DE3447171A1 - Elektronischer schrittzaehler - Google Patents

Description

• Elektronischer Schrittzähler
• Die Erfindung betrifft einen elektronischen Schrittzähler, der zur Anbringung an einem Schuh eingerichtet ist.
• Derartige elektronische Schrittzähler sind beispielsweise aus der japanischen Gebrauchsmusterschrift 57-49134 vom 27. Oktober 1984 und der japanischen Gebrauchsmusterschrift vom 17. November 1981 bekannt. Die erste Druckschrift zeigt einen Schuh mit einem elektronischen Schrittzähler, der aus einem als Schrittsensor verwendeten Dehnungsmeßstreifen oder einem piezoelektrischen Element besteht, das ein Ausgangssignal bei jedem Schritt des Benutzers abgibt, sowie einem Zähler zum Auf zählen der Ausgangssignale des jeweiligen Wandlers. Die elektronischen Komponenten mit Ausnahme des für die Funktion des Schrittzählers erforderlichen Wandlers sind in dem Gehäuse des Zählers angeordnet, der auf dem Spann des Schuhs mittels eines sich von diesem erstreckenden Streifens angebracht und über Drähte in dem Streifen mit dem auf der Außensohle des Schuhs in der Nähe von dessen Spitze befestigten Wandler verbunden ist. Die zweite Druckschrift zeigt eine entsprechende Konstruktion, bei der der Wandler in der Innensohle des Schuhs an dessen Absatz angeordnet und über Drähte mit dem Zähler elektrisch verbunden ist, der an dessen Spann mittels eines Bandes befestigt ist.
• Bei diesen bekannten Schrittzählern muß der Zähler mit den elektronischen Komponenten jedoch von dem Schuh beim Waschen oder Reinigen entfernt werden, um die elektronischen Komponenten in dem Zähler durch eine Beschädigung bei dem Waschen oder Säubern zu bewahren.
• Das Entfernen des Zählers kann durch Lösen der Bänder und gleichzeitige Lösung des Wandlers von diesem durchgeführt werden. Dieses Lösen und anschließende Wiederbefestigen der vorbekannten Schrittzähler erweist sich als unbequem und schwierig, wenn der Schuh häufig verwendet wird. Die Unbequemlichkeiten, die mit dem Lösen und Wiederbefestigen verbunden sind, stehen einer weiten Verbreitung der bekannten Schrittzähler entgegen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorbekannten Schrittzähler zu überwinden.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schrittsensor zum Messen der Schritte, die der mit dem Schuh bekleidete Fuß während der Geh- oder Laufbewegung des Benutzers ausführt, zur Erzeugung eines diese angebenden Ausgangssignals, eine Befestigungsplatte mit Mitteln, durch die der Schrittsensor an dem Schuh befestigt ist, und mit einem ersten Kontakt, der mit dem Schrittsensor elektrisch verbunden ist, und einen elektronischen Zähler mit einen Rechenkreis bildenden elektronischen Komponenten, wobei der Zähler abnehmbar an der Befestigungsplatte befestigt ist und einen zweiten Kontakt aufweist, der bei auf die Befestigungsplatte aufgesetztem Zähler mit dem ersten Kontakt elektrisch verbunden ist, so daß der Rechenkreis mit dem Schrittsensor zur Aufnahme der von diesem erzeugten Ausgangssignale elektrisch verbunden ist, um auf der Grundlage dieser Ausgangs signale die Anzahl der ausgeführten Schritte, und die von dem Benutzer zurückgelegte Strekke zu berechnen, und einem Displayteil, der das von dem Rechenkreis ermittelte Meßergebnis anzeigt.
• Bei einer derartigen Anordnung kann der die elektronischen Komponenten aufnehmende Zähler von dem Schuh entfernt werden, wobei die Befestigungsplatte an dem Schuh befestigt bleibt, so daß der Schuh gewaschen oder gesäubert wird ohne eine Beschädigung der elektronischen Komponenten in dem Zähler und ohne daß eine mühsame und lästige Lösung der Befestigungsplatte von dem Schuh, an dem dieser befestigt ist, erforderlich ist. Das Waschen und Säubern des Schuhs bei einem Schutz des Zählers wird erleichtert, was die Bequemlichkeit des Benutzers des Schrittzählers an dem Schuh vergrößert. Auch kann die elektrische Verbindung zwischen dem Zähler und dem Sensor gleichzeitig durch Anbringen des Zählers auf der Befestigungsplatte durchgeführt werden, wodurch die Wiederbefestigung des Zählers nach dem Waschen oder Reinigen des Schuhs erleichtert wird. Durch die Erfindung wird also ein elektronischer Schrittzähler geschaffen, bei dem der die elektronischen Komponenten aufnehmende Zähler von dem Schuh entfernt werden kann, wobei die Befestigungsplatte auf dem Schuh bleibt, wodurch eine sehr nützliche Anordnung geschaffen wird, die geeignet ist zur ständigen Verwendung auf dem Schuh und daher eine weitere Verbreitung eines auf dem Schuf befestigten Schrittzählers ermöglicht.
