撞击指示器的制作方法
背景
在制造、存储或运输期间，由于物体的敏感性或脆弱性，需要监视许多类型的物体。例如，如果跌落或受到重大撞击，某些类型的物体可能会受到损坏。因此，出于质量控制的目的和/或运输状况的一般监控，期望去确定和/或验证物体暴露于其中的环境状况。
简要概述
根据本发明的一个方面，公开了一种用于撞击检测的设备和技术。撞击指示器包括封闭质量构件的壳体，其中，该壳体构造成响应于壳体接收到加速事件而使质量构件从壳体内的第一位置移动到第二位置。撞击指示器还包括开关电路和耦合到该开关电路的无源射频识别(rfid)模块。响应于质量构件从第一位置到第二位置的移动，质量构件在开关电路中引起变化，其中当激活时，开关电路中的变化引起rfid模块输出值的变化。
根据本发明的另一个实施例，一种撞击指示器包括：壳体；开关电路，其包括相对于壳体定位于固定位置的间隔开的多个触点；质量构件，其在壳体内可在第一位置和第二位置之间移动，以响应通过壳体接收到的加速事件，质量构件包括构造成接合触点的导电元件，以及耦合到开关电路的无源rfid模块。响应于质量构件从第一位置到第二位置的移动，质量构件的移动引起导电元件与触点的接合状态的改变，其中接合状态的改变引起当激活时rfid模块输出值的变化。
根据本发明的又一个实施例，一种撞击指示器包括壳体，具有可移动开关元件和触点的开关电路，耦合至开关电路的无源rfid模块，其中rfid模块配置为检测开关电路处于断路状态或闭路状态，并且质量构件响应于壳体接收到加速事件而在壳体内从第一位置移动到第二位置。质量构件向第二位置的移动使质量构件相对于触点移动开关元件，以将开关电路置于断路状态或闭路状态。
一些附图视图的简要说明
为了更完整地理解本申请、目的和优点，现在结合附图进行参考以下描述，其中：
图1a和图1b示出根据本发明的撞击指示器的实施例的分别的前视图和后视图；
图2a和2b示出根据本发明的处于激活状态的图1a和1b的撞击指示器的相应的前视图和后视图；
图3a是示出根据本发明的图2b中示出的撞击指示器的一部分的放大图；
图3b示出根据本发明的图3a中示出的撞击指示器的一部分的放大图；
图4a示出根据本发明的处于激活状态的图1a和1b的撞击指示器的一部分的另一放大图；
图4b示出根据本发明的图4a中示出的撞击指示器的一部分的放大图；
图5a示出根据本发明的撞击指示器的另一实施例的示意图；
图5b示出根据本发明的图5a中示出的撞击指示器的一部分的放大图；
图6示出根据本发明的处于激活状态的图5a和5b所示的撞击指示器的一部分的放大图；
图7a是示出根据本发明的处于另一激活状态的图5a和5b所示的撞击指示器的一部分的放大图；
图7b示出根据本发明的图7a的撞击指示器的一部分的放大图；
图8示出根据本发明的撞击指示器的实施例的框图；
图9示出根据本发明的图8的撞击指示器的实施例的一部分的透视后视图；
图10示出根据本发明实施例的的图9的撞击指示器的沿图9中的线10-10截取的截面图；
图11示出根据本发明实施例的图10中示出的撞击指示器的一部分的放大图；
图12示出根据本发明的撞击指示器的另一实施方式的示意图；
图13示出根据本发明实施例从图12的线13-13观察的图12的撞击指示器的仰视图；
图14示出根据本发明的实施例从图12的线14-14观察的图12的撞击指示器的侧视图；
图15a和图15b示出根据本发明的实施例的图12-图14中描述的撞击指示器的一部分的示意图；
图16示出根据本发明的撞击指示器的另一实施方式的图；
图17示出根据本发明的实施例从图16的线17-17观察的图16的撞击指示器的仰视图；
图18示出根据本发明的实施例的图16的撞击指示器的沿图16的线18-18截取的截面图；
图19示出根据本发明的撞击指示器的另一实施方式的图；
图20示出根据本发明的撞击指示器的另一实施方式的图；和
图21示出根据本发明的实施例的在图20的撞击指示器的一部分的示意图。
详细说明
本发明的实施例提供了一种用于撞击检测和指示的设备和技术。根据一个实施例，一种撞击指示器包括包围质量构件的壳体，其中，壳体配置为响应于由壳体接收到加速事件而使质量构件在壳体内从第一位置移动到第二位置。撞击指示器还包括开关电路和耦合到开关电路的无源射频识别(rfid)模块。响应于质量构件从第一位置到第二位置的移动，质量构件在开关电路中引起变化，其中当激活时，开关电路中的变化引起rfid模块输出值的变化。本发明的实施例使得能够在不使用内部电源的情况下进行撞击和/或加速事件检测。例如，响应于检测到撞击或加速事件，基于机械的开关机构闭合或断开开关电路。rfid模块可以检测开关电路的状态，并且基于开关电路是处于闭合还是断开状态来发射或输出特定值。因此，rfid读取器可以用于激活rfid模块并确定碰撞指示器设备的激活状态。
现在参考附图，特别是参考图1a和1b，提供了可以在其中实现本发明的说明性实施例的撞击指示器10的示例性图。图1a是示出了撞击指示器10的前视图，而图1b是示出了撞击指示器10的后视图。在图1a和1b中，指示器10配置为固定到或设置在运输容器内的便携式设备，包含与所监测的撞击和/或加速事件相关联的物体。撞击指示器10的实施例监视物体在制造、存储和/或运输期间物体是否受到撞击或一定水平的加速事件。在一些实施例中，可以使用例如粘合材料、永久或临时紧固件或各种不同类型的附接装置将撞击指示器10固定到运输容器。运输容器可包括被监视的物品松散地放置在其中的容器或者包括就是被监视物品本身的容器。应当认识到，图1a和1b仅是示例性的，而并非声称或暗示任何关于环境的限制，在其中不同的实施例都可以实现。
在图1a和1b所示的实施例中，撞击指示器10包括壳体12，在其中设置有检测组件14。在所示的实施例中，检测组件14配置为检测和指示沿两个不同方向中的任一个的撞击或加速事件，所述方向由相对于图1b中的指示器10的方向16或方向18指示(即在方向16/18上或在相应方向16/18上具有方向矢量分量的与之成角度的方向)。然而，应当理解，组件14可以配置用于检测/指示对应于单个方向的撞击事件(如将在下面进一步描述的)。此外，应当理解，指示器10中可以包括附加的检测组件14，以在附加方向上提供撞击检测/指示。
