CZ30029U1 - Senzor pohybu pro jumping upevnitelný zejména na botu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká oblasti sportovních pomůcek, konkrétně senzoru pohybu pro jumping, tzn. cvičení na trampolínách, upevnitelného zejména na botu pro zaznamenávání a monitoring pohybových aktivit sledovaného subjektu při jumpingu.

Dosavadní stav techniky

Jsou známa různá zařízení k připevnění na různé části těla monitorující pohyb sledovaného objektu. Mezi tato jednoduchá zařízení patří např. krokoměry. Krokoměr neboli pedometr je přenosný elektronický, elektromechanický nebo čistě mechanický přístroj, který při chůzi počítá kroky. Krokoměr funguje na principu mechanického senzoru a zařízení na počítání kroků, který při každém došlápnutí přičte jeden krok. Současné přístroje využívají MEMS - Micro-ElectroMechanical systems, mají vnitřní senzory a software k detekci a zaznamenání počtu kroků. Celkový počet se potom zobrazuje na displeji a člověk tedy může jednoduše monitorovat svojí denní dávku kroků. Některé modely dovedou navíc měřit vzdálenost, rychlost chůze, ukazovat čas nebo měřit množství spálené energie.

Krokoměiy se nejčastěji užívají při sportu a fítness cvičení. Krokoměiy lze využívat však nejen při aktivitách sportovních a fitness, ale i pří monitoringu fyzické zátěže u profesí, u nichž převažuje chůze v pracovním procesu. Většinou bývají vyhotoveny jako zařízení s digitálním displejem, na kterém je možné sledovat aktuální počet kroků, ušlých kilometrů či počet spálených kalorií. Takto vytvořené krokoměry bývají vytvořeny pro upevnění k opasku, ke kapsičce u košile, na batoh, do kapsy, či pro upevnění přímo na zápěstí ve tvaru hodinek. Nevýhody těchto uspořádání spočívají zejména v nutnosti umístění zařízení na části oblečení či na ruku, kde může zařízení při sportu překážet.

Známá zařízení využívaná při sportovních aktivitách pro monitoring pohybových aktivit obsahují zpravidla jeden nebo více inerciálních senzorů jako jsou akcelerometr, gyroskop nebo magnetometr propojený s řídícím procesorem, z jejichž dat lze rekonstruovat trajektorie pohybu zařízení a tedy i člověka, který má zařízení na sobě připevněno. Nevýhody těchto řešení spočívají zejména v jejich složitém uspořádání a složitém připevnění k tělu, případně oblečení sledovaného sportovce.

Zvláště obtížné je upevnění senzoru při velmi dynamických sportech, jako je např. jumping, kde senzor překáží jak na ruce, tak na oblečení. Jsou známé senzory opatřené pásky pro upnutí na zápěstí nebo na kotníky, tyto pásky jsou většinou vytvořeny jako pružné pásky na bázi suchého zipu či jako hodinkového pásku. Přesto se jako nejvýhodnější místo pro umístění senzoru jeví obuv. Jsou známy senzory, které je možné umístit na tkaničky boty, kde senzor obsahuje kovová či plastová očka, kterými jsou provlečeny tkaničky a tím senzor drží na botě. Nevýhoda tohoto řešení spočívá zejména v pracném upevnění senzoru na botu a očka představují konstrukční prvek, který je poměrně jednoduchým způsobem možno odlomit či jinak poškodit. Jiným známým způsobem uchycení senzoru na botu je vytvoření senzoru s klipsem na zadní části, kterým je tkanička provlečena a senzor je tím pádem na botu nacvaknut. Vzhledem k tomu, že se většinou jedná o plastové součásti, je mechanismus klipsu velice jednoduše poškozen, čímž dochází ke znehodnocení senzoru a kjeho neupevnitelnosti a senzor se stává nepotřebným.

