专利名称：一种角度传感器及一种血压测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器领域，特别涉及一种角度传感器及一种血压测量装置。
背景技术：
目前，很多角度传感器的测量原理都是利用光、磁、电等各类测量介质，当被测方 向与基准方向之间的倾角发生变化时，通过测量介质检测出对应的变化信号，再采用一定 的方式对该变化信号进行处理，从而间接获取被测方向与基准方向之间的倾角。例如专利号为US 3712769B2、公告日为2006年3月30日、实用新型名称为《Blood Pressure Monitoring Device with Inclination Sensor》的美国专禾丨J公开了一禾中角度 传感器和包含该角度传感器的血压测量装置。该血压测测量装置佩戴在人的手腕部，角度 传感器包括基架、与基架转动连接且可自由运动的定位元件、固定在定位元件上的第一传 感元件、以及固定在基架上的第二传感元件；定位元件是一个重摆，能够在地心引力作用下 始终保持铅直方向，第一传感元件是弧面宽度由窄到宽逐步变化的弧面，角度检测过程中， 第二传感单元发射光信号，并接收弧形部位反射的光信号，由于不同宽度的弧面对光信号 的反射程度不同，接收到光信号的光通量大小也不同，因此通过该方式能够间接测量光发 射或接收方向与铅直方向之间的倾角，该倾角的大小等同于手臂与水平方向之间的倾角。 然而，该美国专利公开的技术方案中，需要对弧面宽度的逐步、连续变化状况进行精确地检 测，因此，对测量装置的结构和精度都提出了很高的要求，导致测量装置的结构较复杂，且 需要对逐步变化的多个测量信号进行检测和处理，使用并不方便。
实用新型内容本实用新型要解决的主要技术问题是，提供一种结构简单、方便实用的角度传感 器及采用该角度传感器的血压测量装置。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种角度传感器，一种角度传感器，包括基 架以及固定在基架上的第一传感单元，其特征在于，还包括与所述基架转动连接的重摆，所 述重摆上设有与所述第一传感单元相对应的第二传感单元，所述第二传感单元包括第一弧 面和第二弧面，所述第一弧面与所示第二弧面形成台阶；第一传感单元与第二传感单元进行交互，从而输出角度检测信号。优选地，所述第一弧面和第二弧面的弧面圆心重合，都位于所述重摆连接在基架 上的旋转中心线上。当基架处于水平位置时，所述第一弧面正对所述第一传感单元；所述第二弧面具 有两个，所述两个第二弧面在所述重摆上对称分布。进一步地，所述第二传感单元还包括第三弧面，所述第三弧面与所述第二弧面形 成台阶。进一步地，所述第二弧面的半径小于所述第一弧面，另一种是实例中，第二弧面的 半径大于所述第一弧面。[0011]所述第一传感单元包括信号发射单元、信号接收单元和信号处理单元；信号发射单元用于发射检测信号至所述第二传感单元；信号接收单元用于接收所述第二传感单元对所述检测信号进行反射后的反射信 号；信号处理单元用于对所述反射信号的性能参数进行测量处理后输出对应的角度 检测信号。一种实施方式中，所述信号发射单元为发光模块，所述信号接收单元为光接收模 块。优选地，所述第一传感单元和第二传感单元都处于光封闭状态。例如，所述信号发射单元还可为发声模块，所述信号接收单元为声接收模块。或者，所述第一传感单元和第二传感单元的表面都带有电荷，且所述第一传感单 元和第二传感单元相互电绝缘从而形成电容传感器；所述第一传感单元还用于对所述电容传感器的电容值进行测量处理后输出对应 的角度检测信号。或者，所述第一传感单元上设置围绕在磁性材料周围的导电线圈，所述第二传感 单元用于引导磁场，从而与所述第一传感单元形成磁场通路；所述第一传感单元还用于对所述磁场通路中的磁通量进行测量处理后输出对应 的角度检测信号。本实用新型还保护了一种血压测量装置，包括角度传感器和提醒单元；所述角度传感器如权利要求1至11中任一项所述的角度传感器；所述提醒单元用于显示所述角度传感器输出的角度检测信号。所述提醒单元为发声单元或显示单元。本实用新型的技术效果是本实用新型的角度传感器中，第二传感单元包括形成 台阶的第一弧面和第二弧面，根据实际测量角度的要求对第一弧面和第二弧面分别设计一 定的弧长后，由于两段弧长不会连续变化，因此每段弧长都对应于一个恒定大小的角度检 测信号，测量时并不需要对复杂的多个信号进行处理和输出，只需根据少量的角度检测信 号判断当前测得的角度是否满足要求，因此对于角度传感器的结构、检测过程以及信号处 理的要求较低，方便实用。各个弧面的长度以及弧面数量都可根据测量的精度要求进行设计，因此应用十分 灵活和方便。本实用新型的角度传感器可采用光、声、电、磁等检测介质对被测方向与铅直方向 之间的倾角进行测量，测量方式多样。本实用新型的血压测量装置能够根据角度传感器的测量结果提醒使用者及时调 整测量角度，因此能够提高血压测量精度。