• Vorzugsweise ist die Befestigungsplatte mit dem Schrittsensor über eine biegsame Leitung verbunden. Die biegsame Leitung kann leicht verformt werden, um dem Verlauf des Schuhs zu entsprechen, so daß sie den Fuß in dem Schuh nicht stört. Der Zähler kann eine Batterie zur Spannungsversorgung aufweisen, so daß der Ersatz der Batterie ohne mühsame Entfernung der Befestigungsplatte und des Sensors von dem Schuh durchgeführt werden kann.
• Eine alternative Ausführungsform ist gekennzeichnet durch einen an dem Spann des Schuhs angeordneten Schrittsensor zum Messen der Schritte, die der mit dem Schuh bekleidete Fuß während der Geh- oder Laufbewegung des Benutzers ausführt, zur Erzeugung eines diese angebenden Ausgangssignals, eine Befestigungsplatte mit einem ersten Kontakt, der mit dem Schrittsensor elektrisch verbunden ist, ein Band, das sich von der Befestigungsplatte zum Tragen des Schrittsensors erstreckt und ein Befestigungsmittel bildet, durch das die Befestigungsplatte und der Schrittsensor auf dem Spann miteinander verbunden sind, und einen elektronischen Zähler mit einen Rechenkreis bildenden elektronischen Komponenten, wobei der Zähler abnehmbar an der Befestigungsplatte befestigt ist und einen zweiten Kontakt aufweist, der bei auf die Befestigungsplatte aufgesetztem Zähler mit dem ersten Kontakt elektrisch verbunden ist, so daß der Rechenkreis mit dem Schrittsensor zur Aufnahme der von diesem erzeugten Ausgangssignale elektrisch verbunden ist, um auf der Grundlage dieser Ausgangs signale die Anzahl der ausgeführten Schritte und die von dem Benutzer zurückgelegte Strecke zu berechnen, und einem Displayteil, der das von dem Rechenkreis ermittelte Meßergebnis anzeigt.
• Auf diese Weise bilden Zähler, Befestigungsplatte und Sensor eine kompakte aber entfernbare Einheit, die einfach an den Schuh angepaßt werden kann, wobei der Spann des Schuhs als eine Stütze zum Tragen der Einheit verwendet wird und andere Abschnitte als der Spann nicht verwendet werden. Da alle Komponenten des Schrittzählers auf dem Spann konzentriert werden und sich nicht in das Innere des Schuhs erstrecken, können sie den Fuß in dem Schuh nicht stören, was der Fall wäre, wenn der Sensor und die Verdrahtung desselben innerhalb des Schuhs angeordnet wären, wie dies bei dem Stand der Technik üblich ist. Auf diese Weise wird ein auf dem Schuh angeordneter elektronischer Schritttzähler geschaffen, der weniger groß ist, und die Bequemlichkeit nicht beeinträchtigt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand einer Zeichnung erläutert wird.
• Dabei zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Schrittzählers, der auf einem Schuh angebracht ist; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig.
• 1 gezeigten Schrittzählers, wobei der Zähler von seiner mit dem Schrittsensor verbundenen Befestigungsplatte entfernt ist; Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des obigen Zählers; Fig. 4 einen Längsschnitt des obigen Zählers; Fig. 5 einen Querschnitt des in Fig. 2 mit A bezeichneten Teiles; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines auf einem Schuh angeordneten elektronischen Schrittzählers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 7 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht des in Fig. 6 gezeigten Schrittzählers; Fig. 8 eine schematische Ansicht dieses Schrittzählers mit einem in der Innensohle eines Schuhs angeordneten Schrittsensors; Fig. 9 einen Querschnitt dieses Schrittsensors; Fig. 10 einen Querschnitt, der die elektrische Verbindung zwischen einem elektronischen Zähler und einer entsprechenden Befestigungsplatte dieses Schrittzählers verdeutlicht; Fig. 11 ein schematisches Blockdiagramm, welches die Arbeitsweise dieses Schrittzählers zeigt; Fig. 12 eine Darstellung der Signalfolge, die die Wellenform in einem Rechenkreis in dem Schrittzähler verdeutlicht; Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines an einem Schuh angeordneten elektronischen Schrittzählers nach einem dritten Ausführungsbeispiel; Fig. 14 eine perspektivische Ansicht dieses Schrittzählers, wobei der Zähler von der entsprechenden Befestigungsplatte entfernt ist; Fig. 15 A u. B Darstellungen, die zeigen, wie der Schrittsensor dieses Schrittzählers bei jedem Schritt von dem Benutzer betätigt wird; Fig. 16 eine perspektivische Ansicht eines an einem Schuh befestigten elektronischen Schrittzählers nach einem vierten Ausführungsbeispiel; Fig. 17 eine perspektivische Darstellung - teilweise gebrochen - einer Befestigungsplatte mit einem Schrittsensor bei diesem Schrittzähler; Fig. 18 ein schematisches Blockdiagramm, welches die Wirkungsweise dieses Schrittzählers verdeutlicht, und Fig. 19 Darstellungen der Wellenform, die die A und B Signalfolge des Sensors vor und nach der Verarbeitung in einer Pulsformstufe zeigt.