在一些实施例中，壳体12由透明或半不透明的材料配置和/或构造，该透明或半透明的材料具有位于其前侧或附于其上的遮蔽标签20(图1a)。在一些实施例中，掩蔽标签20配置为具有一个或多个孔或“窗口”22，用于提供撞击检测的视觉指示。例如，如下文将进一步描述的，响应于指示器10经受或接收到一些预定水平的撞击或加速事件，检测组件14使视觉指示显示在其内或通过一个或多个窗口22显示以提供可视化的指示，表明受监视对象已经或可能已经受到一定程度的撞击。然而，应当理解，可以使用其他方法来提供视觉指示，指示检测组件14已经移动和/或以其他方式置于激活状态，从而指示指示器10已经经历了冲击、撞击或加速事件。还应该理解，壳体12可以由其他材料(例如，具有在其中形成一个或多个窗口22的不透明材料)构造和/或制造。在一些实施例中，壳体12可以配置成不具有窗口22。例如，如将在下面更详细地描述的，指示器10可以配置成提供视觉指示和/或非视觉指示，通过指示器10(例如，通过使用rfid信号)表明是否经历了碰撞或加速状况。
参照图1b，示出了处于未激活或初始预检测状态(即，在经历加速事件之前)的检测组件14。在示出的实施例中，检测组件14包括重量或质量构件30以及弹簧构件40和42。壳体12包括位于质量构件30的相对侧的侧壁46和48。侧壁46和48形成移动路径以使得壳体12内的质量构件30响应于壳体12或指示器10经受加速事件而能够移动。例如，在图1b中，质量构件30位于壳体12内的非激活位置50。另外，参考图1a，质量构件30的内侧表面部分52位于其内和/或在窗口22内可见。
在图1b所示的实施例中，在指示器10的预检测状态下，弹簧构件40和42将质量构件30偏置到非激活位置50。例如，在所示的实施例中，弹簧构件40和42包括板簧56和58；然而，应当理解，可以使用其他类型的偏置元件。在图1b中，侧壁46在其中形成用于保持板簧56和58的相应端部68和70的凹槽或座62和64。侧壁48在其中形成用于保持板簧的相应端部80和82的凹槽或座74和76。板簧56和58形成具有大于质量构件30的宽度的长度(例如，沿从侧壁46到侧壁48的方向测量)。板簧56的端部68和80位于相应的座62和74中，以使得板簧56以横向于质量构件30的移动路径的方向定位。板簧58的端部70和82位于相应的座64和76中，以使得板簧58定位在横向于质量构件30的移动路径的方向。例如，由侧壁46和48形成的平移路径使质量构件30能够在由16和18指示的方向上移动。
板簧56的端部68和80位于座62和80中，而板簧58的端部70和82位于各自的座64和76中，以使得板簧56和58具有彼此面对的凸面。因此，在所示的实施例中，板簧56和58彼此偏置。在图1b所示的实施例中，板簧56和58各自在质量构件30的相对的弧形壁88和90之间横穿质量构件30的中间部分横向延伸。板簧56和58彼此偏置并支撑在非激活位置50中的质量构件30(例如，板簧56和58接触并支撑质量构件30的相应壁88和90，以将质量构件30保持在非激活位置50)。应当理解，可以以其他方式形成质量构件30和/或以其他方式配置弹簧构件40和42和或相对于质量构件30定位弹簧构件40和42，以将质量构件30保持和/或偏置于非激活位置50。
图2a和2b是表示处于激活状态的图1a和1b所示的指示器10的各自的前视图和后视图。在图2a和2b所示的实施例中，指示器10和/或壳体12已经在与方向16的水平和/或大小相对应的方向上经受撞击和/或加速事件，以克服弹簧构件40和42的偏压力，从而使质量构件30从非激活位置50移动到激活位置96。响应于加速事件，板簧56反转并且其凸部对质量构件30的壁88施加偏压力，从而将质量构件30偏置到激活位置96。另外，响应于加速事件和质量构件30到激活位置96的移动，板簧58的端部70和82从相应的座64和76中抽出。如图2a中最佳所示，与在质量部件30处于非激活位置50时相比，在激活位置96时，质量构件30的不同部分位于其内和/或否则在窗口22中可见。例如，在非激活位置50中，质量构件30的中间部分(例如，中间表面部分52(图1a))位于其内和/或否则在窗口22中可见。但是，响应于质量构件30移动至激活位置96，位于内侧表面部分52附近的表面部分98位于其内和/或否则在窗口22中可见。如下面将进一步描述的，质量构件30可以在其上的不同位置处包含不同的类型和/或在其面对窗口22的一侧上形成对应于壳体12中质量部件30的未激活位置和激活位置的标记形式，以提供指示器10是否已经历了一定水平或程度的加速事件/撞击的指示。
图3a是示出图2b的指示器10的一部分的放大图，并且图3b是示出图3a的指示器10的一部分的放大图。参见图2b、3a和3b，如上所述，响应于方向16的水平和/或大小上的加速事件，以克服弹簧构件40和42的偏压力，板簧56反转并且其凸部向质量构件30的壁88施加偏压力，以将质量构件30偏置于激活位置96。另外，板簧58的端部70和82从相应的座64和76中抽出。如图3a和3b的最佳所示，侧壁46和48在其中分别形成了凹陷区域102和104，分别地，它们缩回和/或偏离侧壁46和48的相邻壁表面106、108、110和112。凹陷区域102沿着座62和64之间的侧壁46定位，并且凹陷区域104沿着座74和76之间的侧壁48定位。响应于质量构件30移动到激活位置96，板簧的端部70和82分别从相应的座64和76中抽出，并分别置于相应的凹陷区域102和104内。凹陷区域102和104防止或基本上防止板簧58的端部70和82返回到相应的座64和76。因此，如果指示器10在与方向16相反的方向(例如，方向18)上经受另一加速事件，以试图在处于激活状态之后将质量构件30复位和/或重新定位在未激活位置50，凹陷区域102和104阻止板簧58的端部70和82返回座64和76，从而导致在方向16上产生额外的偏压力，该偏压力需要在相反的方向上克服以实现质量构件30朝向非激活位置50的移动。
