TWI435979B - 擺動裝置及其轉動狀態偵測裝置與訊息顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種共振技術,尤其是指一種可以隨著轉動而共振以及利用擺動共振的方式偵測轉動狀態之一種擺動裝置及其轉動狀態偵測裝置與訊息顯示裝置。
隨著環保意識的抬頭,自行車已不只是代步工具,更是現代人休閒娛樂以及運動健身的工具。根據統計,2007年全球自行車產量達到1.3億輛,每年成長率約為3%~5%。因此,自行車周邊商品,例如自行車燈,也越來越受歡迎。目前的自行車燈不僅有警示功能而已,隨著科技發展,安裝於車輪上的LED燈已可做到固定圖案的功能。這些絢麗的周邊功能已成為現代人流行文化的代表。
關於固定圖案的自行車警示燈,已有前案可循,例如US5800039、US6072386、US6492963等。這些前案係將LED燈裝置於自行車輪子上,當輪子旋轉時,有一感測器感知車輪位置以及速度,然後利用一個控制器控制LED燈明滅的時間,由於人眼有視覺暫留,因此看起來就成為一個固定不動的圖案。此類習知技術必須有兩個關鍵元件:感測器以及電池。前者用於感知車輪位置以及速度,後者用於提供能源使LED燈發亮。就組裝的角度而言,越多元件組裝越不易。因此若有一個元件兼有提供能源以及感測車輪位置的功能,組裝成本將可大幅降低。此外,習知技術採用電池提供電源,電池的製造過程常造成許多污染,廢棄的電池隨意丟置,更造成環境的負擔。因此環保的供電裝置已成為現代社會的共識。
應用於自行車的獵能器已有前案可循,例如US6002187、US7275844等。這些獵能器均利用電磁感應原理,磁鐵固定於輪圈,線圈固定於車架上,當車輪轉動,帶動磁鐵通過線圈,即可產生感應電流。然而線圈所產生的感應電流只能用於車架上,例如固定於車架上之頭燈,無法將能量傳給跟輪圈一起轉動之LED燈。此外,這些獵能器均會產生阻力,使得自行車使用者踩踏時更費力。
關於固定圖案的自行車警示燈,可參考US5800039、US6072386、US6492963等。LED燈明滅的時機必須配合車輪位置及車速,這些習知技術均利用一感測器測得車速,且需另外加裝電池供電。
本發明提供一種擺動裝置,其係於能量供應體上設置一擺動機構,藉由調整該擺動機構與該能量供應體間的距離與該擺動機構之一特徵量間的比值,以使該擺動機構之擺動頻率可以隨該能量供應體之運動頻率的變化而產生共振。
本發明提供一種轉動狀態偵測裝置,其係以擺動機構之擺動頻率與轉動物體之轉動頻率一致,因此可用於測量車速具有感測轉動物體之轉動狀態的功能,可充分取代習用之轉速感測器,該轉動狀態偵測裝置具有零件較少,組裝上更為方便之優點。此外,該轉動狀態偵測裝置可獵取轉動物體之動能並轉化為電能,同時具有感測轉動物體位置及速度的功能,因此可以一個裝置同時取代感測器及電池,在組裝上更為方便,由於只要轉動物體轉動,便可源源不絕的供電,因此免去換電池的困擾,也避免了廢棄電池可能污染環境的疑慮。
本發明提供一訊息顯示裝置,其係更可利用共振擺動而自主產生電能,再與顯示元件組合以顯示關於轉動狀態之訊息或者是特定圖案或警示訊息之影像。
本發明所提供之轉動狀態偵測裝置以及訊息顯示裝置,其係可以自主發電,利用磁鐵與線圈均固定於車輪上,因此可將能量傳給固定於車輪之顯示單元。此外,本發明利用車輪旋轉時重力分量的改變,亦即能量來源為重力所做之功,使用者踩踏時不需額外增加力氣。
在一實施例中,本發明提供一種擺動裝置,包括:一能量供應體,其係進行一轉動運動;以及一擺動機構,其係設置於該能量供應體上,該擺動機構距離該能量供應體之轉動軸心一特定距離,該擺動機構具有一特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,進而使得該擺動機構於該能量供應體轉動時產生共振,其中該特徵量係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構質量和一特徵距離乘積之比值。