• Zunächst wird das in den Fig. 1 bis 5 gezeigte erste Ausführungsbeispiel erläutert. Fig. 1 zeigt den zur Anbringung an einen Schuh eingerichteten elektronischen Schrittzähler, der auf einem Sportschuh o. dgl. mit einem Schnürsenkel 3 auf dessen Spann versehen ist. Der erfindungsgemäße Schrittzähler weist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, einen Schrittsensor 10, einen mit diesem eletrisch verbundenen elektronischen Zähler 30 und eine auf dem Spann 2 des Schuhs 1 zu befestigende Befestigungsplatte 20 auf, die den Zähler 30 trägt. Der Schrittsensor 10 ist ein schrittbetätigter, normalerweise offener Schalter, der aus einer festen Kontaktplatte 11 und einer beweglichen Kontaktfeder 12 von konvex-konkaver Ausgestaltung, deren äußeres Ende mittels eines (nicht gezeigten) Isolationsmaterials mit dem äußeren Ende der festen Kontaktplatte verbunden ist, so daß der verbleibende Abschnitt der Kontaktfeder 12 in eine kurzzeitige Berührung mit der festen Kontaktplatte 11 kommt, wenn eine Druckkraft auf diese ausgeübt wird. Der Schalter oder Sensor 10 ist durch einen wasserundurchlässigen Film 13 umschlossen und auf der Unterfläche einer entfernbaren Innen sohle 4 des Schuhs in einem Gebiet in der Nähe des Ballens des großen Zehs und der Wurzel des zweiten Zehs des Fußes des Benutzers angeordnet. Der derart ausgebildete Schalter 10 schließt sich, wenn der Fuß des Benutzers den Boden berührt und eine Druckkraft auf die Kontaktfeder 12 ausgeübt wird, wodurch ein jeden Schritt des den Schuh 1 tragenden Benutzers angebendes Ausgangssignal erzeugt wird. Eine flache flexible Leitung 1 4 erstreckt sich von dem Schalter oder Sensor 10. Dessen Drähte sind mit der festen Kontaktplatte 11 bzw. mit der beweglichen Kontaktfeder 12 verbunden und erstrekken sich entlang der Innenseite des Schuhs 1 und stellen eine Verbindung zu der auf dem Spann 2 des Schuhs zubefestigenden Befestigungsplatte 20 her.
• Die Befestigungsplatte 20 besteht aus einem Kunststoff, der schachtelförmig mit Spangen 21 auf den gegenüberliegenden Seiten ausgebildet ist. Diese Spangen 21 bilden Befestigungsmittel, durch die Befestigungsplatte 20 auf dem Spann 2 zusammen mit dem von diesem getragenen elektronischen Zähler 30 befestigt ist, indem die Befestigungsplatte 20 auf dem Spann 2 durch Führen der Schnürsenkel 3 durch die Spangen 21 befestigt wird. Mit der Befestigungsplatte 20 sind ein Deckel und eine Klappe 24 integral über Rahmenteile 23 und 25 verbunden, die ein Abklappen des Deckels 22 und der Klappe 24 von der in Fig. 2 gezeigten offenen Position in die geschlossene, in Fig. 4 gezeigte Stellung ermöglichen.
• In der geschlossenen Stellung schnappen Riegel 26 auf der Ecke der Klappe 23 in entsprechende Kerben 27 in den Deckel 22, um den Deckel 22 in seiner Stellung zu halten. Der auf einer Bodenwand in der Befestigungsplatte 20 liegende elektronische Zähler 30 wird von dem Deckel 22 zwischen der Befestigungsplatte 20 und dem Deckel 22 gehalten. Der Deckel 22 ist mit einem Fenster 28 versehen, durch den der größere Teil des Zählers 30 mit der Anzeigeeinheit 31 gesehen werden kann. Auf der Bodenwand der Befestigungsplatte 20 ist ein erster Anschluß 29 mit einem Paar von Elektroden angeordnet, die mit dem Schalter oder Sensor 1 0 über die Leitung 1 4 verbunden sind, wobei die Elektroden teilweise in die Bodenwand der Befestigungsplatte 20 derart eingeformt sind, daß ihre oberen Abschnitte vorragen, um eine Verbindung mit entsprechenden, einen zweiten Anschluß 36 bildenden, zu dem Zähler 30 gehörenden Teilen zu ermöglichen.