图1为本实用新型一种实施例的角度传感器的分解结构示意图；图2为本实用新型一种实施例的角度传感器的装配图；图3为本实用新型一种实施例的角度传感器的剖面图；[0033]图4为本实用新型第一实施例的角度传感器中重摆的一种结构立体图；图5为本实用新型第一实施例的角度传感器中重摆另一种结构主视图；图6为本实用新型第二实施例的角度传感器中重摆的一种结构立体图；图7为本实用新型第二实施例的角度传感器中重摆另一种结构主视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步详细说明。实施例一请参考图1至图3，本实施方式的角度传感器包括基架1，第一传感单元2以及重 摆3等。基架1可设置成分体式结构，包括筒状壳体和盖板，盖板通过连接销安装在壳体的 一端，基架也可以设置成连体式结构。第一传感单元2固定在基架1上，例如可以安装在盖板上；重摆3通过转轴4与基 架1转动连接，可围绕转轴4自由转动，从而使基架1和第一传感单元2与重摆3之间产生 相对的转角。如图4所示，重摆3上设有与第一传感单元2相对应的第二传感单元，第二传 感单元包括第一弧面31以及第二弧面32，第一弧面31与第二弧面32之间形成台阶。第一传感单元2与第二传感单元之间可通过光反射、声学反射、或者以磁场或者 电场的形式进行交互，从而输出一定大小的角度检测信号。如图5所示，优选地，为了提高检测精度，第二传感单元还可增加第三弧面33，第 二弧面32与第三弧面33之间也形成台阶。本实施例中，由于第一弧面31与第二弧面32之间、第二弧面32与第三弧面33之 间形成台阶，使第一传感单元2与不同弧面之间的距离并不相同，因此相互交互后输出的 角度检测信号也不同。该角度检测信号反映了第一传感单元2相对于第二传感单元之间的 相对旋转角度，即第一传感单元2相对于铅直方向的绝对旋转角度。请参考图4至图5，重摆3的上部包括第一弧面31、第二弧面32和第三弧面33，中 心具有一个用于转轴4通过的通孔34，底部还具有一个用于容纳重锤36或者其他形式的重 物的安装孔35，重锤36能够在地心引力作用下始终指向铅直方向，第一弧面31、第二弧面 32和第三弧面33的弧面圆心重合，都位于重摆3连接在基架1上的旋转中心线上，即位于 转轴4的轴线上。一种优选的实施方式中，当基架1正好处于水平位置时，第一弧面31正对第一传 感单元2，表明此时重摆3与第一传感单元2之间的相对旋转角度为0°，或者表明一定的 角度范围；第二弧面32的半径小于第一弧面31，第三弧面33的半径小于第二弧面32，第二 弧面32具有两个，两个第二弧面32分别在重摆3上对称分布，第三弧面33也具有两个，同 样在重摆3上对称分布，使得角度传感器正向或反向旋转相同角度时测得的角度值完全一 致。本实施方式中，第二角度传感器独特的结构使第一传感单元2正对不同的弧面并与其 进行交互时，角度传感器能够输出不同的角度检测信号，即不同的角度值。实际上，如图4和图5所示，第二传感单元上弧面的数量以及各个弧面的长度可以 根据具体的测量精度要求而定，例如第二传感单元还可包括第四弧面、第五弧面等多个弧 面，这些弧面都对称地分布在重摆3上，且距离第一弧面31越远，则弧面的半径越小。实施例二 [0048]如图6和图7所示的实施方式中，第二传感单元上的第二弧面32的半径大于第一 弧面31，第三弧面33的半径大于第二弧面32，且包含多个弧面时，这些弧面都对称地分布 在重摆3上，距离第一弧面31越远，则弧面的半径越大。本实用新型的角度传感器中，第二传感单元包括形成台阶的第一弧面31、第二弧 面32，还可包括多个弧面。实际角度测量过程中，第一传感单元2与第二传感单元之间以磁 场或者电场等形式进行交互后，可通过一定的信号处理单元对测量反馈信号进行处理和判 断，即可输出一定大小的角度检测信号。例如根据实际测量角度的要求对第一弧面31和第 二弧面32等分别设计一定的弧长后，由于两段弧长不会连续变化，因此每段弧长都对应于 一个恒定大小的测量反馈信号和角度检测信号，测量时并不需要对复杂的多个信号进行处 理和输出，只需根据少量的角度检测信号判断当前测得的角度是否满足要求。