TWM360058U - Exercising system and physiological information sensing device thereof - Google Patents

Description

M360058 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種運動系統及感測裝置，尤其關於— 種具有生理資訊感測裝置之運動系統，以及可用於運動裝 置之生理資訊感測裝置。 【先前技術】

隨著科技的發展，人類的生活品質也隨之改善，在滿 足生活基本需求之外，也越來越重視個人健康管理。為了 掌握目前自我的健康狀態’除了定期在醫院進行健康檢杳 外，若在平常能從事規律的運動，且透過記錄運動狀 更能確保自我的健康。 / 美國運動醫學學會（American College 〇f Sports

Medicme，ACSM)曾提出，透過心肺耐力以及肌肉重量的交 互訓練，能在最短時間内達到最有效的運動效果。= 習用的健衫材中，大多將「心肺耐力詞練」以及Λ 重量訓練」以不同健身器材分開訓練，而不同健 Α 量測數據_以整合，使得㈣者_全面財握運動= 欠…、、而，先刚技術之肌肉重量訓練機通常無心跳 貝訊。此外’使用者之施力數據多以間接 預設-般人往復施力—次所㈣力量，再龄$走例如 力次數當作使用者之總施力。然而，每個人的施 的施力皆不盡同，因此利用推算方式所獲得之施力數= 3 M360058 不精確

Cell)，月^各種運動®測實驗室所使用的荷重元(Load 治具’；得= 結構來設計專用的安裝 之應用。 蜗<成本提高，因此並不適合商業上 絲，以I必要提供一種具有生理資訊感測裝置之運動系 #用去及可用於運動I置之生理資訊感測裝置，其可量測 使用者於運動時之各 ΒΕ 裡玍理數值，以改善先前技術所存在 的問5¾¾。 【新型内容】 、軍動作之目的係在提供—種具有生理資訊感測裝置之 運動ί統，供使用者於運㈣麟各種生理數值。 創作之另-目的係在提供—種可用於運動裝置之施 力部之生理資訊感測裝置。

