专利名称：一种位置测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种位置测量装置，尤其涉及一种可以用于实现模拟足球和模拟射箭等模拟运动的位置测量装置。
背景技术：
为了达到运动健身的目的，市场上现已出现许多模拟运动装置的产品，如模拟足球系统和模拟射箭系统。这些模拟运动装置多是在一个直立面上装有面状的位置测量装置，该装置连接一台数据处理装置，如电脑。运动者对准该表面踢足球或者射箭时，足球或箭头冲击立面的测量装置，测量装置感应出足球或箭头击中墙面的位置，将数据发送给电脑。然后，由电脑判断该击中点在直立面上的相对位置，判断是否击中目标。最后由电脑控制显示装置，向运动者发出提示。这种模拟运动装置具有比普通的射门和箭靶射箭更加灵活丰富，趣味性强的特点。
现有的模拟运动装置是这样设计的将整个测量区域分为几个小区域，每个区域有检测单元，检测单元之间通过框架结构连接。每个检测单元，采用了两层有机玻璃板，中间加上一些按键开关和传递部件等辅助部件。当有足球打到该单元，使有机玻璃板产生弹性变形，通过传递部件触发按键开关，将相关信号传送给处理电路。但是，这种模拟运动装置产品有几个缺点1.产品寿命短它利用有机玻璃板遭受撞击后产生的弹性变形，触发按钮开关，产生信号。玻璃板多次撞击后容易产生永久变形甚至破碎，所以装置的故障率高。
2.内部结构复杂两层有机玻璃之间安装传递部件按键单元等机械结构，有机玻璃板之间采用框架结构连接，使得整个装置结构比较复杂，重量大，引起安装不便。
3.测量精度差由于有机玻璃板的变形微小，检测单元必须间距一定距离才能测量出检测单元之间的位置差异，这样才能测量出击中点的相对位置。如果两击中点之间的位置相近，则可能测量结果相同，电脑将判断为同一击中点。而且，在测量区域一定的情况下，检测单元的数量很难提高，造成精度问题成为一个死结，无法逾越。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本实用新型提出了利用薄膜开关进行位置测量，进而实现模拟足球或者模拟射箭等模拟运动的位置测量装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下方案一种位置测量装置，用于实现包括模拟足球在内的模拟运动，包括控制电路10、接口电路40和电源50，所述控制电路10连接接口电路40和电源50，其特征在于所述装置进一步包括与控制电路10连接的薄膜开关阵列20。
所述薄膜开关阵列20包括前塑料面板29和后塑料面板21，所述前塑料面板29和后塑料面板21的内表面分别印制有柔性碳浆电路22和22’；前、后两塑料面板相贴合，在两塑料面板之间具有柔性的隔离层。
所述柔性碳浆电路22在所述柔性碳浆电路22’所在平面上的投影与所述柔性碳浆电路22’存在交叉。
所述隔离层贴合在所述前、后塑料面板内表面未印制有所述柔性碳浆电路的区域。
所述柔性碳浆电路22和22’各自划分为若干区域，同一塑料面板上不同区域的碳浆电路彼此不导通，由此形成多个印刷电路薄膜开关24，各所述印刷电路薄膜开关24通过连接电路23连接到控制电路10上。
所述隔离层为柔性塑料或者海绵。
所述位置测量装置还具有投影仪和投影屏幕，所述投影屏幕贴近所述薄膜开关阵列20。
所述接口电路40与数据处理单元连接。
所述数据处理单元为计算机60。
本实用新型所述的位置测量装置可以用来实现如模拟足球、模拟射箭之类的运动。它具有如下的优点1.由于采用的是柔性的薄膜开关，不会产生永久变形，不易损坏，可长时间使用。
2.由于印刷电路薄膜开关很轻，不需要采用框架结构，可以直接固定在测量区域，安装维修方便。
3.薄膜开关采用的是印刷电路，测量单元的间距小，在测量精度上比现有技术能提高几十倍以上。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型所述位置测量装置的总体结构框图。
图2是
图1中薄膜开关阵列的截面结构示意图。
图3是图2中薄膜开关阵列的平面结构示意图。
图4是本位置测量装置用于实现模拟足球运动时的应用示意图。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型所述的位置测量装置包括控制电路10、薄膜开关阵列20、接口电路40和电源50。其中控制电路10连接薄膜开关阵列20、接口电路40和电源50。接口电路40是用于与数据处理单元连接，在本实施例中，是与计算机60连接。由于控制电路、接口电路和电源都是本技术领域常用的技术，在此不赘述。
参考图2，薄膜开关阵列20包括前后两块柔软的前塑料面板29和后塑料面板21。在前后两块塑料面板的内表面分别印制有柔性碳浆电路22和22’，碳浆电路22在碳浆电路22’所在平面上的投影与碳浆电路22’存在交叉。前塑料面板29和后塑料面板21相贴合，在塑料面板表面未印制有碳浆电路的区域贴有具有一定厚度的柔性塑料层，该塑料层使相贴合的前、后两塑料面板的内表面在正常状态下不发生接触，这样，碳浆电路22和22’之间不会导通。一旦塑料面板受到外力冲击而发生形变，两塑料面板的内表面之间就会相接触，从而使碳浆电路22和22’之间出现导通，由此就构成了一个印刷电路薄膜开关24。该薄膜开关24根据面板所受冲击的情况变化自身的阻值，由此改变电信号的大小，控制电路10就可以判断面板受到冲击的准确情况。