例如第一弧面31与第一传感单元2进行交互后，获取的测量反馈信号的值为A，第 二弧面32与第一传感单元2进行交互后，获取的测量反馈信号的值为B，信号处理单元获取 实际获得的测量反馈信号，即可直接判断角度大小是否满足要求，还可进一步判断，第一弧 面31与第二弧面32的交界处与第一传感单元2进行交互后得到的数据无效等。因此，本 实用新型对于角度传感器的结构、检测过程以及信号处理的要求较低，方便实用。第三实施例本实施例的角度传感器在角度测量过程中，第一传感单元2与第二传感单元通过 光反射或者声反射等方式进行交互，具体地，第一传感单元2包括信号发射单元、信号接收 单元和信号处理单元；其中信号发射单元用于发射检测信号至第二传感单元中的第一弧面 31和/或第二弧面32，或其他弧面；检测信号经一个或多个弧面反射后，将反射信号作为一 种测量反馈信号输入信号接收单元，信号接收单元将反射信号输入信号处理单元，使其对 反射信号的性能参数进行测量处理后输出对应的角度检测信号。例如，信号处理单元可预 存不同弧面对检测信号进行反射后的反射信号对应的基准性能参数值和角度值，信号检测 和处理过程中，信号处理单元通过数模转换等方式测得性能参数值，并与基准信号参数值 进行比较便可获得一定的角度检测信号，即实际测量的角度值。—种实施方式中，信号发射单元为发光二极管、激光发射器等发光模块，信号接收 单元为光接收模块，信号发射单元和信号接收单元还可设为一体，信号处理单元用于对反 射信号的光通量进行测量处理。由于不同弧面与第一传感单元2之间的距离不同，来自发 光模块的光信号经不同弧面反射后，返回的光反射信号的衰减程度也不同，衰减程度主要 通过光通量的大小来体现，对于图4所示的结构，经第一弧面31反射的光反射信号衰减较 少，因此光通量最大，距离第一弧面31越远的弧面反射的光反射信号衰减越大，因此光通 量越小。例如，信号接收单元可预存第一弧面31、第二弧面32和第三弧面33所反射的光反 射信号的基准光通量对应于0°、30°、60°的角度检测信号，当然还可考虑设置两个弧面 相交处反射的光反射信号的基准光通量所对应的角度检测信号。实际测量过程中，信号接 收单元对实际接收到的光反射信号的光通量进行测量后，与预存的基准光通量进行比较从 而输出对应的角度检测信号。优选地，为了避免日光、灯光等其他杂光对于检测精度带来的影响，第一传感单元 2和第二传感单元都处于光封闭状态，例如可封闭在基架1内部。与以上光反射的测量方式相似，信号发射单元还可为发声模块，信号接收单元为声接收模块，角度传感器利用不同弧面对声学信号进行反射后，得到的声音反射信号的衰 减程度的差异测量不同的角度。第四实施例本实施例中，第一传感单元2和第二传感单元通过电场的形式进行交互，从而形 成电容传感器，具体地，第一传感单元2和第二传感单元的表面都带有电荷，且二者之间相 互电绝缘。测量过程中，将第一传感单元2和不同的弧面作为两个电极时，由于两极之间的 距离存在差异，因此产生的电容量并不相同，本实施例的角度传感器对检测到的电容量作 为测量反馈信号进行比较处理，从而输出对应的角度检测信号。另一种实施方式中，第一传感单元2与第二传感单元通过磁场的形式进行交互， 从而形成电磁传感器，具体地，第一传感单元2上设置围绕在磁性材料周围的导电线圈，第 二传感单元用于引导磁场，二者相互结合形成磁场通路。本实施方式中，第二传感单元中的 不同弧面与第一传感单元2之间形成磁场通路时，由于距离差异导致磁场通路中的磁通量 不同，本实施例的角度传感器对检测到的磁通量作为测量反馈信号进行比较处理，从而输 出对应的角度检测信号。第五实施例本实用新型的角度传感器可广泛应用于多种测量仪器或设备中。例如一种可以固 定在人体的腕部或者臂部的血压测量装置包括座体、固定在座体上用于测量血压的血压测 量单元、提醒单元以及以上三种实施例所述的角度传感器。提醒单元可为通过屏幕的方式显示角度或者相关信息的显示单元，或者通过发声 的方式即时报告角度，或者提醒用户调整姿势的发声单元。测量血压时，为了提高测量精度，通常要求手臂与心脏所在的水平面相平齐，将本 实施方式的血压测量装置佩戴在腕部时，角度传感器中第一传感单元2的旋转方向与铅直 方向之间倾角的大小正好等同于手臂与水平方向之间的倾角。如果手臂正好与心脏所在的 水平面相平齐，则角度传感器中的第一传感单元2正对第一弧面31，此时角度传感器输出 0°的角度检测信号并通过显示单元进行输出；对应地，如果手臂与心脏所在的水平面形成 的角度超出一定的范围，则角度传感器将相应的角度检测信号通过提醒单元进行显示，提 醒用户调整测量角度或者测量姿势，从而显著提高了血压的测量精度和效率。以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定 本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属 于本实用新型的保护范围。