• Der elektronische Zähler 30 weist ein Gehäuse 32 mit verschiedenen elektronischen Komponenten auf, die einen Rechenkreis bilden, der die Ausgangssignale von dem Sensor 10 aufnimmt und darauf basierend die Anzahl der Schritte des Benutzers und die dadurch erreichte Strekke errechnet. Das Gehäuse 32 weist weiter das Displayteil 31 auf, die die Meßergebnisse oder aber wahlweise die Anzahl der Schritte oder die erreichte Strecke anzeigt. In dem Zähler 30 ist weiter eine sogenannte Knopfbatterie 37 angeordnet, die den Rechenkreis und das Displayteil mit Spannung versorgt. Das Gehäuse 32 schließt einen flachen Oberteil 33 und eine Bodenplatte 34 ein, die miteinander mit einem zwischen ihnen liegenden Verschlußring 35 wasserdicht verschlossen zusammengefügt sind. Auf der Bodenplatte 34 ist der den Eingang des Rechenkreises bildende zweite Anschluß 36 in Form eines Paares von Buchsen angeordnet, wobei jede mit den Elektroden des ersten Kontaktes 29 auf der Befestigungsplatte 20 elektrisch verbunden ist, wenn der Zähler 30 auf der Grundplatte 20 befestigt ist, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensor 10 und dem Zähler 30 herzustellen. Jede der Buchsen erstreckt sich durch den Verschlußring 35 und die Bodenplatte 34, um eine Verbindung zwischen jeder der Elektroden des ersten Kontaktes 29 herzustellen, wie dies am besten in Fig. 5 deutlich wird. Das Gehäuse 32 des Zählers 30 ist auf seinen einander gegenüberliegenden Seiten mit Ohren 38 versehen, die fest in entsprechenden Schlitzen in der Befestigungsplatte 20 aufgenommen sind, um eine richtige Verbindung zwischen den ersten und den zweiten Kontakten 29, 30 herzustellen.
• Die elektrischen Komponenten weisen eine gedruckte Schaltplatte 39 auf, die einen Ein-Chip-Mikrocomputer 40 trägt, der die erforderlichen Funktionen nach einem gespeicherten Programm ausführt. Eine Flüssigkeitskristallanzeige (LCD) 41 bildet den Displayteil 31, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Das mit einer reflektierenden Rückplatte 42 versehene LCD wird von der gedruckten Schaltplatte 39 mittels voneinander beabstandeten Keilen gehalten, von denen eines eine Gummieleltrode 43 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen beiden Teilen und das andere ein Blindgummi 44 ist. Die Batterie 37 wird von einem Kombinationshalter 45 und einer Kontaktplatte 46 gehalten, durch die sie mit der gedruckten Schaltplatte 39 elektrisch verbunden ist.
• Eine Deckplatte 47 mit einer Öffnung für das LCD 41 in dem Oberteil 33 wird von dem Oberteil 33 aufgenommen und erhält die obigen Teile in ihren richtigen Stellungen. Das Oberteil 33 ist an seiner Oberfläche mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer Namenplatte 48 und einer transparenten Abdeckung 49 versehen.
• Der erwähnte Mikrocomputer 40 ist so programmiert, daß er die Anzahl der Schritte aus den Ausgangssignalen des Sensors 10 errechnet, die Gesamtzahl der Schritte mit dem doppelten einer die Schrittlänge des jeweiligen Benutzers wiedergebenden Konstante zur Errechnung der erreichten Gesamtstrecke multipliziert und die Zeit des Spazierganges oder des Laufes des Benutzers errechnet.
• Die Rechenergebnisse des Mikrocomputers 40 werden wahlweise auf dem Displayteil 31 dargestellt. Zur Wahl der verschiedenen Anzeigen und zum Eingeben der Daten oder der die Schrittlänge des jeweiligen Benutzers wiedergebenden Konstanten und der jeweiligen Zeit ist der Zähler 30 mit verschiedenen Knöpfen versehen, die von außen zugänglich sind. Der Knopf 50 ist zur Eingabe einer Konstanten für die Schrittlänge, die jeweilige Zeit und die Vorgabe der Strecke, der Knopf 51 zur Wahl zwischen der Anzeige der Anzahl der gemachten Schritte und der Anzeige der verstrichenen Zeit, der Knopf 52 zur Auswahl zwischen der Anzeige der Anzahl der Schritte und der zurückgelegten Gesamtstrecke, der Knopf 53 zum Starten und Stoppen der Zeit und der Knopf 54 zum Setzen der jeweiligen Zeit und der Knopf 55 zum Rücksetzen.
