專利名稱：傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感裝置。此發(fā)明得到了作為一種遠(yuǎn)程水平傳感裝置的特殊應(yīng)用。
傳統(tǒng)上，例如在建筑行業(yè)中，水平是用氣泡水平儀來測定。氣泡水平儀包括一裝有著了色的其中帶有一氣泡的液體的玻璃管，并有一平的表面。此裝置使得當(dāng)其平面靠著一水平的表面放置時，則氣泡對準(zhǔn)氣泡水平儀上的校準(zhǔn)刻度。這些氣泡水平儀在確定精確垂直或精確水平時是適用的。
這些氣泡水平儀被廣泛地使用。可是，有些環(huán)境中想要水平儀遠(yuǎn)程傳感，顯然，傳統(tǒng)的氣泡水平儀因為必須觀察氣泡而不適合于那些環(huán)境。例如，一有毒環(huán)境中，或黑暗中，也許更通常些，例如使用液壓傳動裝置，但調(diào)節(jié)操作的地點遠(yuǎn)離正被調(diào)整水平的表面，例如從車輛的駕駛室調(diào)整在拖車水平，這些地方都要遠(yuǎn)程觀察。
有許多比氣泡水平儀復(fù)雜的電子和機(jī)械的裝置適用于測定水平。這些水平儀的實例包括Weadon的4,912,854號，Smallidge的5,031,329號，Baucom的4,716,534號，Preston的4,760,646號，Brunson的4,486,844號和Swartz的4,503,622號美國專利描述和要求保護(hù)的水平儀。
上述專利中Weadon公開了一種用于簡化傳統(tǒng)的水平儀讀數(shù)的儀器，它是一種使用氣泡的水平儀。Weadon使用了一觀察盒。Smallidge使用了氣泡并傳感不同電阻。Baucom使用了微處理器和光電探測器。Preston使用了擺錘并應(yīng)用于活動拖車的水平調(diào)整中。Brunson的是一種復(fù)雜的，使用雙軸傳感元件的昂貴設(shè)備。Swartz使用了傳感器并讀取由接觸點不同產(chǎn)生的信號差，這些信號的幅值和位相由傾斜角度確定。
以上設(shè)備有的非常簡單，有的非常復(fù)雜?？墒侨愿杏X到需要一種電子操作傳感器以測定水平。尤其適用于在晚間和遠(yuǎn)程測定。它是耐用的，簡單的，此應(yīng)用領(lǐng)域中不要求過分復(fù)雜。
因此本發(fā)明提供了由一裝有一弧形管道的殼體組成的傳感裝置；管道中一導(dǎo)體可沿管道移動；多個隔開的觸點在管內(nèi)，導(dǎo)線從所述分隔開的觸點伸出來，一遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置接收從所述導(dǎo)線傳來的信息，以指示管道中液體的位置，從而指示了管道的傾斜。
導(dǎo)體可以是液體，汞更好?？稍谝恍┣闆r中，可使用導(dǎo)電球體或球殼。
本發(fā)明在附圖中，僅用實例加以說明，在圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的傳感裝置局部剖開的俯視圖；圖2是圖1傳感裝置的側(cè)面正視圖；圖3是圖1和圖2裝置的一個細(xì)節(jié)；圖4表示了一遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置，例如適用于圖1傳感裝置；圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的水平儀；圖6表示了適合于圖5傳感裝置的讀數(shù)裝置；圖7表示了本發(fā)明另外一個實施例；圖8表示了圖7的變體；圖9表示了本發(fā)明傳感裝置的一種替換接觸系統(tǒng)；圖9A是圖9的接觸系統(tǒng)的后視圖；圖10，10A和10B示出了圖9和9A的接觸系統(tǒng)在弧形管中的位置；圖11，11A和11B表示了本發(fā)明的一種變體；圖12和12A還示了本發(fā)明的另外一種實施例。
圖1至3示出了包括含有一弧形管道12的殼體10的傳感裝置。如圖2和3中詳細(xì)地表示那樣，在管道12中有一導(dǎo)電液體14。最好是汞。圖1詳細(xì)地表示了兩個弧形管道12的使用，使得傳感裝置可用于在兩個平面上確定水平。
