专利名称：发射接收电子计步鞋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计步鞋，特别是涉及一种具有发射电路与接收电路的可测量体重、计步及概略推算所耗卡路里数的发射接收电子计步鞋。
一般测量体重需用体重计，但体重计随身携带不方便，故体重值无法随时测量；计步的功能则需用计步器，散步运动时，可能忘了带计步器，以至于无法计步。
体重超重时，表示体内累积的脂肪太多，即体内累积的卡路里热量太多，因此医师常会告知患者每日需消耗多少卡路里热量，根据医界告知，如慢步行走，速率为每小时4公里时，每小时每公斤体重约消耗2.0卡路里热量。如快步行走，速率为每小时6.4公里时，每小时每公斤体重约消耗3.4卡路里热量。如急步行走，速度为每小时8.5公里时，则每小时每公斤体重约消耗9.3卡路里热量。可据此数据，遵守医师的嘱咐进行锻练，以维护健康，但要计算此数据，则非一般的运动器材能达到。
常用的计步器需挂在使用者的身体上，对使用者运动前与运动后取放十分不方便，另外，走路时可能会因为振动，造成计数错误。
本发明人在台湾申请新型专利第84216806号的“电子重量鞋”，已通过新型专利审定，并获得新型专利。
本发明目的在于克服上述测量体重和计步器的缺陷，而提供一种发射接收电子计步鞋，该计步鞋本身兼有测量体重、计步及推算所耗的卡路里数的功能。
本发明的另一目的在于提供一种发射接收电子计步鞋，此鞋具有分离的接收电路，可接收来自计步鞋发射电路的讯号，以利使用者观察读取其测量的数值。
本发明提供的发射接收电子计步鞋包括一鞋体、一流体囊、一压力感测器、一温度补偿器、一发射电路与一接收电路。
鞋体为一般的鞋体，鞋体种类可以为童鞋、男鞋、女鞋、皮鞋、运动鞋等等，鞋体有一鞋面与一鞋底，鞋底有一容置空间；左鞋或右鞋，当然也可以是一双鞋子(左鞋和右鞋)均为发射接收电子计步鞋。
流体囊置于鞋底的容置空间，流体囊充满流动体，流动体可以为气体(例如空气、氮气)、液体(例如水或油)或矽胶等等。鞋底的容置空间可有适当的加强肋或隔间，以强化鞋底结构、配合流体囊的容置及定位流体囊，流体囊内填充有气体或液体。流体囊的形状可以为任何形状，也可以分为复数个流体室，各流体室相互连通。
压力感测器与流体囊的流动体相接触以感测流动体的压力，并产生一压力电压讯号。
温度补偿器，可置于流体囊内，与流动体相通，也可置于压力感测器一侧或贴于压力感测器，以感测流动体的温度，并产生一温度电压讯号。本发明利用流体囊内流动体的固定体积承受压力时，因体积变化而得出感测值，但当流体囊内的流动体，因温度变化而产生冷缩热胀时，此时流体囊内流动体的固定体积本身已产生误差，因此测出的值定会有误差，故需一温度补偿器，将温度值予以修正，因此流体囊内的流动体，以受温度变化影响较小者为佳。
发射电路设置于鞋底的容置空间，电连接压力感测器与温度补偿器，并可将其传来的压力电压讯号与温度电压讯号放大后，转换成一频率讯号经由计数而得一数值，再将此数值以无线电讯号发射出去。
接收电路与发射电路分离设置，接收电路可接收发自发射电路的无线电讯号，并将收到的无线电讯号解调、放大后，再显示出发射电路传来的数值。接收电路可以以手表方式系于手腕，或以项链方式配戴于颈部。
本发明的发射接收电子计步鞋，以压力感测器与温度补偿器的配合，而可测得鞋体所受的压力值、受压次数，进而计算出使用者所消耗的卡路里数；再由发射电路发射出去，由接收电路接收并显示出来，可达到测量使用者的体重、行走的步数以及所消耗的卡路里数等。
下面结合附图进一步描述本发明。
图1为本发明第一实施例的分解结构示意图。
图2为本发明第一实施例的连接头套接于流体囊出口的剖面示意图。
图3为本发明第一实施例的结构示意图。
图4为本发明第二实施例的流体囊与连接头结合的示意图。
图5为本发明的接收电路设置为一手表的外观示意图。
图6为本发明的发射电路的电路图。
图7为本发明的接收电路的电路图。
图8为本发明接收电路的接收控制电路电路图。