Úkolem technického řešení je odstranění výše uvedených nedostatků a vytvoření senzoru pohybu pro jumping upevnitelného zejména na botu, který by umožňovat měření a záznam pohybu při různých sportovních aktivitách, zejména při jumpingu, jeho použití by bylo jednoduché, sestrojení senzoru by bylo bytelné a naměřená data by bylo možné hodnotit, popř. sledovat v reálném čase nebo až po skončení sportovní činnosti.

Podstata technického řešení

Vytčený úkol je vyřešen pomocí senzoru pohybu pro jumping, který je upevnitelný zejména na botu podle tohoto technického řešení. Senzor je tvořený základním tělesem, které obsahuje ale-1 CZ 30029 Ul spoň jeden inerciální senzor ze skupiny akcelerometr, gyroskop či magnetometr. Dále je základní těleso opatřeno alespoň jedním pružným páskem pro upevnění na tkaničky boty.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že základní těleso je vytvořeno jako obloukový segment pro ergonomické kopírování nártu nohy, resp. boty a pružný pásek je uspořádaný vůči obloukovému segmentu v axiálním směru. Axiálním směrem se rozumí směr osy obloukového segmentu, což je osa procházející středem křivosti obloukového segmentu nebo jeho části rovnoběžně s povrchovými přímkami základního tělesa. Pružný pásek je jedním svým koncem upevněn na jedné straně obloukového segmentu a na druhém konci je pružný pásek opatřen permanentním magnetem. Na druhé straně obloukového segmentu je v oblasti proti místu upevnění prvního konce pružného pásku upevněn feromagnetický protikus pro rozebíratelné spojení s permanentním magnetem na druhém konci pružného pásku. Pružný pásek je provléknut mezi tkaničkami boty a pomocí magnetu na volném konci pružného pásku a feromagnetického protikusu umístěného v oblasti proti místu upevnění pružného pásku pevně připevněn k botě velice jednoduchým a neopotřebovatelným způsobem.

Ve výhodném provedení jsou konce pružného pásku, feromagnetický protikus a permanentní magnet uspořádány na bočních stěnách obloukového segmentu. S výhodou je pružný pásek uspořádán v prostřední části obloukového segmentu. Díky tomu je senzor na botě umístěn v rovnoměrném uspořádání a nepředstavuje riziko překážení při vykonávání sportovních aktivit, zejména jumpingu.

S výhodou obloukový segment sestává ze dvou částí, a to svrchní obloukové části, která je vytvořena jako kompaktní celek a spodní obloukové části. Spodní oblouková část je vytvořena ze dvou částí oddělených mezi sebou vybráním, které je uspořádáno pro uložení pružného pásku. Hloubka tohoto vybrání je stejná jako tloušťka pružného pásku. Díky tomu nedochází k přesahu profilu senzoru a pružný pásek s magnetem přitažený magnetickým polem feromagnetického protikusu vytváří dojem kompaktního celku.

Ve výhodném provedení senzor dále obsahuje datové úložiště a prostředek pro okamžité vyhodnocení naměřených dat či prostředek pro bezdrátový přenos těchto dat do vyhodnocovacího zařízení. Senzor pohybu pro jumping je tedy možné po individuálně nastavené době použít k vyhodnocení pohybových dat za různě nastavitelné časové období, přičemž tato data jsou mezitím ukládána do datového úložiště. Pomocí vhodné aplikace je následně možné porovnávat naměřená data s daty naměřenými z dřívější doby či mohou sloužit k porovnání mezi jednotlivými sledovanými sportovci.

V dalším výhodném provedení je obloukový segment vytvořen na bázi plastu. S výhodou je obloukový segment vytvořen 60 až 70 mm, s výškou 12 až 23 mm a se šířkou 15 až 26 mm. Tato velikost senzoru pohybu pro jumping představuje vhodné uspořádání v případě umístění senzoru na botu a nezatěžuje sportovce velikostí či velkou hmotností.

