專利名稱：無線電子計步及計熱量鞋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線電子計步及計熱量鞋，特別是涉及一種當穿著鞋體行進移動時即可自行產(chǎn)生電力供應鞋體內電路運作時所需電源的無線電子計步及計熱量鞋。
為了在步行的同時可得知自己所消耗的熱量，有一臺灣第292508公告號「電子重量鞋」新型專利，其後，為了使該電子重量鞋具有更多的功能，另有一臺灣新型專利申請第86205954號的「發(fā)射接收電子計步鞋」，使該計步鞋兼具量測體重、計步及推算所消耗的熱量數(shù)的功能。
該發(fā)射接收電子計步鞋主要包括一個鞋體、一個設在鞋體內的流體囊、一具有壓力感測器及溫度補償器且設在鞋體內的發(fā)射電路，及一與發(fā)射電路分離設置的接收電路，該接收電路可以手表的設置方式系於手腕。該計步鞋的動作方式，主要是藉由使用者穿著鞋子時其身體的重力會落在流體囊上，而與該流體囊連通的發(fā)射電路的壓力感測器及溫度補償器會感應到，并產(chǎn)生一壓力電壓信號及一溫度電壓信號，該等電壓信號經(jīng)放大、轉換為頻率信號，經(jīng)由計數(shù)即得一數(shù)值，該數(shù)值并以無線電信號發(fā)射出去，且由接收電路接收，接收電路會將收到的無線電信號解調、放大再顯示出發(fā)射電路傳來的數(shù)值(包括有壓力值、受壓次數(shù)與概略的消耗熱量數(shù))。如此的結構及電路設計雖然可達到量測體重、計步及推算所耗的熱量數(shù)的功能，卻有下述缺點1．設置在鞋體內的發(fā)射電路主要是藉由兩個串聯(lián)的1.5V直流電池供應整個發(fā)射電路運作時所需的電源，以致於在電池電力耗盡後，必需進行換裝新電池的動作，如此發(fā)射電路才可繼續(xù)運作，相當不方便。
2．其發(fā)射電路及接收電路的電路設計皆使用了較多的電子元件，使得電路設計復雜，且需依賴流體囊內流體受壓并經(jīng)壓力感測器等轉換才能實現(xiàn)其功能。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種在發(fā)射電路中不再需要使用電池供電的無線電子計步及計熱量鞋。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有簡化的發(fā)射電路及接收電路的無線電子計步及計熱量鞋。
為達到上述目的，本實用新型采取如下方案本發(fā)明的主要特征在于藉由一自行發(fā)電裝置的設置，使得在穿著鞋體行進移動時，自行發(fā)電裝置的碰撞裝置即驅動撞擊該壓電元件，產(chǎn)生壓電效應，并輸出電力，提供體內的發(fā)射電路運作時所需電源，藉由該自行發(fā)電裝置的設置，可不再需要使用電池供電，省卻換裝電池的不便，同時也可節(jié)省花費。
本發(fā)明的另一特征在于該鞋的電路簡化，特別在于發(fā)射電路，以及接收電路的信號接收電路、檢波電路與串級放大電路，藉此使得在電路的布局上更為容易，且可節(jié)省成本。
本發(fā)明的無線電子計步及計熱量鞋，包括一個鞋體，鞋體包括一個鞋面及一個鞋底，鞋底具有一個容置空間，其特征在于容置空間內設有一自行發(fā)電裝置、一發(fā)射電路及一接收電路；自行發(fā)電裝置包括一碰撞裝置及一臨近碰撞裝置且受碰撞裝置撞擊而產(chǎn)生壓電效應并輸出交流電力的壓電元件；發(fā)射電路與自行發(fā)電裝置的壓電元件電聯(lián)接，其包括一將壓電元件輸出的交流電整流為直流電的整流路、一作載波振蕩的載波振蕩電路及一將無線電信號發(fā)射出去的第一諧振電路；接收電路與發(fā)射電路分離設置，其包括一供應接收電路運作時所需電源的電源供應電路、一接收自發(fā)射電路發(fā)射出的無線電信號的信號接收電路、一可進行檢波的檢波電路、一將信號放大的串級放大電路及一由串級放大電路接收信號，且進行解碼、控制并顯示出由發(fā)射電路傳來的數(shù)值的接收控制電路。
所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述自行發(fā)電裝置的壓電元件采用壓電陶瓷。
