CN1141076A - 传感装置 - Google Patents

Abstract

传感装置，包括一含有一弧形管道(12)的壳体(10)。在管道(12)中第一导体(14)可沿管道(12)移动。在管道内有多个彼此分隔开的触点(16)，并有导线(18)从分隔的触点上延伸出来。有一远程读数装置接收从导线(18)传来的信息，以指示管道(12)中第一导体(14)的位置，从而指示出管道的倾斜。

Description

传感装置

本发明涉及一种传感装置。此发明得到了作为一种远程水平传感装置的特殊应用。

传统上，例如在建筑行业中，水平是用气泡水平仪来测定。气泡水平仪包括一装有着了色的其中带有一气泡的液体的玻璃管，并有一平的表面。此装置使得当其平面靠着一水平的表面放置时，则气泡对准气泡水平仪上的校准刻度。这些气泡水平仪在确定精确垂直或精确水平时是适用的。

这些气泡水平仪被广泛地使用。可是，有些环境中想要水平仪远程传感，显然，传统的气泡水平仪因为必须观察气泡而不适合于那些环境。例如，一有毒环境中，或黑暗中，也许更通常些，例如使用液压传动装置，但调节操作的地点远离正被调整水平的表面，例如从车辆的驾驶室调整在拖车水平，这些地方都要远程观察。

有许多比气泡水平仪复杂的电子和机械的装置适用于测定水平。这些水平仪的实例包括：Weadon的4,912,854号，Smallidge的5,031,329号，Baucom的4,716,534号，Preston的4,760,646号，Brunson的4,486,844号和Swartz的4,503,622号美国专利描述和要求保护的水平仪。

上述专利中Weadon公开了一种用于简化传统的水平仪读数的仪器，它是一种使用气泡的水平仪。Weadon使用了一观察盒。Smallidge使用了气泡并传感不同电阻。Baucom使用了微处理器和光电探测器。Preston使用了摆锤并应用于活动拖车的水平调整中。Brunson的是一种复杂的，使用双轴传感元件的昂贵设备。Swartz使用了传感器并读取由接触点不同产生的信号差，这些信号的幅值和位相由倾斜角度确定。

以上设备有的非常简单，有的非常复杂。可是仍感觉到需要一种电子操作传感器以测定水平。尤其适用于在晚间和远程测定。它是耐用的，简单的，此应用领域中不要求过分复杂。

因此本发明提供了由一装有一弧形管道的壳体组成的传感装置；管道中一导体可沿管道移动；多个隔开的触点在管内，导线从所述分隔开的触点伸出来，一远程读数装置接收从所述导线传来的信息，以指示管道中液体的位置，从而指示了管道的倾斜。

导体可以是液体，汞更好。可在一些情况中，可使用导电球体或球壳。

本发明在附图中，仅用实例加以说明，在图中：

图1是根据本发明的传感装置局部剖开的俯视图；

图2是图1传感装置的侧面正视图；

图3是图1和图2装置的一个细节；

图4表示了一远程读数装置，例如适用于图1传感装置；

图5表示了根据本发明的另一方面的水平仪；

图6表示了适合于图5传感装置的读数装置；

图7表示了本发明另外一个实施例；

图8表示了图7的变体；

图9表示了本发明传感装置的一种替换接触系统；

图9A是图9的接触系统的后视图；

图10，10A和10B示出了图9和9A的接触系统在弧形管中的位置；

图11，11A和11B表示了本发明的一种变体；

图12和12A还示了本发明的另外一种实施例。

图1至3示出了包括含有一弧形管道12的壳体10的传感装置。如图2和3中详细地表示那样，在管道12中有一导电液体14。最好是汞。图1详细地表示了两个弧形管道12的使用，使得传感装置可用于在两个平面上确定水平。

如图3详细所示，在管道内有多个隔开的触点16，象图1和2中更清楚地显示的那样，导线18从隔开的触点16伸出来。在图1至3的实施方式中，隔开的触点16是穿过管壁的探针，图1显示出电线延伸到安装在壳体10上的一插座20，例如一个15脚的插座。一引线22从插座20连接到远程读数装置，例如象图4所示的远程读数装置24。在远程读数装置24中有一电池26，典型用9伏电池，及一个电阻28。电阻28和导线18及开关30串接起来。

如图1至3所示，在管道12中对着探针16有一接触片17。这些探针16和接触片17每个都可与电池26的负极相连。接触片17通过电线19连接。电路通过与电阻28串联的开关30闭合。电线18在连接到电阻28之前通过一公共接点21。

