專(zhuān)利名稱：傾斜傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種當(dāng)測(cè)定對(duì)象物傾斜時(shí)檢測(cè)其傾斜狀態(tài)的傾斜傳感器。
背景技術(shù)：
隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，很多工業(yè)設(shè)備或家用設(shè)備中都安裝了傾斜傳 感器，例如建筑機(jī)械、醫(yī)療器械、機(jī)器人，手提電話及機(jī)動(dòng)車(chē)等，傾斜傳感器
用于對(duì)設(shè)備的傾斜角度進(jìn)行檢測(cè)，它能檢測(cè)在重力場(chǎng)內(nèi)檢側(cè)出0° 90°范圍 內(nèi)的傾斜角度，當(dāng)設(shè)備的傾斜角度超過(guò)預(yù)定值，傾斜傳感器將給出相應(yīng)的信號(hào) 去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行控制或報(bào)警等動(dòng)作，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。目前測(cè)量?jī)A斜角度的 傳感器有差動(dòng)變壓器式、電容式、精密電位器式、石英振動(dòng)式、偏振片式、氣 泡電極式等多種結(jié)構(gòu)。
美國(guó)專(zhuān)利US20070066363公開(kāi)了一種傾斜傳感器，如圖1A和圖1B所示， 該傾斜傳感器16使用強(qiáng)制回饋加速計(jì)。質(zhì)量體50懸置在兩對(duì)電磁鐵52之 間，此處每對(duì)電磁鐵沿不同的正交軸x或y對(duì)齊。這些x,y軸正交于傾斜 傳感器16的主軸z ，傾斜傳感器16檢測(cè)垂直于主軸的主平面的傾斜度，它 檢測(cè)關(guān)于x軸和y軸的旋轉(zhuǎn)度。關(guān)于x軸的旋轉(zhuǎn)度也可描述成在yz平面 內(nèi)的傾斜度，而關(guān)于y軸的傾斜度也可描述成xz平面內(nèi)的傾斜度。由于傾 斜傳感器16的傾斜，質(zhì)量體50產(chǎn)生移動(dòng)而電磁鐵52獲得能量來(lái)將質(zhì)量體 50重新定位于中心。對(duì)于每一個(gè)電磁鐵52對(duì)來(lái)說(shuō)，用于重新定位質(zhì)量體50 的所需電流轉(zhuǎn)化成對(duì)主平面傾斜度的量度。但這種傾斜傳感器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 需要精密調(diào)校，成本較高的問(wèn)題。
美國(guó)專(zhuān)利US20070066363還公開(kāi)了一種傾斜傳感器，如圖2A和圖2B所 示，傾斜傳感器使用部分裝有電介質(zhì)溶液42的密封容器40。容器壁的內(nèi)部 形成公共電極44 。第一對(duì)電極46a和46c沿第一平面對(duì)齊，且部分浸在靠 近容器40相對(duì)側(cè)的溶液中。每個(gè)電極46a,46c通過(guò)公共電極44形成可變 電容器。由于容器40在第一平面內(nèi)傾斜，電容值隨之變化，而相對(duì)的電極處
的電介質(zhì)水平面非對(duì)稱的變化，因此電極對(duì)的微分電容值表示了在第一平面內(nèi)
的傾斜度和傾斜量。第二對(duì)電極46b和46d沿第二平面對(duì)齊，且部分浸在靠 近容器40相對(duì)側(cè)的溶液中。每個(gè)電極46b，46d通過(guò)公共電極44形成可變 電容器。由于容器在第二平面內(nèi)傾斜，電容值隨之變化，因此第二電極對(duì)的微 分電容值表示了在第二平面內(nèi)的傾斜度和傾斜量。傾斜傳感器具有主軸z , 該主軸同時(shí)位于第一和第二平面內(nèi)并垂直于傳感器的主平面。傾斜傳感器檢測(cè) 主平面的傾斜度。這種傾斜傳感器同樣存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高的問(wèn)題。
美國(guó)專(zhuān)利US6708416公開(kāi)了一種傾斜感應(yīng)器如圖3A和圖3B所示，該傾 斜感應(yīng)器10包括質(zhì)量體18，內(nèi)置于一個(gè)沿著曲徑軸14延伸的管狀腔12。所 述質(zhì)量體18呈球狀，在傾斜感應(yīng)器10傾斜時(shí)，可以在重力作用下沿著曲徑軸 14自由滾動(dòng)。該該傾斜感應(yīng)器10還包括由發(fā)光件22a和光檢測(cè)件30a組成的 傳感器。該傳感器連接至管狀腔12，用于檢測(cè)沿著曲徑軸14滾動(dòng)的質(zhì)量體18 的位置。發(fā)光件22a發(fā)射光至質(zhì)量體18，再由質(zhì)量體18將光反射至光檢測(cè)件 30a，光檢測(cè)件30a檢測(cè)到所述反射光，發(fā)送信號(hào)24a給信號(hào)處理器26。由于 該信號(hào)24a可以表示反射光的強(qiáng)度，而反射光的強(qiáng)度與質(zhì)量體離光檢測(cè)件22b 的距離有關(guān)，信號(hào)處理器26通過(guò)該信號(hào)24a可以計(jì)算感應(yīng)器的傾斜度。這種 傾斜傳感器同樣存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高的問(wèn)題。