图号说明鞋体10 鞋面11 鞋底12容置空间13 流体囊20前流体室21中流体室22 后流体室23 出口24隔膜25 气嘴26 连接头30通孔31 突出刺32发射电路40第一电源电路41 第一电池42 第一开关43保护元件44 压力感测器45第一放大电路46放大器47 调整倍率元件48 归零元件49温度补偿器50 转换电路51 转换器52第一微控制电路53 第一微控制器54 无线电发射电路55调变器56 第一谐振电路57 发射天线58调频元件59 接收电路70 第二电源电路71第二电池72 第二开关73 保护元件74滤杂讯元件75 讯号接收电路76 接收天线77第二谐振电路78 第二放大电路79 检波电路80接收控制电路81 第二微控制器82 蜂鸣器83功能控制电路84 控制按钮85 液晶显示电路86液晶显示驱动器87 液晶显示器88手表90放大器A1～A4 固定电容C1～C32 可变电容C33～C41锗二极管D1～D2 积体电路I1～I4 电感L1～L8电晶体Q1～Q5 电阻R1～R42 可变电阻R43～R44晶体S1～S2较佳实施例的详细说明请参阅图1，本发明的发射接收电子计步鞋，包括一鞋体10、一流体囊20、一压力感测器45(图1中未示)、一温度补偿器50(图1未示)、一发射电路40与一接收电路70(图1中未示)。
鞋体10具有一鞋面11与一鞋底12，流体囊20、压力感测器45、温度补偿器50与发射电路40均置于鞋底12的容置空间13。
请参阅图2与图3，第一实施例中流体囊20分为一前流体室21、一中流体室22与一后流体室23，各流体室相互连通，流体囊20有一出口24位于中流体室22，且该出口24具有一隔膜25。
第一实施例中，压力感测器45与温度补偿器50结合于一连接头30，该连接头30具有一通孔31及一突出刺32，由于连接头30紧密套接于流体囊20，当连接头30套接于流体囊20的出口24时，连接头30的突出刺32可供刺破出口24的隔膜25，使流体囊20的流动体26可经由连接头30的通孔31而与压力感测器45及温度补偿器50相连通。
因流体囊20设置于鞋底12的容置空间13，使用者穿着鞋子时，身体重力落于此流体囊20上，而与其连接的压力感测器45便感测到流体囊20受压情形，进而可得一压力电压讯号；同时温度补偿器50也感测到流体囊20内流动体的温度，而得到一温度电压讯号。
请参阅图6，本发明的发射电路40包括一第一电源电路41、一第一放大电路46、一转换电路51、一第一微控制电路53与一无线电发射电路55。
在第一实施例中，第一电源电路41包括两个第一电池42、一第一开关43、一保护元件44。第一电池42由两个1.5伏特的直流电池串联而成(也可由水银电池或锂电池代替)，可提供发射电路40所需的电源；第一开关43控制第一电源电路41的开启与关闭，可于不使用时节省电力；保护元件44为一锗二极管D1，可防止当第一电池42的极性装反时造成的电路损坏。
第一实施例中的第一放大电路46包括三个放大器47、一调整倍率元件48与一归零元件49。压力感测器45与温度补偿器50电连接于第一放大电路46，放大器47为型号TLO74N的OP运算放大器，可将由压力感测器45与温度补偿器50传来的压力电压讯号与温度电压讯号放大(250倍)，再传至转换电路51。而其中控制放大电压倍率由调整倍率元件48控制；另外，为使当使用者将鞋体10抬离地面时的压力电压讯号归零，第一实施例中以归零元件49实现。
转换电路51至少包括一转换器52。转换电路51接收由第一放大电路46传来放大后的压力电压讯号与温度电压讯号，将这些压力、温度电压讯号由转换器52转换为一频率讯号，再传至第一微控制电路53。第一实施例中的转换器52采用型号为XP-4151的V-F转换器。
第一微控制电路53包括一第一微控制器54。第一微控制电路53可将传来的频率讯号经过计数而得一数值，该数值的资料内容包括有压力感测器45配合温度补偿器50所测得的一压力值、一受压次数与一概略的消耗卡路里数；再将该数值传至无线电发射电路55。第一实施例中的第一微控制器54型号为PIC12C508。
而取得上面所述的压力值、受压次数与概略的消耗卡路里数等数值的来源，如下所述(1)压力值，由压力感测器45受压所感测的压力电压讯号经由第一微控制器54计数出的数值，可测得使用者的体重；但关闭发射电路40的电源时，将重置此压力值。
(2)受压次数，第一微控制器54内部设定一基准值，当压力感测器45感测得知压力电压讯号小于此基准值时，表示使用者使鞋体10抬离地面；而当压力感测器45所感测得知压力电压讯号超过此基准值时，表示使用者使鞋体10压于地面；如此每循环一次第一微控制器54将加一，以此计算总共受压次数，以达到计步的功能。
(3)消耗的卡路里数，由压力值与受压次数的乘积，再将该乘积乘以一常数而得一消耗的卡路里数。
