一種無需充電的可穿戴微型傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無需充電的可穿戴微型傳感裝置，包括人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板，所述人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板相連；所述重力擺錘與多級放大齒輪連接，所述永磁振子與多級放大齒輪連接，所述發電線圈連接充電電路板和儲能電池；所述無線計步裝置電路板包括連接的藍牙傳感器設備、三軸加速度傳感器、放大電路裝置和檢測電路裝置。所述重力擺錘收集人體運動時產生的動能自由擺動，電能由充電電路和儲能電池收集存儲電能；無線計步裝置基于三軸加速度傳感器的值檢測用戶步伐踩點實現步數統計，根據踩點頻率和數據曲線，根據XY軸判斷用戶步伐的方向進行游戲控制；具有能源不斷，鍛煉量可變化，能與手機連接的優點。
【專利說明】—種無需充電的可穿戴微型傳感裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無需充電的可穿戴微型傳感裝置。
【背景技術】
[0002]現有的計步器需要充電，攜帶不方便，不能根據不同人群的實際要求去達到健身的目的，不能與手機連接，活動的具體數據無法得知。

【發明內容】

[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種能源不斷，鍛煉量可變化，能與手機連接的無需充電的可穿戴微型傳感裝置。
[0004]為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案:一種無需充電的可穿戴微型傳感裝置，包括人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板，所述人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板相連；所述人體動能發電裝置包括重力擺錘、多級放大齒輪、永磁振子、發電線圈、充電電路板和儲能電池，所述重力擺錘與多級放大齒輪連接，所述永磁振子與多級放大齒輪連接，所述發電線圈連接充電電路板和儲能電池；所述無線計步裝置電路板包括藍牙傳感器設備、三軸加速度傳感器、放大電路裝置和檢測電路裝置，所述三軸加速度傳感器、放大電路裝置、檢測電路裝置和藍牙傳感器設備依次相連。
[0005]作為優選，所述藍牙傳感器設備包括電源、微控制器、存儲器、藍牙芯片、傳感器模塊和陶瓷天線，所述電源分別與微控制器、存儲器和藍牙芯片連接，所述微控制器與藍牙芯片、傳感器模塊和存儲器互相連接，所述藍牙芯片與陶瓷天線連接。
[0006]作為優選，所述藍牙傳感器設備連接有手機客戶端。
[0007]本實用新型無需充電的可穿戴微型傳感裝置的有益效果是:由于所述重力擺錘收集人體運動時產生的動能自由擺動,通過多級放大齒輪帶動永磁振子高速轉動,磁力線切割發電線圈產生電能，電能由充電電路和儲能電池收集存儲電能；無線計步裝置基于三軸加速度傳感器的值檢測用戶步伐踩點實現步數統計，根據踩點頻率和數據曲線，判斷用戶是跳躍還是步伐，根據XY軸判斷用戶步伐或跳躍的方向進行游戲控制；具有能源不斷，鍛煉量可變化，能與手機連接的優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型無需充電的可穿戴微型傳感裝置的原理框圖；
[0009]圖2為本實用新型無需充電的可穿戴微型傳感裝置中人體動能發電裝置的結構圖；
[0010]圖3為本實用新型無需充電的可穿戴微型傳感裝置中無線計步裝置電路板的原理框圖；
[0011]圖4為本實用新型無需充電的可穿戴微型傳感裝置中藍牙傳感器設備的原理框圖。【具體實施方式】
