專利名稱：數(shù)字式測高桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量一個對象(例如，人)的高度或長度的裝置，特別是涉及一種測高桿(height rod)。
背景技術(shù)：
測量對象的高度或長度的裝置，例如測高桿，已被大量使用。例如，利用測高桿來測量病人的身高以了解病人的狀況。測高桿通常包括有可移動的桿。通過確定桿的位置來進(jìn)一步確定測量對象的高度或長度。在傳統(tǒng)的測高桿的操作中，通過人的觀察來確定桿的位置，這樣測量時間可能比較長，而且測量結(jié)果也可能不準(zhǔn)確。 發(fā)明內(nèi)容在一個獨立的實施例中，一種用于測量一個對象的長度的裝置可一般包括第一構(gòu)件；可相對于所述第一構(gòu)件移動的第二構(gòu)件；一個均勻標(biāo)記行，其包括多個均勻標(biāo)記，每個均勻標(biāo)記具有第一長度；一個非均勻標(biāo)記行，其被分成多個相同區(qū)段，每個區(qū)段包括一個唯一標(biāo)記和一個唯一間隔，每個區(qū)段的所述唯一標(biāo)記的長度和所述唯一間隔的長度中的每個長度都唯一地識別所述區(qū)段；第一傳感器，其被設(shè)置成當(dāng)所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件相對移動時偵測所述均勻標(biāo)記，所述第一傳感器產(chǎn)生表征是否有一個均勻標(biāo)記被偵測到的第一輸出；第二傳感器，其被設(shè)置成當(dāng)所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件相對移動時偵測所述均勻標(biāo)記，所述第二傳感器產(chǎn)生表征是否有一個均勻標(biāo)記被偵測到的第二輸出；絕對傳感器，其被設(shè)置成當(dāng)所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件相對移動時偵測所述唯一標(biāo)記和唯一間隔，所述絕對傳感器產(chǎn)生絕對輸出，所述絕對輸出表征所述唯一標(biāo)記和唯一間隔之間的轉(zhuǎn)換；以及控制器，其連接至所述第一傳感器、所述第二傳感器和所述絕對傳感器，所述控制器根據(jù)所述第一輸出、所述第二輸出和所述絕對輸出確定所述可移動的構(gòu)件的位置從而確定所述對象的長度。在另一個獨立的實施例中，一種用于沿一個軸線偵測一個對象的長度的裝置可一般包括伸縮桿組件，所述伸縮桿組件包括可沿所述軸線伸展的第一桿和第二桿；第一傳感器板，所述第一傳感器板可操作以偵測位于所述第一桿上的標(biāo)記并輸出第一長度數(shù)據(jù)；第二傳感器板，所述第二傳感器板可操作以偵測位于所述第二桿上的標(biāo)記并輸出第二長度數(shù)據(jù)，所述第二傳感器板沿所述軸線與所述第一傳感器板隔開；以及控制器，所述控制器連接至所述第一傳感器板和所述第二傳感器板，所述控制器可操作以接收所述第一長度數(shù)據(jù)和所述第二長度數(shù)據(jù)，當(dāng)所述伸縮桿組件位于一個預(yù)定水平之下時，使用所述第一長度數(shù)據(jù)來確定所述對象的長度；以及當(dāng)所述伸縮桿組件位于所述預(yù)定水平之上時，使用所述第二長度數(shù)據(jù)來確定所述對象的長度。在另一個獨立的實施例中，一種用于確定一個對象的長度的方法可一般包括相對于第二構(gòu)件移動第一構(gòu)件；從絕對傳感器接收第一輸出，所述第一輸出表征所述絕對傳感器已經(jīng)在非均勻標(biāo)記行的一個標(biāo)記和一個間隔之間轉(zhuǎn)換，所述非均勻標(biāo)記行被分成多個相同區(qū)段，每個區(qū)段包括一個唯一標(biāo)記和一個唯一間隔，每個區(qū)段的所述唯一標(biāo)記的長度和所述唯一間隔的長度中的每個長度都唯一地識別所述區(qū)段；從第一傳感器和第二傳感器接收移動數(shù)據(jù)，所述移動數(shù)據(jù)表征在所述絕對傳感器的轉(zhuǎn)換之后所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的相對移動的方向和距離；從所述絕對傳感器接收第二輸出，所述第二輸出表征所述絕對傳感器的一個后續(xù)的轉(zhuǎn)換，所述后續(xù)的轉(zhuǎn)換是從所述標(biāo)記和間隔其中之一轉(zhuǎn)換至一個第二間隔和一個第二標(biāo)記其中之一；根據(jù)所述第一輸出、所述第二輸出和所述移動數(shù)據(jù)識別所述標(biāo)記和間隔其中之一；以及根據(jù)所述標(biāo)記和間隔其中之一的識別確定所述第一構(gòu)件相對于所述第二構(gòu)件的位置。在一些獨立實施例中，一個數(shù)字式測高桿組件可用于測量一個對象的高度或長度。該數(shù)字式測高桿組件可包括均勻標(biāo)記行和非均勻標(biāo)記行，傳感器偵測所述均勻標(biāo)記行和非均勻標(biāo)記行以確定所述測高桿組件的位置。所述測高桿組件的位置被轉(zhuǎn)化為被測量的對象的聞度或長度。該均勻標(biāo)記行包括長度相等并被相同長度間隔的多個均勻標(biāo)記。該非均勻標(biāo)記被分成多個相同區(qū)段，每個區(qū)段包括一個具有唯一長度的非均勻標(biāo)記，該非均勻標(biāo)記臨近一個具有唯一長度的非均勻間隔。啟動之后，該數(shù)字式測高桿可操作以在設(shè)定的移動距離之內(nèi)確定其測高桿的位置，而無論其測高桿的位置在哪里?！