TWI730768B - 無線電子式按壓響應系統 - Google Patents

Abstract

一種無線電子式按壓響應系統，包含按壓裝置以及資料處理裝置。按壓裝置包含可撓性中空殼體、電路板、開關、控制器、壓力感測器、無線訊號傳輸模組、電池、電源埠。壓力感測器包含壓力感測器通氣孔口與可撓性中空殼體內部空間相接通。當使用者對可撓性中空殼體按壓，使可撓性中空殼體內部氣體壓力增加時，壓力感測器經由壓力感測器通氣孔口感測到關於可撓性中空殼體內部氣體壓力之變異訊號，控制器經由無線訊號傳輸模組發送該使用者按壓的訊號。使用者按壓及放鬆動作的時間點是使用者配合外部手機或電腦的應用程式(APP)所提示影像或音樂而動作；資料處理裝置接收按壓裝置所發送的按壓訊號，並比對按壓訊號的開始與結束的時間點與手機或電腦的應用程式(APP)中的目標觸發時間點正確性，將正確率以文字、圖表、動畫等形式顯示其結果於顯示器並由播音模組播放音樂及語音等訊息。本無線電子式按壓響應系統並可透過應用程式(APP)於操作中資料處理裝置播放音樂資訊，並按壓裝置設置震動模組，增加操作者的使用感受度。

Description

無線電子式按壓響應系統

本發明關於一種無線電子式按壓響應系統，特別是關於執行應用程式(APP)由播音模組播放音樂與顯示器顯示預期節奏移動圖像，操作者使用結構簡單的按壓裝置配合執行應用程式(APP)的動態影像與音樂做按壓與放鬆的反覆動作，壓力感測器偵測到按壓裝置內部空間壓力改變，並將壓力改變的壓力訊號及時間開關訊號透過無線傳輸途徑，傳送到資料處理裝置；資料處理裝置比較使用者按壓與放鬆動作時間點與應用程式(APP)預期目標時間點的正確率，並配合文字、圖案、動畫、音樂或語言等方式將所比對該兩訊號的正確率顯現於播音模組及顯示器；本發明可應用於遊戲、感覺統合訓練或心智復健等領域，達到遊戲比賽樂趣、感官協調訓練、中風與失智等疾病之預防與復健的目的。

幼兒智力與感覺統合訓練及老人因腦力退化所造成的疾病預防及復健，始終是人類健康社會主要課題；以大腦為主軸，把對外界的感覺輸入與動作學習，經由大腦做身體與動作的感覺統合，針對幼兒在於積極培養感覺統合的能力，之於年長者或相關疾病患者，則是極力找回人類基本的統合能力。

感覺統合能力的培養方向概分前庭覺、本體覺、觸覺、視覺、聽覺、嗅覺與味覺等；國內外也有針對幼兒、老人、中風或失智等疾病患者設計各式各樣感覺統合教育的教學或復健的教具，唯目前相關產品設計偏向單一化功能且 重複而無趣味性，較不易引起兒童的共鳴或老人或疾病患者長時間持之以恆的訓練，導致教育或復健效果有限。

設計輕巧攜帶便利、學習容易有趣、訓練紀錄資料保存及具有主動式引導等因素，是使用者邁向成功之路的基本要求。關於無線電子式按壓響應系統的先前技術，已有一些傳統的訓練機具，但是此類機具單調重複性操作，且沒有訓練自動記錄或將訓練資料利用無線傳輸技術即時傳輸給遠端訓練指導員或共同訓練的夥伴。另有一些訓練器材設計，雖有加設無線等裝置，但是，設計複雜且未結合現有手機等系統，所具有之功能多所侷限。

此外，本系統使用者在操作時，會以身體施力於可撓性殼體，例如以手部、腳部或腹部等對可撓性殼體施加壓力；殼體的表面設計有刺激人體神經的凸點，當人體受到可撓性殼體反力時，也同時受到凸點對人體神經的刺激，提升活絡神經的成效。然而，先前技術的設計並未將附有凸點的按壓元件設計於系統之中，在使用效果上較不顯著。

