专利名称：无线电子计步及计热量鞋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线电子计步及计热量鞋，特别是涉及一种当穿着鞋体行进移动时即可自行产生电力供应鞋体内电路运作时所需电源的无线电子计步及计热量鞋。
为了在步行的同时可得知自己所消耗的热量，有一台湾第292508公告号「电子重量鞋」新型专利，其後，为了使该电子重量鞋具有更多的功能，另有一台湾新型专利申请第86205954号的「发射接收电子计步鞋」，使该计步鞋兼具量测体重、计步及推算所消耗的热量数的功能。
该发射接收电子计步鞋主要包括一个鞋体、一个设在鞋体内的流体囊、一具有压力感测器及温度补偿器且设在鞋体内的发射电路，及一与发射电路分离设置的接收电路，该接收电路可以手表的设置方式系於手腕。该计步鞋的动作方式，主要是藉由使用者穿着鞋子时其身体的重力会落在流体囊上，而与该流体囊连通的发射电路的压力感测器及温度补偿器会感应到，并产生一压力电压信号及一温度电压信号，该等电压信号经放大、转换为频率信号，经由计数即得一数值，该数值并以无线电信号发射出去，且由接收电路接收，接收电路会将收到的无线电信号解调、放大再显示出发射电路传来的数值(包括有压力值、受压次数与概略的消耗热量数)。如此的结构及电路设计虽然可达到量测体重、计步及推算所耗的热量数的功能，却有下述缺点1．设置在鞋体内的发射电路主要是藉由两个串联的1.5V直流电池供应整个发射电路运作时所需的电源，以致於在电池电力耗尽後，必需进行换装新电池的动作，如此发射电路才可继续运作，相当不方便。
2．其发射电路及接收电路的电路设计皆使用了较多的电子元件，使得电路设计复杂，且需依赖流体囊内流体受压并经压力感测器等转换才能实现其功能。
本发明的主要目的在于提供一种在发射电路中不再需要使用电池供电的无线电子计步及计热量鞋。
本发明的另一目的在于提供一种具有简化的发射电路及接收电路的无线电子计步及计热量鞋。
为达到上述目的，本实用新型采取如下方案本发明的主要特征在于藉由一自行发电装置的设置，使得在穿着鞋体行进移动时，自行发电装置的碰撞装置即驱动撞击该压电元件，产生压电效应，并输出电力，提供体内的发射电路运作时所需电源，藉由该自行发电装置的设置，可不再需要使用电池供电，省却换装电池的不便，同时也可节省花费。
本发明的另一特征在于该鞋的电路简化，特别在于发射电路，以及接收电路的信号接收电路、检波电路与串级放大电路，藉此使得在电路的布局上更为容易，且可节省成本。
本发明的无线电子计步及计热量鞋，包括一个鞋体，鞋体包括一个鞋面及一个鞋底，鞋底具有一个容置空间，其特征在于容置空间内设有一自行发电装置、一发射电路及一接收电路；自行发电装置包括一碰撞装置及一临近碰撞装置且受碰撞装置撞击而产生压电效应并输出交流电力的压电元件；发射电路与自行发电装置的压电元件电联接，其包括一将压电元件输出的交流电整流为直流电的整流路、一作载波振荡的载波振荡电路及一将无线电信号发射出去的第一谐振电路；接收电路与发射电路分离设置，其包括一供应接收电路运作时所需电源的电源供应电路、一接收自发射电路发射出的无线电信号的信号接收电路、一可进行检波的检波电路、一将信号放大的串级放大电路及一由串级放大电路接收信号，且进行解码、控制并显示出由发射电路传来的数值的接收控制电路。
所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述自行发电装置的压电元件采用压电陶瓷。
所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述自行发电装置更包括一个两端分别抵于鞋底顶面及底面的第一弹性元件、一个邻接于所述碰撞装置的传动件，及一个两端分别抵在所述鞋底顶面及碰撞装置的第二弹性元件。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明
图1是本发明第一较佳实施例的侧视示意图。
图2是图1中自行发电装置的放大侧视图。
图3是本发明的发射电路的电路图。
图4是本发明接收电路设置于一手表的外观示意图。
图5是本发明的接收电路的电源供应电路图。
图6是本发明的接收电路的信号接收电路、检波电路与串级放大电路的电路图。
图7是本发明的接收电路的接收控制电路图。
图8是本发明第二较佳实施例的侧视示意图。
如图1～4所示，本发明第一较佳实施例包括一个鞋体1、一个自行发电装置2、一发射电路3及一接收电路4。
鞋体1包括一个鞋面10及一个鞋底11，鞋底11具有一个容置空间12，可设置自行发电装置2及发射电路3。