美國(guó)專(zhuān)利US5751074公開(kāi)了一種非金屬液性開(kāi)關(guān)及電路，其能對(duì)外在萬(wàn) 有引力(Gravitational Force)或從外施加的慣性力(inertial)作出反應(yīng)，其功 能是利用一個(gè)密封的容器其中置有一種導(dǎo)電液體及非導(dǎo)電介質(zhì)及兩個(gè)導(dǎo)電體， 兩個(gè)導(dǎo)電體非直接電流相通而以容器內(nèi)導(dǎo)電液體及非導(dǎo)電介質(zhì)作為導(dǎo)電介質(zhì)， 而其電阻值因應(yīng)兩個(gè)導(dǎo)電體之間的導(dǎo)電液體及非導(dǎo)電介質(zhì)比率而變化，而密封 的容器傾斜度影響了兩個(gè)導(dǎo)電體之間的導(dǎo)電液體的比率進(jìn)而影響兩個(gè)導(dǎo)電體 之間的電阻值，所述美國(guó)專(zhuān)利US5751074以一電路控制器依據(jù)流通所述兩個(gè) 導(dǎo)電體的電流量，作為量度非金屬液性開(kāi)關(guān)的傾斜度。
美國(guó)專(zhuān)利US5574442公開(kāi)了一種傾斜角度感應(yīng)器，由兩個(gè)電極片組成的 電容(capacitor)，其中一個(gè)電極由兩片互不通電的扇形電極片所組成，該電 極固定在傾斜角度感應(yīng)器的軀體之內(nèi)，而另一個(gè)電極以上述扇形軸心為轉(zhuǎn)軸可 以自由擺動(dòng)，所述擺動(dòng)是因應(yīng)可擺動(dòng)電極片的自身重量憑借萬(wàn)有引力的拉力而 移動(dòng)。所述美國(guó)專(zhuān)利US5574442的軀體傾鈄度影響可擺動(dòng)電極的位置，進(jìn)而
影響由兩電極組成的電容的電容值。所述美國(guó)專(zhuān)利的電容值變化代表了傾鈄角 度感應(yīng)器的不同傾鈄度。
美國(guó)專(zhuān)利US5910781公開(kāi)了一種電容式角度感應(yīng)器，其原理仍使用量度 電容值變化去量度傾斜度，但其結(jié)構(gòu)與前述美國(guó)專(zhuān)利US5574442傾斜角度感 應(yīng)器不同，是以固定位置安裝兩個(gè)電極片而成電容，受萬(wàn)有引力的拉力而移動(dòng) 的第三片放置在兩個(gè)電極片之間并可自由擺動(dòng)，而第三片可移動(dòng)片以金屬片或 絕緣體所制成，進(jìn)而以其在兩個(gè)電極片之間所占面積影響到兩個(gè)電極片之間的 電容量。
以上的現(xiàn)有技術(shù)，除了是使用成本較高的零部件制作外，其調(diào)校及維修成 本亦較高，更進(jìn)一步，其可以量度的傾鈄度需與其設(shè)計(jì)方向相同，亦即現(xiàn)有技 術(shù)的傾鈄度感應(yīng)器是局限在一維方向的傾鈄度量度?？梢?jiàn)，現(xiàn)有傾斜傳感器在 實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種傾斜傳感器，該傾斜傳感器 不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，而且可以準(zhǔn)確地檢測(cè)對(duì)象物在二維方向的傾斜狀態(tài)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種傾斜傳感器，包括有 一容器，該容器內(nèi)形成立體的錐形空間；
至少一質(zhì)量體，該質(zhì)量體放置于所述錐形空間內(nèi)，當(dāng)所述容器水平放置時(shí)，
該質(zhì)量體位于錐形空間的底部，而當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該 質(zhì)量體則移出錐形空間的底部；
檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)品質(zhì)體的位移并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述預(yù)定角度e為該容器水平放置時(shí)，所述錐
形空間的斜面與地平面的角度。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述預(yù)定角度e的范圍是o°<e<90°。 根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述容器為至少兩個(gè)組件組接而成的密封容器。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述容器由底板、中間板和上蓋板組接而成， 并且所述底板內(nèi)形成該錐形空間，該中間板搭設(shè)在底板之上，該上蓋板將所述 底板和中間板蓋合。