无线电发射电路55包括一调变器56、一第一谐振电路57、一发射天线58与调频元件59。调变器56可将传来的数值调变为AM(调幅)频率，再经由高频LC的第一谐振电路57以低能量的超高频无线电讯号经由发射天线58而发射出去。其中，第一实施例中用来调整无线电发射频率的调频元件59由一可变电容器C41实现。
请参阅图7及图8，第一实施例中接收电路70包括一第二电源电路71、一讯号接收电路76、一第二放大电路79、一检波电路80与一接收控制电路81。
第二电源电路71包括两个第二电池72、一第二开关73、一保护元件74与复数的滤杂讯元件75。第二电池72由两个1.5伏特的直流电池串联而成(也可由水银电池或锂电池代替)，可提供接收电路70所需的电源；第二开关73控制第二电源电路71的开启与关闭，可于不使用时节省电力；保护元件74为一锗二极管D2，可防止当第二电池72的极性装反时造成的电路损坏。
讯号接收电路76可接收发自发射电路40的无线电讯号，讯号接收电路76包括一滤杂讯元件75、一接收天线77与一第二谐振电路78。接收天线77可接收无线电讯号，再传至第二谐振电路78，第二谐振电路78为由LC谐振所构成的调谐器，可过滤出由发射电路40所发射的无线电讯号的频率，再传至第二放大电路79。其中，为过滤所接收的无线电讯号，避免受到干扰而误动作，第一实施例中，该滤杂讯元件75采用一对电感L3、L4。
第二放大电路79为主要由电晶体Q2，Q3，Q4所组成的高频串极放大电路，可将所收到且过滤后无线电讯号放大，再传至检波电路80进行检波，而得到收到无线电讯号及没收到无线电讯号时所产生的电位变化，再传至接收控制电路81。
接收控制电路81包括一第二微控制器82、一功能控制电路84与一液晶显示电路86。第二微控制器82可对由检波电路80传来的讯号进行解码，而得到由发射电路40发射出的数值，在收到传来的数值后，使用者可由控制功能控制电路84，选择所要的资料，在第一实施例中，该功能控制电路84具有三个控制按钮85，这些控制按钮85可分别指定输出由发射电路40传来的压力值、受压次数与概略的消耗卡路里数等三种输出讯号。这些数值的资料(即三种输出讯号)由液晶显示电路86进行显示，该液晶显示电路86又包括一液晶显示驱动器87与一液晶显示器88；液晶显示驱动器87可接收传来的指定输出讯号，而驱动液晶显示器88显示出所要的资料。第一实施例中的第二微控制器83采用型号为PIC16C54的IC。
为便利使用者随时于近距离读取接收电路70所接收到的数值，在第一实施例中将接收电路70设置于一手表90上，请参阅图5。
另外，第一实施例中的接收控制电路81又可包括一蜂鸣器83，该蜂鸣器83为一电容式压电蜂鸣器，电连接于第二微控制器82；而第二微控制器82可由使用者预先设定一预设值，如受压次数或消耗的卡路里数等于预设值；当第二微控制器82收到由发射电路40所传来的数值等于或超过该预设值时，即动作蜂鸣器告知使用者。
本发明的第二实施例请参阅图4，第二实施例的结构与动作方式皆与第一实施例相同；唯有，流体囊20具有一连接头30，压力感测器45与温度补偿器50结合于该连接头30，而其结合方式改为热熔合或胶合方式，即为于第二实施例中，流体囊20与连接头30可以整体制作且其形状配合鞋底的形状而塑成；压力感测器45与温度补偿器50紧密结合于连接头30，为方便感测流体囊20内流体的压力与温度，压力感测器45与温度补偿器50的顶端感测部位皆露出流体囊20之内，与流体相接触；第二实施例中，连接头30与压力感测器45的外缘及温度补偿器50的外缘为相同材质，故可将连接头30与压力感测器45及温度补偿器50以热熔合或胶合方式在一起，如此，使压力感测器45与温度补偿器50的顶端感测部位皆置入流体囊20的内侧，再由流体囊20的气嘴26处灌入流体进入流体囊20内部，并封闭流体囊20的气嘴26，以防流体外泄。
每一个人外出或运动时都要穿鞋子，当穿着本发明的发射接收电子计步鞋时，不使用其他工具，就能随时做计步、量体重及显示目前为止运动所耗的概略卡路里数。在这分秒必争随时掌握资讯的时代，实为现代人窈窕、健身的最佳利器。另外本发明可以将鞋子所测量的数值，传送至接收电路，接收电路可以手表(镯)、项链等方式来设置，更方便使用者观察量测到的数值，颇为方便与实用。
权利要求