• Wenn der Schuh 1 nach mehrfacher Benutzung gewaschen werden muß, kann der Zähler 30 mit den verschiedenen elektrischen Komponenten von der Befestigungsplatte 20 oder dem Schuh 1 zum Schutz der elektrischen Komponenten in dem Zähler 30 vor einer Beschädigung während des Waschens entfernt werden, während die Befestigungsplatte 20 und der Sensor 10 auf dem Schuh 1 verbleiben.
• Entsprechend kann das Waschen ohne ein umständlichen Vorgehen oder ein Lösen der Befestigungsplatte 20, die fest mit dem Spann 2 des Schuhs 1 durch Verbindung mit dem Schnürsenkel 3 verbunden ist, durchgeführt werden, wodurch die praktische Verwendbarkeit des zur Anbringung an einem Schuh, der häufig gewaschen werden muß, eingerichtete Sensor vergrößert wird.
• Die Fig. 6 bis 10 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel.
• Ein Schrittzähler nach diesem Ausführungsbeispiel weist einen elektronischen Zähler 60 und eine Befestigungsplatte 70 auf, die den Zähler 60 entfernbar trägt. Der Zähler 60 entspricht in seinem Aufbau dem des ersten Ausführungsbeispiels mit einem Anzeigeteil 61 und Knöpfen 65 bis 67, durch deren Betätigung die Wahl der Funktionen des Schaltkreises in den Zähler 60 bestimmt wird. Die Befestigungsplatte 70 ist flach ausgebildet, sie weist ein Befestigungsband 73 auf, welches auf dem Spann 2 des Schuhs 1 befestigt ist. Das Befestigungsband 73 besteht aus einem sogenannten Klettenband und weist erste und zweite Streifen 71 auf, die aneinander anhaften und einfach voneinander abgezogen werden können. Das erste Band 71 erstreckt sich im wesentlichen einstückig mit diesem durch die Befestigungsplatte 70 und hat auf seiner Unterseite Häkchen. Der zweite Streifen 72 ist an seinem einen Ende mit dem ersten Streifen 71 vernäht und weist mit den Haken zusammenwirkende Element auf. Die Befestigungsplatte 70 kann so an dem Spann durch Aufnahme des Schnürsenkels 3 zwischen den beiden Bändern 71 und 72 befestigt werden, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.
• Die Befestigungsplatte 70 ist durch eine Leitung 70 mit einem Schrittsensor 80 verbunden, der dem in dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht und ist mit einem ersten Kontakt 75 versehen, der elektrisch mit dem Sensor 80 verbunden ist. Der erste Anschluß 75 weist ein Paar von Elektroden auf, die in elektrischem Kontakt mit entsprechenden, einen zweiten Kontakt 72 bildenden Anschlüssen auf dem Boden des Zählers 60 versehen ist, wenn dieser mit der Basis 70 verbunden ist, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist. Der Sensor 80 ist ein schrittbetätigter Schalter mit einem Paar von Kontaktteilen 81 und 82, die durch ein Isolationsplättchen 83 zwischen sich miteinander verbunden sind. Die Kontaktteile sind entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet, so daß sie bei Aufbringen einer Druckkraft auf diese kurzzeitig schließen, wenn der Fuß des Benutzers den Boden berührt. Der derart ausgestaltete Sensor 80 ist in einer flexiblen Umhüllung 84 aus einer isolierenden Kunststoffolie verschlossen und wird von einer Ausnehmung 6 in der Innensohle 4 aufgenommen, wobei ein Teil von der Oberfläche herausragt, um mit dem Fuß des Benutzers in Berührung zu kommen.
• Ein Riegelarm 63 erstreckt sich von dem Zähler 60, um hinter eine auf einer Seite der Befestigungsplatte ausgebildeten Kerbe 76 zu schnappen, so daß der Zähler 60 auf dieser lösbar befestigt ist mit einem Vorsprung 64 auf dem unteren Ende des Armes 63, der um eine Schulter 77 auf dem Boden der Kerbe 76 gelegt ist, wie dies Fig. 10 zeigt. Die Befestigungsplatte 70 ist weiter mit einem Paar von einander diagonal gegenüberliegenden Stiften 78 versehen, die in zwei entsprechende (nicht gezeigte) Löcher in dem Boden des Zählers 60 eingreifen, um den Zähler 60 richtig gegenüber der Platte 70 zu positionieren.
• Fig. 11 zeigt in einer sehr schematischen Darstellung ein Funktionsdiagramm des elektronischen Zählers, wie er Bestandteil der gezeigten Ausführungsbeispiele ist.
• Der Ausgang von dem Schrittsensor wird durch eine Diskriminierungseinheit 85 zu einer logischen Recheneinheit 86 geführt, wo sie zur Errechnung der Anzahl der Schritte und der zurückgelegten Gesamtstrecke verrechnet werden. Die logische Einheit 86 steuert eine Anzeigeeinheit 87, um wahlweise die ansteigende Anzeige der Anzahl der Schritte oder der Entfernung entsprechend den von dem Benutzer eingegebenen Befehlen anzuzeigen.