根據(jù)本發(fā)明所述的傾斜傳感器，所述容器由底板、中間板和上蓋板組接而 成，并且所述中間板內(nèi)形成該錐形空間，該中間板搭設(shè)在底板之上，該上蓋板 將所述底板和中間板蓋合。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述容器為一體成型的密封容器。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述質(zhì)量體的底部表面為圓弧面。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述質(zhì)量體呈圓球狀。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述容器中還包括若干與所述錐形空間連通的 規(guī)則狀空間或者不規(guī)則狀空間。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)感應(yīng)器容置在所述錐形空間內(nèi)，或者 所述檢測(cè)感應(yīng)器容置在與錐形空間連通的規(guī)則狀空間或不規(guī)則狀空間內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器觸發(fā)的相應(yīng)動(dòng)作包括控制動(dòng)作 或者報(bào)警動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器與一控制裝置無(wú)線或有線連 接，當(dāng)所述檢測(cè)傳感器檢測(cè)出質(zhì)量體發(fā)生位移時(shí)，則發(fā)送信號(hào)給控制裝置以進(jìn) 行相應(yīng)動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器為該錐形空間底部設(shè)置的重量 傳感器，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底 部，所述重量傳感器檢測(cè)重量的變化并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器為電路開(kāi)關(guān)，該電路幵關(guān)的兩 個(gè)接觸點(diǎn)設(shè)在該錐形空間的底部，并且所述質(zhì)量體具有導(dǎo)電性，當(dāng)所述容器水 平放置時(shí)該質(zhì)量體將兩個(gè)接觸點(diǎn)短路，而當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度 時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部，所述電路開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接觸點(diǎn)斷開(kāi)并觸發(fā)相 應(yīng)動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器為設(shè)置在該錐形空間的中心軸 附近的磁控開(kāi)關(guān)，并且所述質(zhì)量體具有磁性，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定 角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部，所述磁控開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁變化并觸發(fā)相應(yīng) 動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器為設(shè)置在該錐形空間的中心軸 附近的電感線圈，并且所述質(zhì)量體具有磁性，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定 角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部，所述電感線圈檢測(cè)電感變化并觸發(fā)相
應(yīng)動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器為該錐形空間底部設(shè)置的發(fā)送 /接收聲波裝置，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形 空間的底部，發(fā)送/接收聲波裝置檢測(cè)聲波回傳的反應(yīng)時(shí)間差異并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng) 作。
根據(jù)本發(fā)明的傾斜傳感器，所述檢測(cè)傳感器為發(fā)光件和收光件，該發(fā)光件 和收光件分別設(shè)置在錐形空間的中心軸附近并位于容器水平放置時(shí)的質(zhì)量體 兩側(cè)，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部， 所述收光件即可接收發(fā)光件的光并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
本發(fā)明傾斜傳感器通過(guò)在容器內(nèi)形成立體的錐形空間，且該錐形空間的底 部放置有至少一質(zhì)量體，例如鋼珠，當(dāng)容器在二維方向的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角 度時(shí)，該質(zhì)量體會(huì)移出錐形空間的底部，再通過(guò)檢測(cè)傳感器來(lái)檢測(cè)質(zhì)量體的位 移并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。本發(fā)明傾斜傳感器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，而且能夠準(zhǔn) 確地檢測(cè)對(duì)象物在二維方向的傾斜狀態(tài)。