[0012]參閱圖1至圖4所示，一種無需充電的可穿戴微型傳感裝置，包括人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板，所述人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板相連；所述人體動能發電裝置包括重力擺錘1、多級放大齒輪2、永磁振子3、發電線圈4、充電電路板5和儲能電池6，所述重力擺錘I與多級放大齒輪2連接，所述永磁振子3與多級放大齒輪2連接，所述發電線圈4連接充電電路板5和儲能電池6 ;所述無線計步裝置電路板包括藍牙傳感器設備、三軸加速度傳感器、放大電路裝置和檢測電路裝置，所述三軸加速度傳感器、放大電路裝置、檢測電路裝置和藍牙傳感器設備依次相連。
[0013]所述藍牙傳感器設備包括電源、微控制器、存儲器、藍牙芯片、傳感器模塊和陶瓷天線，所述電源分別與微控制器、存儲器和藍牙芯片連接，所述微控制器與藍牙芯片、傳感器模塊和存儲器互相連接，所述藍牙芯片與陶瓷天線連接。所述藍牙傳感器設備連接有手機客戶端。
[0014]本產品是一種微型運動傳感裝置，綠色環保，無需電池，可實現數字化健康管理監控，根據不同人群實際需求研制的健身產品。本產品通過收集人們日常生活中健康數據，提供個性化的訓練方案，改善人們的體質和亞健康生活模式，實現夢想中的數字健康生活，能為用戶實現:均衡營養、量身定制、控制熱量、科學運動。本產品的研發根據最新MEMS傳感器和國內外現有數碼健康類產品的特點和進行了技術升級和進一步功能細分。根據消費人群劃分出中青年，老人，兒童三類人群，根據其特有的運動健康模型設計了不同的應用實例和體感游戲。產品支持Android、IOS手機,智能電視,平板電腦，Windows系統,操作簡單，安裝時用手機攝像頭拍攝產品包裝的二維碼即可將管理程序和體感游戲下載至手機中，程序安裝完成后通過藍牙自動連接傳感裝置。傳感器實時監控人體的運動數據，如每一次跳起的高度，走路或跑步時的步數、距離，方向，速度等數據。并將這些數據發送給手機。手機中的管理分析系統中包含了運動、飲食數據采集，營養監控，訓練計劃管理分析，運動路線管理，兒童體質發育管理分析。根據不同人群設計的體感游戲，如針對成年人的跳舞、酷跑類體感游戲，老年人的益智體感健身操，少兒健身運動游戲等。
[0015]對年輕、追求時尚的運動人群來說，科技感，綠色環保，可玩性，操作簡單是衡量一款運動產品的重要標準，作為市場現有產品的升級，我們為用戶提供數字健身教練服務，根據性別和個人身體素質和鍛煉區域，為用戶提供個性化的體感游戲健身方案或者傳統健身建議，如減肥瘦身，局部美體塑形，緩壓運動，增強心肺功能的耐力訓練等等，用戶可以根據需要創建鍛煉和營養管理計劃，設定目標和鍛煉量。
[0016]每天適當的鍛煉對老年人的體制非常重要，根據資料顯示適當的低強度有氧健身運動可以提高身體抵抗力和心肺功能，降低心肌梗塞的概率，清除心臟缺血性癥狀或降低血壓。使人體消除疲勞，精神愉快，緩解心慌心悸，降低血脂含量。運動傳感裝置能收集老年人每天的運動強度，步數和卡路里消耗判斷每天的運動量和營養攝入是否足夠。根據個人身體數據創建針對性的健身運動方案，通過鍛煉提高免疫力，減少疾病，讓老人益壽延年。針對老年人的益智體感游戲，在健身的同時鍛煉記憶力和神經反應系統，起到預防老年癡呆的作用。運動傳感裝置還能提供跌倒判斷，在老年人跌倒的時候，手機客戶端自動發送求助信息和播放求助音頻。營養監控管理根據個人的病史和體質為老年人制定健康飲食計劃。
[0017]少年兒童于發育期，骨垢線沒有閉合，肌肉處于發育期，骨密度相對疏松，正確的鍛煉模式對于少年兒童的身高和身體素質非常重要，能提高免疫力，提高肌肉力量，促進心肺功能，增強食欲和消化功能，促進神經協調系統發育，提高免疫力，塑造健康活潑的性格。根據資料，適當的鍛煉方式和健康營養飲食對少年兒童的身高和身體素質至關重要，運動傳感裝置收集孩子全天的運動數據，健身系統根據孩子每天運動量和消耗的卡路里確定是否需要還鍛煉，家長輸入孩子的身體素質和每天的食譜，鍛煉和營養分析系統根據這些數據制定對應的體感游戲和營養攝入方案。個性化，針對性的健身方案可以讓孩子在遺傳的基礎上長高8-12厘米，寓教于樂的益智體感游戲讓孩子玩著鍛煉的同時提高自身的注意力和智力，讓孩子從小就擁有健康的身體，為他將來的成長打下良好的身體基礎，使他贏在起跑線上。
