专利名称：一种运动感应装置和感应方法
技术领域：
本发明涉及一种运动感应装置和感应方法，特别是涉及一种可以感应物体(如人体)运动状态和多种运动属性的运动感应装置和方法，可广泛运用于测量人体和其他物体运动的领域中。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是根据本发明制造的运动感应装置由线路板、电路开关触点、水银球、密封壳、固化密封层、信号输出线和外壳等部分构成，其特征是线路板和密封壳构成密封空间，在该密封空间内的线路板上规律分布一定数量的电路开关触点，这些电路开关触点是由线路板上的印刷线路构成的，与信号输出线相连，水银球在密封空间内的线路板上，在外壳和线路板、密封壳之间是固化密封层。
在这里需要说明的是，水银在常态下是液态，因其表面张力作用和自身重量作用而呈扁球型，在外力作用下水银球的形态会发生不同变化。因水银具有导电性，所以，和水银球接触的电路开关触点被连通，该电路开关处于闭合状态，而未与水银球接触的电路开关则处于断开状态。电路的通断信号可以直接被信号处理装置(MCU)识别和处理。
将根据本发明制造的运动感应装置以线路板呈水平状态固定在所测物体上，当所测物体处于静止状态时，运动感应装置内的水银球在自身重量和其表面张力作用下呈扁球型位于线路板上，并处于和一定数量的电路开关触点接触状态。此时，水银球处于相对静止状态，所以，接触的电路开关触点的对象和数量也是固定不变的，运动感应装置的电路开关的开/合状态也是相对不变的，则该感应装置传输出的感应信号也是固定不变的信号。(此时的物体运动状态判断为静止状态)当所测物体产生运动时，水银球在物体运动所产生的外力作用下发生与物体运动方向、运动频率相应、运动幅度和运动强度相关的运动(位置移动)，同时水银球在外力作用下其形态也发生相应变化(底面与线路板的接触面积变化)，随着水银球的移动过程、位置变化和形态的变化，水银球与线路板上的电路开关触点的接触对象和接触数量也发生变化，而且随着水银球运动的过程，这种变化处于动态中，这些变化导致电路开关触点开合状态的动态变化，从而形成了动态变化的、不同组合的电路开/合状态，这些电路开合信号通过信号输出线传输给与感应装置相连的信号处理装置。
运动感应装置传输出的电路通断信号可以被信号处理装置直接识别和处理，通过对这些信号(电路开关通断的数量变化、位置变化的数量、规律等)的计算分析，即可判断被测物体的运动状态(如人体的站、坐、卧、走、跑、跳等)和运动特性(包括运动方向、运动频率、运动幅度、运动强度和运动量等)。
本发明的有益效果是通过一个结构简单、成本较低的装置，可以灵敏准确的感应被测物体的运动状态，而且因其感应原理和感应方法的独特性，通过对感应信号的处理，可以更全面的了解被测物体的运动状态(如人体的坐、卧、走、跑、跳等)和运动特性(运动方向、频率、幅度、强度等)；而且根据本发明制造的运动感应装置所输出的运动感应信号是可以被信号处理装置(MCU)直接识别和处理的数字信号，极大的提高了感应信号的利用效率，降低了产品的制造成本和技术利用难度，有利于运动感应装置的普及使用，同时也为运动感应、测量产品的成本降低，体积小型化提供了机会。
在
图1和图2中，线路板(1)和密封壳(2)构成密封空间(4)，在这个空间内的线路板(1)上规律的分布一定数量的电路开关触点(7)，电路开关触点(7)由印刷线路构成，和信号输出线(8)相连，水银球(3)在密封空间(4)内，在外壳(6)和线路板(1)、密封壳(2)之间有固化密封层(5)。