图4a是示出具有位于另一激活位置116(例如，在壳体12的与激活位置96相对的一侧)的质量构件30的指示器10的一部分的放大图，而图4b是示出图4a的一部分放大图。为了清楚起见，参考图1b，其中描述了在非激活位置50的质量构件30。在图1b中参考了激活位置96和116，以示出壳体12内质量构件30位于激活位置96和116时的位置。参照图4a和4b，如果指示器10已在方向16上经历了加速事件，这导致质量构件30移动到激活位置96(图2b)，然后在方向18的水平和/或大小上又遭受了另一次加速事件(例如，未经授权企图将质量构件30重新安置在非激活位置50或响应某些其他撞击事件)以克服板簧56和58施加的力，板簧56和58两者都转折或反转，并且质量构件30从激活位置96经过非激活位置50移动到激活位置116。例如，响应于沿方向18的水平和/或程度的加速事件以克服板簧56和58施加的力，板簧56和58都转折或反转，以使其凸部向质量构件30的壁90施加偏压力，从而将质量构件30偏置于激活位置116。另外，板簧56的端部68和80从相应的座62和74中抽出，并置于相应的凹陷区域102和104中。因此，响应于质量构件30从激活位置96移动到激活位置116，板簧56和58沿相同方向(例如，朝向质量构件30的壁90)偏置，并且各个板簧56和58的端部68、70、80和82分别位于凹陷区域102和104内，从而防止或基本上防止板簧56和58返回座62、64、74或76，从而进一步防止或基本上防止质量构件30在处于激活状态后返回(在持续的状态下)非激活位置50。
图5a是示出根据本发明的指示器10的另一实施例的示意图，而图5b是示出图5a的指示器10的一部分的放大图。在图5a和5b所示的实施例中，侧壁46和48分别在其中形成一个附加的弹簧座120和122。座120沿侧壁46定位于座62和64之间，而座122沿侧壁48位于座74和76之间。类似于座62、64、74和76，座120和122沿着各自的侧壁46和48包括凹陷区域，用于接收相应的板簧56和58的端部68/80和70/82，以响应指示器10遭受到足以引起质量构件30移动的撞击或加速事件(例如，如上文结合图2a、3a、3b、4a和4b所述)。例如，图6是示出图5a和5b中所示的具有位于激活位置96的质量构件30的指示器10的示意图。因为板簧56和58构造成具有比质量构件30移动时的平移路径的横向宽度更长的长度，板簧56和58的端部将在侧壁46和48之间寻求最宽的横向尺寸以减轻其中的张力。因此，例如，响应于指示器10在方向16上经受足以克服板簧56和58的偏压力的幅度的加速事件，质量构件30将从非激活位置50向激活位置96移动，板簧56将转折和/或反转并向质量构件30的壁88施加偏压力，并且板簧58的端部70和82将从相应的座64和76中抽出并位于相应的座120和120中。座120和122、102和104防止或基本上防止板簧58的端部70和82返回到相应的座64和76。因此，如果指示器10在与方向16相反的方向上遭受另一加速事件(例如，方向18)，以便在处于激活状态后尝试将质量构件30重置和/或重新定位在非激活位置50时，凹陷区域102和104阻止板簧58的端部70和82返回到座64和76，从而导致在方向16上产生额外的偏压力，该偏压力需要在相反的方向上克服以实现质量部件30向非激活位置50的移动。
图7a是示出图5a、5b和6的质量构件30位于激活位置116的指示器10的一部分的放大图，而图7b是示出图7a的一部分的放大图。如果指示器10在方向16上经历了加速事件，导致质量构件30移动到激活位置96(图6)，此后在方向18上又经历了另一次水平和/或大小以克服由板簧56和58施加的力的加速事件(例如，未经授权的尝试将质量构件30重置在非激活位置50或响应某些其他撞击事件)时，板簧56和58均会转折或反转并且质量构件30从激活位置96经过非激活位置50移动到激活位置116。例如，响应于方向18上的加速度事件，其水平和/或大小克服了板簧56和58施加的力，板簧56和58都转折或反转，使得其凸部向质量构件30的壁90施加偏压力，以将质量构件30偏置至激活位置116。另外，板簧56的端部68和80为从相应的座62和74中抽出并定位在相应的座120和122中。因此，响应于质量构件30从激活位置96到激活位置116的移动，板簧56和58沿相同方向偏置(例如，朝向质量构件30的壁90)并且板簧56和58各自的端部68、70、80和82分别位于座120和122内，以防止或基本上防止板簧56和58返回到座62、64、74或76中，从而进一步防止或基本防止质量构件30在处于激活状态之后返回(处于维持状态)到未激活位置50。
图8是表示根据本发明的实施例的指示器10的实施例的框图。在一些实施例中，撞击指示器10可以固定(永久地或可移动地)到印刷电路板上和/或以其他方式永久地或可移动地连接到电子电路(例如，诸如可移动的暗盒)，使得响应于接收和/或在检测到加速度事件或足够大小的撞击状况时，撞击指示器10提供电子开关闭合器或开启器，从而可以提供这种事件的电子信号/指示。在图8中，指示器10包括机械开关机构80，开关电路82和耦合到开关电路82的无线通信模块83。机械开关机构80可以是用于引起开关电路82的状态改变的任何机械设备。例如，在一些实施例中，机构80可包括质量构件30。在这样的实施例中(如下文将更详细描述)，质量构件30的移动可引起开关电路82中的状态改变(例如，从断路状态变为闭路状态，反之亦然)。开关电路82可包括响应于质量构件30的移动的一个或多个开关元件、触点和/或电路(或其他类型的机械开关机构80)。无线通信模块83配置为与开关电路82的状态相关联的指示指示器10的激活状态的无线通信信息(例如，基于电路82的断路或闭路状态)。例如，在一个实施例中，无线通信模块83包括rfid模块84。在一些实施例中，rfid模块84包括具有rfid集成电路或电路系统86(例如，设置其上或作为印刷电路板的一部分)和存储器88的无源rfid模块84(例如，无源rfid标签)，具有天线90。作为无源rfid模块84，指示器10不包含电池(例如，由rfid读取器100供电)。例如，当模块84遇到来自读取器100的无线电波时，天线90形成磁场，从而向模块84供电以使电路86通电。一旦通电/激活，模块84就可以输出/传输在存储器88中编码的信息。然而，应当理解，在一些实施例中，rfid模块84可以包括有源rfid模块84，该有源rfid模块84包括可以配置为连续地、间歇地和/或根据编程的或事件触发的电源(例如，电池)，广播或传输某些信息。还应该理解，无线通信模块83可以配置用于其他类型的无线通信类型、模式、协议和/或格式(例如，短消息服务(sms)，使用通用分组无线服务(gprs)/3g/4g的无线数据，或通过无线保真的公共互联网、或在本地使用其他无线电通信协议标准，例如无线保真、z-波、紫蜂、