如图3所示，前、后两塑料面板上的柔性碳浆电路22和22’各自划分为若干区域，同一面板上不同区域的碳浆电路彼此不导通，这样就在塑料面板上形成了多个印刷电路薄膜开关24，各印刷电路薄膜开关24通过连接电路23连接到控制电路10上。在同一个塑料面板上的若干印刷电路薄膜开关通常以点阵或者矩阵方式布置，并与连接电路一起构成电路网格，可以起到坐标的作用。这种电路网格将整个柔性碳浆电路22分成若干个小的测量区域。不言而喻，测量区域划分得越小，位置测量就越精确。
没有冲击时，整个电路网格的薄膜开关24都处于断开状态。当其中某一区域上有撞击时，位于该区域的薄膜开关24受冲击，接通与该薄膜开关相连的连接电路23，从而使控制电路10测量到阻值变化量，并传送给计算机60。计算机60通过该阻值变化量，可以准确判断出冲击的强度和位置。控制电路的原理与计算机键盘控制电路类似，属于已知技术，在此不累述。
前、后两塑料面板之间也可以采用具有孔隙的海绵等柔性材料进行隔离。另外，上述薄膜开关阵列不使用前述的碳浆电路，而直接使用如现有键盘所采用的导电橡胶也是完全可行的，只不过这样做的成本会高一些。
参考图4，本位置测量装置在用于实现模拟足球或者模拟射箭等运动时，为了给使用者造成身临其境的感觉，可以在使用者的前方放置大型的投影屏幕，该投影屏幕贴近上述薄膜开关阵列。在投影屏幕的远处设置投影仪，以将虚拟场景投射到屏幕上。为配合虚拟场景的实现，可以让计算机60连接音箱。音箱可以根据虚拟场景的变化播出不同的背景音乐，让使用者更有真实感。
如图4所示，应用本实用新型进行模拟足球运动时，计算机60通过接口电路40向控制电路10发出指令，通知控制电路10做好检测准备。然后踢球人持球站在距离虚拟射门场景前3-4米处，准备踢球。足球踢出后，飞向投影幕布上的虚拟场景，撞到幕布后面的薄膜开关阵列，薄膜开关控制电路即刻检测到足球所撞击到的薄膜开关的位置。控制电路将检测到的信息处理后，通过接口电路送到计算机系统。计算机系统将接收到的信息进行计算处理，然后在屏幕的虚拟场景中显示出来足球的飞行轨迹。此时，给人的感觉就是把球踢到幕布上，足球从幕布进入到虚拟场景中去。虚拟场景中显示出足球是否射进门内。
由于本实用新型采用的是柔性的薄膜开关，不会产生永久变形，也不易损坏，使用时间较长。另外，由于薄膜开关20很轻，可以将后塑料面板21直接钉到测量区域，从而将薄膜开关阵列20固定在测量区域上。或者，在后塑料面板21的外侧涂上粘性物质，将薄膜开关阵列20粘到墙面或者木板上。由此可见，本位置测量装置安装维修都非常方便。
本实用新型所述的位置测量装置除了应用于模拟足球和模拟射箭系统外，还能应用于其他很多场合，如橡皮球射击系统，模拟棒球系统等。
权利要求1.一种位置测量装置，用于实现包括模拟足球在内的模拟运动，包括控制电路(10)、接口电路(40)和电源(50)，所述控制电路(10)连接接口电路(40)和电源(50)，其特征在于所述装置进一步包括与控制电路(10)连接的薄膜开关阵列(20)。
2.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于所述薄膜开关阵列(20)包括前塑料面板(29)和后塑料面板(21)，所述前塑料面板(29)和后塑料面板(21)的内表面分别印制有柔性碳浆电路(22)和(22’)；前、后两塑料面板相贴合，在两塑料面板之间具有柔性的隔离层。
3.如权利要求2所述的位置测量装置，其特征在于所述柔性碳浆电路(22)在所述柔性碳浆电路(22’)所在平面上的投影与所述柔性碳浆电路(22’)存在交叉。
4.如权利要求2所述的位置测量装置，其特征在于所述隔离层贴合在所述前、后塑料面板内表面未印制有所述柔性碳浆电路的区域。
5.如权利要求2所述的位置测量装置，其特征在于所述柔性碳浆电路(22)和(22’)各自划分为若干区域，同一塑料面板上不同区域的碳浆电路彼此不导通，由此形成多个印刷电路薄膜开关(24)，各所述印刷电路薄膜开关(24)通过连接电路(23)连接到控制电路10上。
6.如权利要求2所述的位置测量装置，其特征在于所述隔离层为柔性塑料或者海绵。
7.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于所述位置测量装置还具有投影仪和投影屏幕，所述投影屏幕贴近所述薄膜开关阵列(20)。
8.如权利要求1所述的位置测量装置，其特征在于所述接口电路(40)与数据处理单元连接。
9.如权利要求8所述的位置测量装置，其特征在于所述数据处理单元为计算机(60)。
专利摘要本实用新型涉及一种位置测量装置，可以用于实现模拟足球和模拟射箭等模拟运动。该位置测量装置包括控制电路(10)、接口电路(40)和电源(50)，控制电路(10)连接接口电路(40)和电源(50)，以及与控制电路(10)连接的薄膜开关阵列(20)。该薄膜开关阵列(20)包括前塑料面板(29)和后塑料面板(21)，前塑料面板(29)和后塑料面板(21)的内表面分别印制有柔性碳浆电路(22)和(22’)；前、后两塑料面板相贴合，在两塑料面板之间具有柔性的隔离层。另外，本位置测量装置还具有投影仪和投影屏幕，投影屏幕贴近薄膜开关阵列(20)。本位置测量装置具有使用寿命长，安装方便，而且测量精度高的优点。
文档编号A63F13/00GK2792574SQ20042011584
公开日2006年7月5日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者余军涛 申请人:余军涛