0007]在一些獨立的實施例中，一個伸縮測高桿組件可包括第一桿和第二桿，每個桿與一個傳感器板、一個均勻標(biāo)記行和一個非均勻標(biāo)記相關(guān)聯(lián)。當(dāng)該伸縮測高桿組件位于預(yù)定水平之下時，該第一桿及其相關(guān)聯(lián)的傳感器板、均勻標(biāo)記行和非均勻標(biāo)記行被用于確定該伸縮測高桿的位置。當(dāng)該測高桿組件位于預(yù)定水平之上時，該第二桿及其相關(guān)聯(lián)的傳感器板、均勻標(biāo)記行和非均勻標(biāo)記行被用于確定該伸縮測高桿組件的位置。另外，該第一桿和第二桿在該預(yù)定水平之后(例如，之上)相互鎖緊以進(jìn)行整體移動，但當(dāng)位于該預(yù)定水平之前(例如，之下)時，該第一桿和第二桿分離以讓該第一桿獨立移動。本發(fā)明的各獨立方面將通過考慮下面詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖而變得更加明顯。

圖I例示測量和顯示對象高度和重量的秤。圖2A-2C例示伸展和縮回至各個高度的測高桿組件。圖2D-2J例示測高桿組件和鎖緊機(jī)構(gòu)的部分構(gòu)件。圖3例示下傳感器板和秤的一部分測高桿組件。圖4例示上傳感器板、一部分測高桿組件和秤的臂。圖5例示測高桿系統(tǒng)的方塊圖。圖6A-6B例示測高桿組件的各個部位，其包括均勻和非均勻標(biāo)記。圖7A-7E例示測高桿組件的一部分相對于傳感器的移動以及產(chǎn)生的傳感器輸出值。圖8A-8F例示測高桿組件的一部分相對于傳感器的移動以及產(chǎn)生的傳感器輸出值。圖9A-9B例示確定測高桿位置的方法。圖10例示另一種傳感器構(gòu)造。[0020]圖11例示使用測高桿裝置確定對象高度的方法。圖12例示測量裝置的另一種構(gòu)造。
具體實施方式
在對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)描述之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于以下描述所闡述的或以下附圖所例示的元件構(gòu)造和安排的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可采用其它實施例并以不同的方式進(jìn)行實施。圖I例示一種測量裝置，例如秤50，其測量并顯示對象(例如，病人)的高度和/或重量。秤50 —般包括一起構(gòu)成框架組件58的基座52和支柱56、重量測量裝置60、測高桿組件64以及用于顯示信息和/或接收用戶輸入的頭部或顯示器68。重量測量裝置60由該框架組件58支撐并可操作以偵測位于其上的對象(例如，病人)的重量。重量測量裝置60輸出偵測到的重量的一個指示至該顯示器68上。秤50的各種元件，例如該重量測量裝置60，可類似于2009年6月23日公告的美國專利第7，550, 682號所例示和描述的元件，該美國專利的全部內(nèi)容以引用的方式結(jié)合于本文中。測高桿組件64 —般是一個伸縮桿組件，其在支柱56內(nèi)沿軌道72 (見圖2A-2C及3-4)上下移動。使用時，臂76連接至測高桿組件64的端部，測高桿組件64被調(diào)整上升或降低直至該臂76擱在病人的頭上。圖2A-2C例示了測高桿組件64處于各種高度位置的秤50(其中支柱蓋78被移除)。在圖2A的測高桿組件64所處的位置，臂76是位于支柱56的頂部80之下的第一(縮回)位置。在圖2B的測高桿組件64所處的位置，臂76是位于與支柱56的頂部80大致平齊的第二(中間)位置。在圖2C的測高桿組件64所處的位置，臂76是位于支柱56的頂部80之上的第三(伸展)位置。傳感器裝置82 (見圖2A-2C及3_4)確定測高桿組件64的位置(例如，該測高桿組件64伸展或縮回的程度)并因此確定病人的身高，以及輸出所確定的位置/高度至顯示器68。如圖2A-2C所示，在所示的構(gòu)造中，傳感器裝置82包括支撐在支柱56上的下傳感器板84和上傳感器板86。該上傳感器板86包括連接器90 (見圖4)，連接器90連接至該下傳感器板84上的連接器92 (見圖3)。下傳感器板84利用連接器94 (見圖3)連接至顯示器68上的一個連接器(圖未不)?？刂破?8 (見圖5)接收來自重量測量裝置60的數(shù)據(jù)，并接收來自測高桿組件64的傳感器裝置82 (見圖2A-2C)的數(shù)據(jù)?？刂破?8將所接收的信息解讀為重量和高度，并將該重量和高度顯示在顯示器68上供用戶查看。在所示的構(gòu)造中(見圖2A-2C及3-4)，伸縮測高桿組件64是一個包括內(nèi)桿102和外桿106的兩件式組件。所示的桿102和106每個都具有基本平的面110 (見圖2A)和相對的圓弧面(圖未示)，且內(nèi)桿102比外桿106短。在一些構(gòu)造中，該內(nèi)桿102可與外桿106具有一樣的長度或者長于該外桿106。桿102和106可操作以沿支柱56上下滑動。該內(nèi)桿102沿該外桿106定義的軌道114滑動，且該外桿106沿該支柱56定義的軌道72滑動。在所示的構(gòu)造中，測高桿組件64可操作以測量兩英尺五英寸到七英尺四英寸之間的高度，但在其它構(gòu)造中也可操作也測量其它范圍內(nèi)的高度。臂76利用臂連接器118 (見圖4)連接至內(nèi)桿102的頂部。在用戶的力(例如，作用在臂76上的力)的作用下，臂76和臂連接器118整體上與內(nèi)桿102 —起沿軌道114移動。如圖I所示，支柱套78形成有槽120，使得臂76、臂連接器118及內(nèi)桿102能夠沿著軌道114在支柱56的頂部80之下滑動。