在另一實施例中,本發明提供一種轉動狀態偵測裝置,包括:一能量供應體,其係進行一轉動運動;一擺動機構,其係設置於該能量供應體上,該擺動機構距離該能量供應體之轉動軸心一特定距離,該擺動機構具有一特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,進而使得該擺動機構於該能量供應體轉動時產生共振而產生關於擺動頻率之一電訊訊號,其中該特徵量係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構質量和一特徵距離乘積之比值;以及一控制單元,其係根據該電訊訊號決定該能量供應體之轉動狀態。
在另一實施例中,本發明更提供一種具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,包括:一能量供應體,其係進行一轉動運動;一擺動機構,其係設置於該能量供應體上,該擺動機構距離該能量供應體之轉動軸心一特定距離,該擺動機構具有一特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,進而使得該擺動機構於該能量供應體轉動時產生共振而產生關於擺動頻率之一電訊訊號,其中該特徵量係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構質量和一特徵距離乘積之比值;一控制單元,其係根據該電訊訊號決定該能量供應體之轉動狀態,並產生一控制訊號;以及一顯示單元,其係與該控制單元相連接,該顯示單元係根據該控制訊號顯示對應的訊息。
為使 貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解,下文特將本發明之裝置的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明,以使得審查委員可以了解本發明之特點,詳細說明陳述如下:請參閱圖一A與圖一B所示,其中圖一A係為本發明之轉動狀態偵測裝置實施例示意圖,圖一B係為圖一A中之擺動機構放大示意圖。在本實施例中,該轉動狀態偵測裝置1具有一能量供應體10、一擺動機構11以及一控制單元12。該能量供應體10係提供一轉動運動90,在另一實施例中,該轉動運動再配合一平移運動即可形成滾動運動。因此該能量供應體10可以為單純轉動的物體或者是滾動的物體,例如:車輪。該擺動機構11,其係設置於該能量供應體10上,該擺動機構10之擺動中心91到該能量供應體10之轉動中心100一特定距離R,該擺動機構11具有一特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,其中該特徵量係為該擺動機構11之轉動慣量與擺動機構11質量和一特徵距離乘積的比值,該擺動機構11於該能量供應體10轉動時產生共振,進而產生一電訊訊號。其中,在本實施例中,該轉動慣量係為對擺動中心之轉動慣量。不過,轉動慣量要針對某一點來定義,亦即對不同點所定義之轉動慣量,其值是不同的,至於哪一點可以根據使用者之決定,並不以本發明之以擺動中心為限制。產生電訊訊號的方式可以利用在擺動體上設置一磁性體與線圈的組合,利用擺動時線圈切割磁力線產生電流以形成該電訊訊號。該控制單元12,其係根據該電訊訊號決定該能量供應體10之轉動狀態。
在圖一中,該擺動機構11連接於一能量供應體10上,該能量供應體10的轉動角速度為ω,其轉動中心100可為靜止或一平移運動,使得該能量供應體10呈現轉動或者是滾動運動。擺動機構與能量供應體之轉動中心100距離為R,則此擺動機構11受到一離心加速度a為式(1)所示:
a
=ω2 R
(1)
當能量供應體10旋轉時,此擺動機構11所受重力將隨其位置之改變而變化,進而帶動此擺動機構11以擺動中心91進行擺動。設定一座標系(x,y,z),其中z軸垂直於能量供應體之轉動平面,擺動機構11的質心93擺置於-y方向。擺動機構11的質心93係與擺動中心91相距d。假設擺動機構11的體積為V,質量密度為ρ,其為座標(x,y,z)之函數。亦即擺動機構11可由不同密度之物質所組成。根據振動學原理,假設擺動角度為θ,則擺動機構11之運動方程式為如式(2)所示:
其中t為時間,g為重力加速度,因此擺動機構11對擺動中心91之轉動慣量I如下式(3)所示:
此外,該擺動機構11更具有一等效彈性常數K,如下式(4)所示,其係為角速度ω、特定距離R以及一等效常數的關係式:
因此,根據式(3)與(4),可以得到擺動自然頻率ωn
為下式(5)所示:
其中L *