图1还示出了包括支座32的调节水平系统的使用，支座32固定各自管道12并通过旋进底座螺孔35的螺丝钉34来固定。因而对水平仪较小的调节可通过旋动螺丝钉34上下移动支座32进行，以对水平仪的校准作较小的调整。

有一些发光二极管36(LED)安装在远程读数装置24中。这些发光二极管36安置成十字形，如图4中详细示出的那样，点亮了读数装置上中间的4个发光二极管就达到了“水平”，表示在两个平面方向都是水平。

因而使用图1至4的水平仪时，含有弧形管道12的壳体10要安放在待测量的表面上。依据引线22的长度，远程读数装置可放置在任何希望的地方读数。这可以是在距壳体10相当大的距离。打开开关，操纵该装置，就可测量安放有该装置壳体10的表面的水平性。应指出也可以通过观察点亮的发光二极管，测出倾斜程度。若必要，可以进行远程调整水平的工作。例如使用液压或气压系统，例如使用改造的车辆时。

图5和6表示一个实施例，其中通常管道安装在三角形壳体中，当然该壳体的形状无关紧要。图5中其余部件是与前面附图中的一样，并与前面附图中使用同样的标号。独立的触针17，同每个探针16相连使用，代替了接触片17。有一个带天线40的发射器38。图6中示出了一接收器42，它包括一带天线46的信号接收器44还包括一个9伏电池26和开关30。此装置除了引线22是不必要之外与图1至图4中实施例的操作完全一样。信号从天线40发送出去，由远程读数装置42的天线46接收。通过所述装置，当实现水平时发光二极管被点亮。两组探针16是连接在一起的。第一导体14的运动自动地切断一组探针。图5也包括一个开关，虽然它并没有在图5中画出。

图7示出了可用作一角度指示器的实施例。图7也有一装有管道12的壳体10。象图1中一样有多个触点16，但与图1不同，这里触点16分隔相对远且每个触点16有一配用探针17。该方案使得图7的实施方式能够测定何时达到一倾斜，例如一定的临界角度。那时能够听到警报或让一灯闪烁以提醒用户该角度已达到了。可以使用任何合适类型的警报器。

图7的实施方式尤其适用于，例如卡车，确定载货的偏移。它也适用于农用拖拉机，火车和类似物以测定过度倾斜或摇摆。

图8示出可按各自角度安置的两独立管道12的使用。触点16也是远远分开并且目的也是要能够测定什么时候达到一定的倾斜。图中用一蜂鸣器50作报警器。

图7和8的实施方式可作适当调整，能够与一切断或连通开关结合使用。多个探针16也可置于管道12中。该方案使得当第一倾斜量时告警，第二更大倾斜量时逐用拖拉车等的马达就自动地关闭。

图9至10B图解说明了导电材料片52的使用，此导电材料片52安置在不导电的底板54，例如塑料上，形成一探测条37。这些条52配上引线，象图9A中详细示出的那样，引线56延伸到电缆58上。除此之外，其使用如图1所示的一样。探测条37用于代替独立探针16，每个条52等价于探针16。

图10，10A和10B示出了探测条37用于弧形管道中，或者象图10所示的在管子的底部，或象图10A所示的在顶部，或象图10B所示在侧面。控测条也可扩充至整个管道内壁，无论如何，接触片17也要配合探测条37使用。

虽然所示的实施方式是两个弧形管道12安装在壳体10内。但也可以只使用单个管道12，利用壳体一条直边的配合，能够移动到两个相互构成直角的位置即可。这样当平的表面接触到壳体的底部时，装置适用于测定水平面。当平的表面旋过90°，它与壳体的端面相接触，此时装置适用于测量垂直面。当然壳体的位置以及其中弧形管道的位置没有改变。

图11和11a示出的也是包括带探针16和接触条17的管道12的半圆形传感器。两个管道结合使用。图11中所示的垂直传感器在图11a中所示的颠倒的传感器开始工作前提供180°角度。