在臂76位于支柱56的頂部80之下的位置(“縮回”位置，例如圖2A所示的位置)，內(nèi)桿102 (以及臂76和臂連接器118)相對于框架組件58 (例如，相對于支柱56)滑動，且外桿106保持靜止。而且，在縮回位置(例如圖2A所示的位置)，當(dāng)沒有用戶施力時，內(nèi)桿102和軌道114之間的摩擦力將該內(nèi)桿102保持在原位。在臂76位于支柱56的頂部80之上的位置(“伸展”位置，例如圖2C所示的位置)，桿102和106 (以及臂76和臂連接器118)作為一個單元相對于支柱56滑動，而且，當(dāng)沒有用戶施力時，外桿106和軌道72之間的摩擦力將這個單元保持在原位。在那些縮回位置(例如，如圖2A所示)，為了在內(nèi)桿102移動時保持外桿106靜止，在框架組件58 (例如，基座52)與外桿106之間設(shè)置有鎖緊組件124 (見圖2G)。該鎖緊組件124包括支撐在外桿106上的一個或多個突起或突出部128以及設(shè)在框架組件58中(圖中所示的是設(shè)在基座52中)的多個凹陷或槽132。如圖2G所示，鎖緊組件124的這些槽132是設(shè)在基座52的上壁中且其尺寸設(shè)計成用以收容這些突出部128的至少一部分。所示的突出部128 (見圖2E-2G)基本上是從外桿106的底部向下延伸，且每個突出部128包括一個突出端136。突出部128是有彈性的(和/或被彈性支撐的)，而且，當(dāng)未被定位于支柱56的軌道72中時，突出端136橫向延伸到外桿106的側(cè)邊之外，使得突出端136之間的橫向距離大于外桿106的寬度且大于槽132的外邊緣之間的橫向距離。當(dāng)突出部128插入槽132中時，突出端136被向內(nèi)擠壓。一旦穿過槽132，這些突出端136向外移動以將外桿106鎖緊至基座52 (如圖2G所示)。該鎖緊組件124因此阻止外桿106隨內(nèi)桿102移動。突出部128和槽132構(gòu)造成使得鎖緊組件易于接合(例如，突出端136的表面具有一定角度(見圖2E-2G))。突出部128和槽132也構(gòu)造成使得鎖緊組件的分離一般需要用戶施加一個解鎖的力，其中該解鎖的力大于在軌道114中滑動內(nèi)桿102所需的力(例如，每個突出端136的上表面具有相對小的角度(見圖2E))，使得在內(nèi)桿102移動過程中外桿106是靜止的。應(yīng)當(dāng)理解的是，在其它構(gòu)造(圖未示)中，突出部128可被支撐在框架組件58上(例如，設(shè)在基座52上)，而槽132可由外桿106形成。雖然在所示的構(gòu)造中是提供了兩個突出部128和槽132，在其它構(gòu)造(圖未示)中可以提供一個或多于兩個的突出部128和槽132。例如，圖21描繪了一種可替換構(gòu)造，其中鎖緊組件124包括三個突出部128。在圖21的可替換構(gòu)造中，基座52 (未在圖21中示出)包括第三槽132以收容第三突出部128。而且，各突出部128和槽132可具有不同構(gòu)造和/或位于不同的位置(例如，靠近桿106的頂部、位于支柱56上、位于桿106的不同的面上(例如，位于平面110和/或圓弧面上)，等等)。另外，在其它構(gòu)造(圖未示)中，可設(shè)置致動器以在鎖緊狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間調(diào)整鎖緊組件124。而且，除了為完全穿透一個表面，例如基座52的表面的孔之外，槽132還可以是收容突出部128的凹進(jìn)結(jié)構(gòu)或井部。當(dāng)測高桿組件64被定位在使臂76與支柱56的頂部80近似平齊的位置(見圖2B)的時候，臂連接器118已經(jīng)到達(dá)外桿106的頂部138并與之接合(也參見圖4)。該內(nèi)桿102和外桿106包括桿鎖緊組件140，使得當(dāng)內(nèi)桿102和臂76被滑動至支柱56的頂部80之上時，桿102和106相互鎖緊并作為一個整體單元一起上下移動。桿102和106在支柱56的頂部80之上的移動也致使鎖緊組件124斷開連接，使得外桿106可隨內(nèi)桿102并相對于框架組件58移動。桿鎖緊組件140包括支撐在內(nèi)桿102上的一個或多個突起或突出部144以及由外桿106形成的多個凹陷或槽148。如圖2D所示，所示的突出部144基本上是在內(nèi)桿102的底部向下延伸，且每個突出部144包括一個突出端152。這些突出部144是有彈性的(和/或被彈性支撐)，當(dāng)未被定位于軌道114中時，這些突出端152橫向延伸至內(nèi)桿102的側(cè)邊之外，使得突出端152之間的橫向距離大于內(nèi)桿102的寬度且大于軌道114的寬度。突出部144被擠壓使得突出端152彼此相對向內(nèi)移動以將內(nèi)桿102插入軌道114。當(dāng)位于軌道114中(見，例如圖2E)，突出端152施加向外的力至軌道114的側(cè)壁169上。桿鎖緊組件的這些槽148設(shè)在軌道114的內(nèi)側(cè)壁169，且其尺寸設(shè)計成用以收容突出部144的至少一部分。在所示的構(gòu)造中，這些槽148設(shè)在支柱56的頂部80之下沿軌道 114的豎直軸線近似等于內(nèi)桿102長度的位置，使得當(dāng)臂76位于支柱56的頂部80時，突出部144的突出端152將與槽148配合。隨著內(nèi)桿102沿軌道114向上滑動，突出端152將最終與槽148對齊。當(dāng)對齊時，突出端152將向外移動以與槽148配合，以將內(nèi)桿102鎖緊至外桿106。在這個鎖緊狀態(tài)下(當(dāng)臂76位于支柱56的頂部80或位于頂部80之上)，內(nèi)桿102和外桿106整體上下移動。