TW201813543A - 健康型智慧拐杖 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種健康型智慧拐杖，主要包括本體、心率偵測器、微控制器、無線傳輸模組與電力供應單元，且本體由把手與桿體組成。使用者握持把手時將接觸心率偵測器，使心率偵測器偵測使用者之心率資訊。微控制器接收並處理由心率偵測器所測得之心率資訊，並透過無線傳輸模組將經處理之心率資訊傳送至外部裝置。電力供應單元用以提供健康型智慧拐杖整體運作所需之電力。此外，微控制器會判斷此心率資訊是否落入預設心率範圍，且若此心率資訊落於預設心率範圍之外，則微控制器產生第一警示訊號並透過無線傳輸模組將此心率資訊與第一警示訊號傳送至外部裝置。

Description

健康型智慧拐杖

本發明乃是關於一種拐杖，特別是指一種健康型智慧拐杖能夠藉由多者健康功能輔助使用者進行健行或等山等室外活動。

一般而言，拐杖係用以提供一支撐力給使用者以協助行走。舉例來說，拐杖可以是助行拐杖或登山杖。常見的登山杖主要是提供使用者省力助行及輔助支撐，附加功能不多。

舉例來說，習知登山杖的附加功能例如在夜晚或天色昏暗時提供照明功能，但使用者仍必須手持整支登山杖對周圍進行照明。然而，對於從事戶外活動的使用者而言，如：登山或健行，若其藉由登山杖得到更多輔助功能，使用者從事戶外活動時將可以更安全無虞，也能獲得更高的便利性。簡言之，過去登山杖多僅用以給予支撐力以提供助行的功能，已無法滿足喜好物外運動之使用者的需求。

本發明實施例提供一種健康型智慧拐杖，包括本體、心率偵測器、微控制器、無線傳輸模組與電力供應單元。健康型智慧拐杖之本體包括把手與桿體，且把手連接於桿體。心率偵測器設置於把手上。當一使用者握持把手時，透過使用者與心率偵測器的接觸，心率偵測器偵測使用者之心率資訊。微控制器接收並處理 由心率偵測器所測得之心率資訊。透過無線傳輸模組，微控制器將經處理之心率資訊傳送至外部裝置。電力供應單元用以提供心率偵測器、微控制器與無線傳輸模組運作所需之電力。當微控制器處理心率資訊時，微控制器判斷心率資訊是否落入預設心率範圍。若心率資訊落於預設心率範圍之外，則微控制器產生第一警示訊號，並透過無線傳輸模組將經處理之心率資訊與第一警示訊號傳送至外部裝置。

於本發明一實施例所提供之健康型智慧拐杖中，把手由第一握持部與第二握持部組成。第二握持部可拆卸地電性連接於第一握持部。電力供應單元設置於第二握持部內，且當第二握持部電性連接於第一握持部時，電力供應單元提供心率偵測器、微控制器與無線傳輸模組運作所需之電力。另外，健康型智慧拐杖更包括發光元件。發光元件設置於第二握持部上遠離第一握持部之一端，且電性連接至電力供應單元。

於本發明一實施例所提供之健康型智慧拐杖中，健康型智慧拐杖更包括充電裝置。充電裝置設置於桿體內，且包括磁性單元與線圈。當線圈受外力上下滑動於磁性單元時，透過電磁感應，充電裝置提供充電電流至電力供應單元以進行充電。

綜上所述，透過使用本發明所提供之健康型智慧拐杖，使用者的心率資訊便能隨時地被偵測，當其心率資訊異常時，使用者或照護者透過外部裝置均能即時得知。再者，於使用者行進的過程中，充電裝置中的線圈將因健康型智慧拐杖所受的外力上下滑動於磁性單元也就是說，本發明所提供之健康型智慧拐杖於不方便找尋外接電源的室外環境亦有辦法自行產生整體運作所需的電力，對於從事登山活動或健行活動的使用者來說特別適用。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

10‧‧‧本體

11‧‧‧把手

11a‧‧‧第一握持部

11b‧‧‧第二握持部

13‧‧‧桿體

20‧‧‧心率偵測器

30‧‧‧微控制器

40‧‧‧無線傳輸模組

50‧‧‧USB埠口

60‧‧‧充電裝置

60a‧‧‧磁性單元

60b‧‧‧線圈

70‧‧‧發光元件

80‧‧‧陀螺儀

90‧‧‧懸浮微粒感測器

91‧‧‧電壓感測器

B‧‧‧電力供應單元

C‧‧‧導電墊

a‧‧‧端點

b‧‧‧端點

圖1為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖之示意圖。

圖2為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖中把手之第一握持部與第二握持部的示意圖。

圖3為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖中充電裝置的示意圖。

圖4為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖中感測器的示意圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，類似數字始終指示類似元件。