所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述自行發(fā)電裝置更包括一個兩端分別抵于鞋底頂面及底面的第一彈性元件、一個鄰接于所述碰撞裝置的傳動件，及一個兩端分別抵在所述鞋底頂面及碰撞裝置的第二彈性元件。
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明

圖1是本發(fā)明第一較佳實施例的側視示意圖。
圖2是圖1中自行發(fā)電裝置的放大側視圖。
圖3是本發(fā)明的發(fā)射電路的電路圖。
圖4是本發(fā)明接收電路設置于一手表的外觀示意圖。
圖5是本發(fā)明的接收電路的電源供應電路圖。
圖6是本發(fā)明的接收電路的信號接收電路、檢波電路與串級放大電路的電路圖。
圖7是本發(fā)明的接收電路的接收控制電路圖。
圖8是本發(fā)明第二較佳實施例的側視示意圖。
如圖1～4所示，本發(fā)明第一較佳實施例包括一個鞋體1、一個自行發(fā)電裝置2、一發(fā)射電路3及一接收電路4。
鞋體1包括一個鞋面10及一個鞋底11，鞋底11具有一個容置空間12，可設置自行發(fā)電裝置2及發(fā)射電路3。
自行發(fā)電裝置2包括一個縱向設置且其兩端分別抵于鞋底11頂面與底面的第一彈性元件20、一個凸輪的傳動件21及一個受架高并橫向樞接于傳動件21一側的碰撞裝置22，碰撞裝置22是一支連桿，其一端220抵于傳動件21，另一端設有一個錘體221，錘體221可抵于一個壓電元件23，壓電元件23以采用壓電陶瓷為最佳，壓電元件23與鞋底11底面保持一適當間距，以使壓電元件23受碰撞裝置22撞擊時具有向下產(chǎn)生變形的空間，在壓電元件23及錘體221間設有一個緩沖體24，可吸收傳動件21的錘體221撞擊壓電元件23的部份沖擊力量。另外，一個第二彈性元件25呈縱向設置且兩端分別抵在鞋底11頂面及碰撞裝置22。當鞋體1的鞋底11頂面受到使用者行走或移動時所施予的下壓力時，第一、二彈性元件20、25皆受壓縮，且傳動件21傳動碰撞裝置22，使碰撞裝置22抵于壓電元件23的端部上提；等到使用者的腳抬離地面不再施予鞋底壓力時，第一、二彈性元件20、25即提供鞋底11頂面彈性回復力，且傳動件21即傳動碰撞裝置22，使碰撞裝置22的錘體221向下?lián)翦N壓電元件23，產(chǎn)生壓電效應，并輸出電力，約為30V交流電，從壓電元件23輸出的電力可由導線26傳導至發(fā)射電路3，以提供發(fā)射電路3運作時所需的電源。
發(fā)射電路3與自行發(fā)電裝置2的壓電元件23電連接，其包括一整流電路30、一載波振蕩電路31及一第一諧振電路32。整流電路30包括四個整流二極管300～303，及一電力儲存元件304，電力儲存元件340為一電容C1，使得從壓電元件23輸出的交流電可經(jīng)等整流二極管300～303整流為直流電后，暫存于電力儲存元件304內。然后經(jīng)載波振蕩電路31的載波振蕩，再經(jīng)第一諧振電路32將約455KHZ的低能量無線電信號發(fā)射出去，此無線電能量很低約3公尺的使用距離，所以不會造成無線電干擾他人，或影響人體健康。在前述第一諧振電路32內設有一調頻元件320，調頻元件320為一可調電容器C5，可以用來調整無線電的發(fā)射頻率到所定的工作頻率。
接收電路4與發(fā)射電路3分離設置，其如圖4所示，可以手表5的設置方式系于手腕上，也可以項鏈的形式設置，如圖5～7所示，接收電路4包括一電源供應電路40、一信號接收電路41、一檢波電路42、一串級放大電路43及一接收控制電路44。
電源供應電路40可供應接收電路4運作時所需的電源，如圖5所示，其包括一電池組400，電池組400由兩顆1.5V串聯(lián)使用的市售乾電池組成(也可以為水銀電池或鋰電池)；一開關401可控制電源供應電路40的開啟或關閉，在不使用時可將其關閉以節(jié)省電力；一保護元件402為一鍺二極管D5，可防止使用者不小心將電池組400裝反時，造成電路損壞；及兩濾雜信元件403，為電感L2、L3，可用來過濾高頻雜信，以免接收電路4受到不必要的干擾而誤動作。