在所示的实施例中，存储器88包括至少两个不同的存储的和/或编码的值92和94。例如，值92可以对应于当开关电路82处于断路状况或状态时模块84输出/发送的值，而值94可以对应于当开关电路82处于闭合电路状况或状态时模块84输出/发送的值。作为示例，值94可以表示不具有激活的撞击开关电路82的rfid标签标识(id)号，并且rfid标签的id号可以在其末尾具有附加字符(例如，“0”)。值92可以表示具有激活的撞击开关电路82的rfid的id号，并且rfid标签的id号可以在其末端具有与值94所携带的附加字符不同的附加字符(例如“1”)。在所示的实施例中，rfid模块84(例如，电路86)耦合到开关电路82，并且可以检测开关电路82是处于断路还是闭合电路状况或状态。因此，例如，开关电路82可以最初处于闭合电路状况或状态。因此，如果通电/激活，则模块84将值94传输至读取器100。如果指示器遭受撞击事件，则机构80可引起电路82的改变，这将导致电路82处于断路状况或状态。因此，如果现在通电/激活(例如，在撞击事件之后)，则模块84将取而代之将值92传输到读取器100。因此，本发明的实施例使指示器10使用电子指示器(例如，rfid读取器)监视附接至其的敏感产品/物体的撞击可能造成的潜在损坏，而指示器10不包含或不需要任何内部电源(例如，电池)。
本发明可以包括处于任何可能的技术细节水平的集成的计算机程序指令(例如，存储在计算机可读存储介质(或媒介)(例如，存储器88)，以使处理器执行本发明的各方面。在此描述的计算机可读程序指令可以下载到相应的计算/处理设备(例如，通信模块83和/或rfid模块84)。用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微码、固件指令、状态设置数据、集成电路的配置数据、或以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码。在一些实施例中，电子电路(例如，电路86)包括，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来使计算机电路个性化从而执行计算机可读程序指令，以执行本发明的各个方面。本发明的各方面的描述参考根据本发明实施例的方法和/或装置的图示和/或框图。应理解的是，图示和/或框图的每个框以及图示和/或框图中的框的组合，可以表示模块、段或代码的部分，可以由计算机可读程序指令来实现。这些计算机可读程序指令可以提供给处理器或其他可编程数据处理设备以产生机器，从而使通过处理器执行的指令创建用于实现图示和/或框图或多个框图中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令也可以存储在计算机可读存储介质中，可以指导计算设备、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式起作用，使得具有存储在其中的指令的计算机可读存储介质包括一件制品，该制品包括实现在图示和/或框图或方框中指定的功能/动作的各方面的指令。开关电路82、无线通信模块83和/或rfid模块84可以使用已知技术以任何合适的方式来实现，所述已知技术可以是基于硬件的、基于软件的或两者的某种组合。例如，开关电路82、无线通信模块83和/或rfid模块84可以包括用于执行本文所述的各种功能的软件、逻辑和/或可执行代码(例如，作为在处理器单元上运行的软件和/或算法而存在，位于处理器或其他类型的逻辑芯片中的硬件逻辑，集中在单个集成电路中或分布在数据处理系统中不同芯片之间的硬件逻辑)。如本领域技术人员将理解的，本发明的各方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取硬件实施例、软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合了软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中通常都统称为“电路”、“模块”或“系统”。
图9是示出根据本发明的指示器10的实施例的一部分的透视后视图，图10是示出根据本发明的实施例的图9的指示器10的沿图9中的线10-10截取的剖视图，图11是图10所示指示器10的一部分的放大图。在图9-图11所示的实施例中，机械开关机构80由具有固定或连接到其上的导电元件120的质量构件30形成。在一些实施例中，质量构件30可以由非金属或非导电材料形成，使得导电元件120可以连接到其上(例如，通过粘结、紧固件等固定)。在所示的实施例中，导电元件120在大体上垂直于质量构件30在壳体12内的移动方向(例如，图1b中所示的移动方向16和18)的方向横穿质量构件30横向延伸。导电构件120配置为与开关电路82的间隔开的触点122和124连接和/或接合，以使电路82处于断路状况或断路状态(例如，当导电元件120从触点122和124脱离时)或闭路状况或状态(例如，当导电元件120与触点122和124接合时)。在所示的实施例中，导电元件120沿上述方向线性地跨过质量构件30延伸；然而，应当理解，元件120的方向、大小、形状等可以变化(例如，基于触点122和124的位置和/或定位)。触点122和124包括电路82的导电垫或部分。例如，电路82可包括一个或多个耦合到rfid模块84的导电线、迹线、导电垫、接线柱和/或电子组件。在图9中，从视图中省略了rfid模块84，以更好地示出具有导电元件120的质量构件30；然而，应当理解，触点122和124可以耦合到rfid模块84和/或形成rfid模块84的一部分。