• Eine Rückstelleinheit 88 ist mit der logischen Einheit 86 verbunden, um den Befehl zum Löschen der Anzeige an dem Displayteil 87 zu geben. Die Diskriminierungseinheit 85 ist so ausgebildet, daß sie mögliches Rauschen oder unrichtige, durch das Prellen der Kontakte des Sensors entstehende Impulse, eine Störung durch einen Sender oder andere unbekannte Ursachen unterdrückt, wodurch nur gültige, tatsächliche Schritte wiedergebende Ausgangssignale an die logische Einheit 76 weitergegeben werden. Für diesen Zweck ist die Diskriminierungseinheit 85 so ausgebildet, daß sie die von dem Sensor als gültig erkannten Ausgangssignale, die die tatsächlichen Schritte angeben, nur dann durchläßt, wenn die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind. Die erste Bedingung ist, daß das Intervall X, wie in Fig.
• 12 gezeigt, zwischen dem Auftreten eines Ausgangssignals und dem nachfolgenden Ausgangssignal mehr als 200 msec beträgt. Die zweite Bedingung ist, daß das Intervall Y zwischen zwei benachbarten Ausgangssignalen mehr als 60 msec betragen soll und die dritte Bedingung ist, daß die Intervalldauer Z jedes der Ausgangssignale mehr als 30 msec dauert. Die obigen Werte sind empirisch ermittelt in bezug auf das Verhalten beim Gehen und Laufen und unterscheiden Schritte zuverlässig von möglichem Rauschen u. dgl., wodurch der Zähler der vorliegenden Erfindung die Anzahl der tatsächlichen Schritte und die zurückgelegt Strecke exakt berechnen kann. Auch bei einem Spurt, bei dem das Zeitintervall zwischen zwei Schritten besonders kurz ist, kann der Läufer seinen Fuß beispielsweise nicht schneller als 200 msec aufsetzen.
• Die Fig. 13 bis 15 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel. Dabei wird eine vorteilhafte Anordnung der Befestigung eines Schrittsensors 90 und eines elektronischen Zählers 100 an dem Spann 2 des Schuhs 1 zur Schaffung eines kompakten Aufbaus des Schrittzählers gezeigt. Der Schrittsensor 90 wirkt anders als die der obigen Ausführungsformen bei der Messung jedes der Schritte des Benutzers während des Gehens oder Laufens.
• Der Sensor 90 erfaßt bei diesem Ausführungsbeispiel jeden der Schritte durch die Biegung des Spannes 2 des Schuhs 1 bei jedem Auftreten auf den Boden. Der Zähler 20 ist entsprechend dem des zweiten Ausführungsbeispiels ausgestaltet und hat einen Riegelarm 102, der sich von diesem erstreckt und in eine Kerbe 113 in einer Befestigungsplatte 110 einschnappt, so daß er auf der Befestigungsplatte 110 entfernbar befestigt ist, die wiederum auf dem Spann 2 des Schuhs 1 befestigt ist. Ein mit dem Zähler 100 fest verbundenes Band 111 erstreckt sich von diesem nach vorne, um den Schrittsensor 90 einzuschließen. Das elastische Band 111 ist zwischen dem Schnürsenkel 4 und der Zunge 5 an dem Spann 2 eingesetzt und so an dem Schuh 1 befestigt, er bildet so ein Befestigungsmittel, durch das die Befestigungsplatte 110 an dem Schuh 1 angebracht ist. Der in dem Band 111 eingeschlossene Sensor ist ein Schalter, der normalerweise offen ist und ein Paar von Kontaktblättern 92 und 93 aufweist, die sich längs des Bandes 111 erstrecken und im Inneren elektrisch mit einem ersten Kontakt 112 auf der Befestigungsplatte 110 verbunden sind. Durch diesen Kontakt 112, der mit einem (nicht gezeigten) zweiten Kontakt auf dem Boden des Zählers 100 elektrisch verbunden ist, ist der Schalter oder Sensor 90 elektrisch mit dem Schaltkreis des Zählers 100 verbunden.