突出部144和槽148構(gòu)造成使得桿鎖緊組件易于接合(例如，突出端152的表面具有一定角度)。突出部144和槽148也構(gòu)造成使得桿鎖緊組件的分離一般需要用戶施加一個解鎖的力，其中該解鎖的力大于在軌道72中滑動外桿106所需的力(例如，每個突出端152的下表面具有小的角度)，使得內(nèi)桿102和外桿106作為一個單元整體保持可移動且不會意外地分尚。應(yīng)當(dāng)理解的是，在其它構(gòu)造(圖未示)中，突出部144可被支撐在外桿106上，而槽132可由內(nèi)桿102形成。雖然在所示的構(gòu)造中是提供了兩個突出部144和槽148，但在其它構(gòu)造(圖未示)中可以提供一個或多于兩個的突出部144和槽148。而且，各突出部144和槽148可具有不同的構(gòu)造和/或位于不同的位置(例如，靠近桿102、106的頂部、位于桿的不同的面上(例如，位于平面110和/或圓弧面上)，等等)。例如，在圖2J中，兩個突出部144b位于桿102的頂部靠近臂連接器118的位置。圖2J中的這些突出部144b可以是圖2D所示的突出部144之外的額外突出部144b，或者替換圖2D所示的突出部144。在圖2J的構(gòu)造中，外桿106上設(shè)有對應(yīng)的槽(圖未示)以收容突出部144b。另外，在其它構(gòu)造(圖未示)中，可提供致動器以調(diào)整桿鎖緊組件124。在操作時，當(dāng)臂76位于支柱56的頂部80或位于頂部80之下(例如，如圖2A所示)，鎖緊組件124接合(見圖2G)，使得外桿106相對于框架組件58保持靜止且使得內(nèi)桿102相對于外桿106 (以及相對于框架組件58)可移動。當(dāng)臂76到達(dá)支柱56的頂部80 (如圖2B所示)，如上所述，桿鎖緊組件140接合(見圖2H，其描繪突出端152位于槽148中)，使得桿102和106作為一個單元整體可移動。臂76 (以及桿102和106)在支柱56的頂部80上方的進(jìn)一步向上移動(例如，朝圖2C所示的位置)致使鎖緊組件124分離，使得外桿106 (以及內(nèi)桿102)相對于框架組件58可移動。向上的力從臂76傳遞到外桿106上，這種傳遞是通過臂連接器118與外桿106的頂部138之間的抵靠以及通過桿鎖緊組件140的相互鎖緊的突出部144和槽148來進(jìn)行的。這個向上的力足夠致使突出部128的突出端136被擠壓，使得突出部128從基座52的槽132中移除以解鎖鎖緊組件124。之后，只要臂76保持在支柱56的頂部80上方，桿102和106就相對于框架組件58可整體移動。臂76 (以及桿102和106)返回至支柱80的頂部80的返回移動會致使鎖緊組件124如上所述的再次接合。隨著臂76向下滑動至支柱56的頂部80，突出部128插入基座52的槽132中(見圖2G)以讓鎖緊組件124接合，使得外桿106將相對于框架組件58保持靜止。臂76在支柱56的頂部80下方的進(jìn)一步向下移動(例如，朝圖2A所示的位置)致使桿鎖緊組件140分離，使得內(nèi)桿102相對于外桿106可移動。臂76上持續(xù)的向下的力致使突出端152被擠壓，使得突出部144與槽148分離，從而解鎖桿鎖緊組件140。之后，只要 臂76保持在支柱56的頂部80下方，內(nèi)桿102就可沿軌道114上下移動，而外桿106保持靜止，同時鎖緊組件124處于鎖緊位置。圖3更詳細(xì)地例示了下傳感器板84和測高桿組件64。每個桿102或106的平面110包括多行標(biāo)記。在所示的構(gòu)造中，桿102和106分別包括一行156a、156b均勻標(biāo)記160和一行164a、164b非均勻標(biāo)記168。圖3顯不了均勻標(biāo)記160和非均勻標(biāo)記168的范例。下傳感器板84包括沿內(nèi)桿102設(shè)置的多個傳感器。具體而言，兩個傳感器170和172位于該均勻標(biāo)記行156a上方,而一個傳感器174位于非均勻標(biāo)記行164a上方。圖4更詳細(xì)地例示了上傳感器板86和測高桿組件64。上傳感器板86包括沿外桿106設(shè)置的多個傳感器。具體而言，兩個傳感器176和178位于均勻標(biāo)記行156a上方,而一個傳感器180位于非均勻標(biāo)記行164b上方。當(dāng)臂76位于支柱56的頂部80或位于頂部80下方(例如，圖2A或圖2B)，病人高度根據(jù)下傳感器84的傳感器170、172、174的數(shù)據(jù)加以計算。當(dāng)臂76位于支柱56的頂部80上方(當(dāng)桿鎖緊組件140接合，臂連接器118已與外桿106的頂部138接合并將頂部138抬起(例如，圖2C))，上傳感器板86的傳感器176、178、180提供關(guān)于外桿106 (以及隨外桿106移動的內(nèi)桿102)的位置的高度信息至控制器98。應(yīng)當(dāng)理解的是，在其它構(gòu)造中(圖未示)，測高桿組件64可包括單一桿或多于兩個的桿。在這樣的構(gòu)造中，傳感器裝置80可包括對應(yīng)數(shù)量的傳感器板。也應(yīng)當(dāng)理解的是，在其它構(gòu)造中(圖未示)，可提供不同的傳感器裝置。另外，在其它構(gòu)造中(圖未示)，這幾行156、164標(biāo)記160、168可以是靜止的(例如，位于支柱56或另一個元件上)，而傳感器(例如，傳感器170、172、174和傳感器176、178、180)固定至滑動的測高桿組件64且隨測高桿組件64移動。圖5例示了高度測量系統(tǒng)200的方塊圖。系統(tǒng)200 —般包括該重量測量裝置60、該顯示器68、該傳感器裝置82(下傳感器板84和上傳感器板86)、該控制器98、存儲器210、輸入/輸出模塊220和傳感器控制器230。