因此，在操作中，在图9-图11所示的实施例中，当质量构件30处于未激活或初始预检测状态/位置50时，电路82最初处于闭合电路状态(图1b(即，经历加速事件之前))。因此，如果在质量构件30处于非激活或初始预检测状态50时(即，在经历加速事件之前)，rfid模块84通过rfid读取器100激活或通电，则rfid模块84将检测到电路82的闭路状态并且输出或传输值94。响应指示器10受到足以引起质量构件30从初始非激活位置50移动到激活位置(例如，位置96或116(图2b和图7a))的撞击或加速事件中，电路82的状态将从处于闭合电路状态变为处于断路状态，因为导电元件120已经移开并与触点122和124脱离接合。因此，响应于质量构件30从初始非激活位置50到激活位置96或116的移动，如果rfid模块84通过rfid阅读器100激活或通电，则rfid模块84将检测到电路82的断路状态，并输出或发送值92而不是值94。因此，开关电路82状态的变化导致在激活时rfid模块84输出的值发生变化。
另外，撞击指示器10的实施例提供了撞击激活的不可逆指示。例如，如以上结合图4a所述，一旦质量构件30响应于撞击事件而离开非激活或预激活位置50，质量构件30将保持在位置96或116中(例如，由于板簧56和58)，从而使电路82保持在断路状态，并且在通电时rfid模块84传输值92。
在上面的描述和图9-图11的所示实施例中，当质量构件30处于非激活或预激活位置50时，电路82处于闭合电路状态。但是，应当理解，指示器10可以交替地配置，使得当质量构件30处于非激活或预激活位置50时，电路82相反地处于断路状态，而当质量构件30处于位置96或116时，电路82处于闭路状态(例如，通过在位置96和116(而不是在位置50附近)的每个位置附近放置一对触点122和124，当质量构件30分别处于相应的位置96或116时将与导电元件120接合)。替代地，质量构件30可具有多个间隔开的导电元件120(例如，一个在质量构件30的上部附近，而一个在质量构件30的下部附近)，使得质量构件30到位置96或116的移动将导致相应的导电元件120与位于位置50附近的触点122和124接合(例如，在质量构件处于位置96时，下部导电元件120与位于位置50附近的触点122和124接合，反之亦然，当质量构件30处于位置116时)。因此，应当理解，导电元件120和/或触点122和124的设置可以变化，而使rfid模块84能够基于电路82是处于断路还是闭合状态(基于指示器是否遭受撞击事件)来传输不同的值。
图12是示出根据本发明的指示器10的另一实施例的示意图，图13是示出根据本发明的实施例的图12的指示器10的沿图12中的线13-13截取的仰视图，而图14是示出图12中所示的指示器10的沿图12的线14-14截取的侧视图。在图12-图14中，指示器10的大多数元件(例如，结合图1-图7中示出和描述的那些元件)为了清楚和易于描述已经省略；然而，应当理解，指示器10可以如结合图1-7所描绘和描述的那样类似地配置。在图12至图14所示的实施例中，示出了开关机构80、电路82和耦合至开关电路82的rfid模块84的另一实施例。在所示的实施例中，开关机构80由质量构件30形成(例如，没有导电元件120(图9-图11))。为了便于描述和清楚起见，在图13和图14中未示出质量构件30。开关电路82包括导电开关元件130和132，以及导电触点140、142、144和146。开关元件130和132通常位于相应位置96和116中或附近，以便于当质量构件30从位置50移动到位置96或116中时，质量构件30接触或以其他方式接合相应的开关元件130或132。在所示的实施例中，开关元件130固定地耦合到触点140，而开关元件132固定地耦合到触点146。开关元件130和132，以及触点140、142、144和146可以包括导电线、引脚、接线柱、导电垫、迹线等。
在图12至图14所示的实施例中，开关元件130包括连续的开关元件段150、152和154，其中段150固定地耦合至触点140。开关元件130包括柔性开关元件130，使得段150、152和154可相对于彼此以角度关系移动，并且段150可相对于和/或与触点14一起弯曲/旋转。类似地，开关元件132也包括连续的开关元件段156、158和160，其中段156固定地与触点146耦合。开关元件132还包括柔性开关元件132，以使得段156、158和160相对于彼此成角度关系地可移动的，并且段156可相对于和/或与触点146一起弯曲/旋转。在所示的实施例中，开关元件130和132分别包括非线性开关元件段150、152、154、156、158和160。例如，在所示的实施例中，开关元件130和132形成为具有大体z形的构造(例如，当从与开关元件130和132的移动平面正交的位置观察时)；然而，应当理解，可以以其他方式配置元件130和132。
如图12中最佳描述的，当质量构件30处于未激活或初始预检测状态/位置50时(即，在经历加速事件之前)，电路82最初处于断路状态。例如，在该实施例中，在质量构件30的未激活或初始预检测状态/位置50中，段154和160分别与相应的触点142和144间隔开和/或脱离接触。因此，当质量构件30处于非激活或初始预检测状态50时(即，在经历加速事件之前)，如果rfid模块84由rfid读取器100激活或通电，rfid模块84将检测到电路82的断路状态并且输出或传输值92。响应于指示器10受到一定程度的足以引起质量构件30从初始非激活位置50移动到激活位置(例如，位置96或116)的撞击或加速事件，电路82的状态从断路状态变为闭合状态，因为质量构件30的移动将导致质量构件30接触相应的开关元件130或132，并且使相应的开关元件130或132与相应的触点142或144接触和/或接合，从而闭合相应的电路。因此，响应于质量构件30从初始非激活位置50到激活位置96或116的移动，如果rfid模块84通过rfid读取器100激活或通电，则rfid模块84检测电路82的闭路状态并且输出或传输值94而非92。因此，开关电路82的状态改变引起rfid模块84在激活时输出的值改变。
