[发明专利]摆动装置及其转动状态检测装置与信息显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种共振技术，尤其是指一种可以随着转动而共振以及利用摆动共振的方式检测转动状态的一种摆动装置及其转动状态检测装置与信息显示装置。

背景技术

随着环保意识的兴起，自行车已不只是代步工具，更是现代人休闲娱乐以及运动健身的工具。根据统计，2007年全球自行车产量达到1.3亿辆，每年成长率约为3％～5％。因此，自行车周边商品，例如自行车灯，也越来越受欢迎。目前的自行车灯不仅有警示功能而已，随着科技发展，安装于车轮上的LED灯已可做到固定图案的功能。这些绚丽的周边功能已成为现代人流行文化的代表。

关于固定图案的自行车警示灯，已有现有技术可循，例如US5800039、US6072386、US6492963等。这些现有技术将LED灯装置于自行车轮子上，当轮子旋转时，有一感测器感知车轮位置以及速度，然后利用一个控制器控制LED灯明灭的时间，由于人眼有视觉残留，因此看起来就成为一个固定不动的图案。此类现有技术必须有两个关键元件：感测器以及电池。前者用于感知车轮位置以及速度，后者用于提供能源使LED灯发亮。就组装的角度而言，越多元件组装越不易。因此若有一个元件兼有提供能源以及感测车轮位置的功能，组装成本将可大幅降低。此外，现有技术采用电池提供电源，电池的制造过程常造成许多污染，废弃的电池随意丢置，更造成环境的负担。因此环保的供电装置已成为现代社会的共识。

应用于自行车的猎能器已有现有技术，例如US6002187、US7275844等。这些猎能器均利用电磁感应原理，磁铁固定于轮圈，线圈固定于车架上，当车轮转动，带动磁铁通过线圈，即可产生感应电流。然而线圈所产生的感应电流只能用于车架上，例如固定于车架上的头灯，无法将能量传给跟轮圈一起转动的LED灯。此外，这些猎能器均会产生阻力，使得自行车使用者踩踏时更费力。

关于固定图案的自行车警示灯，可参考US5800039、US6072386、US6492963等。LED灯明灭的时机必须配合车轮位置及车速，这些现有技术均利用一感测器测得车速，且需另外加装电池供电。

发明内容

本发明提供一种摆动装置，其在能量供应体上设置一摆动机构，通过调整该摆动机构与该能量供应体间的距离与该摆动机构的一特征量间的比值，以使该摆动机构的摆动频率可以随该能量供应体的运动频率的变化而产生共振。

本发明提供一种转动状态检测装置，其以摆动机构的摆动频率与转动物体的转动频率一致，因此可用于测量车速具有感测转动物体的转动状态的功能，可充分取代常用的转速感测器，该转动状态检测装置具有零件较少，组装上更为方便的优点。此外，该转动状态检测装置可猎取转动物体的动能并转化为电能，同时具有感测转动物体位置及速度的功能，因此可以一个装置同时取代感测器及电池，在组装上更为方便，由于只要转动物体转动，便可源源不绝的供电，因此免去换电池的困扰，也避免了废弃电池可能污染环境的疑虑。

本发明提供一信息显示装置，其更可利用共振摆动而自主产生电能，再与显示元件组合以显示关于转动状态的信息或者是特定图案或警示信息的影像。

本发明所提供的转动状态检测装置以及信息显示装置，其可以自主发电，利用磁铁与线圈均固定于车轮上，因此可将能量传给固定于车轮的显示单元。此外，本发明利用车轮旋转时重力分量的改变，亦即能量来源为重力所做的功，使用者踩踏时不需额外增加力气。

在一实施例中，本发明提供一种摆动装置，包括：一能量供应体，其进行一转动运动；以及一摆动机构，其设置于该能量供应体上，该摆动机构距离该能量供应体的转动轴心一特定距离，该摆动机构具有一特征量使得该特定距离与该特征量的比值介于一特定范围，进而使得该摆动机构于该能量供应体转动时产生共振，其中该特征量为该摆动机构的转动惯量与摆动机构质量和一特征距离乘积的比值。

在另一实施例中，本发明提供一种转动状态检测装置，包括：一能量供应体，其进行一转动运动；一摆动机构，其设置于该能量供应体上，该摆动机构距离该能量供应体的转动轴心一特定距离，该摆动机构具有一特征量使得该特定距离与该特征量的比值介于一特定范围，进而使得该摆动机构于该能量供应体转动时产生共振而产生关于摆动频率的一电讯信号，其中该特征量为该摆动机构的转动惯量与摆动机构质量和一特征距离乘积的比值；以及一控制单元，其根据该电讯信号决定该能量供应体的转动状态。