此外，先前技術的類似按壓系統並無協助使用者自行操作訓練的功能；本系統的周邊模組裝設震動器等裝置，並接受資料處理裝置之應用程式(APP)回饋訊號產生震動，可以讓使用者更進一步在感覺統合訓練感受上與本系統相結合。例如，使用者配合應用程式(APP)的訊號按壓施力，當使用者按壓操作正確時，按壓裝置產生震動回饋，以提高使用者的身體感知效果。

因此，本發明所欲解決之一技術問題在於提供一種無線電子式按壓響應系統。根據本發明之無線電子式按壓響應系統其架構簡單、配合手機等常用性裝置操作、針對人體神經刺激的特徵設計及回饋感知引導裝置，使用者可輕易 操作，配合應用程式(APP)有趣的引導與紀錄，可以充分改善使用者的無趣或訓練成效有限等問題。

根據本發明之一較佳實施例之無線電子式按壓響應系統包含按壓裝置以及資料處理裝置。按壓裝置包含可撓性殼體、可撓性殼體表面附有凸點、殼蓋、殼蓋上有開關按鍵開孔及電源埠開孔、電子模組設於可撓性殼體內部包含壓力感測器、壓力感測器上有壓力感測器通氣孔口及壓力感測器通氣管、第一無線訊號傳輸模組、電池、電源開關、開關按鍵、電源埠、電源埠接口、控制器、電路板、周邊模組。電路板係固定於可撓性殼體內。壓力感測器包含壓力感測器通氣孔口及壓力感測器通氣管，係電氣固定於電路板上，壓力感測器通氣孔口係連通可撓性殼體內部空間中，並且由壓力感測器通氣管連接至壓力感測器，壓力感測器係電氣連接至控制器。第一無線訊號傳輸模組係電氣固定於電路板上，並且電氣連接至控制器。周邊模組可包含震動器等元件係電氣固定於電路板上，並且電氣連接至控制器，可接收訊號使按壓裝置產生震動響應。資料處理裝置包含儲存模組、播音模組、第二無線訊號傳輸模組、顯示器以及至少一處理器。儲存模組其內儲存按壓響應應用程式(APP)。至少一處理器係分別電氣連接至儲存模組、播音模組、顯示器以及第二無線訊號傳輸模組。使用者操作資料處理裝置以透過至少一處理器執行按壓響應應用程式(APP)，並從多個預設按壓響應應用程式(APP)資訊中選取一執行資訊。當操作者對著可撓性殼體按壓施力時，使可撓性殼體內部氣體由壓力感測器上的壓力感測器通氣孔口流經壓力感測器通氣管，因而壓力感測器可感測關於氣體的壓力訊號，並且經由第一無線訊號傳輸模組發送該按壓及放鬆的壓力訊號以及時間開關訊號。資料處理裝置至少一處理器經由第二無線訊號傳輸模組接收壓力訊號以及時間開關訊號。至少一處理器比對選定按壓響應應用程式(APP)目標訊號與所接收之壓力訊號以及時間開關訊號， 將兩訊號間的時間差訊息以文字、圖案、動畫、音樂或語言等方式表現於顯示器、播音模組。

於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統還包含，資料處理裝置至少一處理器經由第二無線訊號傳輸模組將接收壓力訊號以及時間開關訊號與選定按壓響應應用程式(APP)目標訊號比對，並將兩訊號間的時間差訊息經由第二無線訊號傳輸模組傳送至第一無線訊號傳輸模組，再由按壓裝置之控制器依兩訊號間的時間差訊息轉換成周邊模組控制訊號，控制驅動周邊模組元件，例如震動馬達等，以增加操作者對回饋訊息的感受度。

於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統之按壓裝置之壓力感測器係設置於可撓性殼體內部。

於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統之按壓裝置還包含電池。電池係設置於可撓性殼體內，並且電氣連接至電路板，以供應壓力感測器、控制器、周邊模組以及第一無線訊號傳輸模組於操作時所需之電力。