如圖3詳細(xì)所示，在管道內(nèi)有多個隔開的觸點16，象圖1和2中更清楚地顯示的那樣，導(dǎo)線18從隔開的觸點16伸出來。在圖1至3的實施方式中，隔開的觸點16是穿過管壁的探針，圖1顯示出電線延伸到安裝在殼體10上的一插座20，例如一個15腳的插座。一引線22從插座20連接到遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置，例如象圖4所示的遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置24。在遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置24中有一電池26，典型用9伏電池，及一個電阻28。電阻28和導(dǎo)線18及開關(guān)30串接起來。
如圖1至3所示，在管道12中對著探針16有一接觸片17。這些探針16和接觸片17每個都可與電池26的負(fù)極相連。接觸片17通過電線19連接。電路通過與電阻28串聯(lián)的開關(guān)30閉合。電線18在連接到電阻28之前通過一公共接點21。
圖1還示出了包括支座32的調(diào)節(jié)水平系統(tǒng)的使用，支座32固定各自管道12并通過旋進(jìn)底座螺孔35的螺絲釘34來固定。因而對水平儀較小的調(diào)節(jié)可通過旋動螺絲釘34上下移動支座32進(jìn)行，以對水平儀的校準(zhǔn)作較小的調(diào)整。
有一些發(fā)光二極管36(LED)安裝在遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置24中。這些發(fā)光二極管36安置成十字形，如圖4中詳細(xì)示出的那樣，點亮了讀數(shù)裝置上中間的4個發(fā)光二極管就達(dá)到了“水平”，表示在兩個平面方向都是水平。
因而使用圖1至4的水平儀時，含有弧形管道12的殼體10要安放在待測量的表面上。依據(jù)引線22的長度，遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置可放置在任何希望的地方讀數(shù)。這可以是在距殼體10相當(dāng)大的距離。打開開關(guān)，操縱該裝置，就可測量安放有該裝置殼體10的表面的水平性。應(yīng)指出也可以通過觀察點亮的發(fā)光二極管，測出傾斜程度。若必要，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整水平的工作。例如使用液壓或氣壓系統(tǒng)，例如使用改造的車輛時。
圖5和6表示一個實施例，其中通常管道安裝在三角形殼體中，當(dāng)然該殼體的形狀無關(guān)緊要。圖5中其余部件是與前面附圖中的一樣，并與前面附圖中使用同樣的標(biāo)號。獨立的觸針17，同每個探針16相連使用，代替了接觸片17。有一個帶天線40的發(fā)射器38。圖6中示出了一接收器42，它包括一帶天線46的信號接收器44還包括一個9伏電池26和開關(guān)30。此裝置除了引線22是不必要之外與圖1至圖4中實施例的操作完全一樣。信號從天線40發(fā)送出去，由遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置42的天線46接收。通過所述裝置，當(dāng)實現(xiàn)水平時發(fā)光二極管被點亮。兩組探針16是連接在一起的。第一導(dǎo)體14的運動自動地切斷一組探針。圖5也包括一個開關(guān)，雖然它并沒有在圖5中畫出。
圖7示出了可用作一角度指示器的實施例。圖7也有一裝有管道12的殼體10。象圖1中一樣有多個觸點16，但與圖1不同，這里觸點16分隔相對遠(yuǎn)且每個觸點16有一配用探針17。該方案使得圖7的實施方式能夠測定何時達(dá)到一傾斜，例如一定的臨界角度。那時能夠聽到警報或讓一燈閃爍以提醒用戶該角度已達(dá)到了。可以使用任何合適類型的警報器。
圖7的實施方式尤其適用于，例如卡車，確定載貨的偏移。它也適用于農(nóng)用拖拉機(jī)，火車和類似物以測定過度傾斜或搖擺。
圖8示出可按各自角度安置的兩獨立管道12的使用。觸點16也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)分開并且目的也是要能夠測定什么時候達(dá)到一定的傾斜。圖中用一蜂鳴器50作報警器。
圖7和8的實施方式可作適當(dāng)調(diào)整，能夠與一切斷或連通開關(guān)結(jié)合使用。多個探針16也可置于管道12中。該方案使得當(dāng)?shù)谝粌A斜量時告警，第二更大傾斜量時逐用拖拉車等的馬達(dá)就自動地關(guān)閉。
