CN1089221C - 无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计步鞋，特别涉及一种无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器；鞋垫本体至少包括一流体囊，流体囊有一出口，其内部充满流动体；压力感测器与温度感测器皆安置在连接部位内，其可与流动体相接触，分别感测流动体的压力与温度，而产生一压力电压信号与一温度电压信号；发射电路电连接压力感测器及温度感测器，并将接收信号转换为一数值，再将此数值以无线电信号发射出去；接收电路可接收发自发射电路的电信号并显示出数值。

Description

无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器

发明领域

本发明是有关计步鞋，特别是涉及一种具有可量测体重、计步行程里数及概略推算所耗卡路里数功能的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器。该计步鞋属于带有保健或卫生设备的鞋。

背景技术

由于现代人生活富裕，餐餐皆可大鱼大肉，但又碍于环境及工作繁忙等因素，故几乎无运动量可言，当然容易产生营养过剩的现象，而当体重超重即表示体内累积过多脂肪，换言之，即体内累积的卡路里热量太多，因此医生常会提醒大众每日建议消耗的仟卡路里热量；而根据医学报告，如以每小时4公里的慢步行走，则每小时每公斤的体重约消耗2.0仟卡路里热量。如以每小时6.4公里的速度快步行走时，则每小时每公斤体重约消耗3.4仟卡路里热量。但如以每小时8.5公里的速度急步行走，则每小时每公斤体重约消耗9.3仟卡路里热量。据此数据，并确实按照医生的嘱咐实行，即可保持健康状态。

一般测量体重都需要体重计，但因体重计携带不方便，故无法随时测量体重值；对于计步则需要计步器，但因计步器非一般随身携带物品，故在散步运动时，常有被遗忘的情形，以至于无法计步；且已知的计步器无法因使用者体力的不同，而预先设定行程里数。

本发明人多年从事与此相关领域的设计及制造，针对已知方式的缺陷，潜心研究，曾提出中国台湾新型专利第84216806号的电子重量鞋申请案，本申请案已通过新型专利审定，并获得新型专利；之后，本发明人提出中国台湾新型专利申请第86205954号的发射接收电子计步鞋一案，该申请目前在审查阶段中。而今，本发明人又经再三试验后，而又提出本申请案，以期能提供一种具有简易测量使用者的体重、步行次数(行程里数)以及以体重与踏步数的乘积而推算出消耗卡路里数，而方便使用者随时得知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可测量体重、计步行程里数及推算所耗卡路里的鞋垫。

本发明的另一目的在于提供一种具有分离式的无线电接收电路，以接收来自鞋垫无线电发射电路的信号，以利使用者观察并读取鞋垫测量的数值。

实施本发明上述目的采取的技术方案如下所述：

本发明的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器包括一鞋垫本体、一流体囊、一连接部位、一压力感测器、一温度感测器、一发射电路与一接收电路。

其中鞋垫包括：

一鞋垫本体，其可供设置流体囊、连接部位、压力感测器、温度感测器与发射电路；一流体囊，其具有一出口，且其内部充满流动体；一连接部位，其结合在流体囊的出口；一压力感测器，安置在连接部位，可感测流动体的压力，并产生一压力电源信号；一温度感测器，其与压力感测器结合，可感测流动体的温度，并产生一温度电压信号；一发射电路，其包括一第一电源电路、一第一放大电路、一转换电路、一第一微控制电路与一无线电发射电路；第一电源电路提供发射电路所需的电源，第一放大电路电连接压力感测器与温度感测器，并可将其传来的压力电压信号与温度电压信号放大后，传至转换电路换为一频率信号再传至第一微控制电路，经第一微控制电路的计数而得一数值，再由无线电发射电路调变为无线电信号而发射出去。

接收器包括：

一接收电路，其与发射电路分离设置，其包括一第二电源、一信号接收电路、一第二放大电路、一检波电路与一接收控制电路；第二电源提供接收电路所需的电源，信号接收电路可接收发自发射电路的无线电信号，并将收到的无线电信号解调后，传至第二放大电路放大，并以检波电路检波后再传至接收控制电路，由接收控制电路解码、控制并显示出由发射电路传来的数值。