於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統之按壓裝置還包含電源埠。電源埠係設置於可撓性殼體內，並且能經由電源埠接口電氣連接至外部電源。電源埠係電氣連接至電路板與電池，作為電池充電或外接電源供應壓力感測器、控制器、周邊模組以及第一無線訊號傳輸模組於操作時所需之電力。

於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統之第一無線訊號傳輸模組係以無線通訊協定傳送壓力訊號以及時間開關訊號。無線通訊協定可以是Wi-Fi協定、WiMAX協定、IEEE 802.11系列協定(IEEE 802.11-based protocols)、3G網路協定、4G網路協定、5G網路協定、HSPA 網路協定、LTE網路協定、藍牙協定(Bluetooth protocol)，或其他商用無線通訊協定。

於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統資料處理裝置之儲存模組其內還儲存多個對應按壓響應應用程式(APP)。使用者且經由按壓響應應用程式(APP)，從多個預設子程式中選取一程式執行。

於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統資料處理裝置之儲存模組，其內還儲存學習訓練應用程式及儲存使用紀錄資訊。

與先前技術不同，根據本發明之無線電子式按壓響應系統其架構簡單，壓力感測靈敏，透過雲端技術更新軟體容易。根據本發明之無線電子式按壓響應系統能讓使用者在遊戲之中達到感覺統合訓練及機能復健的目的，並且能協助使用者自行訓練及記錄訓練成效。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1:無線電子式按壓響應系統

2:按壓裝置

21:可撓性殼體

211:凸點

22:殼蓋

221:開關按鍵開孔

222:電源埠開孔

23:電子模組

231:壓力感測器

231a:壓力感測器通氣孔口

231b:壓力感測器通氣管

232:第一無線訊號傳輸模組

233:電池

234:電源開關

234a:開關按鍵

235:電源埠

235a:電源埠接口

236:控制器

237:電路板

238:周邊模組

3:資料處理裝置

32:儲存模組

34:播音模組

36:第二無線訊號傳輸模組

38:處理器

39:顯示器

圖1係根據本發明之一較佳具體實施例之無線電子式按壓響應系統的外觀視圖。

圖2係圖1中無線電子式按壓響應系統之一必要元件-按壓裝置的內部視圖。

圖3係圖1中無線電子式按壓響應系統之一必要元件-按壓裝置之電路板結合元件視圖。

圖4係根據本發明之較佳具體實施例之無線電子式按壓響應 系統的功能區塊圖。

請參閱圖1、圖2、圖3及圖4，該等圖式示意地描繪根據本發明之一較佳具體實施例之無線電子式按壓響應系統1。圖1係根據本發明之較佳具體實例之無線電子式按壓響應系統1之外觀視圖。圖2係圖1中無線電子式按壓響應系統之一必要元件-按壓裝置的內部視圖。圖3係圖1中無線電子式按壓響應系統之一必要元件-按壓裝置之電路板結合元件視圖。圖4係根據本發明之較佳具體實施例之無線電子式按壓響應系統的功能區塊圖，以功能區塊圖描繪根據本發明之較佳具體實施例之無線電子式按壓響應系統1的元件及部分構件。

如圖1、圖2及圖4所示，根據本發明之較佳具體實例之無線電子式按壓響應系統1包含按壓裝置2以及資料處理裝置3。根據本發明之按壓裝置2其構造可以依照符合人體工學之外型來設計。如圖1及圖2所示，按壓裝置2其結構係依照中空柱形狀所設計，但根據本發明之按壓裝置2其結構並不限於中空柱狀，也可以依照其他種類形狀，例如圓球、半圓球、甜甜圈等形狀。

如圖2及圖3所示，按壓裝置2包含可撓性殼體21、凸點211、殼蓋22、開關按鍵開孔221、電源埠開孔222、電子模組23可包含壓力感測器231、壓力感測器通氣孔口231a、壓力感測器通氣管231b、第一無線訊號傳輸模組232、電池233、電源開關234、電源開關按鍵234a、電源埠235、電源埠接口235a、控制器236、電路板237、周邊模組238。