圖9至10B圖解說明了導(dǎo)電材料片52的使用，此導(dǎo)電材料片52安置在不導(dǎo)電的底板54，例如塑料上，形成一探測條37。這些條52配上引線，象圖9A中詳細(xì)示出的那樣，引線56延伸到電纜58上。除此之外，其使用如圖1所示的一樣。探測條37用于代替獨立探針16，每個條52等價于探針16。
圖10，10A和10B示出了探測條37用于弧形管道中，或者象圖10所示的在管子的底部，或象圖10A所示的在頂部，或象圖10B所示在側(cè)面?？販y條也可擴(kuò)充至整個管道內(nèi)壁，無論如何，接觸片17也要配合探測條37使用。
雖然所示的實施方式是兩個弧形管道12安裝在殼體10內(nèi)。但也可以只使用單個管道12，利用殼體一條直邊的配合，能夠移動到兩個相互構(gòu)成直角的位置即可。這樣當(dāng)平的表面接觸到殼體的底部時，裝置適用于測定水平面。當(dāng)平的表面旋過90°，它與殼體的端面相接觸，此時裝置適用于測量垂直面。當(dāng)然殼體的位置以及其中弧形管道的位置沒有改變。
圖11和11a示出的也是包括帶探針16和接觸條17的管道12的半圓形傳感器。兩個管道結(jié)合使用。圖11中所示的垂直傳感器在圖11a中所示的顛倒的傳感器開始工作前提供180°角度。
圖11b示出了將提供360°角度信息的整圈傳感器。在圖11，11a和11b中僅示出了管道12的細(xì)節(jié)。導(dǎo)線18等的其他結(jié)構(gòu)出于簡化考慮而沒畫出。
圖12和12a示出了能用作游戲桿或鼠標(biāo)的裝置。用作鼠標(biāo)時不必旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)而僅需傾斜它。相似地，游戲桿不包括必須移動的真實手柄，而簡單地傾斜殼體就能操作。在圖12和12a的實施方式中，殼體10是握在手中并簡單地傾斜。當(dāng)殼體10傾斜時，管道12內(nèi)的導(dǎo)體移動并接通電路。象圖12中詳細(xì)地示出的那樣有兩個管道12相互成直角。圖12還顯示有通常的觸發(fā)按鈕54，按下它去發(fā)信號通知計算機(jī)軟件執(zhí)行一個操作。例如，它可在包括射擊的游戲中作為扳機(jī)使用。
本發(fā)明可用于測定什么時候表面是水平的，可也能用于當(dāng)殼體傾斜時的傳感。例如，笨重設(shè)備，機(jī)器人等可以安裝本發(fā)明的儀器。當(dāng)設(shè)備傾斜到一定量可認(rèn)為是危險時，可觸發(fā)一適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。
在評價水平的過程中，本發(fā)明的那些使用發(fā)光二極管的實施例將會頻繁地點亮一簇LED燈。通過評價光簇的中心可以確定合適的水平點?？墒且材茏屟b置關(guān)掉所有接觸點，只保留光簇中心的接觸點，這樣就只有一個發(fā)光二極管點亮。通過改變“點”(Power)的數(shù)量，可達(dá)到更高的精確度。探針16和，在那里適當(dāng)?shù)?7，和接觸條17的安排可做到使通過改變對它們的“點”的數(shù)量，實現(xiàn)高精確度。
在飛行器中想要它有大量圓環(huán)簇形的燈點亮。那樣的排列表示機(jī)翼和俯仰的角度。
此發(fā)明在輪船上，改裝車輛上，重型設(shè)備，拖拉機(jī)、拖車上和飛行器自動駕駛中也得到應(yīng)用。
因而本發(fā)明提供了一簡單裝置。它具有水平儀遠(yuǎn)程傳感和極簡便的優(yōu)點，它測量簡單的電接觸。它是有方向性的且能用于黑暗中。
雖然為了理解清楚的目的，前述發(fā)明已在一個定細(xì)節(jié)上用圖解和實例的方法加以描述，對那些在此技術(shù)上有基本技能的人，借助本發(fā)明的講解，很明顯在附加的權(quán)利要求書的思想或范圍內(nèi)，可進(jìn)行一定的程度的變化和調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種傳感裝置，包括含有一弧形管道的殼體；在管道內(nèi)能夠沿管道移動的第一導(dǎo)體；在管道內(nèi)多個分隔開的觸點；從所述隔開的觸點上伸出的導(dǎo)線；一遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置接收從所述導(dǎo)線傳來的信息，以表示管道中第一導(dǎo)體的位置，從而表示了管道的傾斜。