鞋垫本体是指一中空的保护层；鞋垫本体是指一上保护层与一下保护层；或鞋垫本体是指一上保护层或是指一下保护层；第一电源电路与第二电源电路各分别设有一保护元件，保护元件是锗二极管；第一放大电路包括多个放大器、一调整倍率元件与一归零元件；转换电路至少包括一转换器，第一微控制电路至少包括一第一微控制器；无线电发射电路包括一调变器、一第一谐振电路、一发射天线与一调频元件；信号接收电路包括多个滤杂波元件、一接收天线、一第二谐振电路、一第二放大电路与一检波电路；接收控制电路包括一第二微控制电路、一蜂鸣器、一功能控制电路与一液晶显示电路，液晶显示电路包括一液晶显示驱动器与一液晶显示器；液晶显示电路具有多个显示模式，该显示模式依据功能控制电路的状态而改变；液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式是一压力值显示模式，该压力值显示模式是由压力感测器受压所感测的压力电压信号经由第一微控制器所计数出的数值，而命令液晶显示器显示；液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式是为一受压次数显示模式，受压次数显示模式是由第一微控制器计算的数值上升及下降至某一程度为一次，如此累积次数而命令液晶显示器显示；液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式是一消耗的卡路里数显示模式，消耗的卡路里数显示模式是由压力值与受压次数的乘积，再将该乘积再乘以一常数而得一消耗的卡路里数，并命令液晶显示器显示。

鞋垫本体，其适应人体左、右脚的脚形，且其中任一脚形的鞋垫本体均可供容置流体囊、连接部位、压力感测器、温度感测器发射电路。

流体囊至少包括一出口，出口结合连接在该连接部位，且流体囊内充满流动体，流动体可以为气体(例如空气、氮气)、液体(例如水或油)或硅胶等等，至于流体囊的形状则可配合鞋垫本体的外形而变化。

压力感测器与温度感测器电连接而安置在连接部位边缘，其可借助与流体囊内的流动体相接触，而分别感测流动体的压力与温度，并分别产生一压力电压信号与一温度电压信号。

发射电路设置在鞋垫本体上，其电连接压力感测器与温度感测器，并可将其传来的压力电压信号与温度电压信号放大后，转换为一频率信号经由计数而得一数值，再将此数值以无线电信号发射出去。

接收电路与发射电路分离设置，其可接收发自发射电路的无线电信号，并将收到的无线电信号解调、放大后，再显示出发射电路传来的数值。接收电路可以以手表的设置方式带在手腕，也可以以项链或其它的方式配戴在身体上。

本发明的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，借助于压力感测器与温度感测器的配合，而测得鞋垫本体的流体囊所受的压力值、受压次数、进而计算出使用者所消耗的卡路里数；再由发射电路发射出去，而由接收电路接收并显示出来，因此，可测量出使用者的体重、所行走的步数里程甚至所消耗的卡路里数等。

本发明的实施，确能达到发明目的，使用者能根据自身的身体状况，安排每天的运动量，并能通过身上携带的显示装置，随时掌握运动量，可避免运动过量或不足而引起的身体不适，使运动达到真正健身的目的。