雖然該方塊圖中每個元件通過自身的連接線連接到該處理器，但在一些其它實施例中，一些或所有這些元件可使用一條共享總線。顯示器68使用戶能夠輸入和查看數(shù)據(jù)以及選擇系統(tǒng)200的模式。例如，用戶可使用顯示的虛擬鍵盤輸入識別信息，例如病人的姓名、生日等，可通過與顯示的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行交互來瀏覽網(wǎng)頁，或者可使用顯示器68與系統(tǒng)200提供的其它軟件進(jìn)行交互。另外，顯示器68使系統(tǒng)200能夠顯示信息給用戶。例如，顯示器68將正在測量的當(dāng)前高度、重量和/或其它數(shù)據(jù)顯示給用戶和/或顯示從存儲器210中獲取的數(shù)據(jù)。在其它實施例中，使用鍵盤、計算機(jī)鼠標(biāo)或其它計算機(jī)輸入裝置來與系統(tǒng)200進(jìn)行交互(例如，通過輸入/輸出模組220)。存儲器210為控制器98提供存儲能力。除了別的數(shù)據(jù)外，存儲器210還存儲記錄數(shù)據(jù)和欲被處理器執(zhí)行的軟件。記錄數(shù)據(jù)包括重量、高度、其它特征的測量數(shù)據(jù)以及用于識別相關(guān)病人或用戶的數(shù)據(jù)?？刂破?8是一個微控制器，其包括(或連接至)存儲器，例如存儲器210或其他隨機(jī)存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)?？刂破?8執(zhí)行可被存儲在RAM(特別是在執(zhí)行過程中)、ROM (基本上永久性地)或其它非暫時性(non-transitory)計算機(jī)可讀介質(zhì)(例如其它存儲器或盤)中的軟件。如必要，控制器98可以連接至這樣的存儲器或盤驅(qū)動器以讀取這樣的軟件?？刂破?8可被實施為微處理器或其它具有適當(dāng)存儲器和I/0裝置的可編程裝置(例如，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)等)重量測量裝置60測量在秤50上的病人的體重。所測的體重或該體重的數(shù)據(jù)表示(datarepresentation)被傳送至控制器98。傳感器170、172、174以及傳感器176、178、180分別發(fā)送關(guān)于內(nèi)桿102和外桿106的位置的數(shù)據(jù)(例如，高度數(shù)據(jù))至傳感器控制器230，而傳感器控制器230轉(zhuǎn)送該高度數(shù)據(jù)至控制器98?？刂破?8使用該高度數(shù)據(jù)來確定桿102和106的位置,從而確定該對象的高度。在一些實施例中，控制器98接收高度和重量測量數(shù)據(jù)并計算對象的身體質(zhì)量指數(shù)(bodymass index, BMI)。對象的體重、身高、BMI等至少其中之一可以連同病人識別信息一起用打印機(jī)(圖未示)打印出和/或顯示在顯示器68上。在其它實施例中，系統(tǒng)200還包括其它裝置用以測量/確定其它一個或多個特征，例如，心率、血壓、測量時間和日期等。在一些實施例中，控制器98存儲個人的身高和體重，并隨著時間的推移，使用存儲的數(shù)據(jù)來追蹤該個人的體重和身高。該控制器98可操作以計算一階和二階導(dǎo)數(shù)以確定體重減輕/增加的速度和加速度以及身高變化的速度和加速度。控制器98還包括預(yù)定水平的速度和加速度?？刂破?8可操作以將所計算的特征(例如，體重、身高等)變化的速度和加速度與該預(yù)定水平的速度和加速度進(jìn)行比較。這些預(yù)定水平作為閥值。例如，當(dāng)一個閥值預(yù)定水平被越過，追蹤模塊可輸出警報或消息而使得可以采取行動(例如，糾正行動)。預(yù)定水平的選擇例如要確保用戶的體重減輕或增加在健康范圍內(nèi)。各種其它預(yù)定水平可以被使用以為用戶或管理員提供更細(xì)粒度的反饋。針對其它特征，也可以進(jìn)行加速度水平的類似計算以及與加速度預(yù)定水平的類似比較。另外，控制器98產(chǎn)生的這些消息和警報以及所計算的速度和加速度可被存儲在存儲器215中和/或顯示在顯不器68上。如上所述，測高桿組件64包括內(nèi)桿102和外桿106，每個桿都具有與其相關(guān)聯(lián)的傳感器(例如，分別具有傳感器170、172、174和傳感器176、178、180)。雖然是使用各自傳感器的高度數(shù)據(jù)，但內(nèi)桿102和外桿106中每根桿的位置都使用類似的方法進(jìn)行偵測。因此，雖然下面是利用內(nèi)桿102和傳感器170、172、174來描述這種位置偵測，該描述同樣適用于使用傳感器176、178、180對外桿106位置的偵測。在所不的構(gòu)造中，傳感器170、172、174是光學(xué)傳感器,其輸出光(例如，通過發(fā)光二極管(LED))，偵測反射光的水平，然后相應(yīng)地產(chǎn)生電輸出。被光學(xué)傳感器接收的反射光的水平根據(jù)傳感器是在白色區(qū)(white space)上還是在黑色區(qū)(black space)上而變化。例如，當(dāng)光學(xué)傳感器170、172、174接收從黑色或另一種深顏色反射的反射光時，這些傳感器170、172、174輸出邏輯I。當(dāng)光學(xué)傳感器170、172、174偵測到白色區(qū)或淺顏色時，這些傳感器170、172、174輸出邏輯O。當(dāng)然，在其它實施例中，也可以是針對黑色區(qū)輸出邏輯0，而針對白色區(qū)輸出邏輯I?！