如圖6所示，信號接收電路41可接收從發(fā)射電路3發(fā)射出的無線電信號，其主要包括一用以接收無線電信號的接收天線410，及一第二諧振電路411，第二諧振電路411是由LC諧振所構成的調諧器，可濾出發(fā)射電路3所發(fā)射的無線電信號的頻率，再傳至檢波電路42進行檢波。
如圖6所示，檢波電路42由編號為1N414B的二極管D6構成，從信號接收電路41傳至檢波電路42進行檢波的無線電信號，其後再傳至串級放大電路43。
如圖6所示，串級放大電路43主要是由晶體管Q2、Q3、Q4所組成，可將經(jīng)過濾所收到且經(jīng)檢波的微小無線電信號放大到所需的大小，而得到有收到無線信號和沒收到無線信號時所造成的電位變化，進而送到接收控制電路44。
如圖4、7所示，接收控制電路44主要包括一微控制器440、一功能選擇電路441及一顯示電路442。微控制器440是一編號為PIC16C54的晶片，其可對由串級放大電路43傳來的信號進行解碼，如此就可以得到鞋體1內的發(fā)射電路3所傳送來的計步信號，使用者可藉由按壓凸設於手表5上的功能選擇電路441的任一控制按鈕443選擇其所要的數(shù)據(jù)，例如其行走步數(shù)、消耗的熱量或所行走的距離等數(shù)值，而該數(shù)值的數(shù)據(jù)(即輸出信號)則是由顯示電路442進行顯示，顯示電路442包括一可接收傳來的輸出信號的液晶顯示驅動器444，及自一液晶顯示器445顯示出所要的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明無線電子計步及計熱量鞋取得上述的行走步數(shù)、消耗的熱量或所行走的距離等數(shù)值的來源，如下所述1．行走步數(shù)(計步)當使用者行走時，即令碰撞裝置22撞擊壓電元件23，產(chǎn)生電力，并輸出計步信號，經(jīng)發(fā)射電路3的微控器計數(shù)，每輸出一計步信號微控器即加1，以達到計步功能。計步信號每輸出一次是表示壓電元件23每受壓一次。
2．消耗的熱量使用者自行輸入體重值，由微控器計算體重值與受壓次數(shù)的乘積，再將該乘積乘以一常數(shù)而得一消耗的熱量數(shù)。
3．所行走的總距離使用者可將量測而得的每一步行走距離值輸入，由微控器計算每一步行走的距離與行走步數(shù)的乘積即得到所行走的總距離。
如圖8所示，是本發(fā)明第二較佳實施例的側視示意圖，此第二較隹實施例的主要結構、電路及其作動方式皆與第一較佳實施例相同，兩實施例的主要差異是在於該自行發(fā)電裝置的設計。本發(fā)明第二較佳實施例的自行發(fā)電裝置6只包括由凸設於鞋底11頂面下的多數(shù)個凸體(硬質)所構成的碰撞裝置60及一位於碰撞裝置60下方的壓電元件61，壓電元件61與第一較佳實施例相同。藉此，使得當使用者行進并對鞋底11頂面產(chǎn)生下壓力時，凸體60即向下抵壓壓電元件61，而產(chǎn)生壓電效應，并輸出電力。
綜上所述，本發(fā)明的無線電子計步及計熱量鞋具有如下效果1．藉由自行發(fā)電裝置的設置，使得在發(fā)射電路中不再需要使用電池供電，省卻換裝電池的不便，同時也可節(jié)省花費。
2．藉由大幅簡化發(fā)射電路及接收電路的電路設計，使得電路布局更為容易，且可節(jié)省成本。
權利要求
1．一種無線電子計步及計熱量鞋，包括鞋體，鞋體包括一個鞋面及一個鞋底，鞋底具有一個容置空間，其特征在于容置空間內設有一自行發(fā)電裝置、一發(fā)射電路及一接收電路；自行發(fā)電裝置包括一碰撞裝置及一臨近碰撞裝置且受碰撞裝置撞擊而產(chǎn)生壓電效應并輸出交流電力的壓電元件；發(fā)射電路與自行發(fā)電裝置的壓電元件電聯(lián)接，其包括一將壓電元件輸出的交流電整流為直流電的整流路、一作載波振蕩的載波振蕩電路及一將無線電信號發(fā)射出去的第一諧振電路；接收電路與發(fā)射電路分離設置，其包括一供應接收電路運作時所需電源的電源供應電路、一接收自發(fā)射電路發(fā)射出的無線電信號的信號接收電路、一可進行檢波的檢波電路、一將信號放大的串級放大電路及一由串級放大電路接收信號，且進行解碼、控制并顯示出由發(fā)射電路傳來的數(shù)值的接收控制電路。
