TWM556166U - 互動式復健運動系統 - Google Patents

Abstract

本新型係關於一種互動式復健運動系統。此系統包含：一超音波距離感測器，係配置於一復健器材周邊，用以偵測復健器材之運動訊號；一處理模組，與超音波距離感測器耦接，用以處理復健器材之運動訊號；一輸出裝置，與處理模組耦接，用以輸出一數位內容；以及一儲存模組，與處理模組耦接，用以儲存處理模組所處理之指令；其中處理模組係根據復健器材之運動訊號決定是否輸出該數位內容及輸出該數位內容之速度。

Description

互動式復健運動系統

本新型係關於一種復健運動系統，特別係指一種互動式之復健運動系統。

由於運動科學的發展，以及高齡化社會的來臨，越來越多人開始使用復健運動器材進行運動傷害之復健或用以保持身材及維持身體機能，相關保健資訊的帶動下，復健運動逐漸普及於一般家庭及各個年齡層。

復健運動器材雖然帶來有用的復健及運動效果，但長期持續運動不免會讓人覺得枯燥乏味，此時，如果能把影片或虛擬實境影像與復健或健身器材結合，讓使用者在有趣的視覺激勵下進行運動訓練，可讓復健運動變得有趣，增加使用者的運動動機與持續運動之意願。

雖然目前市面上已有許多結合了激勵影片或虛擬實境影像的復健運動器材，但這些設備多半是專用規格的封閉系統，需要額外的設備購置經費，引進成本過高，同時，不同廠牌的復健運動系統常無法互相整合，使用者使用不同復健運動器材則需適應各系統之操作，其增加之複雜度因而降低操作者之使用意願。

綜上所陳，為改善習知技術之缺失，考量使用成本及增加操作者使用意願，本創作提供一種互動式復健運動系統，其關鍵在於：可以整合現有復健運動器材及互動影片或虛擬實境影片，使得讓週期性運動配上有趣的視覺效果，增加運動趣味。

有鑑於上述習知復健運動系統之缺失，本創作即用以解決上述之問題。本新型之目的在於提供一種互動式復健運動系統，改進習知復健運動系統單調、無法與使用者互動及復健運動系統無法整合之缺失，意即，本創作之互動式復健運動系統，可適用於不同復健運動器材，例如：腳踏車，拉環，步行機，椅背旋轉器材等，而能撥放各種相對應影片與使用者互動。

為達上述之目的，本新型提供一種互動式復健運動系統。此系統包含：一超音波距離感測器，係配置於一復健器材周邊，用以偵測復健器材之運動訊號；一處理模組，與超音波距離感測器耦接，用以處理復健器材之運動訊號；一輸出裝置，與處理模組耦接，用以輸出一數位內容；以及一儲存模組，與處理模組耦接，用以儲存處理模組所處理之指令；其中處理模組係根據復健器材之運動訊號決定是否輸出該數位內容及輸出該數位內容之速度。