請參照圖1，圖1為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖之示意圖。本實施利所提供之健康型智慧拐杖主要包括有本體10、心率偵測器20、微控制器30、無線傳輸模組40與電力供應單元B。

如圖1所示，健康型智慧拐杖的把手11連接於健康型智慧拐杖的桿體13。心率偵測器20係設置於把手11上。當一使用者握持把手11時，透過使用者與心率偵測器20的接觸，心率偵測器20便能偵測使用者的心率，以獲得其心率資訊。接著，微控制器30會接收並處理由心率偵測器20所測得之心率資訊。透過無線傳輸模組40，微控制器30便能夠將經處理之心率資訊傳送至一外部裝置。 舉例來說，微控制器30能夠將經處理之心率資訊傳送至使用者所攜帶的行動裝置，或是遠方照護者所持的行動裝置，以讓使用者本身或其家人親友能夠了解使用者於行進過程中的心率變化狀況。除此之外，電力供應單元B係用以提供心率偵測器20、微控制器30與無線傳輸模組40運作所需之電力。

值得注意地是，微控制器30處理心率偵測器20所測得之心率資訊的方式即為判斷此心率資訊是否落入預設心率範圍。舉例來說，對於一般之登山活動而言，預設心率範圍可設定為每分鐘120下至每分鐘140下。若微控制器30判斷心率偵測器所測得之心率資訊落於預設心率範圍之外(對於前述舉例而言，即為低於每分鐘120下或者高於每分鐘140下)，微控制器便會產生第一警示訊號，並透過無線傳輸模組將經處理之心率資訊(即，心率數值)與第一警示訊號傳送至外部裝置。

也就是說，當使用者本身或遠方的照護者透過所持的裝置接收到前述之第一警示訊號，即表示使用者的心率出現異常的變化(即，心率過高或心率過低)，於是使用者便能於行進過程中適當地調整活動的步伐，遠方的照護者也能即時地關切使用者。

也值得注意地是，與本實施例中，健康型智慧拐杖的把手11是由第一握持部11a與第二握持部11b組成。請同時參照圖1與圖2，圖2為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖中把手11之第一握持部與第二握持部的示意圖。於圖2中，第二握持部11b可拆式地連接於第一握持部11a。進一步地，當第二握持部11b連接於第一握持部11a時，兩者係電性連接著。舉例來說，第二握持部11b上與第一握持部11a相接的該端以及第一握持部11a上與第二握持部11b相接的該端分別具有導電墊片C。當第二握持部11b連接於第一握持部11a時，透過該些導電墊片C的相互接觸，第二握持部11b即可電性連接於第一握持部11a。

進一步說明，電力供應單元B係設置於第二握持部11b內，且電力供應單元B與第二握持部11b上的導電墊片C接觸。舉例來說，電力供應單元B可為一充電式電池。另外，第二握持部11b上的導電墊片C透過導線電性連接於心率感測器20、微控制器30與無線傳輸模組40。當第二握持部11b連接於第一握持部11a時，電力供應單元B會與第二握持部11b上的導電墊片C接觸，接著透過第二握持部11b與第一握持部11a上的該些導電墊片C之傳導，便可將電力供應至心率感測器20、微控制器30與無線傳輸模組40。

本實施例所提供之健康型智慧拐杖還包括發光元件70。發光元件70設置於第二握持部11b上遠離第一握持部11a之一端，且電性連接至電力供應單元B。也就是說，使用者能夠將第二握持部11b拆卸下來，把設置有電力供應單元B與發光元件70的第二握持部當作發光裝置(即，手電筒)使用。

除此之外，健康型智慧拐杖上設置有USB埠口50。透過此USB埠口50，健康型智慧拐杖能夠外接一外部電源，以對電力供應單元B進行充電。然而，除了利用外部電源對電力供應單元B進行充電之外，本實施例所提供之健康型智慧拐杖還能自行產生其運作所需的電力。詳細地說，請同時參照圖1與圖3，圖3為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖中充電裝置的示意圖。如圖1所示，充電裝置60設置於健康型智慧拐杖之桿體13內，另如圖3所示，充電裝置60包括磁性單元60a與線圈60b。於使用者使用健康型智慧拐杖行進的過程中，使用者手部的擺動會使得健康型智慧拐杖受到上下往復的外力。於是，充電裝置60內的線圈60b便會隨之上下滑動於磁性單元60a。如此一來，透過電磁感應，線圈60b上便會產生電流(於此視為充電電流)，接著透過線圈60b兩端點a與b的導線(未圖示)，此電流便可被提供至電力供應單元B以進行充電。