2．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述自行發(fā)電裝置的壓電元件采用壓電陶瓷。
3．根據(jù)權利要求1或2所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述自行發(fā)電裝置更包括一個兩端分別抵于鞋底頂面及底面的第一彈性元件、一個鄰接于所述碰撞裝置的傳動件，及一個兩端分別抵在所述鞋底頂面及碰撞裝置的第二彈性元件。
4．根據(jù)權利要求1或2所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述自行發(fā)電裝置的碰撞裝置具有至少二個凸設于所述鞋面下且可向下抵壓所述壓電元件的凸體。
5．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述發(fā)射電路的整流電路包括至少二個整流二極管。
6．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述接收電路的電源供應電路設有一開關。
7．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述接收電路的電源供應電路設有一保護元件，保護元件為一鍺二極管。
8．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述接收電路的電源供應電路設有至少二個濾波元件。
9．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述信號接收電路包括一接收天線及一第二諧振電路。
10．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述接收控制電路包括一微控器、一功能選擇電路及一顯示電路，顯示電路包括一液晶顯示驅動器及一液晶顯示器。
11．根據(jù)權利要求10所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述顯示電路具有至少二個可依據(jù)所述功能控制電路狀態(tài)而改變的顯示模式。
12．根據(jù)權利要求10所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述接收電路的顯示電路具有一顯示模式，顯示模式為一受壓次數(shù)顯示模式，受壓次數(shù)顯示模式由所述壓電元件受壓所輸出的計步信號，經(jīng)所述發(fā)射電路的微控器計數(shù)出的數(shù)值，由所述液晶顯示器顯示。
13．根據(jù)權利要求10所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述顯示電路具有一顯示模式，顯示模式為一消耗的熱量數(shù)顯示模式，消耗的熱量數(shù)顯示模式由所述微控器計算使用者自行輸入的體重值與受壓次數(shù)的乘積，再將乘積乘以一常數(shù)而得一消耗的熱量數(shù)，由所述液晶顯示器顯示。
14．根據(jù)權利要求1所述的無線電子計步及計熱量鞋，其特征在于所述顯示電路具有一顯示模式，顯示模式為一行走總距離顯示模式，行走總距離顯示模式由微控器計算使用者自行量測并輸入的每一步行走距離值與受行走步數(shù)的乘積，得到所行走的總距離值，由所述液晶顯示器顯示。
全文摘要
一種無線電子計步及計熱量鞋,包括鞋體,鞋體包括鞋面及鞋底,鞋底具有容置空間,容置空間內設有一發(fā)電裝置、一發(fā)射電路及一接收電路;發(fā)電裝置包括一碰撞裝置及一壓電元件;發(fā)射電路與自行發(fā)電裝置的壓電元件電聯(lián)接,其包括一整流路、一振蕩電路及一第一諧振電路;接收電路與發(fā)射電路分離設置,其包括一電源供應電路、一信號接收電路、一可進行檢波的檢波電路、一串級放大電路及一進行解碼、控制并顯示出由發(fā)射電路傳來的數(shù)值的接收控制電路。
文檔編號A43B5/00GK1207884SQ9711675
公開日1999年2月17日 申請日期1997年8月13日 優(yōu)先權日1997年8月13日
發(fā)明者黃添財 申請人:黃添財