附图说明

图1是本发明外观结构分解示意图。

图1(A)是本发明鞋垫本体的一实施例示意图。

图2是本发明组合后的外观示意图。

图3是本发明结合在一鞋体的侧面剖视图。

图4是本发明的发射电路的电路图。

图5是本发明的接收电路的电路图。

图6是本发明的接收电路的接收控制电路电路图。

图7是本发明的接收电路设置于一手表的外观示意图。

图8是本发明的配合一具有无线电接收功能手表的示意图。

图中件号说明：

鞋垫本体10        保护层11        上保护层12

下保护层13        流体囊20        前流体室21

后流体室22        加强肋23        气嘴24

出口25                隔间26               连接部位30

发射电路40            第一电源电路41       第一电池42

第一开关43            保护元件44           压力感测器45

第一放大电路46        放大器47             调整倍率元件48

归零元件49            温度感测器50         转换电路51

转换器52              第一微控制电路53     第一微控制器54

无线电发射电路55      调变器56             第一谐振电路57

发射天线58            调频元件59           接收电路70

第二电源电路71        第二电池72           第二开关73

保护元件74            滤杂波元件75         信号接收电路76

接收天线77            第二谐振电路78       第二放大电路79

检波电路80            接收控制电路81       第二微控制器82

蜂鸣器83              功能控制电路84       控制按钮85

液晶显示电路86        液晶显示驱动器87     液晶显示器88

手表90                放大器A1-A4          固定电容C1-C32

可变电容C33-C41       锗二极管D1-D2        集成电路I1-I4

电感L1-L8             三极管Q1-Q5          电阻R1-R42

可变电阻R43-R44       晶体S1-S2

具体实施方式

下面结合附图和较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

请参阅图1，本发明的无线电发射与接收活动式流体鞋垫及其接收器，包括一鞋垫本体10、一流体囊20、一连接部位30、一压力感测器45(图1中未示出)一发射电路40与一接收电路70(图1中未示出)。

请参阅图1至图3，鞋垫本体10是指一上保护层12与一下保护层13，而流体囊20设置在鞋垫本体10的上保护层12与下保护层13之间，且流体囊20内充满流动体。而连接部位30、压力感测器45、温度感测器50与发射电路40均安置在鞋垫本体10上。当然，鞋垫本体10也可为一上保护层12或一下保护层13；在此一并加以指明。

请参阅图1(A)，如图所示，本发明中的鞋垫本体10也可为一中空的保护层11，而保护层11可供流体囊20、连接部位30、压力感测器45、温度感测器50与发射电路40设置在其中，在此一并加以指明。

请参阅图1，本实施例中流体囊20又可区分为一前流体室21与一后流体室22，两流体室是由一隔间26区隔开，流体囊20的后流体室22具有一出口25，且前流体室21与后流体室22上各设置有一加强肋23与一气嘴24，加强肋23可强化鞋垫本体10的结构，而气嘴24则可提供流动体的灌入。

本实施例中，连接部位30与压力感测器45的外缘及温度感测器50的外缘是由相同材质制成，故可将连接部位30与压力感测器45及温度感测器50，以热熔合或胶合的方式而结合在一起，且为方便感测流体囊20内流动体的压力与温度，压力感测器45与温度感测器50安置在流体囊20内部，而可与流动体相接触。

当使用者穿着具有本发明鞋垫的鞋子时，因身体重力落在流体囊20上，而使与流体囊20连接相通的压力感测器45可感测到流体囊20受压情形，进而可测得压力电压信号；同时温度感测器50也可感测到流体囊20内流动体的温度，进而也可测得温度电压信号。

请参阅图4，本发明的发射电路40包括一第一电源电路41、一第一放大电路46、一转换电路51、一第一微控制电路53与一无线电发射电路55。

在本实施例中第一电源电路41包括两个第一电池42、一第一开关43、一保护元件44。第一电池42是由两个1.5伏特的直流电池串联而成(也可由水银电池或锂电池代替)，可提供发射电路40所需的电源；第一开关43是为控制第一电源电路41的开启与关闭，可在不使用时节省电力；保护元件44为一锗二极管D1，其可防止当第一电池42的极性装反时，而造成电路损坏。

本实施例中的第一放大电路46包括三个放大器47、一调整倍率元件48与一归零元件49。压力感测器45与温度感测器50电连接于第一放大电路46，放大器47为型号TLO74N的OP运算放大器，其可将由压力感测器45与温度感测器50传来的压力电压信号与温度电压信号放大(250倍)，再传至转换电路51。而其中控制放大电压倍率由调整倍率元件48控制；另外，当使用者将鞋体10抬离地面时的压力电压信号归零，本实施例中是以归零元件49完成该功效。

转换电路51至少包括一转换器52。转换电路51在接收由第一放大电路46传来放大后的压力电压信号与温度电压信号，将压力、温度电压信号由转换器52转换为一频率信号，再传至第一微控制电路53。而本实施例中的转换器52采用型号为XR-4151的V-F转换器。

