運動感應裝置，包括線路板(1)、電路開關觸點(7)、水銀球(3)、密封殼(2)、固化密封層(5)、密封空間(4)、信號輸出線(8)和外殼(6)，其特征是線路板(1)和密封殼(2)構成一個密封空間(4)，在密封空間(4)內(nèi)的線路板上規(guī)律分布一定數(shù)量的電路開關觸點(7)，水銀球(3)在密封空間(4)內(nèi)，電路開關觸點(7)由線路板(1)上的印刷線路構成，與信號輸出線(8)相連，在外殼(6)和線路板(1)、密封殼(2)之間是固化密封層(5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的運動感應裝置，其特征是一定數(shù)量的電路開關觸點(7)規(guī)律的分布在密封空間(4)內(nèi)的線路板(1)上，其數(shù)量和密度可視產(chǎn)品體積和所需測量的精確度而定，電路開關觸點(7)由線路板(1)上的印刷線路制成，通過信號輸出線(8)與信號處理裝置(MCU)相聯(lián)接。
3.根據(jù)權利要求1所述的運動感應裝置，其特征是在密封殼(2)和線路板(1)外有固化密封層(5)，可采用樹脂或其他材料，以保證密封空間(4)形成絕對密封，并保障產(chǎn)品的堅固和可靠。
4.根據(jù)權利要求1所述的運動感應裝置，其特征是外殼(6)材料可以是金屬、塑膠，也可以是其他材料，也可不設置外殼(6)。
5.根據(jù)權利要求1所述的運動感應裝置，其特征是使用狀態(tài)是以線路板(1)呈水平狀態(tài)固定在所測物體上。
6.根據(jù)權利要求1所述的運動感應裝置，其特征是該感應裝置相對固定在被測物體上，隨著被測物體的運動，在外力作用下，裝置內(nèi)的水銀球(3)產(chǎn)生相應運動，水銀球(3)在運動過程中，與線路板(1)上的電路開關觸點(7)的接觸狀態(tài)發(fā)生相應的位置和數(shù)量變化，從而連通不同的電路開關，形成不同的電路通斷信號。
7.根據(jù)權利要求1和7所述的運動感應裝置，其特征是該裝置所形成的電路通斷信號，經(jīng)由信號輸出線(8)傳輸給信號處理裝置(MCU)，信號處理裝置(MCU)對這些信號進行分析處理，即可測量和判斷出被測物體運動狀態(tài)和運動屬性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運動感應裝置和感應方法。它包括線路板、電路開關觸點、水銀球、密封殼、固化密封層、信號輸出線和外殼等。其特征是線路板和密封殼構成密封空間，密封空間內(nèi)的線路板上規(guī)律分布一定數(shù)量電路開關觸點，水銀球在密封空間內(nèi)，電路開關觸點由線路板上的印刷線路構成，和信號輸出線相連，密封殼和線路板外有固化密封層密封。本發(fā)明是通過水銀球在運動中接觸不同的電路開關觸點而連通不同的電路，形成不同的電路通斷信號，將這些信號傳輸給信號處理裝置，來分析判斷物體的運動狀態(tài)。采用本發(fā)明制造的運動感應裝置結構簡單、成本低廉，感應方法科學準確，可廣泛運用于對人體和其他物體進行運動感應和測量的設備中。
文檔編號G01C22/00GK1417560SQ0214763
公開日2003年5月14日 申請日期2002年10月11日 優(yōu)先權日2002年10月11日
發(fā)明者蘇子欣 申請人:蘇子欣