Výhody senzoru pohybu pro jumping upevnitelného zejména na botu podle tohoto technického řešení spočívají zejména ve snadném měření a záznamu pohybu při různých dynamických sportovních aktivitách. Další výhodu představuje jeho snadné a jednoduché použití, bytelné sestrojení, kde při běžném užívání nehrozí mechanické poškození, včetně přenosu naměřených dat, kdy je možné vyhodnotit, popř. sledovat v reálném čase nebo až po skončení sportovní činnosti. Objasnění výkresů

Uvedené technické řešení bude blíže objasněno na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 znázorňuje perspektivní pohled na obloukový segment senzoru pohybu pro jumping, obr. 2 znázorňuje bokorys obloukového segmentu senzoru pohybu pro jumping, obr. 3 znázorňuje spodní pohled na obloukový segment senzoru pohybu pro jumping, obr. 4 znázorňuje perspektivní pohled na obloukový segment senzoru pohybu pro jumping,

-2CZ 30029 Ul obr. 5 znázorňuje boční pohled na obloukový segment senzoru pohybu pro jumping s uvolněným pružným páskem, obr. 6 znázorňuje boční pohled na obloukový segment senzoru pohybu pro jumping s uvolněným pružným páskem, obr. 7 znázorňuje boční pohled na obloukový segment senzoru pohybu pro jumping s upevněným pružným páskem, obr. 8 znázorňuje pohled na senzor pohybu pro jumping upevněného na botu.

Příklad uskutečnění technického řešení

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení technického řešení na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.

Na obr. 1 až obr. 4 je znázorněn obloukový segment 2 senzoru I pohybu pro jumping upevnitelný zejména na botu. Obloukový segment 2 je vytvořen s délkou 67 mm, výškou 18 mm a šířkou 21 mm a skládá se ze dvou částí 7, 8, jejichž schránky pro inerciální jednotku představující jádro senzoru I jsou vytvořeny z materiálu na bázi plastu. Svrchní část 7 obloukového segmentu 2 je vytvořena jako kompaktní celek a spodní část 8 obloukového segmentu 2 je vytvořena ze dvou kratších částí, které jsou uspořádány tak, že mezi nimi je vytvořen prostor představující vybrání 9 pro umístění pružného pásku 3. Pružný pásek 3 slouží k uchycení senzoru 1 pohybu pro jumping ke tkaničkám boty. Jádrem senzoru I je takzvaná kompletní inerciální jednotka, která se skládá z gyroskopu, akcelerometru a magnetometru. Inerciální jednotka umožňuje sledovat změnu polohy senzoru 1, resp. sledovaného subjektu, který má na své botě upevněn senzor I.

Obloukový segment 2 je opatřen úložištěm dat s pamětí o velikost 256KB a Bluetooth technologií, díky níž je senzor 1 bezdrátově propojitelný s vyhodnocovacím zařízením, jako např. počítač, tablet či mobilní telefon s příslušnou aplikací, která je schopna vyhodnotit naměřená data. Ta mohou být následně použita k porovnání s předchozími výsledky nebo k porovnání sportovních výkonů s jinými uživateli.

Na obr. 5 až obr. 7 je znázorněn obloukový segment 2 senzoru I pohybu pro jumping upevnitelný zejména na botu s uvolněným pružným páskem 3. Pružný pásek 3 může být jedním koncem 4 pevně připevněn k boční stěně 6 obloukovému segmentu 2 a druhý konec 5 je uspořádán volně, či může být pružný pásek 3 jedním koncem 4 pevně připevněn k boční stěně 6 obloukovému segmentu 2 a druhým koncem 5 může být připevněn k druhé boční stěně 6. Na druhém konci 5 pružného pásku 3 je permanentně uspořádán magnet 10, kterýje přitahován magnetickým polem feromagnetického protikusu 11, kterýje umístěn v boční stěně 6 obloukového segmentu 2. Zároveň pružný pásek 3 prochází vybráním 9 ve spodní části 8 obloukového segmentu 2, jehož hloubka odpovídá tloušťce pružného pásku 3, čímž dochází k zarovnání profilu spodní části 8 obloukového segmentu 2. Dále je vybrání 9 vytvořeno v prostředku spodní části 8 obloukového segmentu 2 v axiálním směru obloukového segmentu 2.