圖1A和圖1B為現(xiàn)有技術(shù)第一種傾斜傳感器的平面圖和橫截面?zhèn)仁緢D2A和圖2B為現(xiàn)有技術(shù)第二種傾斜傳感器的平面圖和橫截面?zhèn)仁緢D； 圖3 A和圖3 B為現(xiàn)有技術(shù)第三種傾斜傳感器的平面圖和橫截面?zhèn)仁緢D； 圖4為本發(fā)明提供的第一實(shí)施例橫截面結(jié)構(gòu)圖5A、圖5B和圖5C為本發(fā)明提供的第二實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)分解截面示意
圖6為本發(fā)明提供的第二實(shí)施例一體化成型立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明提供的第二實(shí)施例組裝立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供的傾斜傳感器如圖4、圖5A、圖5B和圖5C所示，包括一容
器301，該容器301可以為至少兩個(gè)組件組接而成的密封容器，以方便維修和 安裝。本發(fā)明的第一實(shí)施例中，所述容器301由底板302、中間板303和上蓋 板304組接而成，如圖4所示，并且在所述底板302內(nèi)大致形成一錐形空間 400，中間板303搭設(shè)在底板302之上，通過(guò)上蓋板304將所述底板302和中 間板303蓋合。本發(fā)明第二實(shí)施例中，所述容器301由底板402、中間板403 和上蓋板404組接而成，如圖5A 5C所示，并且在所述中間板403內(nèi)大致形 成一錐形空間400，該中間板403搭設(shè)在底板402之上，該中間板403可以與 上蓋板404 —體成型如圖6所示，本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，亦可在中間板 403上設(shè)置凸柱412如圖5B，該凸柱412可嵌入上蓋板404的開(kāi)口 413如圖7 所示，由此將中間板403與上蓋板404蓋合。本發(fā)明第二實(shí)施例中，中間板 403的側(cè)壁415突出，與底板402的開(kāi)口側(cè)壁416相嵌合，以蓋合底板402和 中間板403，最后由固定板414進(jìn)行固定封合。作為本發(fā)明第三實(shí)施例，所述 容器301亦可為一體成型的密封容器，其內(nèi)同樣形成一錐形空間400。
在所述錐形空間400內(nèi)放置有一個(gè)或多個(gè)質(zhì)量體405。當(dāng)容器301水平放 置時(shí)，所述質(zhì)量體405位于錐形空間400尖型的底部的開(kāi)口410上，而當(dāng)容器 301的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度e時(shí)，該質(zhì)量體405在重力(Gravitational Force) 作用下，移出錐形空間400的底部。所述開(kāi)口410的孔徑須盡量細(xì)小，不能大 于質(zhì)量體405的直徑，否則容易影響質(zhì)量體移動(dòng)的靈活性，甚者引發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)。 例如，當(dāng)傾斜傳感器快速翻轉(zhuǎn)180°時(shí)，若開(kāi)口410的孔徑太大，質(zhì)量體405 則可能陷于該開(kāi)口410中，無(wú)法移出錐形空間400的底部，從而影響傾斜傳感 器的性能。作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，該質(zhì)量體405底部表面為圓弧面 或整體呈圓球狀，如鋼珠、玻璃珠、膠珠構(gòu)成，但本發(fā)明的質(zhì)量體形狀不限于 此，只要其在容器301的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度9時(shí)能容易移出錐形空間400 的底部，形狀為長(zhǎng)方體、三角體等也可以。所述預(yù)定角度e為容器301水平放 置時(shí)，錐形空間400的斜面與地平面的角度，其范圍是0°<0<90°，可根據(jù)實(shí)
際需要在此范圍內(nèi)設(shè)定該預(yù)定角度e。
所述容器301還包括若干與錐形空間400連通的規(guī)則或不規(guī)則空間，參見(jiàn) 圖4、圖5A和5B，錐形空間400上下方包括有三個(gè)規(guī)則或不規(guī)則空間406、 407、 408。其中，空間408與開(kāi)口 410相貫通。所述空間406、 408可用于容 置檢測(cè)傳感器409。該檢測(cè)傳感器409用于檢測(cè)質(zhì)量體405的位移并觸發(fā)相應(yīng)
動(dòng)作或報(bào)警動(dòng)作，與一控制裝置(圖中未示)無(wú)線或有線連接。作為本發(fā)明的
另一實(shí)施方式，其也可以位于錐形空間400內(nèi)，不局限于與錐形空間400連通 的規(guī)則狀空間或不規(guī)則空間內(nèi)。當(dāng)所述檢測(cè)傳感器409檢測(cè)出質(zhì)量體405發(fā)生 位移時(shí)，發(fā)送信號(hào)給控制裝置以進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。
所述第一、第二和第三實(shí)施例中，該檢測(cè)傳感器409為設(shè)置于錐形空間 400底部的重量傳感器。當(dāng)容器301的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度6時(shí)，質(zhì)量體405 移出錐形空間400的底部，原本承放質(zhì)量體405的重量傳感器409檢測(cè)到該重 量變化，進(jìn)而觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作。所述重量傳感器409可由壓電材料 (piezoelectric material)制成或由彈簧組成。
