TWI722102B - 具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其包含：一乘載裝置，其設有一慣性感測單元及一測重單元，慣性感測單元係感測一慣性值，而測重單元係量測乘載之重量值；一處理單元，其設定有慣性區間值及受力值；藉之，本發明係於該慣性值大於至少其一第一慣性區間值，或於重量值小於一受力值時，判定幼童之狀態不正常、位於傾斜或顛簸之危險路面，跌出或遭有心人士抱離乘載裝置，故令訊息提示單元發出警示，以提醒家長關注幼童之安危；並於慣性值等於或小於第二慣性區間值，及於一定時間內該重量值未變化時，判定幼童係於平坦之路面，且幼童並未另施力於地面，方予以輸出重量值，藉可提升重量量測之準確性。

Description

具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置

本發明係提供一種具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，尤指一種藉由慣性感測單元及測重單元之設置，以判斷幼童之身心狀態、或是否遭受危險，並可同時精確量測幼童之重量，藉以提升本發明整體之適用性者。

按，幼童於成長之過程中，因尚無法獨立行動，故於居家或戶外時，幼童常乘坐於幼童之乘載裝置，諸如：嬰兒車或學步車，藉以利於乘載幼童，亦可防止幼童移動至危險區域，並能令家長較易於照料兒童，而無須持續看護，使更具有彈性時間以處裡其他要事；且其中，學步車可更進一步克服兒童對於站立行走時之心理障礙，以訓練兒童學習步行者，並可刺激兒童自由移動查探四周環境，藉以增進兒童之學習、感知及觀察能力。

然而，習用之學步車係僅供兒童進行學步，並無法直接予以觀察或紀錄兒童之成長過程，如其體重或體溫變化等，由於兒童於成長過程中體重或體溫之變化，對於其身體狀況之探查極其重要，故若需量測兒童之體重時，而兒童尚未學會站立，則無法直接使用家用體重計進行測重，而需量測家長自身之第一重量值，及家長抱著兒童進行測重時之第二重量值，藉以將第一重量值及第二重量值相互扣減而得兒童之重量者，其過程相當繁複，且需耗費諸多 時間，也無法紀錄成長過程；而若另行購置嬰兒體重計，其將需耗費額外之成本；此外，習用之嬰兒車及學步車僅係單純之機構設計，並未具有相關偵測機制以防止嬰兒車或學步車進入危險區域，故若家長無法即時制止或予以救援，則其後果將不堪設想。

習知提供一種如我國專利證書第M409192號之「具重量感測安全警報之嬰兒車」，其包含一車本體，其為一嬰兒推車，且其具有一座椅部；一感應警報器，其對應設於該座椅部之一乘坐面處，其為一可感測並判斷是否承受超過一特定重量值之電子元件，以於其所承受之重量低於合理之嬰兒重量時發出警報者；藉之，可防止嬰兒於家長未提防時遭竊；惟其並未直接呈現嬰兒之重量予家長進行紀錄，且若於一般居家環境時，並不會讓嬰兒乘坐嬰兒推車，故其仍無法令家長直接觀察嬰兒之成長歷程；此外，若嬰兒身體晃動，或嬰兒推車受路面顛簸而震盪時，將導致重量值之感測產生誤差，因此其僅適合嬰兒有無在推車上的判斷，並無法進行紀錄嬰兒體重的量測與紀錄。

習知另提供一種概如我國專利證書第583607號之「可動物體安全警示保護裝置及方法」，其係於可動物體，如：幼兒車，裝設微電腦控制器及傾斜感應器，並於可動物體發生傾斜、翻覆時，控制器即會發出聲、光等警示訊息；然而，其僅能予以偵測幼兒車是否傾斜或翻覆，並無法即時得知幼童是否位於顛簸之路面而有翻覆之危險，且亦無法知悉幼童之身心狀態、及未能偵測紀錄幼童之體重，是以，其實用性有待商榷。

習知另提供一種概如我國專利證書第M472024號之「具有重量感知之兒童乘載裝置」，其係雖揭示設置有測重單元及慣性感測單元，並能於受力狀態及運動狀態呈平穩狀態時，方輸出所述測重單元之測重結果，然而，其 僅能於路面平坦時得以精確量測幼童重量，然若路面稍有傾斜，則其所量測之重量則有不準確之疑慮；此外，其慣性感測單元僅係用於判斷車體未移動時平穩狀態，並未用以偵測車體是否具有不正常移動之情形，亦無法判斷幼童是否位於危險區域，故其適用性仍有不足。