下面结合附图和一个实施例来说明本发明的实施方式将根据本发明制造的运动感应装置以线路板(1)呈水平状态固定在被测物体上(例如固定在人体腰部)。当被测物体(人体)处于相对直立静止不动状态时，该运动感应装置内的水银球(3)也处于相对静止状态，停滞在密封空间(4)内的线路板(1)上，保持与一定数量的电路开关触点(7)的接触。当被测物体(人体)发生运动时，水银球(3)在人体运动产生的外力作用下，产生相应运动，同时水银球(3)表面形态也发生相应变化，随着水银球(3)的运动和形态的改变，其和电路开关触点(7)的接触状况也随之发生了变化，原来和水银球(3)接触的电路开关触点(7)一部分随着水银球(3)的移动离开而成了非接触状态，另一部分随着水银球(3)的移动经过而继续处于接触状态，而位于水银球(3)移动方向前方的电路开关触点(7)原来和水银球(3)处于非接触状态，随着水银球(3)运动的经过和到达，而先后处于接触状态或先接触尔后断开状态。这些接触状态的变化过程和结果导致线路板(1)上的电路开关触点(7)的开、合状态的动态变化过程和变化结果，从而形成不同的电路开/合状态的动态组合信号。这些信号通过信号输出线(8)传输给与之相连的信号处理装置(MCU)进行分析处理。
因电路开/合信号属于数字信号，它可以直接由信号处理装置(MCU)进行识别和处理，所以该运动感应装置输出的运动感应信号可以无须经过信号放大和信号转换而直接由信号处理装置(MCU)进行处理。通过信号处理装置(MCU)对这些运动感应装置输出的电路通断信号进行计算分析，根据电路开关通断的数量、位置变化的规律即可判断和测量出所测物体运动的运动状态和运动属性(诸如运动方向、运动频率、运动幅度、运动强度以及运动量等)。
权利要求
1.一种运动感应装置，包括线路板(1)、电路开关触点(7)、水银球(3)、密封壳(2)、固化密封层(5)、密封空间(4)、信号输出线(8)和外壳(6)，其特征是线路板(1)和密封壳(2)构成一个密封空间(4)，在密封空间(4)内的线路板上规律分布一定数量的电路开关触点(7)，水银球(3)在密封空间(4)内，电路开关触点(7)由线路板(1)上的印刷线路构成，与信号输出线(8)相连，在外壳(6)和线路板(1)、密封壳(2)之间是固化密封层(5)。
2.根据权利要求1所述的运动感应装置，其特征是一定数量的电路开关触点(7)规律的分布在密封空间(4)内的线路板(1)上，其数量和密度可视产品体积和所需测量的精确度而定，电路开关触点(7)由线路板(1)上的印刷线路制成，通过信号输出线(8)与信号处理装置(MCU)相联接。
3.根据权利要求1所述的运动感应装置，其特征是在密封壳(2)和线路板(1)外有固化密封层(5)，可采用树脂或其他材料，以保证密封空间(4)形成绝对密封，并保障产品的坚固和可靠。
4.根据权利要求1所述的运动感应装置，其特征是外壳(6)材料可以是金属、塑胶，也可以是其他材料，也可不设置外壳(6)。
5.根据权利要求1所述的运动感应装置，其特征是使用状态是以线路板(1)呈水平状态固定在所测物体上。
6.根据权利要求1所述的运动感应装置，其特征是该感应装置相对固定在被测物体上，随着被测物体的运动，在外力作用下，装置内的水银球(3)产生相应运动，水银球(3)在运动过程中，与线路板(1)上的电路开关触点(7)的接触状态发生相应的位置和数量变化，从而连通不同的电路开关，形成不同的电路通断信号。
7.根据权利要求1和7所述的运动感应装置，其特征是该装置所形成的电路通断信号，经由信号输出线(8)传输给信号处理装置(MCU)，信号处理装置(MCU)对这些信号进行分析处理，即可测量和判断出被测物体运动状态和运动属性。
全文摘要
本发明涉及一种运动感应装置和感应方法。它包括线路板、电路开关触点、水银球、密封壳、固化密封层、信号输出线和外壳等。其特征是线路板和密封壳构成密封空间，密封空间内的线路板上规律分布一定数量电路开关触点，水银球在密封空间内，电路开关触点由线路板上的印刷线路构成，和信号输出线相连，密封壳和线路板外有固化密封层密封。本发明是通过水银球在运动中接触不同的电路开关触点而连通不同的电路，形成不同的电路通断信号，将这些信号传输给信号处理装置，来分析判断物体的运动状态。采用本发明制造的运动感应装置结构简单、成本低廉，感应方法科学准确，可广泛运用于对人体和其他物体进行运动感应和测量的设备中。
文档编号G01C22/00GK1417560SQ0214763
公开日2003年5月14日 申请日期2002年10月11日 优先权日2002年10月11日
发明者苏子欣 申请人:苏子欣
专业数控铣床产品供应商
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