作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，該重量傳感器409包括支撐體和凸起觸點(diǎn)， 其中，支撐體架設(shè)在錐形空間400尖型的底部的開(kāi)口410上，用于支撐凸起觸 點(diǎn)，并感應(yīng)凸起觸電的壓力狀況。所述凸起觸點(diǎn)由壓電材料或彈簧組成，當(dāng)容 器301水平放置，質(zhì)量體405與之相接觸，并對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行擠壓，凸起觸點(diǎn)變形； 而當(dāng)容器301的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度e時(shí)，該質(zhì)量體405在重力作用下，移 出錐形空間400的底部，離開(kāi)凸起感應(yīng)觸點(diǎn)，此時(shí)該觸點(diǎn)恢復(fù)原形，壓力消失。 支撐體設(shè)置變壓器，其與電路電連接。當(dāng)支撐體感應(yīng)到凸起觸點(diǎn)的壓力產(chǎn)生變 化時(shí)，由變壓器產(chǎn)生相應(yīng)的電壓或電流，然后驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生并發(fā)送感應(yīng)信號(hào)。
本發(fā)明傾斜傳感器的第四實(shí)施例，結(jié)構(gòu)上與第一實(shí)施例大體相同，不同之 處在于，此處，檢測(cè)傳感器409為一電路開(kāi)關(guān)，該電路開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接觸點(diǎn)設(shè)在 該錐形空間400的底部，并且質(zhì)量體405具有導(dǎo)電性。當(dāng)所述容器水平放置時(shí) 該質(zhì)量體405將兩個(gè)接觸點(diǎn)短路，而當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度e 時(shí)，該質(zhì)量體405移出錐形空間400的底部，所述電路開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接觸點(diǎn)斷開(kāi) 并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
本實(shí)施例中，該電路開(kāi)關(guān)409還與電源、充電電容相連，且一回路電路與 該充電電容并聯(lián)，當(dāng)質(zhì)量體405將兩個(gè)接觸點(diǎn)電路，相當(dāng)于電路開(kāi)關(guān)閉合，此 時(shí)充電電容、電路開(kāi)關(guān)以及電源構(gòu)成閉合回路，電容充電。當(dāng)質(zhì)量體405移出 錐形空間400的底部的兩個(gè)接觸點(diǎn)，電路開(kāi)關(guān)開(kāi)路，電源停止供電，此時(shí)與充 電電容并聯(lián)的回路電路在充電電容的放電作用下產(chǎn)生相應(yīng)的電壓或電流，然后 驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生并發(fā)送感應(yīng)信號(hào)。
作為本發(fā)明的第五實(shí)施例，同樣的，結(jié)構(gòu)上與第一實(shí)施例大體相同，不同
之處在于所述檢測(cè)傳感器409為設(shè)置在該錐形空間400的中心軸附近的磁控開(kāi) 關(guān)(reed switch)，并且所述質(zhì)量體405具有磁性，當(dāng)所述容器301的傾斜角 度超過(guò)預(yù)定角度e時(shí)，該質(zhì)量體405移出錐形空間400的底部，此時(shí)，質(zhì)量體 405在磁控開(kāi)關(guān)409附近產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)發(fā)生變化，該磁控開(kāi)關(guān)409檢測(cè)磁變 化并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。本發(fā)明的一個(gè)變型，所述磁控開(kāi)關(guān)409可以設(shè)置在中心軸 附近的不與質(zhì)量體405位移軌跡發(fā)生沖突的錐形空間400或其它空間。
本實(shí)施例中，該磁控開(kāi)關(guān)409與一閉合回路電路相連，當(dāng)質(zhì)量體405位于 錐形空間400的底部時(shí)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)比較大，促使磁控開(kāi)關(guān)409保持?jǐn)嚅_(kāi)狀 態(tài)，所述閉合回路電路開(kāi)路；當(dāng)質(zhì)量體405移出錐形空間400的底部，此時(shí)質(zhì) 量體405遠(yuǎn)離磁控開(kāi)關(guān)409，降低對(duì)磁控開(kāi)關(guān)409的磁場(chǎng)控制，所述磁控開(kāi)關(guān) 409閉合，相應(yīng)的閉合回路電路導(dǎo)通，該電路產(chǎn)生并發(fā)送感應(yīng)信號(hào)給控制單元 進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。