有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究幼童之乘載裝置，並著手進行研發及改良，期以一較佳發明以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。

爰是，本發明之目的係為解決前述問題，為達致以上目的，吾等發明人提供一種具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其包含：一乘載裝置，其設有一慣性感測單元及一測重單元，該慣性感測單元係感測該乘載裝置之慣性值，而該測重單元係量測該乘載裝置所乘載之重量值；一處理單元，其係耦接於該慣性感測單元及該測重單元，且該處理單元設定有至少一第一慣性區間值、一第二慣性區間值及一受力值；以及一訊息提示單元，其係訊號連結於該處理單元；該處理單元係於該慣性值大於至少其一所述第一慣性區間值，或於該重量值小於該受力值時，產生一警示訊號，令該訊息提示單元發出警示；且該處理單元係於該慣性值等於或小於該第二慣性區間值，及於一定時間內該重量值未變化時，將該重量值傳輸至該訊息提示單元，使該訊息提示單元呈現該重量值者。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該處理單元更設有一慣性變化區間值及一受力變化區間值，且該處理單元係計算該慣性 值及該重量值於一連續時間中每一時點之瞬時變化量，並於該慣性值之瞬時變化量大於該慣性變化區間值，或於該重量值之瞬時變化量大於該受力變化區間值時，該處理單元產生一警示訊號，令該訊息提示單元發出警示者。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，所述第一慣性區間值、該第二慣性區間值及所述慣性值至少包含加速度及/或角加速度。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該第二慣性區間值係於重力方向之角加速度範圍區間者。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該第二慣性區間值為0。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該乘載裝置更設有一乘載部，且該乘載裝置底部組設有複數輪體，該慣性感測單元係設置於該乘載部，該測重單元係設於該乘載裝置與所述輪體之間，且該慣性感測單元係感測該乘載部之慣性值，而該測重單元係量測該乘載裝置所乘載之重量值者。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，更包含一通訊裝置，其係訊號連結於該處理單元，且該訊息提示單元係設置於該通訊裝置。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該通訊裝置為智慧型手機。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，更包含一記憶單元，其係連結於該處理單元，該記憶單元係依據時間紀錄該慣性值及該重量值者。

據上所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該乘載裝置為嬰兒車或學步車者。

是由上述說明及設置，顯見本發明主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.本發明藉由慣性感測單元及測重單元之設置，且處理單元設定有第一慣性區間值、第二慣性區間值及受力值，藉可於第一慣性區間值設定為一定之加速度值或角加速度值，藉以界定不正常之移動情形，如：劇烈的晃動、突然的加速移動，或地面之傾斜度，藉可予以分析幼童之身心狀態，或是否位於危險之路面，而藉由受力值之設定，係可判斷幼童是否傾倒出乘載裝置，或遭受有心人士竊取；而第二慣性區間值之界定，係用以定義一角加速度範圍區間，以判斷幼童是否處於平穩狀態；藉此，本發明於該處理單元係於該慣性值大於至少其一所述第一慣性區間值，或於該重量值小於該受力值時，判斷幼童之身心狀態不佳，或位於危險之路面，故令訊息提示單元發出警示，以令家長可即時予以關注；且處理單元係於該慣性值等於或小於該第二慣性區間值，及於一定時間內該重量值未變化時，將該重量值傳輸至該訊息提示單元，使該訊息提示單元呈現該重量值，以精確求得幼童實際之重量，以利於家長紀錄幼童之成長歷程；故顯見本發明確實具有實用性及廣泛之適用性者。

1:乘載裝置

11:乘載部

12:輪體

2:慣性感測單元

3:測重單元

4:處理單元

5:訊息提示單元

6:通訊裝置

7:記憶單元

第1圖係本發明之結構示意圖。

第2圖係本發明應用於學步車之側視示意圖。

第3圖係本發明應用於嬰兒車之立體示意圖。

第4圖係本發明設定第一慣性區間值為加速度及慣性值之線性示意圖。

第5圖係本發明設定第一慣性區間值為角加速度及慣性值之線性示意圖。

第6圖係本發明設定受力值及重量值之線性示意圖。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入了解並認同本發明。

