專利名稱：用于確定代表加速度的值的裝置及測力計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于確定代表在至少兩個相互垂直的方向上的加速度的值的裝置，該裝置包括傳感器系統(tǒng)，使用該傳感器系統(tǒng)可將在每個相互垂直方向上的加速度轉(zhuǎn)換為電信號，而所述值可由信號處理裝置根據(jù)所述電信號確定。
本發(fā)明還涉及一種用于測量代表個體的體力的值的測力計，該測力計包括一個含有傳感器系統(tǒng)的裝置，使用該傳感器系統(tǒng)可將在每個相互垂直的方向上的加速度轉(zhuǎn)換為電信號，而所述值可由信號處理裝置根據(jù)所述電信號確定。
從US-B1-6,361,508中獲知這樣的裝置，該裝置包括適合于測量代表運動個體在三個相互垂直的方向上的加速度的值的傳感器。該傳感器產(chǎn)生三個同各方向上的加速度成線性比例的電信號。該裝置還包括一個含有三個電路的信號處理裝置。這三個獨立電信號由所述三個電路個別處理。
該裝置的缺點在于，由于有三個電路，所以該裝置比較復雜和昂貴。
本發(fā)明的一個目標是提供一種具有較為簡單、經(jīng)濟的結(jié)構的裝置，通過該裝置可以獲得代表加速度的值。
使用根據(jù)本發(fā)明的裝置可以實現(xiàn)該目標，這是由于在信號處理裝置前可通過加法元件將所述電信號相加在一起。
通過在信號處理裝置之前將電信號相加在一起，僅需要使用單個電路來確定所述值。這提供了結(jié)構簡單而且可以以簡潔、經(jīng)濟的方式制造的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施例的特征在于，在加法元件中，傳導電信號的連接是并行連接的。
這樣，通過已存在的連接，以簡單的、簡潔的方式將所述信號相加在一起。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一個實施例的特征在于，該傳感器系統(tǒng)包括至少一個傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)包括由壓電材料制成的柔性帶。
這樣的傳感器可以以經(jīng)濟的方式制造，并且有了該傳感器的輔助，能夠測定在垂直于該帶方向上或在垂直于該帶方向的相反方向上的比較精確的加速度。
本發(fā)明還旨在提供一種具有相對簡單、經(jīng)濟的結(jié)構的測力計。
根據(jù)本發(fā)明，該目標能夠?qū)崿F(xiàn)，這是由于在信號處理裝置之前可通過加法元件將所述電信號相加在一起。
將由信號處理裝置根據(jù)相加在一起的電信號確定的值代表由個體(諸如人)所實施的加速度，因此也代表個體產(chǎn)生的作用力。在根據(jù)本發(fā)明的測力計的輔助下，代表所述作用力的值能夠以簡單的方式被確定。
根據(jù)本發(fā)明的測力計的一個實施例的特征在于，該測力計包括了一個數(shù)據(jù)庫，其中的值與能量值(例如像營養(yǎng)值)相關。
這樣的實施例的有利之處在于，代表個體作用力的值可以同能量值(例如要確定的營養(yǎng)值)耦合起來，例如某一特定作用力所消耗的千焦數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的測力計的再一個實施例的特征在于，該測力計包括一個存儲器，其中能量值可以被存儲一定時期。
這樣，隨著時間推移，可以對代表個體作用力的值進行比較。
根據(jù)本發(fā)明的測力計的另一個實施例的特征在于，該測力計包括一個屏幕，可在該屏幕上以能量值顯示瞬時作用力和/或一段時期內(nèi)的平均作用力。
這樣的實施例的有利之處在于，使用者可以直接讀出瞬時作用力和/或平均作用力。
根據(jù)本發(fā)明的測力計的另一個實施例的特征在于，該測力計包括一個耦接器，可以將計算機連接至該耦接器以把所存儲的數(shù)據(jù)從測力器傳輸至計算機。
這樣，數(shù)據(jù)可以被傳輸至其中有更大存儲空間的計算機。另外，在所述計算機中可以對所述數(shù)據(jù)進行大量處理，并且能夠作出由測力計記錄隨時間推移的作用力的曲線圖。
根據(jù)下文中描述的各實施例，本發(fā)明的這些和其它方面會顯而易見，并且將結(jié)合下文中介紹的實施例對這些和其它方面進行闡明。
在附圖中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖，圖2示出了根據(jù)圖1示出的本發(fā)明裝置的傳感器系統(tǒng)的平面圖。
圖中相同元件具有相同的附圖標記。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置，該裝置包括同加法元件3相連的傳感器系統(tǒng)2；同加法元件3相連的信號處理裝置4；同信號處理裝置4相連的存儲器5；連接6以及顯示裝置7。
傳感器系統(tǒng)2包括三個傳感器8、9、10，三個傳感器各自具有一個輸出端11、12、13。傳感器8、9、10的輸出端11、12、13通過并行布置的導電連接11’、12’、13’同加法元件3連接，加法元件3通過單個電連接3’連接至信號處理裝置4。信號處理裝置4包括濾波器裝置14、放大器15和處理器16。