電子模組23係設置於可撓性殼體21的內部空間。壓力感測器231係電氣固定於電路板237，壓力感測器231與壓力感測器通氣孔口231a及壓力感測器通氣管231b相連 通，使氣體經由壓力感測器通氣孔口231a，通過壓力感測器通氣管231b到達壓力感測器231，進而感知氣體壓力變化。

於一具體實施例中，壓力感測器通氣管231b與壓力感測器通氣孔口231a係連通可撓性殼體21的內部空間，如圖2所示。

於一具體實施例中，電源開關234可以是機械式開關、電磁開關、觸控墊等各式開關元件。

第一無線訊號傳輸模組232係電氣固定於電路板237上，並且電氣連接至控制器236。

如圖4所示，資料處理裝置3包含儲存模組32、播音模組34、第二無線訊號傳輸模組36、顯示器39以及至少一處理器38。至少一處理器38係分別電氣連接至儲存模組32、播音模組34、第二無線訊號傳輸模組36以及顯示器39。

儲存模組32其內儲存多個對應按壓響應應用程式(APP)。

於一具體實施例中，資料處理裝置3的型態可以是各式資料處理裝置，例如，桌上型電腦、筆記型電腦、智慧手機、平板電腦等。

使用者操作資料處理裝置3以透過至少一處理器38執行按壓響應應用程式(APP)，並經由按壓響應應用程式(APP)從多個預定資訊中選取一執行程式。

當使用者按壓可撓性殼體21，可撓性殼體21的內部空氣經由壓力感測器通氣孔口231a、壓力感測器通氣管231b並由壓力感測器231感測關於可撓性殼體21的內部空氣的壓力訊號，控制器236接收壓力感測器231所電氣傳輸之反覆按壓及放鬆之壓力訊號以及時間開關訊號。控制器236並且經由第一無線訊號傳輸模組232發送壓力訊號以及時間 開關訊號。

至少一處理器38經由第二無線訊號傳輸模組36接收由第一無線訊號傳輸模組232發送之壓力訊號以及時間開關訊號。至少一處理器38根據選定執行程式之目標壓力訊號以及時間開關訊號資訊，並將目標壓力訊號以及時間開關訊號資訊與所接收由第一無線訊號傳輸模組232發送之壓力訊號以及時間開關訊號比對，比對執行程式預計壓力訊號以及時間開關訊號開始及結束的時間點與第一無線訊號傳輸模組232發送之壓力訊號以及時間開關訊號開始及結束的時間點差異。至少一處理器38並且經由播音模組34及顯示器39顯示時間點差異資訊。藉此，使用者憑時間點差異資訊透過播音模組34的聲音及顯示器39的影像資訊，了解到自己操作的速度或節奏是否正確，並加以自我修正，達到感覺統合訓練的目的。

與先前技術不同，根據本發明之較佳具體實例之無線電子式按壓響應系統1是由資料處理裝置3的至少一處理器38執行儲存模組32之按壓應用程式(APP)並比對操作者實體按壓所產生之訊號，並由資料處理裝置3的播音模組34或顯示器39顯示差異資訊。所有按壓應用程式(APP)及顯示動作執行均於資料處理裝置3完成，而按壓裝置2負責產生壓力訊號以及時間開關訊號及傳輸該壓力訊號以及時間開關訊號至資料處理裝置3。資料處理裝置3包含第二無線訊號傳輸模組36，除接收按壓裝置2所傳輸之壓力訊號以及時間開關訊號外，亦可接收來自其他外部無線通訊資訊；本無線電子式按壓響應系統1只要更新儲存模組32之按壓響應應用程式(APP)，即可完成整體系統更新作業。因此，根據本發明之較佳具體實例之無線電子式按壓響應系統1可以容易藉由雲端無線技術來更新軟體，甚至可以擴充根據本發明之較佳具體實例之無線電子式按壓響應系統1的功能。