在图12-图14所示的实施例中，每个开关元件130和132可以是不同的单独电路的一部分和/或以其他方式形成不同的单独电路(分别为电路162和164)，以使得rfid模块84可以检测电路162或164是处于断路还是闭合状态。例如，如果指示器10已经遭受了使质量构件30从位置50移动到位置96的撞击事件，则电路164将保持在断路状态，而电路162将从断路状态变为闭合状态。rfid模块84可以配置为类似于数字逻辑或门的作用，以使得如果电路162和164中的一个或两个都处于闭合状态，则输出闭合的值94。在图12-图14所示的实施例中，当质量构件30处于未激活或初始预检测状态/位置50时(即，在经历加速事件之前)，开关电路82处于断路状态。然而，应当理解，指示器10可以另外配置(例如，在电路162和164最初将处于闭合电路状态的情况下，(例如，开关元件130和132各自与相应触点142和144接合，其中，质量构件移动至位置96或116使质量构件30使相应的开关元件130或132与相应的触点142或144脱离)。
图15a和图15b是示出图12-图14中描绘的指示器10的一部分的图。在图15a和图15b中，仅示出了开关元件132；然而，应当理解，开关元件130的操作和/或功能与以下结合开关元件132所描述的操作和/或功能类似。在图15a中，指示器10经受了撞击事件，使得质量构件30在方向170上移动到位置116中，这样质量构件30向位置116的移动使质量构件30与开关元件132接触，从而使开关元件段160与触点144接合，从而使电路164从断路状态进入闭路状态。在图15b中，响应于指示器10遭受另一撞击事件，使得质量构件30沿方向172移动远离位置116，尽管质量构件30已经与开关元件132脱离(即，质量构件30不再接触或向开关元件132施加力)，开关元件132保持与触点144接合，使得电路164保持在闭合电路状态。在该实施例中，开关元件132包括柔性和/或可变形的开关元件132，使得由质量构件30施加到开关元件132的力导致开关元件132直接在触点144和146之间的空间内压缩，从而导致开关元件132保持在触点144和146之间的压缩状态。处于压缩状态时，开关元件132继续向触点144施加力，从而在质量构件30已经移离位置116(或远离接触开关元件132)之后将电路164保持在闭合电路状态。因此，本发明的实施例通过一旦电路164从断路状态变为闭路状态时就将电路164保持在闭路状态来提供撞击激活的不可逆指示。在上面的描述中，电路164最初是处于断路状态，然后响应于质量构件30背离开关元件132的移动而变为闭合电路。但是，应当理解，断路/闭路状态或操作可以是反过来的(例如，最初在闭合电路状态下，其中开关元件132与触点144接合，其中质量构件30背离开关元件132的移动导致开关元件132从触点144脱离接合)。在该替代实施例中，即使在质量构件30从位置116移开之后，开关元件132的另一接触或构造也可以使电路164保持在断路状态。
图16是示出根据本发明的撞击指示器10的另一实施例的示意图，图17是示出从图16的线17-17观察的根据本发明的实施例的图16的撞击指示器10的仰视图，而图18是示出根据本发明的实施例的图16中示出的撞击指示器10的沿图16的线18-18截取的截面图。在图16-图18中，为了清楚和易于描述，已经省略了指示器10的元件(例如，结合图1-图7描绘和描述的那些元件)；然而，应当理解，指示器10可以如结合图1-图7所描绘和描述的那样类似地配置。在图16至图18所示的实施例中，示出了开关机构80、电路82和耦合至开关电路82的rfid模块84的另一实施例。在所示的实施例中，开关机构80由质量构件30形成(例如，没有导电元件120(图9-图11))。为了便于描述和清楚起见，在图17和图18中未示出质量构件30。开关电路82包括导电开关元件170和172，以及导电触点180、182、184和186。开关元件170和172通常位于在相应位置96和116中或附近，以使得质量构件30从位置50移动到位置96或116中，质量构件30接触或以其他方式接合相应的开关元件170或172。在所示的实施例中，开关元件170固定地耦合至触点180，且开关元件172固定地耦合到触点186。开关元件170和172以及触点180、182、184和186可以包括导电线、引脚、接线柱、导电垫、迹线等。
在图16至图18所示的实施例中，开关元件170和172是弧形的(例如，当从与开关元件170和172的移动平面正交的位置观察时)，其具有朝向质量构件30设置的凸部。在一些实施例中，开关元件170和172包括柔性开关元件170和172，以使得开关元件170和172可以相对于和/或与各自的触点180和186一起弯曲/旋转。在所示的实施例中(如图18中最佳示出的相对于触点182)，触点182和184以一定角度和/或朝向质量构件30倾斜(例如，朝向相应的开关元件170和172)，使得触点182和184相对于质量构件30(以及相应的开关元件170和172)的移动平面成锐角设置。尽管图18仅示出了触点182和186(由于剖视图的位置而定)，但是应当理解，触点184和180类似地构造(例如，以相对于质量构件30/开关元件172成锐角布置的触点184)。
如图17中最佳所示，开关元件172朝触点184延伸并在其远端附近向下弯曲(例如，朝向平行于质量构件30/开关元件172的移动平面但更靠近触点184的基本附接位置的平面)。例如，在所示的实施例中，开关元件172包括连续的开关元件段190、192和194。段190在其近端固定地耦合至触点186，并在大体上朝向触点184的方向上延伸。随着段190接近触点184的位置(例如，在到达触点184之前)，段190过渡到段192(例如，近似直角)，其中段192在朝模块84的方向上延伸(即，在朝触点184的方向上)。段192，在到达模块84之前，过渡到段194，其在朝向类似于段190的方向上延伸(例如，与段192近似成直角)。应当理解，开关元件170类似地构造(例如，在其远端附近向下弯曲)。