為達成上述之目的，本創作之運動系統包括主體、至 少一施力部、生理資訊感測裝置、處理單元與傳輸模組。 其中’施力部係連接於主體並可提供使用者施力；生理資 訊感測裝置包括至少一可撓式壓力感測模組與心跳感測單 元，其中至少一片狀壓力感測模組分別連接於施力部’當 使用者往復施力於施力部時’可撓式壓力感測模組<感滅 使用者所施加之力量並產生壓力量測資訊；心跳感測單元 可測得心跳量測資訊；處理單元與生理資訊感測裝置電性 連接，處理單元處理壓力量測資訊與心跳量測資訊以產生 4 M360058 輸出資訊；以及傳輸模組與處理單元電性連接，傳輸模組 -可傳輸處理單元所產生之輸出資訊。 為達成上述之另一目的，本創作之生理資訊感測裝置 包括可撓式壓力感測模組、心跳感測單元與傳輸模組。其 中’可挽式壓力感測模組係可包覆施力部，當使用者施力 於施力部時’可撓式壓力感測模組可產生壓力量測資訊， 其中可換式壓力感測模組包括複數微型力量感測單元；心 跳感測單元係連接可撓式壓力感測模組，當使用者接觸心 •跳感測單元時’心跳感測單元可產生心跳量測資訊；以及 傳輸模組係與可撓式壓力感測模組電性連接，傳輸模組可 將壓力量測資訊與心跳量測資訊輸出。 由於本創作構造新穎，能提供產業上利用，且確有增進 功效，故依法申請新型專利。 【實施方式】 為此更瞭解本創作之技術内容，特舉較佳具體實施例 說明如下。 ’请一併參考圖1與圖2。圖1係關於本創作運動系統之實 施例之外觀示意_，圖2係關於本創作運動系統之架構圖。 本創作之運動系統1包括主體10、至少-施力部20、生理資 訊感測裝置2、處理單元4〇、傳輸模組5〇、身份辨識模組8〇、 記憶裝置110與輪出裝置12〇。 、主體10係為各種重量訓練機之主要機械結構，舉例來 說:其可由施力部、油壓/氣壓紅、連動桿、滾輪及/或槓 片等所、.且成。施力部20係連接於主體1〇。於本實施例中， 運動系統1為手部重量訓練機（如圖1所示之划船機），因此 5 M360058 施力部20係為手部施力部’且施力部20之數量為兩個，係 可分別提供使用者之雙手施力操作。 接著請一併參考圖3與圖4 ’圖3係關於本創作之生理資 訊感測裝置之示意圖，圖4係關於本創作之生理資訊感測裝 置之操作示意圖。生理資訊感測裝置2係包覆施力部20之至 少一部份，其用以直接感測使用者之運動狀況。於本實施 例中，生理資訊感測裝置2係可分離地連接運動系統1之施 力部 20、20a。 ❿ 惟須注意的是’生理資訊感測裝置2除了設置於本創作 之運動系統1之外，生理資訊感測裝置2亦可單獨應用於其 他各種運動器材或裝置上，使其增加感測各種生理資訊之 功能。舉例來說，生理資訊感測裝置2可設置於各式運動器 材之施力部上，或者亦可包覆於高爾夫球桿、網球拍、羽 毛球拍等裝置之施力握把上。 於本實施例中，生理資訊感測裝置2包括可撓式壓力感 測模組30、心跳感測單元60與體溫感測單元70，其中可撓 • 式壓力感測模組30、心跳感測單元60與體溫感測單元70可 分別產生壓力量測資訊、心跳感測資訊與體溫感測資訊。 可換式壓力感測模組30(flexible pressure sensor module)可獲得壓力量測資訊。於本實施例中，可撓式壓力 感測模組30係呈片狀，其係軟性基板上分散設置複數微型 力量感測單元301 (thin-film pressure sensors or micro pressure sensor units)，可依照使用者所欲獲得量測資 訊的精細度而調整微型力量感測單元301分佈的密集度。其 ' 中，微型力量感測單元301的力量量測原理可區分為壓電感 6 M360058 測、電阻感測、電容感測或電感感測等方式，亦即微型力 量感測單元301包括壓電感測元件、電阻感測元件、電容感 測元件及/或電感感測元件等。當經由外力（例如使用者施 力）來改變微型力量感測單元301的狀態（例如結構形狀） 時，即可同時改變上述的感測物理量。由於微型力量感測 單元301係屬習知技術，因此不再贅述其他細部結構與原 理。 惟須注意的是，可撓式壓力感測模組30之結構不限於 _ 上述，可撓式壓力感測模組30亦可不使用微型力量感測單 元301，而使用其他型式之壓電感測、電阻感測、電容感測 或電感感測等方式達成量測壓力之目的。舉例來說，可撓 式壓力感測模組可包括習用之壓力計（pressure sensor)、應變計（strain gauge)等。 於本實施例中，可撓式壓力感測模組30之數量為兩 個，且分別連接於兩個施力部20，當使用者的雙手分別施 加壓力於施力部20時（如圖4所示），可撓式壓力感測模組30 φ 可直接感測雙手所施加之壓力。其中，量測資訊係為尚未 經過訊號處理之電子訊號。惟須注意的是，生理資訊感測 裝置2所包括之各種感測單元（如本實施例之心跳感測單元 60與體溫感測單元70)皆分別產生量測資訊。 處理單元40係與生理資訊感測裝置2電性連接，處理單 元4 0係處理由生理資訊感測裝置2所獲得之各種量測資訊 (例如壓力、體溫、脈搏等資訊），透過各式量測電路的組 合以及數值校正後，進而產生輸出資訊。舉例來說，處理 • 單元40可進行訊號放大、雜訊濾波、資訊分析等。