係為一特徵量,其係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構質量和一特徵距離乘積的比值,其係如下式(6)所示:
其中I為擺動機構對擺動中心的轉動慣量,M為擺動機構的質量,d為該特徵距離,在本實施例中,該特徵距離係為擺動機構質心到擺動中心的距離。根據振動學中的共振原理,若能量供應體體10之轉動運動的角速度(旋轉頻率)接近於擺動機構11之自然頻率,則擺動機構11會發生共振現象。亦即當方程式(7)成立時,共振現象發生:
因此可經過適當的挑選擺動機構的尺寸、密度、形狀等參數使得,亦即經由適當的挑選擺動機構的尺寸、密度、形狀等參數使得擺動機構隨著能量供應體的運動而產生共振。在本實施例中,該特定距離R與該特徵量L *
之比值介於可讓擺動機構產生共振的一特定範圍之間。要說明的是,該特定範圍係會隨著以擺動中心所建立之座標系的改變而有所變化。例如:在圖一中以擺動中心91所建立之座標系中,擺動機構質心93係位於座標系之-y方向,在這樣的座標系下,,因此經過運算後所得到的特定範圍係如下式(8)所示,亦即介於0.1至10之間:
雖然本發明僅以擺動機構之質心在-y方向的座標系作為實施例之說明,但是熟悉此項技術之人可以根據本發明之精神改變定義之座標系而變動式(8)的範圍,因此並不以式(8)之範圍為限制。
當擺動機構隨能量供應體轉動而擺動時,可以由方程式(2)得知,擺動機構11的擺動頻率與能量供應體10之轉動頻率一致,因此可藉由擺動機構11的擺動頻率得知能量供應體10之轉動狀態。該轉動狀態包括有轉動的角度或者是轉動角速度。如果是滾動時,則可根據轉動狀態換算該能量供應體之位移速度位置及滾動距離。
如圖二A所示,該圖係為本發明之擺動機構設置於能量供應體之另一實施例示意圖。在本實施例中,該擺動機構11包括有一擺動部110以及一配重部111。該擺動部110,其係設置於該能量供應體10之位置92上且以一擺動中心112進行擺動,該擺動中心112與該能量供應體10之轉動軸心100相距一特定距離r。該配重部111,其係與該擺動部110相連接以使該擺動機構11之擺動頻率能隨該能量供應體10所供應之能量頻率之變化而改變。
請參閱圖二B所示,該圖係為本發明圖二A中之擺動機構實施例放大示意圖。該擺動部110其係具有一質量體1100以及一桿體1101。該桿體1101係以一端與該擺動中心112相連接,而該質量體1100其係與該桿體1101之另一端相連接。該質量體1100係可為具有磁性之物質、非磁性物質或者是金屬與磁性物質結合之結構。該配重部111,其係與該擺動部110相連接以使該擺動部110之擺動頻率
能隨該能量供應體10所供應之能量頻率之變化而改變。在本實施例中,該配重部111具有一對質量體1110與1111以及一桿體1112。其中,該桿體1112之中心係與該擺動中心112相連接,而該對質量體1110與1111,其係分別與該桿體1112之兩端相連接。
根據振動學之基礎,圖二B之系統之運動模式可以式(9)來表示。
其中,m1
與m2
分別代表圖二B中之質量體1100與1110、1111。L1
則代表桿體1101之長度;L2
則代表桿體1112之一半長度。而θ
則代表擺動機構11擺動之角度。由於能量供應體10在轉動的過程中,對於該擺動機構11所產生之向心力為式(10)所示:
其中a為向心加速度,r為擺動機構之擺動中心112與能量供應體中心距離,R為能量供應體之半徑,而V為能量供應體滾動過程中質心的速度,其中為角速度ω
。因此,根據式(9)與式(10),可以求出代表擺動機構11的自然頻率ω n
如下式(11)所示:
而L*
之大小如式(12)所示:
在式(11)中,ωn
代表擺動機構11的自然頻率,而ω則表示能量供應體10在滾動或轉動時的角速度或者是轉動頻率。由式(11)與式(12)可以發現m1
、m2
、L1
與L2
之關係。由於本發明具有配重部111之故,因此當能量供應體在旋轉的時候,離心力會使得擺動機構11之自然頻率ωn
隨著ω之改變而自動調變。亦即,當輪胎之轉速ω增加時,擺動機構之自然頻率ωn
也會隨之增加;反之,當輪胎之轉速ω減慢時,擺動機構之自然頻率ωn