• Die Kontaktblätter 92 und 93 sind voneinander durch einen kleinen Spalt getrennt, der sie auseinander hält, wenn der Spann 2 des Schuhs 1 in seiner normalen, flachen Stellung ist, wie dies Fig. 15 A zeigt. Wenn der Benutzer auf den Boden aufstößt, wird der Spann 2 mit dem biegsamen Band 111 gebogen, wie dies Fig. 15 B zeigt. Die Kontaktblätter 92 und 93 berühren einander, wodurch der Schalter kurzzeitig geschlossen wird. Wenn der Fuß von dem Boden abgehoben wird, streckt sich das nachgiebige Band 111 zusammen mit dem Spann 2 wieder, wodurch der Schalter geöffnet wird, bis der Fuß wieder auf den Boden auftrifft. Auf diese Weise erzeugt der Schalter oder Sensor 90 ein Ausgangssignal, welches jeden der Schritte des Benutzers richtig wiedergibt und sendet diesen zu einem Zähler 100, wo er zur Errechnung der gemachten Schritte und der zurückgelegten Strecke verrechnet wird. Die Meßergebnisse dieser Rechenvorgänge des Mikroprozessors werden wahlweise auf einem LCD-Displayteil 101 auf dem Zähler 100 angezeigt. Zur Wahl zwischen den Anzeigen und zum Setzen der Daten oder der die Schrittlänge des jeweiligen Benutzers wiedergebenden Konstante und der vorgegebenen Zeit ist der Zähler 100 mit Knöpfen versehen, von denen lediglich zwei mit 104 und 105 bezeichnet dargestellt sind. Ein Paar von Stiften 114 auf der Befestigungsplatte 100 greifen in entsprechende Löcher in dem Boden des Zählers 100 um eine richtige Positionierung des Zählers 100 auf der Grundplatte 110 sicherzustellen, wie dies anhand des zweiten Ausführungsbespiels bereits erläutert wurde.
• Die Fig. 16 bis 19 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel. Der Schrittzähler nach diesem Ausführungsbeispiel entspricht dem dritten Beispiel mit der Ausnahme, daß der Schrittsensor 120 aus einem Dehnungsmeßstreifen oder einem piezoelektrischen Element besteht. Es werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Sensor oder das piezoelektrische Element 120 ist plattenförmig in das biegsame Band 111 eingeformt, wobei eine ringförmige Elektrodenplatte 121 an dieses angebracht ist. Ein Paar von Leitungsdrähten verbinden den Sensor 120 im Inneren mit dem ersten Kontakt 111 auf der Befestigungsplatte 110, wobei die jeweiligen Enden des Drahtes mit der oberen Fläche des piezoelektrischen Elements 120 und der Elektrodenplatte 121 an longitudinal und lateral mit Abstand voneinander angeordneten Punkten angelötet sind, um einen Bruch der Lötverbindung aufgrund der Biegebewegungen des biegsamen Bandes 111 zu vermeiden. Bei jeder Biegung des Spanns 2 des Schuhs 1 aufgrund des Auftretens des Fußes des Benutzers auf dem Boden wird das Element 120 um einen bestimmten Betrag deformiert, wodurch über das Element 120 eine entsprechende Spannungsänderung auftritt, die von dem elektronischen Schaltkreis in dem Zähler 100 als einen Schritt des Benutzers angebendes Ausgangssignal des Sensors 120 erkannt wird.
• Das Blockdiagramm des Zählers 100 in Fig. 18 zeigt in einer sehr schematischen Darstellung des Zählers 100, daß eine Einheit 89 hinzugefügt ist, die das in einer komplizierten Wellenform vorliegende Ausgangs signal in den regelmäßig geformten Puls, den Fig. 19 A zeigt, modifiziert. Dieser Puls wird sodann der Diskriminierungseinheit 85 zugeführt, wo entschieden wird, ob der Spannungslevel hoch genug ist, um einen tatsächlichen Schritt wiederzugeben. Wenn der Level zur Anzeige eines wirklichen Schritts groß genug ist, wird das Signal von der Diskriminiereinheit 85 zu der logischen Einheit 86 geführt, wo er verrechnet wird, um die Anzahl der Schritte und die zurückgelegte Strecke zu ermitteln, wobei diese aufgrund der Anzahl der Schritte und der die Schrittlänge des jeweiligen Benutzers wiedergebenden Konstante errechnet wird. Die Meßergebnisse werden sodann einer Displayeinheit 87 zugeführt, damit diese auf dem LCD-Displayteil 101 des Zählers 100 optisch wiedergegeben werden.