因此， 7 M360058 可撓式壓力感測模組30所測得之「量測資訊」經由處理單 7〇40進一步處理與分析後產生「輸出資訊」。 另外，虽使用者對施力部2〇進行往復施力時，會產生具 有週期性的壓力數值，處理單元4()可藉由可撓式壓力感測 模組30所得知週期性壓力數值以產生施力次數資訊。 ::模組50與處理單元4〇電性連接，傳輸模組5〇可傳 ==訊’本實施例中’傳輸模组㈣括無線傳輸模 =處理單元4〇所產生之輸出資訊以無線方式傳 隼梦晉；:科搜集裝置(圖未示）’舉例來說’外部資料搜 主機、手機或PM裝置等。惟須注意的是， 傳二模组*綠限於上述’傳輸模組⑽亦可包括其他如1^ 專輸：組、有線區域網路模組 50以有線傳輸方式傳遞資㈣二輯說β傳輸核、，且 與輸出接頭等元件。 傳輸模組5G可包括訊號線 於本實施例中，虚理凿-Μ 體_，惟處理單元4。與；二：傳輪模組_設置於主 此。舉例來說，處理單元專組50之設置位置並不限於 訊感測裝置2内部，或者声ΐ傳輸模組50可設置於生理資 於施力部20内。 处理早元4〇或傳輸模組50亦可設置 或輸出!訊，以供^暫^夺儲存或永久儲存各種量測資訊及/ 憶裝置_可^^_用:簿嫩:記 系統1無須儲存資料時，、重置。另須注意的是，右運動 110。 連動系統1亦可不包括記憶裝置 8 M360058 輸出裝置120可接收傳輪模組50所傳送之各種輸出資 訊以輸出生理資訊感測裝置2所測得之量測資訊。舉例來 說，輸出襞置120可為點矩陣式顯示器（如圖1所示）、七段 顯示器、液晶螢幕、擴音裝置、列印裝置等。 心跳量測資訊係由心跳感測單元6〇所獲得。於本實施 例中，心跳感測單元60係連接於可撓式壓力感測模組3〇， 以提供使用者在施力於施力部2〇之運動過程中，可同時透 過心跳感測單元60量測使用者在運動時的心跳次數。舉例 • 來說，心跳感測單元60可為心電脈衝訊號感測單元或遠紅 外線感測單元。另外，當發現使用者的心跳頻率異常時（例 如過高或過低），可藉由輸出装置120以畫面顯示或其他警 示方式（例如警報聲或閃光等）提醒使用者。 體溫量測資訊係由體溫感測單元70所獲得。於本實施 例中，體溫感測單元係連接於可撓式壓力感測模組30， 以提供使用者在施力於施力部20之運動過程中，可同時透 過體溫感測單元70對使用者進行體溫偵測。另外，當發現 φ 使用者之體溫過高或過低時，可透過輸出裝置120以畫面顯 示或其他警示方式提醒使用者。 惟須注意的是，生理資訊感測裝置2之構成並不限於上 述。舉例來說，生理資訊感測裝置2可以僅包括可撓式壓力 生理資訊感測裝置30與心跳感測單元60，或者生理資訊感 測裝置2可更包括其他感測單元（例如心電圖感測器、血氧 濃度感測器等），以獲得更多生醫數值，以達到精確得知使 用者之運動情形。各種量測資訊（例如本實施例之壓力量測 9 M360058 資訊、心跳量測資訊與體溫量測資訊）皆傳遞至處理單元4 Ο 以產生輸出資訊。 而當運動系統1設置於開放性的場所時（例如健身中 心），由於運動系統1係多人共用，因此必須以身份辨識模 組80辨識使用者的身份。舉例來說，其可藉由紅外線感測、 RFID等方式讀取使用者持有之識別卡片，或者使用者輸入 帳號、密碼等資訊以進行登入。藉由身份辨識便可針對不 同使用者之操作資訊作個人化之統整紀錄，並建立個人長 φ 期運動狀態的個人運動資料。舉例來說，該個人運動資料 可儲存於插卡式記憶裝置，供使用者隨身攜帶與保存。 最後請參考圖5，係關於本創作之運動系統之另一實施 例之外觀示意圖。運動系統la主要包括主體10a、施力部 20a、生理資訊感測裝置2、處理單元40與傳輸模組50。本 實施例之運動系統la係為腿部重量訓練機，因此施力部20a 係為腿部施力部，且施力部20a的數量為一個。其中，生理 資訊感測裝置2、處理單元4 0與傳輸模組5 0之構成相同於前 鲁 述，因此不再贅述。 惟須注意的是，本創作之運動系統1與生理資訊感測裝 置2並非僅適用於手部或腿部之重量訓練裝置或系統，其 亦可應用於其他之重量訓練裝置或系統。舉例來說，本創 作之運動系統亦可為以鍛鍊腹肌、背肌為目的之重量訓練 機，或者可為復健訓練機等。綜上所陳，本創作無論就目 的、手段及功能，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵。 惟需注意，上述實施例僅為例示性說明本創作之原理及其 M360058 功效，而非用於限制本創作之範圍。任何熟於此項技藝之 人士均可在不違背本創作之技術員理及精神下，對實施例 作修改或變化。本創作權利保護範圍應如後述之申請專利 範圍所述。 【圖式簡單說明】 圖1係關於本創作運動系統之實施例之外觀示意圖。 • 圖2係關於本創作運動系統之架構圖。 圖3係關於本創作之生理資訊感測裝置之示意圖。 圖4係關於本創作之生理資訊感測裝置之操作示意圖。 圖5係關於本創作運動系統之另一實施例之外觀示意圖。 【主要元件符號說明】 主體10、10a 生理資訊感測裝置2 處理單元40 微型力量感測單元301 身份辨識模組80 無線傳輸模組90 運動系統1、1 a 施力部20、20a