簡言之，本實施例所提供之健康型智慧拐杖可連接外部電源以進行充電，亦可自行利用充電裝置60產生電流以進行充電。對於進行登山運動或健行運動的使用者來說，室外環境通常難以找尋可對健康型智慧拐杖進行充地的外部電源，但利用充電裝置60，本實施例所提供之健康型智慧拐杖得以自行產生充電電流，十分適合於室外環境使用。

復如圖1所示，本實施例所提供之健康型智慧拐杖還包括有陀螺儀80。陀螺儀80係設置於把手11之第一握持部11a內，用以測量健康型智慧拐杖之傾斜角度(即，與地面之法線所夾之角度)，並接所測得之傾斜角度傳送至微控制器30。接著，接收由陀螺儀80所測得之傾斜角度後，微控制器30便會判斷此傾斜角度是否大於預設角度，如：60度。若此傾斜角度大於預設角度，微控制器30便會進一步判斷傾斜角度大於預設角度的情況是否持續一段預設時間，如：20秒。

舉例來說，若使用者於行進過程中不慎跌倒，可能會使得健康型智慧拐杖掉落至地面，此時，陀螺儀80所測得之傾斜角度便會大於預設角度。同時，由於使用者不慎跌倒後可能一時無法起身行走，故應有一段時間陀螺儀80所測得之傾斜角度會大於預設角度。於是，當微控制器30判斷陀螺儀80所測得之傾斜角度便會大於預設角度，且判斷此情況持續達預設時間，微控制器30便會產生第二警示訊號，並透過無線傳輸模組40將第二警示訊號傳送至外部裝置。

也就是說，當遠方的照護者透過所持的裝置接收到前述之第二警示訊號，即表示於使用者的行進過程中可能發生突發狀況，此時遠方的照護者便能即時地聯繫使用者，以瞭解其是否需要協助。

又如圖1所示，本實施例所提供之健康型智慧拐杖還包括有電壓感測器91，電壓感測器91連接於充電裝置60，以感測充電裝置 60所產生之充電電流的電壓值，並將所感測到的電壓值傳送至微控制器30。詳細地說，充電裝置60係藉由其內的線圈60b上下滑動於磁性單元60a來產生充電電流，其中於每次線圈60b上下滑動於磁性單元60a的過程中，充電電流大小會有週期性的變化。於是，在本實施例中便電壓感測器91感測充電裝置60所產生之充電電流的電壓值並將此電壓值傳送至微控制器30。當此電壓值由低於預設之一門檻電壓升高達到等於此預設之門檻電壓時，微控制器30便會計數一次，以作為使用者進行時的步數計數此外，微控制器30還能根據所計數出的步數計算得出使用者當前累積消耗的卡路里。微控制器30所計數出的步數與所對應計算出的卡路里則可透過無線傳輸模組傳送至外部裝置(如：使用者的手持電子裝置)作為記錄，並讓使用者獲知自己於活動過程中所累積的步數與所消耗的卡路里。

最後，本實施例所提供之健康型智慧拐杖還包括有懸浮微粒感測器90。如圖1所示，懸浮微粒感測器90係設置於健康型智慧拐杖之桿體13上，主要係用以偵測流經懸浮微粒感測器90之一組成物中懸浮微粒的濃度。舉例來說，懸浮微粒感測器可為PM2.5感測器，也就是說其所感測的懸浮微粒為細懸浮微粒(粒徑小於2.5μm)。請參照圖4，圖4為根據本發明例示性實施例所繪示之健康型智慧拐杖中感測器的示意圖。如圖4所示，懸浮微粒感測器90具有一中空結構，用以感測流經其中空結構之組成物中懸浮微粒的濃度。於感測測得流經其中空結構之組成物中懸浮微粒的濃度後，便會將所測得之懸浮微粒的濃度傳送至微控制器30。接著，微控制器30便會判斷懸浮微粒的濃度是否大於預設濃度值。若微控制器30判斷出感測器所測得之懸浮微粒的濃度大於預設濃度值，便會產生第三警示訊號，並透過無線傳輸模組40將第三警示訊號傳送至外部裝置。

也就是說，當使用者透過所持的裝置接收到前述之第三警示訊號，便可得知目前所處環境中懸浮微粒的濃度，如：細懸浮微粒。如此一來，使用者便可據此考量是否暫停其登山或健行的行程，以避免吸入過多有害物質，損害健康。