為達上述之目的，其中更包含一夾具及一伸縮扭曲式懸臂，該超音波距離感測器係設置於該夾具上並經由該伸縮扭曲式懸臂移動至復健器材周邊任一位置固定。

為達上述之目的，其中超音波距離感測器偵測之運動訊號包括復健器材作動所產生之一周期性運動訊號。

為達上述之目的，其中輸出裝置包括一螢幕或一虛擬實境眼鏡。

為達上述之目的，其中更包括將一預設之參數或數位內容輸入至儲存模組。

為達上述之目的，其中更包括處理模組依據預設之參數決定是否輸出數位內容及輸出數位內容之速度。

為達上述之目的，其中更包括複數個復健器材及複數個超音波距離感測器互相耦接，且其中輸出裝置共同地或分別獨立地輸出複數個數位內容。

110、210‧‧‧感測器

120‧‧‧處理模組

130‧‧‧儲存模組

140‧‧‧輸出裝置

220‧‧‧電腦

230‧‧‧復健運動器材

240‧‧‧懸臂

250‧‧‧螢幕

第一圖係根據本新型之一實施例說明互動式復健運動系統基本架構示意圖。

第二圖係根據本新型之一實施例說明互動式復健運動系統之另一示意圖。

藉由參考下列詳細敘述，將可以更快地瞭解上述觀點以及本新型之優點，並且藉由下面的描述以及附加圖式，更容易了解本新型之精神。

本新型將以較佳之實施例及觀點加以詳細敘述。下列描述提供本新型特定的施行細節，俾使閱者徹底瞭解這些實施例之實行方式。然該領域之熟習技藝者須瞭解本新型亦可在不具備這些細節之條件下實行。此外，文中不會對一些已熟知之結構或功能或是作細節描述，以避免各種實施例間不必要相 關描述之混淆，以下描述中使用之術語將以最廣義的合理方式解釋，即使其與本新型某特定實施例之細節描述一起使用。

第一圖係根據本新型之一實施例說明互動式復健運動系統基本架構示意圖。應注意的是，本創作係適用於各種復健運動器材，舉例而言，腳踏車、拉環、步行機、椅背旋轉器材，但並不以此為限，還可包括划步機、抬腳機等等，應注意者，在不背離本發明之範圍下，本創作可用於各式線性移動或旋轉之可週期性復健運動器材，而非限於上述任一舉例之復健運動器材。

參閱第一圖所示，在一實施例中，本創作提供一種互動式復健運動系統。此系統至少包含：一超音波距離感測器110(或稱感測器)，係配置於一復健器材周邊，用以偵測復健器材之運動訊號；一處理模組120，與超音波距離感測器110耦接，用以處理復健器材之運動訊號；一輸出裝置140，與處理模組120耦接，用以輸出一數位內容；以及一儲存模組130，與處理模組120耦接，用以儲存處理模組120所處理之指令；其中處理模組120係根據復健器材之運動訊號決定是否輸出數位內容及輸出數位內容之速度。

參閱第一圖所示，在一實施例中，超音波距離感測器110，通常由超音波發射器、接收器及控制電路所組成。當此超音波距離感測器110被觸發時，會發射一連串特定頻率之聲波反射物體後接收回音。而超音波為高頻，人類耳朵無法聽見，可測量聲音在感測器與物體之間往返經過之時間與距離。將超音波距離感測器100固定於復健運動器材周邊，當使用者進行復健時，此復健運動則具有週期性；利用此周期特性，超音波距離感測器100接收周期性之距離訊號後可轉換得知此運動之速度及頻率訊息。在一實施例中，舉例而言，將超音波距離感測器110固定於腳踏車踏板附近，可測量踏板與超音波距離感測器110之距離，隨著週期性運動進行，踏板與超音波距離感測器110之距離增加或減少進而轉換出踩踏踏板之速度。

參閱第一圖所示，在一實施例中，本創作具有一處理模組120，與超音波距離感測器110耦接，用以處理復健器材之運動訊號。處理模組120可包含一處理器，處理器可包含但不限於緩衝器、多工器、各式中央處理器、微處理器或微控制器(Micro Controller Unit,MCU)等處理單元及運算單元。當超音波距離感測器100偵測周期性運動訊息後，處理模組120則依據此訊息，進行相對應之處理-決定是否輸出一數位內容及輸出此數位內容之速度。

參閱第一圖所示，在一實施例中，舉例而言，進行踩踏腳踏車之運動時，由超音波距離感測器110擷取運動距離訊號，並轉換為運動速度(或經由處理模組120將此距離轉換為速度訊息)，接著處理模組120根據預設之速度閥值來決定是否撥放數位內容，以及撥放此數位內容之速度。此數位內容(或稱激勵影片)，具有激勵效果，復健運動器材之使用者往往因為長時間的周期性運動感到乏味無趣而懈怠或喪失動機，藉由激勵影片，增加操作趣味；另一方面，處理模組120可相對應於運動速度提供情境式之影片，更能讓使用者集中心力操作復健運動器材。