Obr. 8 zobrazuje senzor I pohybu pro jumping, který upevněn na tkaničky boty pomocí pružného pásku 3 s permanentním magnetem 10, který je přitahován magnetickým polem feromagnetického protikusu H, kterýje zabudován v obloukovém segmentu 2 senzoru i.

Senzor 1 pohybu pro jumping upevnitelný na botu má velmi široké možnosti uplatnění. Typickým příkladem je sledování pohybů při různých sportovních aktivitách, zejména při dynamických sportech, jako je např. jumping. Díky důmyslnému vyřešení připevnění senzoru 1 k obuvi sledovaného subjektu pomocí magnetického pole vytvořeného díky permanentnímu magnetu 10 v pružném pásku 3 a feromagnetickému protikusu H v obloukovém segmentu 2, představuje toto řešení velice vhodný monitorovací doplněk při sportech všeho druhu.

-3 CZ 30029 Ul

Průmyslová využitelnost

Senzor pohybu pro jumping upevnitelný zejména na botu umožňuje měřeni a záznam pohybu při různých sportech dynamického charakteru, které mohou být následně využity pro porovnání sportovních výkonů jednotlivých sledovaných sportovců či pro porovnání sportovních výkonů v různém časovém rozpětí.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (8)

1. Senzor pohybu pro jumping upevnitelný zejména na botu, tvořený základním tělesem, které obsahuje alespoň jeden inerciální senzor ze skupiny akcelerometr, gyroskop či magnetometr, a které je opatřeno alespoň jedním pružným páskem pro upevnění na tkaničky boty, vyznačující se tím, že základní těleso je vytvořeno jako obloukový segment (2) a pružný pásek (3) je uspořádaný vůči obloukovému segmentu (2) v axiálním směru, přičemž pružný pásek (3) je jedním svým koncem (4) upevněn na jedné straně obloukového segmentu (2), na druhém konci (5) je pružný pásek (3) opatřen permanentním magnetem (10), a na druhé straně obloukového segmentu (2) je v oblasti proti místu upevnění prvního konce (4) pružného pásku (3) upevněn feromagnetický protikus (11) pro rozebíratelné spojení s permanentním magnetem (10) na druhém konci (5) pružného pásku (3).

2. Senzor pohybu pro jumping podle nároku 1, vyznačující se tím, že konce (4, 5) pružného pásku (3), feromagnetický protikus (11) a permanentní magnet (10) jsou uspořádány na bočních stěnách (6) obloukového segmentu (2).

3. Senzor pohybu pro jumping podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pružný pásek (3) je uspořádán v prostřední části obloukového segmentu (2).

4. Senzor pohybu pro jumping podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že obloukový segment (2) sestává ze dvou částí, svrchní obloukové části (7), která je vytvořena jako kompaktní celek a spodní obloukové části (8), která sestává ze dvou částí oddělených mezi sebou vybráním (9) uspořádaným pro uložení pružného pásku (3).

5. Senzor pohybu pro jumping podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že hloubka vybrání (9) je stejná jako tloušťka pružného pásku (3).

6. Senzor pohybu pro jumping podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že dále obsahuje datové úložiště a prostředek pro okamžité vyhodnocení naměřených dat či prostředek pro bezdrátový přenos naměřených dat do vyhodnocovacího zařízení.

7. Senzor pohybu pro jumping podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obloukový segment (2) je vytvořen z materiálu na bázi plastu.

8. Senzor pohybu pro jumping podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že obloukový segment (2) je vytvořen s délkou 60 až 70 mm, s výškou 12 až 23 mm a se šířkou 15 až 26 mm.