獋€邏輯值可以用一個模擬輸出來表示(例如，+5V是邏輯1，0V是邏輯0)并用傳感器控制器230來解讀。在一些實施例中，該輸出與偵測到的光(或黑暗)的量成正比。例如，當(dāng)一個光學(xué)傳感器位于1/3白色和2/3黑色的區(qū)間時，該輸出近似為最大輸出的70%(例如，70%X5V=3. 5V)。該模擬輸出被控制器230接收。該傳感器控制器230可操作以確定何時該模擬輸出足夠被視為偵測白色區(qū)與偵測黑色區(qū)(例如，內(nèi)桿102上的黑色標(biāo)記)之間的轉(zhuǎn)換。在一些實施例中，跨越點(cross-over point)是50%。在其它實施例中，當(dāng)從偵測白色轉(zhuǎn)換到偵測黑色時，跨越點稍大于50%(例如，60%)，當(dāng)從偵測黑色轉(zhuǎn)換到偵測白色時，跨越點稍小于50% (例如，40%)。在一些實施例中，傳感器控制器230控制這些傳感器170、172、174測取一個讀數(shù)，其包括通過LED輸出光，偵測反射光的水平，然后相應(yīng)地產(chǎn)生一個輸出至該傳感器控制器230。該傳感器控制器230可操作以反復(fù)地控制這些傳感器170、172、174測取讀數(shù)。在一些實施例中，當(dāng)該系統(tǒng)200被供電(例如，通過電池或插到標(biāo)準(zhǔn)墻壁電源中)后，這些傳感器170、172、174持續(xù)通過LED輸出光，且該傳感器控制器230持續(xù)接收傳感器170、172、174的輸出(例如，無需主動輪詢(poll)這些傳感器170、172、174)。在其它實施例中，用戶輸入可以指示該傳感器控制器230控制這些傳感器170、172、174在一段時間內(nèi)(例如，直到該測高桿組件64的調(diào)整完成，直到一個高度測量數(shù)據(jù)被確定等)測取讀數(shù)。傳感器傳感器230在下傳感器板84上本地連接至傳感器170、172、174。該傳感器控制器230通過連接器90、92連接至傳感器176、178、180從而以類似方式與這些傳感器176、178、180進(jìn)行通信。該傳感器控制器230通過連接器94和顯示器68上的一個連接器(圖未示)與控制器98進(jìn)行通信。在一些實施例中，該傳感器控制器230的功能被整合到控制器98中。圖6A-6B描繪了內(nèi)桿102的幾個部分300a_300f。如圖2A-2C中所示，內(nèi)桿102是一個連續(xù)的元件。測高桿部300a-300c是位于內(nèi)桿102的第一端304的連續(xù)三段，而測高桿部300d-300f是位于內(nèi)桿102的相反一端308的三段。箭頭302顯示這些部分300a_300c如何連接，而箭頭303顯示這些部分300d-300f如何連接。內(nèi)桿102的位于部分300c和300d之間的多個段沒有描繪在圖6A-6B中。在一些實施例中，臂76連接至內(nèi)桿102的第一端 304。如上所述，內(nèi)桿102包括兩行標(biāo)記,一個均勻行156a和一個非均勻行164a。該均勻行156a在軸線312 —側(cè)包括多個均勻標(biāo)記310 (類似于圖3_4中的均勻標(biāo)記160)，其中每個均勻標(biāo)記310具有沿軸線312相同的長度(例如，2mm)并與相鄰的均勻標(biāo)記310均勻間隔(例如，2mm)。非均勻行164a包括多個非均勻標(biāo)記314 (類似于圖3-4中的非均勻標(biāo)記168)，其中每個標(biāo)記具有唯一的尺寸(例如，沿軸線312的長度)。例如，標(biāo)記314a為2mm長，標(biāo)記314b為4mm長，標(biāo)記314c為6mm長，且之后的每個標(biāo)記314 (即沿內(nèi)桿102向右的方向)的長度持續(xù)以2mm遞增。因此，朝圖6B看去，所示的最后三個非均勻標(biāo)記314d、314e和314f的長度分別為44mm、46_和48mm。在所示的構(gòu)造中，每個非均勻標(biāo)記314位于一個相同長度的位置偵測區(qū)段(例如，50mm),該區(qū)段包括該非均勻標(biāo)記部314和一個非均勻間隔部316。在所示的例子中，間隔部316a為48mm長，間隔部316b為46mm長，間隔部316c為44mm長,且之后的每個間隔部316 (沿內(nèi)桿102向右的方向)的長度持續(xù)以2mm遞減。因此，朝圖6B看去，所示的最后三個間隔部316d、316e和316f的長度分別為6mm、4mm和2mm。這些方向和距離傳感器170、172輸出二進(jìn)制數(shù)值且共同具有總共四個可能的狀態(tài)。內(nèi)桿102移動的方向是根據(jù)這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換來確定的。例如，如果傳感器170、172從狀態(tài)I轉(zhuǎn)換至狀態(tài)2，說明內(nèi)桿102正在伸展(在圖6A-6B中是向左，在圖2A-2C中是向上)。然而，如果傳感器170、172從狀態(tài)2轉(zhuǎn)換至狀態(tài)1，則說明內(nèi)桿102正在縮回(在圖 6A-6B中是向右，在圖2A-2C中是向下)。下表例示了這四個狀態(tài)以及可根據(jù)這四個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行推斷的內(nèi)桿102移動方向。表I:傳感器170和172的狀態(tài)