本發明所採用的壓力感測器231可以利用微機電技術製造，以提升其精度。可撓性殼體21受到外部施加力量後，可撓性殼體21內部氣體流經壓力感測器通氣孔口231a及壓力感測器通氣管231b使壓力感測器231感測到壓力改變的訊息，隨著隨操作者按壓及放鬆反覆性操作，可撓性殼體21內部氣體的壓力也隨之反覆升高及回復到原壓力，經壓力感測器231感測後產生反覆的壓力訊號及時間開關訊號。壓力感測器231感測到可撓性殼體21內部氣體的壓力改變，並將該氣體壓力及感測值數位化成關於該氣體的壓力變化及時間開關結果的訊號，也是操作者按壓及放鬆可撓性殼體21的壓力訊號與時間開關訊號。壓力感測器231並且將關於可撓性殼體21內部氣體的壓力訊號及時間開關訊號電器傳送至控制器236。藉此，根據本發明之按壓裝置2可以靈敏地感測使用者按壓的壓力大小與時間長短，進而比對執行程式預計壓力訊號以及時間開關訊號開始及結束的時間點，透過過播音模組34的聲音或顯示器39，精確反映出操作者之操作壓力及作動時間點與執行程式預期壓力及時間點的落差。

如圖2、圖3及圖4所示，於一具體實施例中，根據本發明之無線電子式按壓響應系統1的按壓裝置2還包含周邊模組238。周邊模組可包含震動馬達、陀螺儀等元件。資料處理裝置3之至少一處理器38經由第二無線訊號傳輸模組36接收來自第一無線訊號傳輸模組232之壓力訊號及時間開關訊號，並比對所選定按壓響應應用程式(APP)動態訊號，將兩訊號間的時間差訊息經由第二無線訊號傳輸模組36傳送至第一無線訊號傳輸模組232，再由控制器236依兩訊號間的時間差訊息轉換成周邊模組238控制訊號，控制驅動周邊模組元件，例如震動馬達等，以增加操作者對本發明之無線電子式按壓響應系統1操作回饋的感受度。

於一具體實施例中，第一無線訊號傳輸模組232 係以無線通訊協定傳送壓力訊號以及時間開關訊號。無線通訊協定可以是Wi-Fi協定、WiMAX協定、IEEE 802.11系列協定(IEEE 802.11-based protocols)、3G網路協定、4G網路協定、5G網路協定、HSPA網路協定、LTE網路協定、藍牙協定，或其他商用無線通訊協定。第二無線訊號傳輸模組36同樣以第一無線訊號傳輸模組232遵循的無線通訊協定接收壓力訊號以及時間開關訊號。

於一具體實施例中，如圖3所示，根據本發明之較佳實施例之無線電子式按壓響應系統1的按壓裝置2還包含電池233。電池233係電氣連接於電路板237上，以供應電子模組23於操作時所需之電力。於實際應用中，電池233可以是乾電池或可充電式電池。

於一具體實施例中，如圖2所示，根據本發明之較佳實施例之無線電子式按壓響應系統1的按壓裝置2之殼蓋22，設有開關按鍵開孔221，供操作電源開關234之開關按鍵234a組裝。殼蓋22設另有電源埠開孔222，供電源埠235之電源埠接口235a組裝以連接外部電源。電源埠235係係電氣固定於電路板237上並電氣連接電池233，外部電源可透過電源埠接口235a連接電源埠235，為電池233充電或直接驅動電子模組23。