第一微控制电路53包括一第一微控制器54，第一微控制电路53可将传来的频率信号经过计数而得一数值，数值的资料内容包括有压力感测器45配合温度感测器50所测得的一压力值、一受压次数与一概略的消耗卡路里数；再将数值传至无线电发射电路55。而本实施例中的第一微控制器54的型号为PIC12C508。

而取得上面所述的压力值、受压次数与概略的消耗卡路里数等数值的来源，如下所述：

(1)压力值，是由压力感测器45受压所感测的压力电压信号经由第一微控制器54所计数出的数值，故可测得使用者的体重；但关闭发射电路40的电源时，将重置此压力值。

(2)受压次数，是由第一微控制器54内部设定一基准值，当压力感测器45感测得知压力电压信号小于此基准值时，表示使用者使鞋体10抬离于地面上；而当压力感测器45所感测得知压力电压信号超过此基准值时，表示使用者使鞋体10压在地面上；如此每循环一次，第一微控制器45将加一，此计算总共受压次数，以达到计步行程里数的功能。

(3)消耗的卡路里数，是由压力值与受压次数的乘积，再将该乘积再乘以一常数而得一消耗的卡路里数。

无线电发射电路55包括一调变器56、一经一谐振电路57、一发射天线58与调频元件59。调变器56可将传来的数值调变为AM(调幅)频率，再经由高频LC的第一谐振电路57以低能量的超高频无线电信号经由发射天线58而发射出去。其中本实施例中用来调整无线电发射频率的调频元件59是由一可变电容器C41完成。

请参阅图5及图6，本实施例中接收电路70包括一第二电源电路71、一信号接收电路76、一第二放大电路79、一检波电路80与一接收控制电路81。

第二电源电路71包括两个第二电池72、一第二开关73、一保护元件74与多个滤杂波元件75。第二电池72由两个1.5伏特的直流电池串联而成(也可由水银电池或锂电池代替)，可提供接收电路70所需的电源；第二开关73为控制第二电源电路71的开启与关闭，可在不使用时节省电力；保护元件74为一锗二极管D2，其也可防止当第二电池72的极性装反时，而造成的电路损坏。

信号接收电路76可接收发自发射电路40的无线电信号，信号接收电路76包括一滤杂波元件75、一接收天线77与一第二谐振电路78。接收天线77可接收无线电信号，再传至第二谐振电路78，第二谐振电路78是由LC谐振所构成的调谐器，其可过滤出由发射电路40所发射的无线电信号的频率，再传至第二放大电路79。其中为过滤所接收的无线电信号，避免受到干扰而误动作，本实施例中的滤杂波元件75是采用一对电感L3，L4。

第二放大电路79是主要由三极管Q2，Q3，Q4所组成的高频串极放大电路，其中将所收到且过滤后的无线电信号放大，再传至检波电路80进行检波，而把得到的无线电信号及接收到无线电信号时所产生的电位变化，再传至接收控制电路81。

接收控制电路81包括一第二微控制器82、一功能控制电路84与一液晶显示电路86。第二微控制器82可对由检波电路80传来的信号进行解码，而得到由发射电路40发射出的数值，在收到传来的数值后，使用者可由控制功能控制电路84，选择所要的资料，在本实施例中功能控制电路84具有三个控制按钮85，控制按钮85可分别指定输出由发射电路40传来的压力值、受压次数与概略的消耗卡路里数等三种输出信号。而数值的资料(即三种输出信号)由液晶显示电路86进行显示，液晶显示电路86又包括一液晶显示驱动器87与一液晶显示器88；液晶显示驱动器87可接收传来的指定输出信号，而驱动液晶显示器88显示出所要的资料。其中，本实施例中第二微控制器82采用型号为PIC16C54的IC。

请参阅图7，为便利使用者随时读取接收电路70所接收到数值，在本实施例中是将接收电路70设置在一手表90上。

另外，本实施例中接收控制电路81又更包括一蜂鸣器83，蜂鸣器83为一电容式压电蜂鸣器，其电连接在第二微控制器82；而第二微控制器82可由使用者预先设定一预设值，如受压次数、行程里数或消耗的卡路里数等预设值；当第二微控制器82收到由发射电路40所传来的数值等于或超过该预设值时，即动作蜂鸣器告知使用者。