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式測高桿，用于測量一個對象的長度，其特征在于，所述數(shù)字式測高桿包括 第一構(gòu)件； 可相對于所述第一構(gòu)件移動的第二構(gòu)件； 一個均勻標(biāo)記行，其包括多個均勻標(biāo)記，每個均勻標(biāo)記具有第一長度； 一個非均勻標(biāo)記行，其被分成多個相同區(qū)段，每個區(qū)段包括一個唯一標(biāo)記和一個唯一間隔，每個區(qū)段的所述唯一標(biāo)記的長度和所述唯一間隔的長度中的每個長度都唯一地識別所述區(qū)段； 第一傳感器，其被設(shè)置成當(dāng)所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件相對移動時偵測所述均勻標(biāo)記，所述第一傳感器產(chǎn)生表征是否有一個均勻標(biāo)記被偵測到的第一輸出； 第二傳感器，其被設(shè)置成當(dāng)所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件相對移動時偵測所述均勻標(biāo)記，所述第二傳感器產(chǎn)生表征是否有一個均勻標(biāo)記被偵測到的第二輸出； 絕對傳感器，其被設(shè)置成當(dāng)所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件相對移動時偵測所述唯一標(biāo)記和唯一間隔，所述絕對傳感器產(chǎn)生絕對輸出，所述絕對輸出表征所述唯一標(biāo)記和唯一間隔之間的轉(zhuǎn)換；以及 控制器，其連接至所述第一傳感器、所述第二傳感器和所述絕對傳感器，所述控制器根據(jù)所述第一輸出、所述第二輸出和所述絕對輸出確定所述可移動的構(gòu)件的位置從而確定所述對象的長度。
2.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括連接至所述控制器的數(shù)字顯示器，所述控制器將所述被確定的對象長度輸出至所述數(shù)字顯示器，所述數(shù)字顯示器顯示所述被確定的對象長度。
3.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的相對移動的方向基于所述第一輸出和第二輸出。
4.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第一構(gòu)件相對于所述第二構(gòu)件的初始位置基于所述絕對輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第一構(gòu)件相對于所述第二構(gòu)件的一個更新的位置基于所述初始位置和根據(jù)發(fā)生在所述初始位置被確定之后的所述第一輸出和第二輸出的轉(zhuǎn)換。
6.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述測高桿的一個初始位置基于所述多個唯一標(biāo)記的第一唯一標(biāo)記和所述多個唯一間隔的第一唯一間隔的其中之一的識別。
7.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括第二絕對傳感器，所述第二絕對傳感器設(shè)置成偵測所述唯一標(biāo)記和唯一間隔并產(chǎn)生第二絕對輸出至所述控制器。
8.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第二傳感器在所述均勻標(biāo)記行的方向上偏離所述第一傳感器，使得所述第一輸出和所述第二輸出在不同時刻發(fā)生轉(zhuǎn)換。
9.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第二構(gòu)件包括一個框架，所述第一構(gòu)件包括可相對于所述框架移動的測高桿。
10.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第一構(gòu)件包括構(gòu)成一個伸縮桿組件的第一桿和第二桿，所述第一桿具有所述首次提到的均勻標(biāo)記行和所述首次提到的非均勻標(biāo)記行，所述第二桿具有包括多個均勻標(biāo)記的第二均勻標(biāo)記行和被分成多個相等區(qū)段的第二非均勻標(biāo)記行，每個區(qū)段包括一個唯一標(biāo)記和一個唯一間隔，每個區(qū)段的所述唯一標(biāo)記的長度和所述唯一間隔的長度中的每個長度都唯一地識別所述第二非均勻標(biāo)記行的所述區(qū)段；其中，所述數(shù)字式測高桿還包括 第三傳感器，被設(shè)置成當(dāng)所述第二桿移動時偵測所述第二均勻標(biāo)記，所述第三傳感器產(chǎn)生表征是否有一個第二均勻標(biāo)記被偵測到的第三輸出； 第四傳感器，被設(shè)置成當(dāng)所述第二桿移動時偵測所述第二均勻標(biāo)記，所述第四傳感器產(chǎn)生表征是否有一個第二均勻標(biāo)記被偵測到的第四輸出；以及 第二絕對傳感器，被設(shè)置成偵測所述第二非均勻標(biāo)記行的所述唯一標(biāo)記和唯一間隔，所述第二絕對傳感器產(chǎn)生第二絕對輸出，所述第二絕對輸出表征所述第二非均勻標(biāo)記行的所述唯一標(biāo)記和唯一間隔之間的轉(zhuǎn)換； 其中，所述控制器連接至所述第三傳感器、所述第四傳感器和所述第二絕對傳感器，并根據(jù)所述第三輸出、所述第四輸出和所述第二絕對輸出確定所述第二桿的位置。
11.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括鎖緊組件，所述鎖緊組件可操作以將所述第一桿鎖緊在一個相對于所述第二桿的位置。