在操作中，如图16中最佳所示，当质量构件30处于未激活状态或初始预检测状态/位置50时，电路82最初处于断路状态(即，在经历加速事件之前)。例如，在该实施例中，在质量构件30的未激活或初始预检测状态/位置50中，开关元件170和172分别与相应的触点182和184间隔开和/或脱开。因此，在质量构件30处于未激活或初始预检测状态50时(即在经历加速事件之前)，如果rfid模块84由rfid读取器100激活或通电，则rfid模块84将检测到电路82的断路状态和输出或传输值92。响应指示器10遭受到足以使质量构件30从初始非激活位置50移动到激活位置(例如，位置96或116)的撞击或加速事件，电路82的状态将从断路状态变为闭路状态，因为质量构件30的移动将导致质量构件30接触相应的开关元件170或172并且使相应的开关元件170或172与相应的触点182或184接触和/或接合，从而闭合相应的电路。因此，响应于质量构件30从初始非激活位置50到激活位置96或116的移动，如果rfid模块84由rfid读取器100激活或通电，则rfid模块84将检测电路82的闭路状态，并且输出或传输值94而非92。因此，开关电路82的状态改变引起rfid模块84在激活时输出的值改变。
在图16-图18所示的实施例中，开关元件170和172的远端朝着各个触点182和184的底部向下倾斜，而触点182和184朝着相应的开关元件170和172成锐角设置，为了减小开关元件170和172跨接相应的触点182和184上的可能性(例如，响应于质量构件30的移动)。如以上结合图12至图14所描述的，每个开关元件170和172可以是不同的单独的电路的一部分和/或以其他方式形成不同的单独的电路(例如分别为电路162和164)，使得rfid模块84可以检测是否电路162或164处于断路或闭合电路状态。例如，如果指示器10已经遭受了使质量构件30从位置50移动到位置96的撞击事件，则电路164将保持在断路状态，而电路162将从断路状态变为闭合电路状态。rfid模块84可以配置为类似于数字逻辑或门的作用，使得如果电路162和164中的一个或两个都处于闭合状态，则输出闭合值94。此外，指示器10的实施例提供了不可逆的激活指示。例如，如结合图1-图7进一步描述，一旦指示器10已经遭受了足以将质量构件移离位置50的大小的撞击状况，则弹簧构件40和42将质量构件30保持在位置96或116的任一位置，从而保持开关元件170和/或172与相应的触点182和184接合。
图19是示出根据本发明的撞击指示器10的另一实施例的图。在图19所示的实施例中，指示器10的配置类似于结合图16-图18所描绘和描述的，除了代替单个开关元件170和172之外，多个不同的开关元件170和172耦合到各自的触点180和186。例如，在所示的实施例中，三个开关元件170(例如，开关元件1701、1702和1703)耦合到触点180，并且三个开关元件172(例如，开关元件1721、1722和1723)耦合到触点186。应该理解，可以使用更多或更少数量的开关元件170和172。在所示的实施例中，多个开关元件170和172用于增加启动电路状态改变的可能性(例如，从断路状态触发闭路状态，反之亦然)。例如，如果一个或多个开关元件170和172失效或无法接合各自的触点182和184，则使用多个开关元件170和172增加了电路状态改变的可能性。
图20是示出根据本发明的撞击指示器10的另一实施例的图。在图20中，为了清楚和易于描述，省略了指示器10的大多数元件(例如，结合图1-图7所描绘和描述的那些元件)；然而，应当理解，指示器10可以如结合图1-图7所描绘和描述的那样类似地配置。在图20所示的实施例中，示出了开关机构80、电路82和耦合到开关电路82的rfid模块84的另一实施例。在所示的实施例中，开关机构80由质量构件30形成(例如，没有导电元件120(图9-图11))。除了开关电路82包括导电开关元件200和202之外，图20的撞击指示器10配置为类似于结合图12-图14所描绘和描述的那样。开关元件200和202通常位于相应位置96和116中或附近，以使得当质量构件30从位置50移动到位置96或116时，质量构件30接触或以其他方式接合相应的开关元件200或202。在所示的实施例中，开关元件200固定地耦合至触点140，并且开关元件202固定地耦合到触点146。
在图20所示的实施例中，开关元件200包括连续的开关元件段210、212、214和216，其中段210固定地耦合到触点140。开关元件200包括柔性开关元件200，使得一个或多个段210、212、214和216相对于彼此是成角度关系地可移动的，并且段210可以相对于和/或与触点140弯曲/旋转。类似地，开关元件202包括连续的开关元件段220、222、224和226，其中段220固定地耦合到触点146。开关元件202还包括柔性开关元件202，以使得段220、222、224和226中的一个或多个相对于彼此是成角度关系地可移动的，并且段220可相对于触点146弯曲和/或与触点146一起弯曲/旋转。在所示的实施例中，开关元件200和202分别包括非线性开关元件段210、212、214、216、220、222、224和226。例如，在所示的实施例中，开关元件200和202形成为具有大体上修正的z形构造(例如，当从与开关元件200和202的移动平面正交的位置观察时)；然而，应当理解，可以以其他方式配置元件200和202。
在所示的实施例中，段210从触点140朝向质量构件30延伸并且过渡到段212，以使得段212是在基本垂直于质量构件30的移动方向的方向上(即，在初始状态/位置)。段212过渡到段214，以使得段214和216以类似弹簧的构造相对于彼此形成锐角(例如，敞开的锐角三角形)，以使得段216在朝向质量构件30的方向上相对于段214以锐角延伸(例如，锐角三角形的开口侧朝向质量构件30)。段214和216在开关元件200的远端处形成可压缩的弹簧。在图20所示的实施例中，开关元件202(以及段220、222、224和226)构造为类似于结合开关元件200所述那样。