可撓式壓力感測模組30 傳輸模組50 心跳感測單元60 體溫感測單元70 記憶裝置110輸出裝置120 11

Claims (1)

1. M360058 六、申請專利範圍： 1. 一種運動系統，提供一使用者施力，該運動系統包 括： 一主體； 至少一施力部，係連接該主體，該至少一施力部供該 使用者施力； 一生理資訊感測裝置，包括： 至少一可撓式壓力感測模組，係分別連接於該至少 # 一施力部，當該使用者施力於該至少一施力部 時，該至少一可撓式壓力感測模組可產生一壓力 量測資訊；以及 一心跳感測單元，該心跳感測單元可測得一心跳量 測資訊； 一處理單元，係與該生理資訊感測裝置電性連接，該 處理單元處理該壓力量測資訊與該心跳量測資訊 以產生一輸出資訊；以及 • 一傳輸模組，係與該處理單元電性連接，該傳輸模組 可傳輸該輸出資訊。 2. 如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該可撓 式壓力感測模組包括複數微型力量感測單元。 3. 如申請專利範圍第2項所述之運動系統，其中該微型 力量感測單元包括一壓電感測元件、一電阻感測元 件、一電容感測元件或一電感感測元件。 4. 如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該至少 一可撓式壓力感測模組的數量為兩個，該至少一施力 12 M360058 部之數量係為兩個。 5·如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該至少 一可撓式壓力感測模組係分別包覆該至少一施力部 之至少一部份。 ° 6. 如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該心跳 感測單元係為一心電脈衝訊號感測單元或一遠紅 線感測單元。 7. 如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該運動 f統更包括-身份辨識模組，該身份辨識模組=與該 處理單元電性連接。 8. 如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該生理 資訊感測裝置更包括-體溫感測單元，該體溫感測單 7〇可測得一體溫量測資訊。 9·如申請專利範圍第8項所述之運動系統，其中該心跳 感測單元係連接該可撓式壓力感測模組， 測單元係連接該可撓式壓力感測模叙。以體^皿感 10trf專利範圍第8項所述之運動系統，其中該運動 處理==識模組’該身分辨識模組係與該 賴粒_統，其中該運動 為;重1訓練系統，每一施力部係為一手部施 刀。卩或一腿部施力部。 12.如申請專利範圍第u項所述之運動， f使用者往復施力於該至少一施力該理 產生一施力次數資訊。 4理早凡可 13·如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該傳輸 13 M360058 模組包括一無線傳輸模組，用以將該輸出資訊傳遞至 一外部資料搜集裝置。 14. 如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該運動 系統更包括一記憶裝置，其與處理單元及傳輸模組電 性連接，該記憶裝置係用以儲存該壓力量測資訊、該 心跳量測資訊或該輸出資訊。 15. 如申請專利範圍第1項所述之運動系統，其中該運動 系統更包括一輸出裝置，其與傳輸模組電性連接，係 可顯示該輸出資訊。 16. 如申請專利範圍第10項所述之運動系統，其中更包 括：一記憶裝置，其與處理單元及傳輸模組電性連 接，該記憶裝置係用以儲存該壓力量測資訊、該心跳 量測資訊或該輸出資訊；以及一輸出裝置，其與傳輸 模組電性連接，係可顯示該輸出資訊。 17. —種生理資訊感測裝置，用於連接一運動裝置之一施 力部，該施力部係供一使用者施力，該生理資訊感測 裝置包括： 一可撓式壓力感測模組，係可包覆該施力部，當該使 用者施力於該施力部時，該可撓式壓力感測模組可 產生一壓力量測資訊，其中該可撓式壓力感測模組 包括複數微型力量感測單元； 一心跳感測單元，其係連接該可撓式壓力感測模組， 當該使用者接觸該心跳感測單元時，該心跳感測單 元可產生一心跳量測資訊；以及 一傳輸模組，係與該可撓式壓力感測模組電性連接， 該傳輸模組可將該壓力量測資訊與該心跳量測資 M360058 訊輸出。 18. 如申請專利範圍第17項所述之生理資訊感測裝置， 其中更包括：一體溫感測單元，其係連接該可撓式壓 力感測模組，當該使用者接觸該體溫感測單元時，該 體溫感測單元可產生一體溫量測資訊 19. 如申請專利範圍第17項所述之生理資訊感測裝置， 其中該可撓式壓力感測模組包括一壓電感測元件、一 電阻感測元件、一電容感測元件或一電感感測元件， _ 該心跳感測單元係為一心電脈衝訊號感測單元或一 遠紅外線感測單元。 20. 如申請專利範圍第17項所述之生理資訊感測裝置， 其中更包括： 一處理單元，係連接該可撓式壓力感測模組，並且該處 理單元與該複數微型力量感測單元及該心跳感測單元電 性連接，該處理單元處理該壓力量測資訊與該心跳量測 資訊以產生一輸出資訊。 15