[0018]本裝置可制成直徑為20mm-30mm的圓形或正方形,可設計成不同品牌LOGO安裝在鞋側的預留位，沒有預留位安裝在運動鞋的鞋帶孔上。
[0019]此裝置能將人體運動的機械能轉換為電能，其關鍵技術是一個永磁振子，直徑約為3毫米、厚0.5毫米。人體運動時的加速度帶動慣性擺運動，通過三級放大齒輪將運動擴大至數千倍，帶動永磁振子高速轉動，切割磁力線發電，產生的電能驅動傳感器工作，多余的能源儲存在特殊的電容中。
[0020]傳感裝置功能:異步通訊，沒有藍牙連接時，設備將數據(步數和每步X、Y、Z三軸的距離，當前時間)保存在flash中，記錄3天的數據；實時模式，實時模式下，傳感器的數據(時間，x、y、z三軸的距離和加速度的值)直接上傳至上位機，當連接斷開或關閉實時模式后，恢復為本地保存；非實時模式下，默認為休眠模式，當加速度大于臨界值(走路時)，啟動為正常模式，當加速度小于臨界值10秒(臨界時)后，從正常模式切換為休眠模式，控制器，藍牙，傳感器休眠，當加速度小于臨界值120秒(關閉臨界時)后，關閉藍牙；在數傳模塊上，對于普通手機的用戶，我們提供兼容性更好的藍牙2.1協議。針對Apple4S和Apple5的產品我們可選擇藍牙技術標準4.0，包含BLE(低功耗藍牙)技術的藍牙芯片，此技術可以最大限度的在降低數據傳輸上消耗的能源，有效通訊距離為100米，可在此基礎上添加跟蹤防走失功能。
[0021]設備與擁有藍牙適配器的手機或PC進行數據通訊，避免數據丟失，我們采用了異步通訊的方式，當沒有連接時，數據存儲在FLASH存儲單元中，低功耗大容量FLASH能存儲三天的運動數據。客戶端啟動之后，程序自動搜索設備將FLASH存儲單元中的數據上傳云服務器之中。傳感器數據分析統計系統，查詢和刪除Flash中存儲的步數和傳感器原始數據，修改藍牙密碼指令，啟動和關閉實時模式，設置臨界值和臨界時間，查詢上位機和設備的距離，年齡健康模型。
[0022]本實用新型無需充電的可穿戴微型傳感裝置的有益效果是:由于所述重力擺錘收集人體運動時產生的動能自由擺動,通過多級放大齒輪帶動永磁振子高速轉動,磁力線切割發電線圈產生電能，電能由充電電路和儲能電池收集存儲電能；無線計步裝置基于三軸加速度傳感器的值檢測用戶步伐踩點實現步數統計，根據踩點頻率和數據曲線，判斷用戶是跳躍還是步伐，根據XY軸判斷用戶步伐或跳躍的方向進行游戲控制；具有能源不斷，鍛煉量可變化，能與手機連接的優點。[0023]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種無需充電的可穿戴微型傳感裝置，其特征在于:包括人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板，所述人體動能發電裝置和無線計步裝置電路板相連；所述人體動能發電裝置包括重力擺錘、多級放大齒輪、永磁振子、發電線圈、充電電路板和儲能電池，所述重力擺錘與多級放大齒輪連接，所述永磁振子與多級放大齒輪連接，所述發電線圈連接充電電路板和儲能電池；所述無線計步裝置電路板包括藍牙傳感器設備、三軸加速度傳感器、放大電路裝置和檢測電路裝置，所述三軸加速度傳感器、放大電路裝置、檢測電路裝置和藍牙傳感器設備依次相連。
2.根據權利要求1所述的無需充電的可穿戴微型傳感裝置，其特征在于:所述藍牙傳感器設備包括電源、微控制器、存儲器、藍牙芯片、傳感器模塊和陶瓷天線，所述電源分別與微控制器、存儲器和藍牙芯片連接，所述微控制器與藍牙芯片、傳感器模塊和存儲器互相連接，所述藍牙芯片與陶瓷天線連接。
3.根據權利要求1所述的無需充電的可穿戴微型傳感裝置，其特征在于:所述藍牙傳感器設備連接有手機客戶端。
【文檔編號】A61B5/11GK203424933SQ201320268431
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年5月17日 優先權日:2013年5月17日
【發明者】歐昊 申請人:歐昊