请参阅图8，本实施例中，是将连接部位30、压力感测器45、温度感测器50与发射电路40设置在左鞋垫本体10中，由此，可将鞋垫本体10所测量到的数值，传送到接收电路70上(即手表90)，以方便使用者观察测量到的数值。

由于每一个人外出或运动时都需要穿鞋子，故将本发明的无线电发射活动式流体鞋垫安装在鞋子上时，配合系戴在手腕上的接收器手表90，即可随时计步行程里数、量体重及显示当时所消耗的概略卡路里数。

综上所述，本发明的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器确能象所披露的构造那样达到发明目的，具有先进的实用性功能。但以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，凡依据本发明的各种修饰与变化，仍应包含在本申请专利的范围内。

Claims (15)

1.一种无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于

鞋垫包括：

一鞋垫本体，其可供设置流体囊、连接部位、压力感测器、温度感测器与发射电路；

一流体囊，其具有一出口，且其内部充满流动体；

一连接部位，其结合在流体囊的出口；

一压力感测器，安置在连接部位，可感测流动体的压力，并产生一压力电源信号；

一温度感测器，其与压力感测器结合，可感测流动体的温度，并产生一温度电压信号；

一发射电路，其包括一第一电源电路、一第一放大电路、一转换电路、一第一微控制电路与一无线电发射电路；第一电源电路提供发射电路所需的电源，第一放大电路电连接压力感测器与温度感测器，并可将其传来的压力电压信号与温度电压信号放大后，传至转换电路转换为一频率信号再传至第一微控制电路，经第一微控制电路的计数而得一数值，再由无线电发射电路调变为无线电信号而发射出去；

接收器包括：

一接收电路，其与发射电路分离设置，其包括一第二电源、一信号接收电路、一第二放大电路、一检波电路与一接收控制电路；第二电源提供接收电路所需的电源，信号接收电路可接收发自发射电路的无线电信号，并将收到的无线电信号解调后，传至第二放大电路放大，并以检波电路检波后再传至接收控制电路，由接收控制电路解码、控制并显示出发射电路传来的数值。

2.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的鞋垫本体是指一中空的保护层。

3.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的鞋垫本体是指一上保护层与一下保护层。

4.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的鞋垫本体是指一上保护层。

5.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的鞋垫本体是指一下保护层。

6.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的第一电源电路与第二电源电路各分别设有一保护元件，保护元件是锗二极管。

7.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的第一放大电路包括多个放大器、一调整倍率元件与一归零元件。

8.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的转换电路至少包括一转换器，第一微控制电路至少包括一第一微控制器。

9.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的无线电发射电路包括一调变器，一第一谐振电路、一发射天线与一调频元件。

10.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的信号接收电路包括多个滤杂波元件、一接收天线、一第二谐振电路、一第二放大电路与一检波电路。

11.如权利要求1所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的接收控制电路包括一第二微控制电路、一蜂鸣器、一功能控制电路与一液晶显示电路，液晶显示电路包括一液晶显示驱动器与一液晶显示器。

12.如权利要求11所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的液晶显示电路具有多个显示模式，且显示模式依据功能控制电路的状态而改变。

13.如权利要求11所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的液晶显示电路具有一显示模式，显示模式是一压力值显示模式，该压力值显示模式是由压力感测器受压所感测的压力电压信号经由第一微控制器所计数出的数值，而命令液晶显示器显示。

14.如权利要求11所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式是一受压次数显示模式，受压次数显示模式是由第一微控制器计算的数值上升及下降至某一程度为一次，如此累积次数而命令液晶显示器显示。

15.如权利要求11所述的无线电发射活动式流体鞋垫及其接收器，其特征在于所述的液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式是一消耗的卡路里数显示模式，消耗的卡路里数显示模式是由压力值与受压次数的乘积，再将该乘积乘以一常数而得一消耗的卡路里数，并命令液晶显示器显示。

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