• BEZUGSZEICHENLISTE 1 Schuh 2 Spann 3 Schnürsenkel 4 Innen sohle 5 Zunge 6 Ausnehmung 10 Schaltsensor 11 feste Kontaktplatte 12 Kontaktfeder 13 Folie 14 Leitung 18 Schlitz 20 Befestigungsplatte 21 Spange 22 Deckel 23 Rahmenteil 24 Platte 25Rahmenteil 26 Riegel 27 Kerbe 28 Fenster 29 erster Kontakt 30 elektronischer Zähler 31 Anzeigeteil 32 Gehäuse 33 Oberteil 34 Bodenplatte 35 Verschlußring 36 zweiter Kontakt 37 Batterie 38 Ohr 39 gedruckte Schaltung 40 Mikrocomputer 41 LCD 42 Rückplatte 43 Gummielektrode 44 Blindgummi 45 Halter 46 Kontaktplatte 47 Deckplatte 48 Namensplatte 49 Abdeckung 50 Knopf 51 Knopf 52 Knopf 53 Knopf 54 Knopf 55 Knopf 60 elektronischer Zähler 61 Anzeigeteil 62 zweiter Kontakt 63 Riegelarm 64 Vorsprung 65 Knopf 66 Knopf 67 Knopf 70 Befsetigungsplatte 71 Streifen 72 Streifen 73 Befestigungsband 74 Leitung 75 Kontakt 76 Kerbe 77 Schulter 78 Stift 80 Schrittsensor 81 Kontaktteil 82 Kontaktteil 83 Isolationsplättchen 84 Umhüllung 85 Diskriminierungseinheit 86 logische Einheit 87 Displayeinheit 88 Rückstelleinheit 89 Einheit 90 Schrittsensor 92 Kontaktblatt 93 Kontaktblatt 94 Spalt 100 elektronischer Zähler 101 Anzeigeteil 102 Riegelarm 103 Vorsprung 104 Knopf 105 Knopf 110 Befestigungsplatte 111 biegsames Band 112 erster Kontakt 113 Riegel 114 Stift 120 Schrittsensor 121 Elektrodenplatte

Claims (5)

1. ANSPRUCHE Elektronischer Schrittzähler, der zur Anbringung an einem Schuh eingerichtet ist, gekennzeichnet durch einen Schrittsensor (10) zum Messen der Schritte, die der mit dem Schuh (1) bekleidete Fuß während der Geh- oder Laufbewegung des Benutzers ausführt, zur Erzeugung eines diese angebenden Ausgangssignals, eine Befestigungsplatte (20) mit Mitteln, durch die der Schrittsensor (10) an dem Schuh (1) befestigt ist, und mit einem ersten Kontakt (29), der mit dem Schrittsensor (10) elektrisch verbunden ist, und einen elektronischen Zähler (30) mit einen Rechenkreis bildenden elektronischen Komponenten, wobei der Zähler (30) abnehmbar an der Befestigungsplatte (20) befestigt ist und einen zweiten Kontakt (36) aufweist, der bei auf die Befestigungsplatte (20) aufgesetztem Zähler (30) mit dem ersten Kontakt (29) elektrisch verbunden ist, so daß der Rechenkreis mit dem Schrittsensor (10) zur Aufnahme der von diesem erzeugten Ausgangs signale elektrisch verbunden ist, um auf der Grundlage dieser Ausgangssignale die Anzahl der ausgeführten Schritte zu berechnen, und Benutzer zurückgelegte Strecke zu berechnen, und einem Displayteil (31), der das von dem Rechenkreis ermittelte Meßergebnis anzeigt.
2. 2. Elektronischer Schrittzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsplatte (20) mit dem Schrittsensor (10) über eine biegsame Leitung (14) verbunden ist.
3. 3. Elektronischer Schrittzähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsplatte (20) mit einem Deckel (22) versehen ist, durch den der elektronische Zähler (30) auf der Befestigungsplatte (20) gehalten wird, wobei der Deckel (22) mit einem den Displayteil (31) freilassenden Fenster (28) versehen ist.
4. 4. Elektronischer Schrittzähler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Zähler (30) mit einer Batterie (37) zum Betreiben des Rechenkreises ausgestattet ist.
5. 5. Elektronischer Schrittzähler, der zur Anbringung an dem Spann eines Schuhs eingerichtet ist, gekennzeichnet durch einen an dem Spann (2) des Schuhs (1) angeordneten Schrittsensor (80) zum Messen der Schritte, die der mit dem Schuh (1) bekleidete Fuß während der Geh-oder Laufbewegung des Benutzers ausführt, zur Erzeugung eines diese angebenden Ausgangssignals, eine Befestigungsplatte (70) mit einem ersten Kontakt (75), der mit dem Schrittsensor (80) elektrisch verbunden ist, ein Band (73), das sich von der Befestigungsplatte (70) zum Tragen des Schrittsensors (80) erstreckt und ein Befestigungsmittel bildet, durch das die Befestigungsplatte (70) und der Schrittsensor (80) auf dem Spann (2) miteinander verbunden sind, und einen elektronischen Zähler (60) mit einen Rechenkreis bildenden elektronischen Komponenten, wobei der Zähler (60) abnehmbar an der Befestigungsplatte (70) befestigt ist und einen zweiten Kontakt (62) aufweist, der bei auf die Befestigungsplatte (70) aufgesetztem Zähler (60) mit dem ersten Kontakt (75) elektrisch verbunden ist, so daß der Rechenkreis mit dem Schrittsensor (80) zur Aufnahme der von diesem erzeugten Ausgangssignale elektrisch verbunden ist, um auf der Grundlage dieser Ausgangssignale die Anzahl der ausgeführten Schritte und die von dem Benutzer zurückgelegte Strecke zu berechnen, und einem Displayteil (61), der daä von dem Rechenkreis ermittelte Meßergebnis anzeigt.