在所示的实施例中，开关元件200和202具有z形构造，其轮廓或最大宽度小于图12-图14所示的轮廓或最大宽度(例如相对于开关元件130和132)。在图20中，当质量构件30处于未激活或初始预检测状态/位置50时(即，在经历加速事件之前)，电路82最初处于断路状态。例如，在该实施例中，在质量构件30的未激活或初始预检测状态/位置50中，段216和226分别与相应的触点142和144间隔开和/或脱离接触。因此，当质量构件30处于非激活或初始预检测状态50时(即，在经历加速事件之前)，rfid模块84由rfid读取器100激活或通电，rfid模块84将检测到电路82的断路状态并且输出或传输值92。响应于指示器10受到足以引起质量构件30从初始非激活位置50移动到激活位置(例如，位置96或116)的程度的撞击或加速事件，电路82的状态将从断路状态变为闭合状态，因为质量构件30的移动将导致质量构件30接触相应的开关元件200或20并且使相应的开关元件200或202与相应的触点142或144接触和/或接合，从而闭合相应的电路。因此，响应于质量构件30从初始非激活位置50到激活位置96或116的移动，如果rfid模块84由rfid读取器100激活或通电，则rfid模块84将检测电路82的闭路状态并且输出或传输值94而非值92.因此，开关电路82的状态改变引起rfid模块84在激活时输出的值改变。
如以上结合图12至图14所描述的，每个开关元件200和202可以是不同的单独的电路的一部分和/或以其他方式形成不同的单独的电路(分别是电路162和164)，使得rfid模块84可以检测到电路162或164中的任意一个处于断路或闭路状态。类似于结合图15a和图15b所描述和描绘的，尽管质量构件30可以从开关元件200或202脱离(即，质量构件30不再接触或不向开关元件200或202施加力)，但是开关元件200和/或202保持与相应的触点142和144接合，使得电路162和/或164保持在闭合电路状态。在该实施例中，开关元件200和202包括柔性和/或可变形的开关元件200和202，以使得由质量构件30施加到开关元件200和/或202的力导致开关元件200和/或202直接在触点144和146之间的空间压缩(例如，至少相应的段214/216和224/226，从而导致段214/216和224/226相对于相应的触点142和144保持压缩状态。在压缩状态下，开关元件200和202继续向相应的触点142和144施加力，从而在质量构件30从位置96或116移开之后(或从接触开关元件200或202移开之后)将电路162或164保持在闭合状态。因此，本发明的实施例通过一旦电路162或164从断路状态变为断路状态就将电路162或164保持在闭路状态来提供撞击激活的不可逆指示。在以上描述中，电路162和164最初处于断路状态，然后响应于质量构件30背离开关元件200或202的移动而变为闭合电路。然而，应当理解，断路/闭路状态或操作可以颠倒(例如，最初在闭合电路状态下，其中开关元件200与触点142接合，其中质量构件30背离开关元件200的移动导致开关元件200从触点142脱离接合)。在该替代实施例中，即使在质量构件30从位置96移开之后，开关元件200的另一触点或构造也可以使电路162保持在断路状态。
图21是示出根据本发明的实施例的图20所示的撞击指示器10的一部分的图。在图21中，仅示出了开关元件202；然而，应当理解，开关元件200的操作和/或功能类似于下文中结合开关元件202所描述的那样。在图21中，指示器10经受了第一次撞击事件，使得质量构件30最初移动到位置116中，这样质量构件30朝位置116的移动使质量构件30接触开关元件202，从而使开关元件段226接合触点144，从而使电路164从断路状态进入闭合电路状态。在图21中，响应于指示器10遭受另一撞击事件，从而使质量构件30沿方向172移动远离位置116，尽管质量构件30已经与开关元件202脱离接合(即，质量构件30不再接触或向开关元件202施加力)，开关元件202保持与触点144接合，使得电路164保持在闭路状态。在该实施例中，开关元件202包括柔性和/或可变形的开关元件202，使得通过质量构件30施加到开关元件202的力使开关元件202在触点144和146之间的空间内直接压缩和/或偏转，从而导致开关元件202保持在触点144和146之间的压缩状态。处于压缩状态时，开关元件202继续向触点144施加力，从而在质量构件30远离位置116(或远离接触开关元件202)移动后将电路164保持在闭合电路状态。例如，段224和226形成偏压在触点144上的压缩板簧，以保持开关元件202与触点144接合。因此，本发明的实施例通过一旦电路164从断路状态变为闭路状态就将电路164保持在闭合电路状态来提供撞击激活的不可逆指示。在上面的描述中，电路164最初处于断路状态，然后响应于质量构件30背离开关元件202的移动而变为闭合电路。但是，应当理解，断路/闭路状态或操作可以是反过来(例如，最初在闭合电路状态下，其中开关元件202与触点144接合，其中质量构件30背离开关元件202的移动导致开关元件202从触点144脱离接合)。在该替代实施例中，即使在质量构件30从位置116移开之后，开关元件202的另一触点或构造也可以使电路164保持在断路状态。
因此，本发明的实施例使得能够使用撞击指示器来进行撞击和/或加速事件检测，该指示器使用带有无源rfid标签的机械撞击监测设备从而具有较小的占地面积，根据撞击开关电路的状态，该标签给出不同的读数。因为rfid标签是无源的，所以撞击指示器不需要电池或其他外部电源。此外，撞击指示器的构造使撞击指示器一旦激活(或经受足够大小的撞击事件)便是不可逆的。另外，本发明的撞击指示器可以配置有单个或多个指示机构(例如，具有窗口22，其中指示器22提供激活的视觉指示，具有窗口22的组合以及rfid传输值的组合指示激活状态，或具有无窗口22的rfid传输值)。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一”，“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组的添加。
以下所附权利要求中的所有装置或步骤加上功能元件的相应结构、材料、作用和等同物旨在包括用于与具体要求保护的其他要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或作用。已经出于说明和描述的目的给出了本发明的描述，但是其并不旨在是穷举的或将本发明限于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的各种实施例适于所设想的特定用途的各种修改。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！