12.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括秤組件，所述秤組件被所述框架支撐并可操作以確定所述對象的重量。
13.一種數(shù)字式測高桿，用于沿一個軸線偵測一個對象的長度，其特征在于，所述數(shù)字式測高桿包括 伸縮桿組件，所述伸縮桿組件包括可沿所述軸線伸展的第一桿和第二桿； 第一傳感器板，所述第一傳感器板可操作以偵測位于所述第一桿上的標(biāo)記并輸出第一長度數(shù)據(jù)； 第二傳感器板，所述第二傳感器板可操作以偵測位于所述第二桿上的標(biāo)記并輸出第二長度數(shù)據(jù)，所述第二傳感器板沿所述軸線與所述第一傳感器板隔開；以及 控制器，所述控制器連接至所述第一傳感器板和所述第二傳感器板，其中 所述控制器可操作以接收所述第一長度數(shù)據(jù)和所述第二長度數(shù)據(jù)， 所述控制器可操作以當(dāng)所述伸縮桿組件位于一個預(yù)定水平之下時，使用所述第一長度數(shù)據(jù)來確定所述對象的長度；以及 所述控制器可操作以當(dāng)所述伸縮桿組件位于所述預(yù)定水平之上時，使用所述第二長度數(shù)據(jù)來確定所述對象的長度。
14.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第一傳感器板包括第一相對傳感器、第二相對傳感器和第一絕對傳感器，所述第二傳感器板包括第三相對傳感器、第四相對傳感器和第二絕對傳感器。
15.如權(quán)利要求14所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述第一相對傳感器和第二相對傳感器將所述第一桿的移動距離和方向編碼。
16.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，當(dāng)所述伸縮桿組件位于所述預(yù)定水平之下時，所述控制器獨立于所述第二長度數(shù)據(jù)來確定所述對象的長度，當(dāng)所述伸縮桿組件位于所述預(yù)定水平之上時，所述控制器獨立于所述第一長度數(shù)據(jù)來確定所述對象的長度。
17.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括一個中間控制器，其中 所述中間控制器連接至所述第一傳感器板以接收所述第一長度數(shù)據(jù)， 所述中間控制器連接至所述第二傳感器板以接收所述第二長度數(shù)據(jù)，以及所述中間傳感器連接至所述控制器以將所述第一長度數(shù)據(jù)和第二長度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至所述控制器。
18.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，當(dāng)所述伸縮桿組件位于所述預(yù)定水平之下時，所述第一桿獨立于所述第二桿移動。
19.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括鎖緊組件，當(dāng)所述伸縮桿組件位于所述預(yù)定水平之上時，所述鎖緊組件可操作以鎖緊所述第一桿至所述第二桿以進(jìn)行整體移動。
20.如權(quán)利要求19所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，所述鎖緊組件包括被所述第一桿和第二桿其中之一支撐的突起以及所述第一桿和第二桿其中另一所定義的凹陷，所述突起選擇性配合在所述凹陷中以鎖緊所述第一桿至所述第二桿。
21.如權(quán)利要求19所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括 框架，所述框架可活動地支持所述伸縮桿組件；以及 第二鎖緊組件，所述第二鎖緊組件可操作以在所述第一桿和第二桿其中之一相對于所述框架移動時將所述第一桿和第二桿其中另一鎖緊至所述框架。
22.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字式測高桿，其特征在于，還包括 基座，所述基座可支撐一個表面上； 支柱，所述支柱用于容納軌道，其中所述第一桿和第二桿在所述軌道上移動；以及 顯示器頭部，所述顯示器頭部支撐在所述支柱上并可操作以顯示所述被確定的對象長度； 其中所述預(yù)定水平位于所述支柱的頂部。
專利摘要本實用新型公開了一種確定一個對象的長度的裝置和方法。該裝置包括具有均勻標(biāo)記行和非均勻標(biāo)記行的測高桿組件，傳感器偵測均勻標(biāo)記行和非均勻標(biāo)記行以確定測高桿組件的位置。測高桿組件的位置被轉(zhuǎn)化為被測量的對象的高度或長度。該均勻標(biāo)記行包括長度相等并被相同長度間隔的多個均勻標(biāo)記。該非均勻標(biāo)記行被分成多個相同區(qū)段，每個區(qū)段包括一個具有唯一長度的非均勻標(biāo)記，該非均勻標(biāo)記臨近一個具有唯一長度的非均勻間隔。啟動之后，控制器在設(shè)定的移動距離之內(nèi)確定測高桿組件的位置，而無論測高桿組件的位置在哪里。該測高桿組件是伸縮桿組件，每個測高桿包括傳感器、均勻標(biāo)記行和非均勻標(biāo)記行。
文檔編號A61B5/107GK202505355SQ20112044096
公開日2012年10月31日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者哈里森·袁, 安東尼·哈維, 斯蒂芬·尼姆扎可, 杰羅姆·蒙哥馬利 申請人:佩爾斯塔有限公司