权利要求一种角度传感器，包括基架以及固定在基架上的第一传感单元，其特征在于，还包括与所述基架通过转轴转动连接的重摆，所述重摆包括重锤，所述重摆上还设有与所述第一传感单元相对应的第二传感单元，所述第二传感单元包括第一弧面和第二弧面，所述第一弧面与所示第二弧面形成台阶；第一传感单元与第二传感单元进行交互，从而输出角度检测信号。
2.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述第一弧面和第二弧面的弧面圆 心重合，都位于所述重摆连接在基架上的旋转中心线上。
3.如权利要求2所述的角度传感器，其特征在于，当基架处于水平位置时，所述第一弧 面正对所述第一传感单元；所述第二弧面具有两个，所述两个第二弧面在所述重摆上对称 分布。
4.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述第二传感单元还包括第三弧面， 所述第三弧面与所述第二弧面形成台阶。
5.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述第二弧面的半径小于所述第一 弧面。
6.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述第二弧面的半径大于所述第一 弧面。
7.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述第一传感单元包括信号发射单 元、信号接收单元和信号处理单元；信号发射单元用于发射检测信号至所述第二传感单元；信号接收单元用于接收所述第二传感单元对所述检测信号进行反射后的反射信号；信号处理单元用于对所述反射信号的性能参数进行测量处理后输出对应的角度检测信号。
8.如权利要求7所述的角度传感器，其特征在于，所述信号发射单元为发光模块，所述 信号接收单元为光接收模块。
9.如权利要求8所述的角度传感器，其特征在于，所述第一传感单元和第二传感单元 都处于光封闭状态。
10.如权利要求7所述的角度传感器，其特征在于，所述信号发射单元为发声模块，所 述信号接收单元为声接收模块。
11.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述第一传感单元和第二传感单 元的表面都带有电荷，且所述第一传感单元和第二传感单元相互电绝缘从而形成电容传感 器；所述第一传感单元还用于对所述电容传感器的电容值进行测量处理后输出对应的角 度检测信号。
12.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述第一传感单元上设置围绕在磁 性材料周围的导电线圈，所述第二传感单元用于引导磁场，从而与所述第一传感单元形成 磁场通路；所述第一传感单元还用于对所述磁场通路中的磁通量进行测量处理后输出对应的角 度检测信号。
13.—种血压测量装置，包括角度传感器和提醒单元，其特征在于所述角度传感器如权利要求1至12中任一项所述的角度传感器； 所述提醒单元用于显示所述角度传感器输出的角度检测信号。
14.如权利要求13所述的血压测量装置，其特征在于，所述提醒单元为发声单元或显 示单元。
专利摘要本实用新型公开了一种角度传感器和血压测量装置，角度传感器包括基架以及固定在基架上的第一传感单元，还包括与所述基架通过转轴转动连接的重摆，所述重摆包括重锤，所述重摆上还设有与所述第一传感单元相对应的第二传感单元，所述第二传感单元包括第一弧面和第二弧面，所述第一弧面与所示第二弧面形成台阶；第一传感单元与第二传感单元进行交互，从而输出角度检测信号。本实用新型的角度传感器和血压测量装置结构简单，且方便实用。
文档编号A61B5/021GK201628532SQ20102014982
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者章年平 申请人:章年平