也會隨之減慢。請參閱圖二C所示,該圖係為本發明之擺動機構於能量供應體轉動時所產生之擺動情形示意圖。當能量供應體10逆時針旋轉時,設置於能量供應體10上之位置92的擺動機構11,其擺動部110以及配重部111之擺動狀態。圖中位置92以外的擺動機構,係為當該能量供應體20轉動或滾動至不同時間點時擺動機構11之位置以及其對應該位置之擺動狀態。可以發現當能量供應體10轉動一圈時,擺動機構11也擺動一個週期。因此可以確定在本發明之擺動機構11設計原則下,擺動機構11的擺動頻率與能量供應體10轉動頻率一致。
請參閱圖三所示,該圖係為本發明之轉動狀態偵測裝置另一實施例示意圖。在本實施例中,該轉動狀態偵測裝置3具有能量供應體30、一擺動機構31以及一感應線圈部33。該感應線圈部33可以隨著擺動機構31的擺動而產生感應電流。圖三之實施例中,擺動機構31具有擺動部310與配重部311,其結構基本上與圖二B之擺動部110與配重部111類似,差異的是,配重部311上之該對的質量體分別為具有磁性之質量體3110與3111,可以提供一磁場。而該對感應線圈部33則具有兩組線圈330與331,其係分別設置於該對磁性質量體3110與3111之一側。當該能量供應體30轉動的時候,該磁性擺動機構31會產生共振,因此該磁性質量體3110與3111在擺動的過程中,會與對應之感應線圈330與331產生感應電流,產生之感應電流可儲存於與該感應線圈部33相連接之儲能裝置34內。
請參閱圖四A所示,該圖係為本發明之訊息顯示裝置第一實施例示意圖。該訊息顯示裝置4係包括有一能量供應體40、一擺動機構41、一控制單元42、一無線傳輸單元43以及一顯示單元44。該能量供應體40可以提供一轉動運動或者是滾動運動,在本實施例中,該能量供應體40係為一腳踏車之車輪。該擺動機構41,其係設置於該能量供應體40上,該擺動機構41距離該能量供應體之轉動軸心一特定距離,該擺動機構具有一特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,其中該特徵量係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構之等效常數之比值,該擺動機構於該能量供應體轉動時產生共振,進而產生一電訊訊號。該控制單元42,其係根據該電訊訊號決定該能量供應體40之轉動狀態,並產生一控制訊號。該顯示單元44,其係與該控制單元電訊連接,該顯示單元44係根據該控制訊號顯示對應的訊息。該顯示單元44更具有一顯示器440以及一無線接收單元441,該顯示器係可為發光二極體顯示器或者是液晶顯示器等。
如圖四B所示,該圖係為本發明圖四A之訊息顯示裝置之顯示單元配置實施例示意圖。該顯示單元44係為自行車上所配置之時速表上的顯示器,圖四B中係為設置於把手上的實施例,但實際上並不以此為限,例如:該顯示單元44亦可以配帶於騎乘者之手上。再回到圖四A所示,根據前述之理論,擺動機構41因為車輪的轉動而產生共振形成之感測訊號,經控制單元42接收之後,經過演算處理可以直接得到車輪40的轉動頻率ω
。該轉動頻率ω
可以經由與時間的換算得到轉動距離,亦即自行車騎乘者所騎乘的距離,有了距離與時間差進行演算即可得到自行車騎乘的車速。前述的轉速、距離以及車速的訊息,可以藉由控制單元的演算得知,然後再經過無線傳輸單元43的無線傳輸,並由該顯示單元44內的無線接收單元441接收,經過訊號處理之後而顯示在顯示器440上。使用者可以隨時根據顯示單元的顯示訊息得知現在騎乘的狀態。
如圖四C所示,該圖係為圖四A之擺動機構另一實施例示意圖。圖四A中對於運算所需的電力可以藉由電力元件來提供,該電力元件係為電池或者是經由使用者腳踏踏板轉動、或者是經由車輪轉動的方式發電來提供。但在圖四C之實施例中,所具有的供電方式係為利用擺動機構擺動過程中產生電力。根據前述的演算式當該擺動機構具有之特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,其中該特徵量係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構質量和一特徵距離乘積之比值,該擺動機構於該能量供應