請先參閱第1圖及第2圖所示，本發明係一種具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其包含：一乘載裝置1，在本實施例中，該乘載裝置1為學步車，在另一實施例中，亦可為如第3圖所示之嬰兒車，該乘載裝置1設有一慣性感測單元2及一測重單元3，該慣性感測單元2係感測該乘載裝置1之慣性值，而該測重單元3係量測該乘載裝置1所乘載之重量值；就慣性感測單元2及測重單元3之設置位置而言，較佳者，該乘載裝置1設有一乘載部11，且該乘載裝置1底部組設有複數輪體12，具體而言，該乘載部11可為主要乘載幼童之座椅，該慣性感測單元2係設置於該乘載部11，且該慣性感測單元2係感測該乘載部11之慣性值，而測重單元3係設於該乘載裝置1與所述輪體12之間，因所述輪體12係用以支撐乘載裝置1之整體，是以，當測重單元3設置於此，即可予以偵測該乘載裝置1所乘載之重量值； 一處理單元4，其係耦接於該慣性感測單元2及該測重單元3，且該處理單元4設定有至少一第一慣性區間值、一第二慣性區間值及一受力值；以及一訊息提示單元5，其係訊號連結於該處理單元4。

藉之，所述第一慣性區間值、該第二慣性區間值及所述慣性值至少包含加速度及/或角加速度，而該處理單元4係於該慣性值大於至少其一所述第一慣性區間值，或於該重量值小於該受力值時，產生一警示訊號，令該訊息提示單元5發出警示；且該處理單元4係於該慣性值等於或小於該第二慣性區間值，及於一定時間內該重量值未變化時，將該重量值傳輸至該訊息提示單元5，使該訊息提示單元5呈現該重量值者。

實施例一：

其一第一慣性區間值可被定義為一加速度區間值，該加速度區間值之方向，得以為與路面平行者，亦可為與路面垂直，或為三軸方向之區間者，如第4圖所示，當乘坐於乘載部11之幼童，因身心狀態不佳，而致哭鬧跳動或任意快速移動時，或遭受外界對乘載裝置1施力，諸如：風吹、受衝擊，或遭其他有心人士將乘載裝置1時，故可知悉者，第一慣性區間值得以被設定為符合乘載裝置1正常移動之加速度，或幼童致使乘載裝置1移動之加速度，藉以於前述情形下，導致慣性感測單元2感測之慣性值大於第一慣性區間值時，將使處理單元4產生一警示訊號，令該訊息提示單元5發出警示；在一實施例中，該訊息提示單元5係設置於該乘載裝置1，以藉由聲音或光線，以吸引周遭之人員或家長關注，以利於及時前往安撫或注意幼童之狀況及安危；在一較佳之實施例中，係更包含一通訊裝置6，如：智慧型手機， 其係訊號連結於該處理單元4，且該訊息提示單元5係設置於該通訊裝置6，意即，通訊裝置6係可藉由安裝應用程式，已與該處理單元4訊號連結，藉以於處理單元4產生警示訊號，可令通訊裝置6之訊息提示單元5發出警示，藉可令家長得以於遠端隨時得知幼童是否發生危險。

實施例二：

其一第一慣性區間值可被定義為一角加速度區間值，如第5圖所示，當乘載裝置1行經顛簸或傾斜之路面，或乘載裝置1即將傾倒時，皆將導致慣性值大於此處所設定之第一慣性區間值，進而使處理單元4產生警示訊號，令訊息提示單元5發出警示；本實施例其餘之實施方式皆與實施例一近似，故在此不予贅述。

實施例三：

於本實施例中，係於處理單元4設定一受力值，如第6圖所示，此受力值可被定義為乘載裝置1之乘載部11所受之乘載力，由於當乘載裝置1為學步車時，幼童於行走過程中，因對地面施力而致重量值減少，為防止於此情形下使處理單元4產生警示訊號，故可將受力值設置為較小之數值，如：1公斤，藉以於幼童因故脫離乘載部11之當下，使重量值小於所設定之受力值時，即令處理單元4產生警示訊號，讓訊息提示單元5發出警示；本實施例其餘之實施方式皆與實施例一近似，故在此不予贅述。