作為本發(fā)明的第六實(shí)施例，所述檢測(cè)傳感器409為設(shè)置在該錐形空間400 的中心軸附近的電感線圈，并且所述質(zhì)量體405具有磁性，當(dāng)所述容器401 的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度e時(shí)，該質(zhì)量體405移出錐形空間400的底部，所述 電感線圈409檢測(cè)電感變化并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。所述電感線圈409可以設(shè)置在中 心軸附近的不與質(zhì)量體位移軌跡發(fā)生沖突的錐形空間400或其它空間。
本實(shí)施例中，電感線圈409與一回路電路磁連接，質(zhì)量體405與電感線圈 409之間磁場(chǎng)產(chǎn)生電壓源，所述磁場(chǎng)大小與電壓大小呈正比。所述回路電路是 低壓驅(qū)動(dòng)電路即電壓源為高電壓，回路電路停止工作，電壓源為低電壓，回路 電路導(dǎo)通。產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。上述質(zhì)量體405與電感線圈409之間的磁場(chǎng)大小由 質(zhì)量體405與電感線圈409的距離、電感線圈的匝數(shù)、長(zhǎng)度以及質(zhì)量體的磁性 決定。當(dāng)質(zhì)量體405位于錐形空間400的底部，其離電感線圈409近，相應(yīng)產(chǎn) 生的磁場(chǎng)大，從而產(chǎn)生高電壓，由此不能驅(qū)動(dòng)回路電路，而當(dāng)質(zhì)量體405移出 錐形空間400的底部，遠(yuǎn)離電感線圈409時(shí)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)變小，當(dāng)磁場(chǎng)小到 一定程度，產(chǎn)生低電壓，由此回路電路導(dǎo)通，產(chǎn)生并發(fā)射感應(yīng)信號(hào)給控制單元 進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。
作為本發(fā)明的第七實(shí)施例，所述檢測(cè)傳感器409為該錐形空間400底部設(shè) 置的發(fā)送/接收聲波裝置，當(dāng)所述容器301的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度e時(shí)，該 質(zhì)量體405移出錐形空間400的底部，發(fā)送/接收聲波裝置409檢測(cè)聲波(包
括超聲波)回傳的反應(yīng)時(shí)間差異并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
作為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述發(fā)送/接收聲波裝置409置于不規(guī)
則空間408，當(dāng)質(zhì)量體405位于錐形空間400的底部時(shí)，其與質(zhì)量體間的距離 小于質(zhì)量體移出錐形空間400的底部時(shí)的距離，相應(yīng)的，其從發(fā)送聲波到位于 錐形空間400的底部的質(zhì)量體405到檢測(cè)到聲波回傳的反應(yīng)時(shí)間也小于質(zhì)量體 移出錐形空間400的底部時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，由此根據(jù)聲波回傳反應(yīng)時(shí)間差異，發(fā) 送/接收聲波裝置409觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作。
作為本發(fā)明的第八實(shí)施例，所述檢測(cè)傳感器409為發(fā)光件和收光件，該發(fā) 光件和收光件分別設(shè)置在錐形空間400的中心軸附近并位于容器301水平放置 時(shí)的質(zhì)量體405兩側(cè)，如圖6或圖7所示，發(fā)光件409a設(shè)置在錐形空間400 的頂部，而收光件409b設(shè)置在錐形空間400的底部。當(dāng)所述容器301的傾斜 角度超過(guò)預(yù)定角度e時(shí)，該質(zhì)量體405移出錐形空間400的底部，所述收光件 409b即可接收發(fā)光件409a的光(例如，可視光、紅外線、激光等)并觸發(fā)相 應(yīng)動(dòng)作。發(fā)光件409a和收光件40%可以設(shè)置在中心軸附近的不與質(zhì)量體位移 軌跡發(fā)生沖突的錐形空間400或其它空間，優(yōu)選地，發(fā)光件409a和收光件409b 設(shè)置在圖3中的三個(gè)規(guī)則或不規(guī)則空間406、 407、 408內(nèi)。當(dāng)質(zhì)量體405移出 錐形空間400的底部開(kāi)口 410時(shí)，位于空間408的發(fā)光體發(fā)射光線或紅外線， 所述光線或紅外線直接穿過(guò)錐形空間400，到達(dá)至位于空間406的收光件，從 而觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作。