如圖1及圖2所示，於一具體實施例中，可撓性殼體21的外部設有凸點211，使按壓模組2於操作過程中，更容易刺激使用者之神經系統。

於一具體實施例中，如圖4所示，儲存模組32其內還儲存按壓訓練應用及指導程式。

藉由以上對本發明之詳述，可以清楚了解根據本發明之無線電子式按壓響應系統1讓使用者僅憑直覺或簡單引導即可操作本發明，進行有趣活潑的感覺統合訓練。並且， 根據本發明之按壓裝置2其結構簡單、壓力感測靈敏、更新軟體便利、製造容易。根據本發明之無線電子式按壓響應系統1，能協助使用者自我訓練，並透過以上所描述的第二無線訊號傳輸模組36，將訓練結果及紀錄，傳送給相關人員。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之面向加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的面向內。因此，本發明所申請之專利範圍的面向應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1:無線電子式按壓響應系統

2:按壓裝置

21:可撓性殼體

23:電子模組

231:壓力感測器

231a:壓力感測器通氣孔口

231b:壓力感測器通氣管

232:第一無線訊號傳輸模組

233:電池

235:電源埠

235a:電源埠接口

236:控制器

237:電路板

238:周邊模組

3:資料處理裝置

32:儲存模組

34:播音模組

36:第二無線訊號傳輸模組

38:處理器

39:顯示器

Claims (8)

1. 一種無線電子式按壓響應系統，包含：

   一按壓裝置，包含：

   一可撓性殼體；

   一電路板，係固定於可撓性殼體內；

   一壓力感測器，係電氣連接至該電路板且包含一壓力感測器通氣孔口；

   一控制器，係電氣固定於該電路板上且電氣連接至該壓力感測器；

   一第一無線訊號傳輸模組，係電氣固定於該電路板上且電氣連接至該控制器；以及

   一資料處理裝置，包含：

   一儲存模組，其內儲存多個預定應用程式資訊；

   一播音模組；

   一顯示器；

   一第二無線訊號傳輸模組；以及

   至少一處理器，係分別電氣連接至該儲存模組、該播音模組、該顯示器以及該第二無線訊號傳輸模組；

   其中一使用者操作該資料處理裝置以透過該至少一處理器執行該按壓應用程式，當該使用者反覆按壓及放鬆可撓性殼體，該壓力感測器感測到可撓性殼體內部氣體壓力變化，並將壓力訊號與時間開關訊號由控制器控制，經由該第一無線訊號傳輸模組發送該壓力訊號及該時間開關訊號，該至少一處理器經由該第二無線訊號傳輸 模組接收該壓力訊號以及該時間開關訊號，且至少一處理器比較該選定執行程式資訊與所接收操作者之壓力訊號及該時間開關訊號差異，將比對後的訊號差異，經由該播音模組或顯示器或共同以文字、圖案或動畫等各種形式播放該資訊。
2. 如請求項1所述之無線電子式按壓響應系統，其中該按壓裝置進一步包含一可充電式電源裝置，係電器連接設置於電路板，且能電氣連接至一外部電源，以供應該壓力感測器、該控制器、該第一無線訊號傳輸模組於操作時所需之一電力。
3. 如請求項1所述之無線電子式按壓響應系統，其中該按壓裝置包含一非充電式電池，係電器連接設置於電路板，以供應該壓力感測器、該控制器、該第一無線訊號傳輸模組於操作時所需之一電力。
4. 如請求項1所述之無線電子式按壓響應系統，其中該可撓性殼體外部表面設置有多個凸點。
5. 如請求項1所述之無線電子式按壓響應系統，其中該儲存模組其內還儲存多個按壓執行程式，供使用者選擇操作。
6. 如請求項1所述之無線電子式按壓響應系統，其中該第一無線訊號傳輸模組係以一無線通訊協定傳送該壓力訊號以及該時間開關訊號，該無線通訊協定係選自Wi-Fi協定、WiMAX協定、IEEE 802.11系列協定、3G網路協定、4G網路協定、5G網路協定、HSPA網路協定、LTE網路協定以及藍牙協定所組成之群組中之其一。
7. 如請求項1所述之無線電子式按壓響應系統，其中該儲存模組其內還儲存多個按壓訓練應用程式。
8. 如請求項1所述之無線電子式按壓響應系統，其中該按壓裝置設有周邊模組，該模組包含震動馬達等元件。

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