體轉動時產生共振,因此擺動機構可以得到最大的擺動幅度,藉由該擺動幅度來發電則為圖四C之實施例的特徵。圖四C之擺動機構41具有一第一板體410其係固定於車輪40輪框的框架400上,該第一板體410上具有一轉動樞軸4100,在該第一板體410上更開設有一凹槽411,其內配置有一感應線圈部412,其係具有複數個線圈4120。該擺動機構41更具有一第二板體413,其係樞接於該轉動樞軸4100上,該第二板體413上配置有一擺動部414以及一配重部415。該擺動部414係具有一板體4140,其上具有質量體4141。該板體4140係固定於該第二板體413上,為了讓該板體4140可以調整位置以改變參數,該第二板體413上設置有一滑槽4130,使該板體4140可於該滑槽4130上滑動以調整該擺動部414與該轉動樞軸4100之距離。該配重部415則為複數個磁性質量體4150所構成,其係與第一板體410上的複數個線圈4120相對應。當車輪40轉動時,擺動機構41的第二板體413就會以轉動樞軸4100為擺動中心開始擺動,而在擺動的過程中,磁性質量體4150與線圈4120則可感應產生電流。該感應線圈部412更與整流單元416以及儲電單元417相連接,藉由儲電單元417直接提供電力給控制單元42。
請參閱圖五A所示,該圖係為本發明之訊息顯示裝置第二實施例示意圖。在本實施例中,該訊息顯示裝置5係包括有一能量供應體50、一擺動機構51、一控制單元52以及一顯示單元53。該能量供應體50、擺動機構51、控制單元52的特徵係如同圖四A至圖四C所示之能量供應體40、擺動機構41與控制單元42,圖五A之實施例與圖四A差異的是,圖五A之顯示單元53,係為一發光元件模組,其係直接設置於能量供應體上50,該發光元件模組具有複數個排成一列的發光元件530,本實施例中,該發光元件530係為發光二極體,但不以此為限。當能量供應體50(本實施例為腳踏車輪)在轉動的時候,同樣地擺動機構51可以因為共振產生一感測訊號。該控制單元52根據該感測訊號得知腳踏車車輪的轉動頻率,根據轉動頻率即可控制該列的發光二極體元件特定的發光二極體發光,由於車輪處於轉動狀態,因此該顯示單元53藉由人體視覺暫留的現象可以讓能量供應體50顯示出特定的影像或者是訊息。
例如,如果要讓車輪顯示出如圖五B中的圖案54,只要藉由一列的發光元件即可達成。如圖五C所示,由於車輪50在轉動的時候,顯示單元53也會跟著轉動,因此在t1
的時候,對應該圖五B的影像時,是要發光元件(530a~530d)發光,而當轉到t2
時,則是由僅有發光元件530c發光,其餘不發光。由於在車輪50轉動的過程中,由於擺動機構51已經測得車輪50位置與轉動速度,經由控制單元52的訊號處理,在車輪50轉動過程中,可控制發光元件明滅之時機,當此發光元件模組隨著車輪旋轉時,在空間中掃描成一個平面,利用控制每個發光元件在特定位置上發光或不發光,再藉由視覺暫留原理,可形成一個固定不動的圖案。
此外,圖五A之實施例中,對於電力供應的方式並無特定限制,可以藉由電力元件來提供,該電力元件係為電池或者是經由使用者腳踏踏板轉動、或者是經由車輪轉動的方式發電來提供。在另一實施例中,圖五A之實施例亦可利用擺動機構擺動來發電,亦即利用圖四C之擺動機構結構自主產生電力,其詳細結構如前所述,在此不做贅述。此外,如圖五D所示,顯示單元53a也可以具有兩排以上的發光元件模組構成,因此當車輪轉動速度緩慢時,還是可以構成顯示影像,當然排列之方式不一定如圖五D之V字型,亦可為Y字型,其係可以根據使用者的需求而定。前述的實施例雖然以腳踏車車輪作為實施例,但不以此為限,例如:亦可應用於摩托車、重型摩托車或者是轎車甚至其他具有可以轉動的元件上,以於該轉動元件上顯示特定的影像訊息。
惟以上所述者,僅為本發明之實施例,當不能以之限制本發明範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾,仍將不失本發明之要義所在,亦不脫離本發明之精神和範圍,故都應視為本發明的進一步實施狀況。
1...轉動狀態偵測裝置
10...能量供應體
100...轉動軸心
11...擺動機構
110...擺動部
1100...質量體
1101...桿體
111...配重部
1110、1111...質量體
1112...桿體
112...擺動中心
12...控制單元
90...轉動運動
91...擺動中心
92...位置
R...特定距離
3...轉動狀態偵測裝置
30...能量供應體
31...擺動機構