本實(shí)施例中，所述發(fā)光件409a可由發(fā)光二級(jí)管LED等光元件構(gòu)成，所述 收光件409b可由光敏電阻構(gòu)成。該光敏電阻與一閉合回路電路電連接。當(dāng)光 線照射至收光件409b的光敏電阻時(shí)，其電阻小，閉合回路電路中的電流劇增， 驅(qū)使閉合回路電路發(fā)送感應(yīng)信號(hào)至控制單元進(jìn)行相應(yīng)的處理。而無(wú)光線時(shí)，光 敏電阻的電阻很大，閉合回路中的電流小，無(wú)法驅(qū)動(dòng)閉合回路電路發(fā)送感應(yīng)信 號(hào)。
綜上所述，本發(fā)明傾斜傳感器通過(guò)在容器內(nèi)大致形成立體的錐形空間，且 該錐形空間的底部放置有至少一質(zhì)量體，例如鋼珠，當(dāng)容器在二維方向的傾斜 角度超過(guò)預(yù)定角度e時(shí)，該質(zhì)量體會(huì)移出錐形空間的底部，再通過(guò)檢測(cè)傳感器 來(lái)檢測(cè)質(zhì)量體的位移并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。借此，本發(fā)明傾斜傳感器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 成本低廉，而且能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)對(duì)象物在二維方向的傾斜狀態(tài)?？梢岳斫獾氖牵瑢?duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技 術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其它各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形 都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種傾斜傳感器，其特征在于，包括有一容器，該容器內(nèi)大致形成立體的錐形空間；至少一質(zhì)量體，該質(zhì)量體放置于所述錐形空間內(nèi)，當(dāng)所述容器水平放置時(shí)，該質(zhì)量體位于錐形空間的底部，而當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體則移出錐形空間的底部；檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)所述品質(zhì)體的位移并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述預(yù)定角度e為 該容器水平放置時(shí)，所述錐形空間的斜面與地平面的角度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述預(yù)定角度e的范圍是0°<0<90°。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述容器為至少兩個(gè)組件組接而成的密封容器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述容器由底板、 中間板和上蓋板組接而成，并且所述底板內(nèi)形成該錐形空間，該中間板搭設(shè)在 底板之上，該上蓋板將所述底板和中間板蓋合。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述容器由底板、 中間板和上蓋板組接而成，并且所述中間板內(nèi)形成該錐形空間，該中間板搭設(shè) 在底板之上，該上蓋板將所述底板和中間板蓋合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述容器為一體成 型的密封容器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述質(zhì)量體的底部 表面為圓弧面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述質(zhì)量體呈圓球狀。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述容器中還包括 若干與所述錐形空間連通的規(guī)則狀空間或者不規(guī)則狀空間。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)傳感器 容置在所述錐形空間內(nèi)，或者所述檢測(cè)感應(yīng)器容置在與錐形空間連通的規(guī)則狀 空間或不規(guī)則狀空間內(nèi)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)傳感器觸 發(fā)的相應(yīng)動(dòng)作包括控制動(dòng)作或者報(bào)警動(dòng)作。