自行发电装置2包括一个纵向设置且其两端分别抵于鞋底11顶面与底面的第一弹性元件20、一个凸轮的传动件21及一个受架高并横向枢接于传动件21一侧的碰撞装置22，碰撞装置22是一支连杆，其一端220抵于传动件21，另一端设有一个锤体221，锤体221可抵于一个压电元件23，压电元件23以采用压电陶瓷为最佳，压电元件23与鞋底11底面保持一适当间距，以使压电元件23受碰撞装置22撞击时具有向下产生变形的空间，在压电元件23及锤体221间设有一个缓冲体24，可吸收传动件21的锤体221撞击压电元件23的部份冲击力量。另外，一个第二弹性元件25呈纵向设置且两端分别抵在鞋底11顶面及碰撞装置22。当鞋体1的鞋底11顶面受到使用者行走或移动时所施予的下压力时，第一、二弹性元件20、25皆受压缩，且传动件21传动碰撞装置22，使碰撞装置22抵于压电元件23的端部上提；等到使用者的脚抬离地面不再施予鞋底压力时，第一、二弹性元件20、25即提供鞋底11顶面弹性回复力，且传动件21即传动碰撞装置22，使碰撞装置22的锤体221向下击锤压电元件23，产生压电效应，并输出电力，约为30V交流电，从压电元件23输出的电力可由导线26传导至发射电路3，以提供发射电路3运作时所需的电源。
发射电路3与自行发电装置2的压电元件23电连接，其包括一整流电路30、一载波振荡电路31及一第一谐振电路32。整流电路30包括四个整流二极管300～303，及一电力储存元件304，电力储存元件340为一电容C1，使得从压电元件23输出的交流电可经等整流二极管300～303整流为直流电后，暂存于电力储存元件304内。然后经载波振荡电路31的载波振荡，再经第一谐振电路32将约455KHZ的低能量无线电信号发射出去，此无线电能量很低约3公尺的使用距离，所以不会造成无线电干扰他人，或影响人体健康。在前述第一谐振电路32内设有一调频元件320，调频元件320为一可调电容器C5，可以用来调整无线电的发射频率到所定的工作频率。
接收电路4与发射电路3分离设置，其如图4所示，可以手表5的设置方式系于手腕上，也可以项链的形式设置，如图5～7所示，接收电路4包括一电源供应电路40、一信号接收电路41、一检波电路42、一串级放大电路43及一接收控制电路44。
电源供应电路40可供应接收电路4运作时所需的电源，如图5所示，其包括一电池组400，电池组400由两颗1.5V串联使用的市售乾电池组成(也可以为水银电池或锂电池)；一开关401可控制电源供应电路40的开启或关闭，在不使用时可将其关闭以节省电力；一保护元件402为一锗二极管D5，可防止使用者不小心将电池组400装反时，造成电路损坏；及两滤杂信元件403，为电感L2、L3，可用来过滤高频杂信，以免接收电路4受到不必要的干扰而误动作。
如图6所示，信号接收电路41可接收从发射电路3发射出的无线电信号，其主要包括一用以接收无线电信号的接收天线410，及一第二谐振电路411，第二谐振电路411是由LC谐振所构成的调谐器，可滤出发射电路3所发射的无线电信号的频率，再传至检波电路42进行检波。
如图6所示，检波电路42由编号为1N414B的二极管D6构成，从信号接收电路41传至检波电路42进行检波的无线电信号，其後再传至串级放大电路43。
如图6所示，串级放大电路43主要是由晶体管Q2、Q3、Q4所组成，可将经过滤所收到且经检波的微小无线电信号放大到所需的大小，而得到有收到无线信号和没收到无线信号时所造成的电位变化，进而送到接收控制电路44。
如图4、7所示，接收控制电路44主要包括一微控制器440、一功能选择电路441及一显示电路442。微控制器440是一编号为PIC16C54的晶片，其可对由串级放大电路43传来的信号进行解码，如此就可以得到鞋体1内的发射电路3所传送来的计步信号，使用者可藉由按压凸设於手表5上的功能选择电路441的任一控制按钮443选择其所要的数据，例如其行走步数、消耗的热量或所行走的距离等数值，而该数值的数据(即输出信号)则是由显示电路442进行显示，显示电路442包括一可接收传来的输出信号的液晶显示驱动器444，及自一液晶显示器445显示出所要的数据。
本发明无线电子计步及计热量鞋取得上述的行走步数、消耗的热量或所行走的距离等数值的来源，如下所述1．行走步数(计步)当使用者行走时，即令碰撞装置22撞击压电元件23，产生电力，并输出计步信号，经发射电路3的微控器计数，每输出一计步信号微控器即加1，以达到计步功能。计步信号每输出一次是表示压电元件23每受压一次。
2．消耗的热量使用者自行输入体重值，由微控器计算体重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热量数。
3．所行走的总距离使用者可将量测而得的每一步行走距离值输入，由微控器计算每一步行走的距离与行走步数的乘积即得到所行走的总距离。
如图8所示，是本发明第二较佳实施例的侧视示意图，此第二较隹实施例的主要结构、电路及其作动方式皆与第一较佳实施例相同，两实施例的主要差异是在於该自行发电装置的设计。本发明第二较佳实施例的自行发电装置6只包括由凸设於鞋底11顶面下的多数个凸体(硬质)所构成的碰撞装置60及一位於碰撞装置60下方的压电元件61，压电元件61与第一较佳实施例相同。藉此，使得当使用者行进并对鞋底11顶面产生下压力时，凸体60即向下抵压压电元件61，而产生压电效应，并输出电力。