310...擺動部
311...配重部
3110、3111...磁性之質量體
33...感應線圈部
330、331...線圈
34...儲能裝置
4...訊息顯示裝置
40...能量供應體
400...框架
41...擺動機構
410...第一板體
4100‧‧‧轉動樞軸
411‧‧‧凹槽
412‧‧‧感應線圈部
4120‧‧‧線圈
413‧‧‧第二板體
4130‧‧‧滑槽
414‧‧‧擺動部
4140‧‧‧板體
4141‧‧‧質量體
415‧‧‧配重部
4150‧‧‧磁性質量體
416‧‧‧整流單元
414‧‧‧儲電單元
42‧‧‧控制單元
43‧‧‧無線傳輸單元
44‧‧‧顯示單元
440‧‧‧顯示器
441‧‧‧無線接收單元
5‧‧‧訊息顯示裝置
50‧‧‧能量供應體
51‧‧‧擺動機構
52‧‧‧控制單元
53、53a‧‧‧顯示單元
530‧‧‧發光元件
54‧‧‧圖案
圖一A係為本發明之轉動狀態偵測裝置實施例示意圖。
圖一B係為圖一A中之擺動機構放大示意圖。
圖二A係為本發明之擺動機構設置於能量供應體之另一實施例示意圖。
圖二B係為本發明圖二A中之擺動機構實施例放大示意圖。
圖二C係為本發明之擺動機構於能量供應體轉動時所產生之擺動情形示意圖。
圖三係為本發明之轉動狀態偵測裝置另一實施例示意圖。
圖四A係為本發明之訊息顯示裝置第一實施例示意圖。
圖四B係為本發明圖四A之訊息顯示裝置之顯示單元配置實施例示意圖。
圖四C係為圖四A之擺動機構另一實施例示意圖。
圖五A係為本發明之訊息顯示裝置第二實施例示意圖。
圖五B係為顯示圖案示意圖。
圖五C係為顯示單元顯示時間控制示意圖。
圖五D係為具有兩排發光元件模組之顯示單元示意圖。
1...轉動狀態偵測裝置
10...能量供應體
100...轉動軸心
11...擺動機構
12...控制單元
90...轉動運動
91...擺動中心
R...特定距離
Claims (24)
- 一種轉動狀態偵測裝置,包括:一能量供應體,其係進行一轉動運動;一擺動機構,其係設置於該能量供應體上,該擺動機構距離該能量供應體之轉動軸心一特定距離,該擺動機構具有一特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,進而使得該擺動機構於該能量供應體轉動時產生共振而產生關於擺動頻率之一電訊訊號,其中該特徵量係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構質量和一特徵距離乘積之比值;以及一控制單元,其係根據該電訊訊號決定該能量供應體之轉動狀態; 其中,該特徵量為,其中I為該擺動機構對該擺動機構之一擺動中心的轉動慣量,M為該擺動機構的質量,d為該特徵距離。
- 如申請專利範圍第1項所述之轉動狀態偵測裝置,其中該能量供應體係為車輪。
- 如申請專利範圍第1項所述之轉動狀態偵測裝置,其中該擺動機構包括:一擺動部,其係設置於該能量供應體上且以一擺動中心進行擺動,該擺動中心與該能量供應體之轉動軸心相距一特定距離;以及一配重部,其係與該擺動部相連接以使該擺動機構 之擺動頻率能隨該能量供應體所供應之能量頻率之變化而改變。
- 如申請專利範圍第3項所述之轉動狀態偵測裝置,其中該擺動部上更具有至少一質量體。
- 如申請專利範圍第3項所述之轉動狀態偵測裝置,其中該配重部上更具有至少一質量體。
- 如申請專利範圍第1項所述之轉動狀態偵測裝置,其中該轉動狀態係為轉速或轉動角度。
- 如申請專利範圍第1項所述之轉動狀態偵測裝置,其中該擺動機構係為一磁性擺動機構。
- 如申請專利範圍第7項所述之轉動狀態偵測裝置,其中該磁性擺動機構包括:一磁性擺動部,其係設置於該能量供應體上且以一擺動中心進行擺動,該擺動中心與該能量供應體之轉動軸心相距一特定距離;以及一磁性配重部,其係與該磁性擺動部相連接以使該磁性擺動機構之擺動頻率能隨該能量供應體所供應之能量頻率之變化而改變。
- 如申請專利範圍第7項所述之轉動狀態偵測裝置,其係更具有一感應線圈部,其係與該磁性擺動機構相對應,該感應線圈部係於該擺動機構擺動時產生感應電流。
- 如申請專利範圍第9項所述之轉動狀態偵測裝置,其係更具有一儲能裝置與該感應線圈部相偶接,以儲存該感應線圈部產生之電能。