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)傳感器與一控制裝置無(wú)線或有線連接，當(dāng)所述檢測(cè)傳感器檢測(cè)出質(zhì)量體發(fā)生位移時(shí)，則 發(fā)送信號(hào)給控制裝置以進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1 13任一項(xiàng)所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢 測(cè)傳感器為該錐形空間底部設(shè)置的重量傳感器，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù) 定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部，所述重量傳感器檢測(cè)重量的變化并 觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1 13任一項(xiàng)所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢 測(cè)傳感器為電路開(kāi)關(guān)，該電路開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接觸點(diǎn)設(shè)在該錐形空間的底部，并且 所述質(zhì)量體具有導(dǎo)電性，當(dāng)所述容器水平放置時(shí)該質(zhì)量體將兩個(gè)接觸點(diǎn)短路， 而當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部，所 述電路開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接觸點(diǎn)斷開(kāi)并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1 13任一項(xiàng)所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢 測(cè)傳感器為設(shè)置在該錐形空間的中心軸附近的磁控開(kāi)關(guān)，并且所述質(zhì)量體具有 磁性，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部， 所述磁控開(kāi)關(guān)檢測(cè)磁變化并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1 13任一項(xiàng)所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢 測(cè)傳感器為設(shè)置在該錐形空間的中心軸附近的電感線圈，并且所述質(zhì)量體具有 磁性，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部， 所述電感線圈檢測(cè)電感變化并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1 13任一項(xiàng)所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)傳感器為該錐形空間底部設(shè)置的發(fā)送/接收聲波裝置，當(dāng)所述容器的傾斜角 度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部，發(fā)送/接收聲波裝置檢測(cè) 聲波回傳的反應(yīng)時(shí)間差異并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作。
19、 根據(jù)權(quán)利要求1 13任一項(xiàng)所述的傾斜傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)傳感器為發(fā)光件和收光件，該發(fā)光件和收光件分別設(shè)置在錐形空間的中心軸 附近并位于容器水平放置時(shí)的質(zhì)量體兩側(cè)，當(dāng)所述容器的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角 度時(shí)，該質(zhì)量體移出錐形空間的底部，所述收光件即可接收發(fā)光件的光并觸發(fā) 相應(yīng)動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種傾斜傳感器，包括有一容器，該容器內(nèi)形成立體的錐形空間；至少一質(zhì)量體，該質(zhì)量體放置于所述錐形空間內(nèi)，當(dāng)所述容器水平放置時(shí)，該質(zhì)量體位于錐形空間的底部，而當(dāng)所述容器在二維方向的傾斜角度超過(guò)預(yù)定角度時(shí)，該質(zhì)量體則移出錐形空間的底部；檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)質(zhì)量體的位移并觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作，例如控制或報(bào)警動(dòng)作。本發(fā)明傾斜傳感器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，而且能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)對(duì)象物在二維方向的傾斜狀態(tài)。
文檔編號(hào)H01H36/00GK101377419SQ20071014573
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
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