實施例四：

由於第一慣性區間值及受力值係用以界定可允許慣性值及重量值之極值，而為防止誤判，故通常所設定第一慣性區間值之數值較大，為避免第一慣性區間值之數值過大而致難以確實判斷幼童之情緒是否不穩，或是否發 生危險，舉例而言，幼童因害怕或受驚嚇而晃動或跳動，然其晃動或跳動之慣性值或重量值，其幅度並未超出第一慣性區間值或受力值之情形下；故本發明在一較佳之實施例中，該處理單元4更設有一慣性變化區間值及一受力變化區間值，且該處理單元4係計算該慣性值及該重量值於一連續時間中每一時點之瞬時變化量，可知悉者，係可如第4圖至第6圖所示，可藉由於慣性值及重量值之線性方程式進行微分，以求得其斜率值，該斜率值即係瞬時變化量，就慣性值而言，其正值之斜率值可表示瞬間向前移動或向前傾斜之加速度或角加速度，而負值之斜率值則可表示瞬間向後移動或向後傾斜之加速度或角加速度；而就重量值而言，其正值之斜率值可表示瞬間重量之增加，如：受外力，或跳躍時落下之衝力，負值之斜率值則可表示瞬間重量之減少，如：瞬間離開乘載部11，或跳躍時之當下；藉由上述，以於該慣性值之瞬時變化量大於該慣性變化區間值，或於該重量值之瞬時變化量大於該受力變化區間值時，該處理單元4產生一警示訊號，令該訊息提示單元5發出警示，藉以更為精確且迅速的偵測幼童之異常情形，並及時知會家長。

實施例五：

為能精確量測幼童之重量，故對於第二慣性區間值之設定，故在一實施例中，第二慣性區間值係於重力方向之角加速度範圍區間，較佳者，該第二慣性區間值為0，意及，幼童於乘載裝置1之乘載部11時，不產生於角加速度時，如：並未位於傾斜之路面，或未於乘載部11左右晃動，將令該處理單元4係於該慣性值等於第二慣性區間值，或當第二慣性區間值非為0時，慣性值小於第二慣性區間值，並且於一定時間內該重量值未變化時，此時，將可判定幼童 及乘載裝置1之狀況不導致重量值產生誤差，故處理單元4即可將該重量值傳輸至該訊息提示單元5，使該訊息提示單元5呈現該重量值。

須特別說明的是，在一較佳之實施例中，為紀錄幼童之活動情形，或其重量值之變化，故可藉由設置一記憶單元7，以連結於該處理單元4，令該記憶單元7係依據時間紀錄該慣性值及該重量值，以利家長可予調閱追蹤，在另一實施例中，該記憶單元7係被設置於通訊裝置6，以利於使用者儲存及調閱慣性值及重量值之紀錄。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:乘載裝置

2:慣性感測單元

3:測重單元

4:處理單元

5:訊息提示單元

6:通訊裝置

7:記憶單元

Claims (9)

1. 一種具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其包含：一乘載裝置，其設有一慣性感測單元及一測重單元，該慣性感測單元係感測該乘載裝置之慣性值，而該測重單元係量測該乘載裝置所乘載之重量值；一處理單元，其係耦接於該慣性感測單元及該測重單元，且該處理單元設定有至少一第一慣性區間值、一第二慣性區間值及一受力值；以及一訊息提示單元，其係訊號連結於該處理單元；該處理單元係於該慣性值大於至少其一所述第一慣性區間值，或於該重量值小於該受力值時，產生一警示訊號，令該訊息提示單元發出警示；且該處理單元係於該慣性值等於或小於該第二慣性區間值，及於一定時間內該重量值未變化時，將該重量值傳輸至該訊息提示單元，使該訊息提示單元呈現該重量值；該處理單元設有一慣性變化區間值及一受力變化區間值，且該處理單元係計算該慣性值及該重量值於一連續時間中每一時點之瞬時變化量，並於該慣性值之瞬時變化量大於該慣性變化區間值，或於該重量值之瞬時變化量大於該受力變化區間值時，該處理單元產生一警示訊號，令該訊息提示單元發出警示者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，所述第一慣性區間值、該第二慣性區間值及所述慣性值至少包含加速度及/或角加速度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該第二慣性區間值係於重力方向之角加速度範圍區間者。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該第二慣性區間值為0。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，更包含一通訊裝置，其係訊號連結於該處理單元，且該訊息提示單元係設置於該通訊裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該通訊裝置為智慧型手機。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該乘載裝置更設有一乘載部，且該乘載裝置底部組設有複數輪體，該慣性感測單元係設置於該乘載部，該測重單元係設於該乘載裝置與所述輪體之間，且該慣性感測單元係感測該乘載部之慣性值，而該測重單元係量測該乘載裝置所乘載之重量值者。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，更包含一記憶單元，其係連結於該處理單元，該記憶單元係依據時間紀錄該慣性值及該重量值者。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具動態及傾角偵測之幼童乘載裝置，其中，該乘載裝置為嬰兒車或學步車者。

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