1.一种发射接收电子计步鞋，其特征在于包括一鞋体，该鞋体有一鞋面与一鞋底，鞋底具有一容置空间；一流体囊，置于鞋底的容置空间，流体囊充满流动体；一压力感测器，与流动体相接触，以感测流动体的压力，并产生一压力电压讯号；一温度补偿器，与流动体相通，以感测流动体的温度，并产生一温度电压讯号；一发射电路，置于鞋底的容置空间，包括一第一电源电路、一第一放大电路、一转换电路、一第一微控制电路与一无线电发射电路；第一电源电路提供发射电路所需的电源，第一放大电路电连接压力感测器与该温度补偿器，并可将其传来的压力电压讯号与温度电压讯号放大后，传至转换电路转换为一频率讯号再传至第一微控制电路，经第一微控制电路的计数而得一数值，再由无线电发射电路调变为无线电讯号而发射出去；以及一接收电路，与发射电路分离设置，包括一第二电源、一讯号接收电路、一第二放大电路、一检波电路与一接收控制电路；第二电源提供接收电路所需的电源，讯号接收电路可接收发自发射电路的无线电讯号，并将收到的无线电讯号解调后，传至第二放大电路放大，并经检波电路检波后再传至接收控制电路，由接收控制电路解码、控制并显示出由发射电路传来的数值。
2.按权利要求1所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的第一电源电路与第二电源电路各分别设有一第一开关与一第二开关。
3.按权利要求1所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的第一电源电路与第二电源电路各分别设有一保护元件，这些保护元件为锗二极管。
4.按权利要求1所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的第一放大电路包括复数的放大器、一调整倍率元件与一归零元件。
5.按权利要求1所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的转换电路至少包括一转换器，第一微控制电路至少包括一第一微控制器。
6.按权利要求1所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的无线电发射电路包括一调变器、一第一谐振电路、一发射天线与一调频元件。
7.按权利要求1所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的讯号接收电路包括复数的滤杂讯元件、一接收天线、一第二谐振电路、一第二放大电路与一检波电路。
8.按权利要求1所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的接收控制电路包括一第二微控制电路、一蜂鸣器、一功能控制电路与一液晶显示电路，液晶显示电路包括一液晶显示驱动器与一液晶显示器。
9.按权利要求8所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的液晶显示电路具有复数的显示模式，且这些显示模式依据功能控制电路的状态而改变。
10.按权利要求8所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式为一压力值显示模式，受压值显示模式为由压力感测器受压所感测的压力电压讯号经由第一微控制器所计数出的数值，而命令该液晶显示器显示。
11.按权利要求8所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式为一受压次数显示模式，该受压次数显示模式为由第一微控制器计算的数值上升及下降至某一程度为一次，如此累积次数而命令液晶显示器显示。
12.按权利要求8所述的发射接收电子计步鞋，其特征在于所述的液晶显示电路具有一显示模式，该显示模式为一消耗的卡路里数显示模式，该消耗的卡路里数显示模式为由压力值与受压次数的乘积，再将该乘积乘以一常数而得的一消耗的卡路里数，并命令该液晶显示器显示。
全文摘要
本计步鞋包括鞋体、流体囊、压力感测器、温度补偿器、发射与接收电路;鞋底有容置流体囊和发射电路的容置空间;流体囊内充满流动体;压力感测器与流动体相通以感测流动体压力,产生压力电压讯号;温度补偿器与流动体相通以感测流动体温度,产生温度电压讯号;发射电路与压力感测器及温度补偿器电连接,以接收压力电压讯号与温度电压讯号,将其转换为数值,并以无线电讯号发射出去;接收电路与发射电路分离设置,接收发自发射电路无线电讯号,并经解调、解码、控制并显示。
文档编号A43B3/00GK1197620SQ9710415
公开日1998年11月4日 申请日期1997年4月25日 优先权日1997年4月25日
发明者黄添财 申请人:黄添财