最後須說明地是，於本實施例中，健康型智慧拐杖所使用的無線傳輸模組40可為藍芽傳輸模組、Wi-Fi傳輸模組、3G通訊模組、4G通訊模組或其組合，以兼顧近距離與遠距離的資料傳輸。另外，健康型智慧拐杖所使用的微控制器30可為使用Arduino語言撰寫之單晶片微控制器。然而，本發明對於健康型智慧拐杖所使用之無線傳輸模組40以及微控制器30的實現方式均不限制。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明所提供之健康型智慧拐杖特別適用於室外環境，尤其能夠輔助使用者進行室外活動，如登山運動、健行運動…等，並至少具有以下優點： 首先，使用本發明所提供之健康型智慧拐杖時，透過第一警示訊號、第二警示訊號與第三警示訊號，使用者或照護者能夠隨時掌握使用者的心率資訊，也能夠隨時了解是否可能有突發狀況產生(如：使用者於行進過程中不慎跌倒)，還能夠得知目前周遭環境是否存在濃度過高的有害物質，以決定是否暫停行程。

再者，於戶外難以找尋外接電源的情況下，於使用者行進過程中，本發明所提供之健康型智慧拐杖即可自行透過充電裝置產生充電電流來對電力供應單元進行充電。除此之外，使用者還能將把手的第二握持部拆卸下來當作手電筒使用。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (10)

1. 一種健康型智慧拐杖，包括：一本體，包括一把手與一桿體，且該把手連接於該桿體；一心率偵測器，設置於該把手上，當一使用者握持該把手時，透過該使用者與該心率偵測器的接觸，該心率偵測器偵測該使用者之一心率資訊；一微控制器，接收並處理由該心率偵測器所測得之該心率資訊；一無線傳輸模組，透過該無線傳輸模組，該微控制器將經處理之該心率資訊傳送至一外部裝置；一電力供應單元，用以提供該心率偵測器、該微控制器與該無線傳輸模組運作所需之電力；以及一充電裝置，設置於該桿體內，該充電裝置包括一磁性單元與一線圈，當該線圈受一外力上下滑動於該磁性單元時，透過電磁感應，該充電裝置提供一充電電流至該電力供應單元以進行充電；其中，當該微控制器處理該心率資訊時，該微控制器判斷該心率資訊是否落入一預設心率範圍，且若該心率資訊落於該預設心率範圍之外，該微控制器產生一第一警示訊號，並透過該無線傳輸模組將經處理之該心率資訊與該第一警示訊號傳送至該外部裝置。
2. 如請求項1所述之健康型智慧拐杖，其中該把手由一第一握持部與一第二握持部組成，該第二握持部可拆卸地電性連接於該第一握持部，該電力供應單元設置於該第二握持部內，且當該第二握持部電性連接於該第一握持部時，該電力供應單元提供該心率偵測器、該微控制器與該無線傳輸模組運作所需之電力。
3. 如請求項1所述之健康型智慧拐杖，更包括一電壓感測器，連接於該充電裝置，以感測該充電裝置所產生之該充電電流的一電壓值並將該電壓值傳送至該微控制器，其中當該電壓值由低於一門檻電壓升高達至該門檻電壓時，該微控制器計數一次。
4. 如請求項2所述之健康型智慧拐杖，更包括一USB埠口，透過該USB埠口，該電力供應單元接收一外部電源以進行充電。
5. 如請求項2所述之健康型智慧拐杖，更包括一發光元件，設置於該第二握持部上遠離該第一握持部之一端，且電性連接至該電力供應單元。
6. 如請求項2所述之健康型智慧拐杖，更包括：一陀螺儀，用以測量該健康型智慧拐杖之一傾斜角度，其中該微控制器接收由該陀螺儀所測得之該傾斜角度，並判斷該傾斜角度是否大於一預設角度且持續一預設時間；其中，若該微控制器判斷該傾斜角度是否大於該預設角度且持續該預設時間，則該微控制器產生一第二警示訊號並透過該無線傳輸模組將該第二警示訊號傳送至該外部裝置。
7. 如請求項2所述之健康型智慧拐杖，更包括：一懸浮微粒感測器，用以偵測流經該感測器之一組成物中懸浮微粒的濃度，其中該微控制器接收由該感測器所測得之懸浮微粒的濃度，並判斷懸浮微粒的濃度是否大於一預設濃度值；其中，若該微控制器判斷懸浮微粒的濃度大於該預設濃度值，則該微控制器產生一第三警示訊號並透過該無線傳輸模組將該第三警示訊號傳送至該外部裝置。
8. 如請求項7所述之健康型智慧拐杖，其中該感測器為一PM2.5感測器。
9. 如請求項1所述之健康型智慧拐杖，其中該無線傳輸模組為一藍芽傳輸模組。
10. 如請求項1所述之健康型智慧拐杖，其中該微控制器為一單晶片微控制器。