通過處理器16確定一個值，并可將所述值存儲在存儲器19中。將計算機(未示出)連接至所述連接6，例如串行連接至所述連接6。諸如屏幕的顯示裝置7可顯示通過處理器16的裝置而確定的值。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置1的傳感器系統(tǒng)2。傳感器系統(tǒng)2包括一個框架，其上安裝了三個獨立工作的傳感器8、9、10。
傳感器8、9、10各自包括嵌入框架25中的凹槽中的壓電帶26、27、28，帶26、27、28的一端通過支撐工具(未示出)加以固定。帶26、27延伸穿過框架25，帶26被定向成使X方向上的加速度可以通過帶26記錄，帶27被定向成使Y方向上的加速度可以通過帶27記錄。帶28與框架25并行嵌入在凹槽中，以使Z方向上的加速度可以通過帶28記錄。
該裝置例如貼附在由人攜帶的皮帶上。如果此人走動或者跑步，作為伴隨出現(xiàn)的加速度的結(jié)果，將會在帶26、27、28上施加力，所述力引起帶26、27、28的彎曲。所述彎曲將產(chǎn)生與加速度成比例的電負載。所產(chǎn)生的電流I8、I9、I10被傳輸?shù)絺鞲衅?、9、10的輸出端11、12、13。
通過傳感器8、9、10產(chǎn)生的電流I8、I9、I10代表在X、Y、Z方向上的加速度。通過輸出端11、12、13和連接11’、12’、13’將傳感器8、9、10的電流I8、I9、I10引至加法元件3。在加法元件3中，電流I8、I9、I10被相加在一起，從而得到一個總電流Itot＝I8+I9+I10。
在加法元件3之后，該總電流Itot被處理成一個可由處理器16處理的值。在處理器16中，該值被轉(zhuǎn)換為代表作用力程度的一個量。將這些值同能量值(例如像營養(yǎng)值)相關。通過存儲在處理器16中的數(shù)據(jù)庫能實現(xiàn)所述相關，在該庫中，每個值均有一個關聯(lián)的能量值。
通過存儲器19，例如可以將結(jié)果存儲一個特定時期。通過所述連接6也可將這些結(jié)果寫入計算機中，使用該計算機可對由裝置1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行進一步的處理。
傳感器系統(tǒng)2還可包括兩個用于記錄僅X和Y方向上的加速度的傳感器。
可以替代是，在加法元件3之前，可確定來自傳感器8、9、10的每個電流的絕對值。
權利要求
1.一種用于確定代表在至少兩個相互垂直的方向上的加速度的值的裝置，該裝置包括一個傳感器系統(tǒng)，使用該傳感器系統(tǒng)可將在每個相互垂直的方向上的加速度轉(zhuǎn)換為電信號，而所述值可由信號處理裝置根據(jù)所述電信號確定，其特征在于，在信號處理裝置之前，可通過加法元件將所述電信號相加在一起。
2.權利要求1所述的裝置，其特征在于，在加法元件中，傳導電信號的連接是并行布置的。
3.權利要求1或2中所述的裝置，其特征在于，傳感器系統(tǒng)包括至少一個傳感器，該傳感器包括由壓電材料制成的柔性帶。
4.前面權利要求1-3中的任何一項所述的裝置，其特征在于，所述信號處理裝置包括信號放大器、帶通濾波器和處理器。
5.一種用于測量代表個體的體力的值的測力計，該測力計包括一個含有傳感器系統(tǒng)的裝置，使用該傳感器系統(tǒng)可將在每個相互垂直延伸的方向上的加速度轉(zhuǎn)換為電信號，而所述值可由信號處理裝置根據(jù)所述電信號確定，其特征在于，在信號處理裝置之前，可通過加法元件將所述電信號相加在一起。
6.權利要求5所述的測力計，其特征在于，在加法元件中，傳導電信號的連接是并行布置的。
7.權利要求5或6所述的測力計裝置，其特征在于，該測力計包括一個數(shù)據(jù)庫，其中所述值與諸如營養(yǎng)值的能量值相關。
8.權利要求7所述的測力計，其特征在于，該測力計包括一個存儲器，其中能量值可被存儲一定時期。
9.權利要求7或8所述的測力計，其特征在于，該測力計包括一個屏幕，可在該屏幕上在一定時期內(nèi)以能量值顯示瞬時作用力和/或平均作用力。
10.前面權利要求5-8中的任何一項所述的測力計，其特征在于，該測力計包括一個耦接器，可將計算機連接至該耦接器，以把所存儲的數(shù)據(jù)從測力計傳輸至該計算機。
11.前面權利要求5-10中的任何一項所述的測力計，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)包括至少一個傳感器，該傳感器包括由壓電材料制成的柔性帶。
12.前面權利要求5-11中的任何一項所述的測力計，其特征在于，所述信號處理裝置包括信號放大器、帶通濾波器和處理器。
全文摘要
用于確定代表在至少兩個相互垂直延伸的方向上的加速度的值的裝置和測力計。該裝置配備有傳感器系統(tǒng)，其中可將在每個相互垂直延伸的方向上的加速度轉(zhuǎn)換為電信號。所述值可由信號處理裝置根據(jù)所述電信號確定。在信號處理裝置之前，通過加法元件將所述電信號相加在一起。來自壓電加速度計的電流可被相加成一個總電流，該總電流被轉(zhuǎn)換為一個代表攜帶該裝置的人的功或作用力的值。
文檔編號A61B5/00GK1748145SQ200480003789
公開日2006年3月15日 申請日期2004年1月28日 優(yōu)先權日2003年2月7日
發(fā)明者G·A·米納格科勒赫, H·A·維斯帕格特, J·G·布雷梅, A·P·J·M·羅梅斯, W·L·M·C·維霍埃文 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司