图11b示出了将提供360°角度信息的整圈传感器。在图11，11a和11b中仅示出了管道12的细节。导线18等的其他结构出于简化考虑而没画出。

图12和12a示出了能用作游戏杆或鼠标的装置。用作鼠标时不必旋转鼠标而仅需倾斜它。相似地，游戏杆不包括必须移动的真实手柄，而简单地倾斜壳体就能操作。在图12和12a的实施方式中，壳体10是握在手中并简单地倾斜。当壳体10倾斜时，管道12内的导体移动并接通电路。象图12中详细地示出的那样有两个管道12相互成直角。图12还显示有通常的触发按钮54，按下它去发信号通知计算机软件执行一个操作。例如，它可在包括射击的游戏中作为扳机使用。

本发明可用于测定什么时候表面是水平的，可也能用于当壳体倾斜时的传感。例如，笨重设备，机器人等可以安装本发明的仪器。当设备倾斜到一定量可认为是危险时，可触发一适当的响应。

在评价水平的过程中，本发明的那些使用发光二极管的实施例将会频繁地点亮一簇LED灯。通过评价光簇的中心可以确定合适的水平点。可是也能让装置关掉所有接触点，只保留光簇中心的接触点，这样就只有一个发光二极管点亮。通过改变“点”(Power)的数量，可达到更高的精确度。探针16和，在那里适当的17，和接触条17的安排可做到使通过改变对它们的“点”的数量，实现高精确度。

在飞行器中想要它有大量圆环簇形的灯点亮。那样的排列表示机翼和俯仰的角度。

此发明在轮船上，改装车辆上，重型设备，拖拉机、拖车上和飞行器自动驾驶中也得到应用。

因而本发明提供了一简单装置。它具有水平仪远程传感和极简便的优点，它测量简单的电接触。它是有方向性的且能用于黑暗中。

虽然为了理解清楚的目的，前述发明已在一个定细节上用图解和实例的方法加以描述，对那些在此技术上有基本技能的人，借助本发明的讲解，很明显：在附加的权利要求书的思想或范围内，可进行一定的程度的变化和调整。

Claims (15)

1.一种传感装置，包括：

含有一弧形管道的壳体；

在管道内能够沿管道移动的第一导体；

在管道内多个分隔开的触点；

从所述隔开的触点上伸出的导线；

一远程读数装置接收从所述导线传来的信息，以表示管道中第一导体的位置，从而表示了管道的倾斜。

2如权利要求1所述的传感装置，其中的第一导体是汞。

3.如权利要求1所述的传感装置，其中的触点是穿过所述管道的探针。

4.如权利要求3所述的传感装置，其中的电线从探针延伸到安装在壳休上的一插座。

5.如权利要求4所述的传感装置包括一个从所述插座连接到所述远程读数装置的引线。

6.如权利要求3所述的传感装置，其中电线从探针延伸到能发出指示管道中第一导体的位置的第一信号的无线发射器；

所述远程读数装置是一接收器，能够在接收到所述第一信号基础上产生第二信号，该第二信号指示管道的角度。

7.如权利要求1所述的传感装置，其中多个触点相对较密地分隔开，以允许测定管道的小的倾斜。

8.如权利要求1所述的传感装置，其中有在管道中相对较大地分隔开的触点，以允许测定管道超过预定角度的倾斜。

9.如权利要求8所述的传感装置，其中该装置包括一告警器以指示超过了预定的角度。

10.如权利要求1所述的传感装置，其中触点安装在一个单独条上，而此条安装在管道里；

导线从触点延伸出来。

11.如权利要求10所述的一种传感装置，其中第一导体是一刚性导电球体。

12.如权利要求1所述的传感装置包括在壳体内设定弧形管道的位置的装置。

13.一种计算机输入装置，包括：

含有一个弧形管道的壳体；

在管道内的第一导体，能够沿该管道移动；

在管道内多个分隔开的触点；

从分隔开的触点延伸出的导线；及

从所述导线接收关于管道内第一导体的位置的信息，和输入基于第一导体的位置的信息到计算机中的接口装置，接口装置能输入信息到计算机。

14.如权利要求13所述的计算机输入装置，包括至少一个可压下开关以向计算机输入信息。

15.一种传感装置，包括：

含有一弧形管道的壳体

在管道内的第一导体，能够沿该管道移动；

管道内多个分隔开的触点，所述触点是穿过所述管道的探针；

从所述分隔开的触点延伸出的导线，所述导线从探针延伸到无线发射器，此发射器能发射指示管道中第一导体的位置的第一信号；

一种远程读数装置从所述导线接收信息以指示管道中第一导体的位置，从而指示管道的倾斜，所述远程读数装置是在接收到所述第一信号基础上能产生第二信号的接收器，第二信号指示管道的角度。

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