专利名称：一种摇椅感知器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种感知器，尤其是涉及一种能准确感知摇椅上下摆动时的位置 状态和摆动频率的摇椅感知器。
背景技术：
传统的摇椅摆动感知器多采用红外线对管外加复杂的机械谐振装置。这种感知器 的结构较复杂，所用谐振弹簧要求非常高，结构间配合要求非常精确，加工难度大，且红外 发光管要一直处于发光状态增加了电能的损耗。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种结构、电路简单、性能稳定，基本不消耗电能， 且能准确感知摇椅上下摆动时的位置状态和摆动频率的感知器。本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是一种摇椅感知器，包括固定外壳，固定外壳内设置有自由物体及压力压电元件，所 述自由物体置于压力压电元件的上表面，所述压力压电元件的输出端与放大滤波整形电路 的输入端相连接。进一步，放大滤波整形电路包括第一级放大电路，第二级放大电路，积分滤波电 路，整形电路；所述第一级放大电路与第二级放大电路相连，所述第二级放大电路与积分滤 波电路相连，所述积分滤波电路与整形电路相连。本实用新型的有益效果是该产品不仅能准确感知摇椅上下摆动时的位置状态和 摆动频率，而且具有结构、电路简单、加工方便、性能稳定，寿命长不消耗电成本低的特点， 既实用又节能。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明
图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型摇椅上下摆动的轨迹图；图3是本实用新型压力压电元件在摇椅一周期内的输出电压波形图；图4是本实用新型具体实施例的电路原理图。
具体实施方式
参照图1、图4，一种摇椅感知器，包括固定外壳B，自由物体A及压力压电元件C， 所述自由物体A及压力压电元件C设置于固定外壳B内，其中，自由物体A置于压力压电元 件C的上表面，压力压电元件C的输出端与放大滤波整形电路D的输入端相连接。摇椅上 下摆动时，处于摇椅里的自由物体A的会出现失重和加重现象，利用摇椅上下摆动时摇椅 里的自由物体失重和加重以及摇椅上下摆动时摆幅度不同产生的失重和加重量不同，使处于自由物体下面的压力压电元件C感应出不同的电压值，不同的电压值就代表着不同的运 动位置和运动趋势，这些电压值经放大滤波整形电路D处理，得到中央处理器需要的加力 判断数据。进一步参照图2、图3，该实用新型的工作原理详细叙述如下在图2中，当摇椅从 0 1加速运动时，自由物体A处于失重状态，并随摇椅加速度变化自由物体A的失重量也 在变化。因此自由物体A下面的压力压电元件C所受的表面压力也随运动过程变化，如图 3中压力压电元件C输出的波形0 1的变化；当摇椅从1 3加速运动时，自由物体A处 于加重状态，并随摇椅加速度变化自由物体A的加重量也在变化。因此自由物体A下面的 压力压电元件C所受的表面压力也随运动过程变化，如图3中压力压电元件C输出的波形 1 3的变化。并且摇椅摆动幅度越大自由物体A的加重或失重就越大，压力压电元件C输 出的电压值变化幅度也就越大，真实反映了摇椅的运行状态。进一步参照图4，所述放大滤波整形电路D包括第一级放大电路，所述第一级放大 电路由三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2组成，所述三极管Ql的基极为输入端，发射极 通过第二电阻R2接地，集电极通过第一电阻Rl接电源VCC，所述三极管Ql的集电极还通过 第一电容Cl耦合到第二级放大电路；所述第二级放大电路由第三电阻R3、第四电阻R4、第 一集成运算放大器MlA组成，所述第一集成运算放大器MlA的同相输入端3通过第三电阻 R3接地，同相输入端3还与第一电容Cl相连，所述第一集成运算放大器MlA的异相输入端 2通过第四电阻R4接地，所述集第一成运算放大器MlA的输出端1与异相输入端2之间连 接有第五电阻R5 ；所述第一集成运算放大器MlA的输出端1与由第六电阻R6、第二电容C2 组成的积分滤波电路的第六电阻R6 —端相连，所述积分滤波电路通过第二电容C2接地，所 述第六电阻R6的另一端与整形电路的第二集成运算放大器M2的异相输入端相连；所述整 形电路由第二集成运算放大器M2、第七电阻R7、第八电阻R8组成，所述第二集成运算放大 器M2的同相输入端通过第七电阻R7与负电源端8并联后接到电源VCC，所述第二集成运算 放大器M2的异相输入端通过第八电阻R8与正电源端4并联后接地。