2如權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中的第一導(dǎo)體是汞。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中的觸點是穿過所述管道的探針。
4.如權(quán)利要求3所述的傳感裝置，其中的電線從探針延伸到安裝在殼休上的一插座。
5.如權(quán)利要求4所述的傳感裝置包括一個從所述插座連接到所述遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置的引線。
6.如權(quán)利要求3所述的傳感裝置，其中電線從探針延伸到能發(fā)出指示管道中第一導(dǎo)體的位置的第一信號的無線發(fā)射器；所述遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置是一接收器，能夠在接收到所述第一信號基礎(chǔ)上產(chǎn)生第二信號，該第二信號指示管道的角度。
7.如權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中多個觸點相對較密地分隔開，以允許測定管道的小的傾斜。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中有在管道中相對較大地分隔開的觸點，以允許測定管道超過預(yù)定角度的傾斜。
9.如權(quán)利要求8所述的傳感裝置，其中該裝置包括一告警器以指示超過了預(yù)定的角度。
10.如權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其中觸點安裝在一個單獨條上，而此條安裝在管道里；導(dǎo)線從觸點延伸出來。
11.如權(quán)利要求10所述的一種傳感裝置，其中第一導(dǎo)體是一剛性導(dǎo)電球體。
12.如權(quán)利要求1所述的傳感裝置包括在殼體內(nèi)設(shè)定弧形管道的位置的裝置。
13.一種計算機(jī)輸入裝置，包括含有一個弧形管道的殼體；在管道內(nèi)的第一導(dǎo)體，能夠沿該管道移動；在管道內(nèi)多個分隔開的觸點；從分隔開的觸點延伸出的導(dǎo)線；及從所述導(dǎo)線接收關(guān)于管道內(nèi)第一導(dǎo)體的位置的信息，和輸入基于第一導(dǎo)體的位置的信息到計算機(jī)中的接口裝置，接口裝置能輸入信息到計算機(jī)。
14.如權(quán)利要求13所述的計算機(jī)輸入裝置，包括至少一個可壓下開關(guān)以向計算機(jī)輸入信息。
15.一種傳感裝置，包括含有一弧形管道的殼體在管道內(nèi)的第一導(dǎo)體，能夠沿該管道移動；管道內(nèi)多個分隔開的觸點，所述觸點是穿過所述管道的探針；從所述分隔開的觸點延伸出的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線從探針延伸到無線發(fā)射器，此發(fā)射器能發(fā)射指示管道中第一導(dǎo)體的位置的第一信號；一種遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置從所述導(dǎo)線接收信息以指示管道中第一導(dǎo)體的位置，從而指示管道的傾斜，所述遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置是在接收到所述第一信號基礎(chǔ)上能產(chǎn)生第二信號的接收器，第二信號指示管道的角度。
全文摘要
傳感裝置，包括一含有一弧形管道(12)的殼體(10)。在管道(12)中第一導(dǎo)體(14)可沿管道(12)移動。在管道內(nèi)有多個彼此分隔開的觸點(16)，并有導(dǎo)線(18)從分隔的觸點上延伸出來。有一遠(yuǎn)程讀數(shù)裝置接收從導(dǎo)線(18)傳來的信息，以指示管道(12)中第一導(dǎo)體(14)的位置，從而指示出管道的傾斜。
文檔編號G01C9/10GK1141076SQ94194780
公開日1997年1月22日 申請日期1994年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月8日
發(fā)明者唐·納爾遜 申請人:唐·納爾遜