综上所述，本发明的无线电子计步及计热量鞋具有如下效果1．藉由自行发电装置的设置，使得在发射电路中不再需要使用电池供电，省却换装电池的不便，同时也可节省花费。
2．藉由大幅简化发射电路及接收电路的电路设计，使得电路布局更为容易，且可节省成本。
权利要求
1．一种无线电子计步及计热量鞋，包括鞋体，鞋体包括一个鞋面及一个鞋底，鞋底具有一个容置空间，其特征在于容置空间内设有一自行发电装置、一发射电路及一接收电路；自行发电装置包括一碰撞装置及一临近碰撞装置且受碰撞装置撞击而产生压电效应并输出交流电力的压电元件；发射电路与自行发电装置的压电元件电联接，其包括一将压电元件输出的交流电整流为直流电的整流路、一作载波振荡的载波振荡电路及一将无线电信号发射出去的第一谐振电路；接收电路与发射电路分离设置，其包括一供应接收电路运作时所需电源的电源供应电路、一接收自发射电路发射出的无线电信号的信号接收电路、一可进行检波的检波电路、一将信号放大的串级放大电路及一由串级放大电路接收信号，且进行解码、控制并显示出由发射电路传来的数值的接收控制电路。
2．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述自行发电装置的压电元件采用压电陶瓷。
3．根据权利要求1或2所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述自行发电装置更包括一个两端分别抵于鞋底顶面及底面的第一弹性元件、一个邻接于所述碰撞装置的传动件，及一个两端分别抵在所述鞋底顶面及碰撞装置的第二弹性元件。
4．根据权利要求1或2所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述自行发电装置的碰撞装置具有至少二个凸设于所述鞋面下且可向下抵压所述压电元件的凸体。
5．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述发射电路的整流电路包括至少二个整流二极管。
6．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述接收电路的电源供应电路设有一开关。
7．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述接收电路的电源供应电路设有一保护元件，保护元件为一锗二极管。
8．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述接收电路的电源供应电路设有至少二个滤波元件。
9．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述信号接收电路包括一接收天线及一第二谐振电路。
10．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述接收控制电路包括一微控器、一功能选择电路及一显示电路，显示电路包括一液晶显示驱动器及一液晶显示器。
11．根据权利要求10所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述显示电路具有至少二个可依据所述功能控制电路状态而改变的显示模式。
12．根据权利要求10所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述接收电路的显示电路具有一显示模式，显示模式为一受压次数显示模式，受压次数显示模式由所述压电元件受压所输出的计步信号，经所述发射电路的微控器计数出的数值，由所述液晶显示器显示。
13．根据权利要求10所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述显示电路具有一显示模式，显示模式为一消耗的热量数显示模式，消耗的热量数显示模式由所述微控器计算使用者自行输入的体重值与受压次数的乘积，再将乘积乘以一常数而得一消耗的热量数，由所述液晶显示器显示。
14．根据权利要求1所述的无线电子计步及计热量鞋，其特征在于所述显示电路具有一显示模式，显示模式为一行走总距离显示模式，行走总距离显示模式由微控器计算使用者自行量测并输入的每一步行走距离值与受行走步数的乘积，得到所行走的总距离值，由所述液晶显示器显示。
全文摘要
一种无线电子计步及计热量鞋,包括鞋体,鞋体包括鞋面及鞋底,鞋底具有容置空间,容置空间内设有一发电装置、一发射电路及一接收电路;发电装置包括一碰撞装置及一压电元件;发射电路与自行发电装置的压电元件电联接,其包括一整流路、一振荡电路及一第一谐振电路;接收电路与发射电路分离设置,其包括一电源供应电路、一信号接收电路、一可进行检波的检波电路、一串级放大电路及一进行解码、控制并显示出由发射电路传来的数值的接收控制电路。
文档编号A43B5/00GK1207884SQ9711675
公开日1999年2月17日 申请日期1997年8月13日 优先权日1997年8月13日
发明者黄添财 申请人:黄添财