- 一種具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,包括:一能量供應體,其係進行一轉動運動;一擺動機構,其係設置於該能量供應體上,該擺動機構距離該能量供應體之轉動軸心一特定距離,該擺動機構具有一特徵量使得該特定距離與該特徵量之比值介於一特定範圍,進而使得該擺動機構於該能量供應體轉動時產生共振而產生關於擺動頻率之一電訊訊號,其中該特徵量係為該擺動機構之轉動慣量與擺動機構質量和一特徵距離乘積之比值;一控制單元,其係根據該電訊訊號決定該能量供應體之轉動狀態,並產生一控制訊號;以及一顯示單元,其係與該控制單元相連接,該顯示單元係根據該控制訊號顯示對應的訊息;其中,該特徵量為,其中I為該擺動機構對該擺動機構之一擺動中心的轉動慣量,M為該擺動機構的質量,d為該特徵距離。
- 如申請專利範圍第11項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該能量供應體係為車輪。
- 如申請專利範圍第11項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該擺動機構包括:一擺動部,其係設置於該能量供應體上且以一擺動中心進行擺動,該擺動中心與該能量供應體之轉動軸心相距一特定距離;以及一配重部,其係與該擺動部相連接以使該擺動機構 之擺動頻率能隨該能量供應體所供應之能量頻率之變化而改變。
- 如申請專利範圍第13項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該擺動部上更具有至少一質量體。
- 如申請專利範圍第13項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該配重部上更具有至少一質量體。
- 如申請專利範圍第11項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該轉動狀態係為轉速或轉動角度或。
- 如申請專利範圍第11項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該擺動機構係為一磁性擺動機構。
- 如申請專利範圍第17項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該磁性擺動機構包括:一磁性擺動部,其係設置於該能量供應體上且以一擺動中心進行擺動,該擺動中心與該能量供應體之轉動軸心相距一特定距離;以及一磁性配重部,其係與該磁性擺動部相連接以使該磁性擺動機構之擺動頻率能隨該能量供應體所供應之能量頻率之變化而改變。
- 如申請專利範圍第17項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其係更具有一感應線圈部,其係與該磁性擺動機構相對應,該感應線圈部係於該擺動機構擺動時產生感應電流。
- 如申請專利範圍第19項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其係更具有一儲能裝置與該感應線圈部相偶 接,以儲存該感應線圈部產生之電能。
- 如申請專利範圍第11項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該顯示單元係為一發光元件模組,其係設置於該能量供應體上,該發光元件模組具有至少一排發光元件。
- 如申請專利範圍第21項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該發光元件係為發光二極體。
- 如申請專利範圍第22項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該控制訊號係根據該轉動狀態控制特定之發光二極體發光,使該能量供應體轉動時可以利用視覺暫留效應產生影像。
- 如申請專利範圍第11項所述之具轉動狀態偵測之訊息顯示裝置,其中該控制訊號係為對應該轉動狀態訊息之訊號,該控制訊號係藉由與該控制單元電訊連接之一無線傳輸單元傳輸至該顯示單元,該顯示單元係以一無線接收單元接收該控制訊號以顯示對應轉動狀態訊息。
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