參閱第一圖所示，在一實施例中，本創作具有一輸出裝置140，與處理模組120耦接，用以輸出數位內容。輸出裝置140，可為一般之螢幕、電腦螢幕、觸控式螢幕或電視螢幕，但不限於此，還可包括虛擬實境眼鏡(VR眼鏡)，當處理模組120收到運動訊號進行處理後，將由此輸出裝製輸出激勵影片，並隨著運動速度變化改變撥放影片之速度。

參閱第一圖所示，在一實施例中，本創作包含一儲存模組130，與處理模組120耦接，用以儲存處理模組120所處理之指令，其中處理模組120係根據復健器材之運動訊號決定是否輸出數位內容及輸出數位內容之速度。另一方面，此儲存模組130亦儲存使用者所預設之參數，例如速度閥值、撥放影片的速度，以及儲存對應至不同復健運動器材之影片甚至是使用者操作復健器材之時間等相關紀錄。在一實施例中，上述之指令、參數、數位內容或使用紀錄皆可以資料形式儲存在一非暫態可讀取電腦媒體中，例如：硬碟驅動裝置、快閃驅動裝置(flash drive)、光學驅動器(optical drive))。這些敘述可為行為級(behavioral level)、暫存器傳輸級(register transfer level)、邏輯元件級(logic component level)、傳輸級(transistor level)以及布局幾何級(layout geometry-level)。

第二圖係根據本新型之一實施例說明互動式復健運動系統之另一示意圖。參閱第二圖所示，在一實施例中，使用者使用復健運動器材230(或稱復健器材)，舉例而言，操作步行機進行復健運動，此時超音波距離感測器210置於復健運動器材230周邊，應注意者，感測器210與復健運動器材230放置的位置可調整，可針對所欲偵測之物體進行微調，以達成最佳之量測效果。

參閱第二圖所示，在一實施例中，本創作更包含一夾具及一伸縮扭曲式懸臂240，超音波距離感測器210係設置於夾具上經由伸縮扭曲式懸臂 240移動至復健運動器材230周邊任一位置固定。此夾具可360度旋轉，便於將偵測器210旋轉至各個角度以進行偵測，進一步而言，此夾具亦可將感測器210夾於復健運動器材230上，而伸縮扭曲式懸臂240使得懸臂具有可撓性，可彎曲可折疊，可使感測器210固定於空間中任一位置。

參閱第二圖所示，在一實施例中，當感測器210擷取復健運動器材230之訊號回傳至一電腦220，此電腦220具有處理模組及儲存模組。電腦收到運動訊號後將進行運算，以決定是否輸出激勵影片，以及輸出激勵影片之速度，並將輸出之內容傳輸至螢幕250撥放，而復健器材230的使用者則可經由觀看前方螢幕250所撥放之影片，達到操作復健器材230中互動與激勵之效果。

參閱第二圖所示，在一實施例中，上述之撥放或決定撥放影片速度之指令、使用者設定參數、數位內容或運動器材230之使用紀錄皆可以資料形式儲存在電腦220中。

參閱第一圖或第二圖所示，在一實施例中，本創作之互動式復健運動系統可支援多個使用者同時使用，包括多組(復健器材及多個超音波距離感測器)互相耦接，因此處理模組可同時接收多個不同使用者之運動訊號並做出相對應不同使用者運動訊號之處理，包括前述之撥放數位內容及撥放數位內容之速度，再傳輸至輸出裝置輸出，舉例而言，螢幕可分為多個畫面撥放不同使用者之影片。承上所述，在此實施例中，多個使用者可觀看彼此之影像，增加使用者間之互動，更能達到持續使用復健運動器材之功效。

綜上而言，本創作之互動式復健運動系統係使用超音波距離感測器作為感測器來偵測復健器材的運動情形，相較於習知運動器材互動系統複雜性過高且不同系統間無法整合，本創作使用超音波距離感測器，成本較低，體積較小，可相容於大多數復健運動器材，甚至可及時整合於新型復健運動器材。而本創作之互動式復健運動系統操作簡單，進一步而言，使用者只需依照原本復健方法進行運動而不需額外花時間操作本創作之互動式復健運動系統，即可達到互動式激勵效果，增加使用樂趣。