作为本实用新型的优选实施方式，所述的自由物体A为铁块或钢块或铁珠或钢珠 等密度大的物体。作为本实用新型的优选实施方式，所述的压力压电元件C为压敏电阻或压电陶瓷片等。该实用新型不仅能准确感知摇椅上下摆动时的位置状态和摆动频率，而且具有结 构、电路简单、加工方便、性能稳定，寿命长不消耗电成本低的特点，既实用又节能。以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实 施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形 或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
权利要求一种摇椅感知器，其特征在于包括固定外壳(B)，固定外壳(B)内设置有自由物体(A)及压力压电元件(C)，所述自由物体(A)置于压力压电元件(C)的上表面，所述压力压电元件(C)的输出端与放大滤波整形电路(D)的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的摇椅感知器，其特征在于所述放大滤波整形电路(D)包括 第一级放大电路，第二级放大电路，积分滤波电路，整形电路；所述第一级放大电路与第二 级放大电路相连，所述第二级放大电路与积分滤波电路相连，所述积分滤波电路与整形电 路相连。
3.根据权利要求2所述的放大滤波整形电路(D)，其特征在于所述第一级放大电路由 三极管(Ql)、第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)组成，所述三极管(Ql)的基极为输入端，发射 极通过第二电阻(R2)接地，集电极通过第一电阻(Rl)接电源(VCC)，所述三极管(Ql)的集 电极还通过第一电容(Cl)耦合到第二级放大电路；所述第二级放大电路由第三电阻(R3)、 第四电阻(R4)、第一集成运算放大器(MlA)组成，所述第一集成运算放大器(MlA)的同相 输入端(3)通过第三电阻(R3)接地，同相输入端(3)还与第一电容(Cl)相连，所述第一集 成运算放大器(MlA)的异相输入端(2)通过第四电阻(R4)接地，所述集第一成运算放大器 (MlA)的输出端(1)与异相输入端(2)之间连接有第五电阻(R5)；所述第一集成运算放大 器(MlA)的输出端(1)与由第六电阻(R6)、第二电容(C2)组成的积分滤波电路的第六电 阻(R6) —端相连，所述积分滤波电路通过第二电容(C2)接地，所述第六电阻(R6)的另一 端与整形电路的第二集成运算放大器(M2)的异相输入端相连；所述整形电路由第二集成 运算放大器(M2)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)组成，所述第二集成运算放大器(M2)的同 相输入端通过第七电阻(R7)与负电源端(8)并联后接到电源(VCC)，所述第二集成运算放 大器(M2)的异相输入端通过第八电阻(R8)与正电源端(4)并联后接地。
4.根据权利要求1所述的摇椅感知器，其特征在于所述的自由物体(A)为铁块或钢 块或铁珠或钢珠。
5.根据权利要求1所述的摇椅感知器，其特征在于所述的压力压电元件(C)为压敏 电阻或压电陶瓷片。
专利摘要一种摇椅感知器，包括固定外壳，固定外壳内设置有自由物体及压力压电元件，所述自由物体置于压力压电元件的上表面，所述压力压电元件的输出端与具有放大滤波整形电路的输入端相连接。利用摇椅上下摆动时摇椅里的自由物体失重和加重以及摇椅上下摆动时摆幅度不同产生的失重和加重量不同，使处于自由物体下面的压力压电元件感应出不同的电压值，这些电压值经放大滤波整形电路，得到中央处理器需要的加力判断数据。该产品不仅能准确感知摇椅上下摆动时的位置状态和摆动频率，而且具有结构、电路简单、加工方便、性能稳定，寿命长不消耗电成本低的特点，既实用又节能。
文档编号G01D5/14GK201716032SQ201020195690
公开日2011年1月19日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者余君, 吴冠堂, 邓肇能, 郑桥星 申请人:冯培光