上述之目的在於解釋，各種特定細節係為了提供對於本創作之徹底理解。熟知本創作領域之通常知識者應可實施本創作，而無需其中某些特定細節。在其他實施例中，習知的結構及裝置並未顯示於方塊圖中。在圖式元件之間可能包含中間結構。所述的元件可能包含額外的輸入和輸出，其並未詳細 描繪於附圖中。

於不同實施例所提之元件係為單獨電路，惟亦可將部分或全部元件整合於單一電路中，因而，所附之申請專利範圍中所述之不同元件可能對應一或多了電路之部分功能。

本創作包含各種處理程序，該處理程序得以硬碟元件加以執行，或內嵌於電腦可讀取指令中，其可形成一般或特殊目的且具有編程指令的處理器或邏輯電路，以執行程序，除此之外，該程序亦得由硬體及軟體之組合加以執行。

本創作之部分提供電腦程式產品，其包括具有儲存指令之非暫態之電腦可讀取媒體，其電腦程式(或其他電子元件)係根據本創作以執行處理程序。電腦可讀取媒體可包括不侷限於軟性磁碟片、光學磁碟片、CD-ROMs、ROMs、RAMs、EPROMs、EEPROMs、磁體或光卡、快閃儲存體、或其他類型可適用於存取電子指令之媒體/電腦可讀取媒體。另外，本創作亦可下載作為電腦程式產品，其中該程式可由遠端電腦傳送至所指定的電腦。

用基本形式來描述方法，在未脫離本創作範疇下，任一方法或訊息得自程序中增加或刪除，熟知該項技術領域之通常知識者應可進一步改良或修正本創作，特定實施方式僅用以說明，非限制本創作。

若文中有一元件“A”耦接(或耦合)至元件“B”，元件A可能直接耦接(或耦合)至B，亦或是經元件C間接地耦接(或耦合)至B。若說明書載明一元件、特徵、結構、程序或特性A會導致一元件、特徵、結構、程序或特性B，其表示A至少為B之一部分原因，亦或是表示有其他元件、特徵、結構、程序或特性協助造成B。在說明書中所提到的“可能”一詞，其元件、特徵、程序或特性不受限於說明書中；說明書中所提到的數量不受限於“一”或“一個”等詞。

本新型並未侷限在此處所描述之特定細節特徵。在本新型之精神與範疇下，與先前描述與圖式相關之許多不同的新型變更是可被允許的。因此，本新型將由下述之專利申請範圍來包含其所可能之修改變更，而非由上方描述來界定本新型之範疇。

Claims (7)

1. 一種互動式復健運動系統，至少包含：一超音波距離感測器，係配置於一復健器材周邊，用以偵測該復健器材之運動訊號；一處理模組，與該超音波距離感測器耦接，用以處理該復健器材之運動訊號；一輸出裝置，與該處理模組耦接，用以輸出一數位內容；以及一儲存模組，與該處理模組耦接，用以儲存該處理模組所處理之指令；其中該處理模組係根據該復健器材之運動訊號決定是否輸出該數位內容及輸出該數位內容之速度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之互動式復健運動系統，其中該超音波距離感測器偵測之運動訊號包括該復健器材作動所產生之一周期性運動訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之互動式復健運動系統，其中該輸出裝置包括一螢幕或一虛擬實境眼鏡。
4. 如申請專利範圍第3項所述之互動式復健運動系統，其中更包括將一預設之參數或該數位內容輸入至該儲存模組。
5. 如申請專利範圍第4項所述之互動式復健運動系統，其中更包括該處理模組依據該預設之參數決定是否輸出該數位內容及輸出該數位內容之速度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之互動式復健運動系統，其中更包含一夾具及一伸縮扭曲式懸臂，該超音波距離感測器係設置於該夾具上經由該伸縮扭曲式懸 臂移動至復健器材周邊任一位置固定。
7. 如申請專利範圍第6項所述之互動式復健運動系統，其中更包括複數個復健器材及複數個超音波距離感測器互相耦接，且其中該輸出裝置共同地或分別獨立地輸出複數個數位內容。