專利名稱：兩點式心跳頻率量測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明與人體特性量測裝置有關，詳細地說，是關于一種利用兩個觸接端子供受測者雙手或雙腳分別觸接，以進行人體心跳頻率量測的裝置。
背景技術(shù)：
量測心跳頻率的技術(shù)及裝置早巳普遍應用于醫(yī)學保健領域，近來更快速延伸至運動器材、娛樂器材、家庭用品甚至隨身用品上。其中較為常見的應用例，是在跑步機、健身腳踏車等運動健身器材的握把上設置感測器，讓使用者在運動過程中可隨時知悉自己的心跳頻率，以掌握運動狀況。另外亦十分常見的，上在公知的體重計上增設心跳感測器，如此在量體重的同時亦能一并知悉心跳頻率。
在公知技術(shù)中，量測人體心跳頻率的基本原理，是將人體視為一電阻值固定的生物電阻，通過每次心跳時人體的電壓訊號會對應地產(chǎn)生一脈沖，即可得知心跳產(chǎn)生并計得其頻率。一般的常用心跳量測裝置，均是對身體上相隔一定距離的兩個部位(通常是兩手或兩腳)施以適當電壓，由前述兩種訊號放大比較后，以求出脈沖訊號的產(chǎn)生頻率(亦即心跳頻率)。而且，前述型式的常用心跳量測裝置，一般均是設置四個觸接端子(四點接觸)，以兩手(或兩腳)分別觸接兩點的方式，供欲進行量測的使用者觸摸(或觸踏)，例如美國第5337753號專利所公開的技術(shù)即為其中典型。具體而言，前述裝置應用于運動健身器材時，即是在握把左端及握把右端各設置兩個適當靠近的觸接端子，供左手及右手分別捉握觸接；應用于體重計時，即是在踏板上的左半邊及右半邊各設置兩個觸接端子，供左腳及右腳分別踩踏觸接。
由于在使用前述型式的常用量測裝置時，左手(或左腳)必須同時觸接對應的兩個端子，而且，右手(或右腳)亦須同時觸接對應的另外兩個端子，電路才能正確地量測人體的電壓訊號；此種一手(腳)要同時接觸兩個端子的偵測方式，由于單一手掌面或腳掌面均非為平面狀，因此要同時接觸兩端子，單手(腳)必須要施力握緊或踏緊才能同時接觸，此即造成偵測作業(yè)上的困惱而影響原作業(yè)(運動)的順暢；或者將偵測部分的端子輪廓設計成凹弧狀以適用于非平面的掌面，然而此種方式對于不同身材的廣泛受測者(如高壯大人至幼小兒童)而言，相容性不大。
再者，當受測者其中一手(或一腳)并未同時觸接對應的兩個端子，比方說因為瞬間手握得較松而只剩觸接其中一點時，未接觸的另一點上的空氣會被當成測試而得的電阻，而形成假值(false value)，其測試出的心跳波幅在受到假值干擾后，會呈現(xiàn)如圖1所示紊亂無序，即會造成電路產(chǎn)生誤判的情況。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種心跳頻率量測裝置，其配置兩個觸接端子供受測者雙手或雙腳分別觸接，取一單一訊號以進行心跳頻率量測作業(yè)，型式不同于公知技術(shù)兩種訊號的比較放大；而且在使用上，由于各手或各腳只需觸接單一端子，因此可大幅降低觸接不良的情況。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種心跳頻率量測裝置，其配置兩端子同時觸接偵測單元，因此可大幅降低量測不確實的情況。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的心跳頻率量測裝置包含有二觸接端子，具導電性，用以供受測者的雙手或雙腳分別觸接；一放大及雜訊濾除電路，用以將由該二觸接端子之間量得的電壓訊號，針對脈沖部分加以放大并濾除其他雜訊；一波形轉(zhuǎn)換電路，用以將該放大及雜訊濾除電路的輸出訊號整形為方波；以及一處理及輸出電路，接收該波形轉(zhuǎn)換電路的輸出訊號，并經(jīng)特定程序計算處理以得出該輸出訊號中的波峰產(chǎn)生平均頻率，并可將頻率值輸出至一顯示單元加以顯示。
其中還包含有一同時觸接偵測單元，用以偵測該二觸接端子是否同時與受測者的雙手或雙腳分別觸接，而且，僅有在偵測結(jié)果為是時，該處理及輸出電路才會輸出該頻率值。
其中該同時觸接偵測單元包含有二分別設于該二觸接端子上的紅外線發(fā)射接收器，以及一可檢知該二紅外線發(fā)射接收器是否同時受到觸發(fā)的檢知電路。
其中該各紅外線發(fā)射接收器置設于該各觸接端子外形輪廓的中央。
其中該各觸接端子外形輪廓的中央設有一開口，用以置設該各紅外線發(fā)射接收器。
其中該同時觸接偵測單元包含有二分別設于該二觸接端子上的薄膜開關，以及一可檢知該二薄膜開關是否同時受到觸發(fā)的檢知電路。
其中該同時觸接偵測單元包含有二分別設于該二觸接端子上的微動開關，以及一可檢知該二微動開關是否同時受到觸發(fā)的檢知電路。
其中該處理及輸出電路為一微處理器(Micro processor)。


下面配合附圖舉一較佳實施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及功效進行詳細說明，其中所用附圖先簡要說明如下圖1為常用結(jié)構(gòu)所測量的心跳波幅圖；圖2為本發(fā)明一較佳實施例的單元構(gòu)成示意圖；圖3為本發(fā)明心跳量測步驟圖；圖4為本發(fā)明所測量的心跳波幅圖；圖5為本發(fā)明一較佳實施例應用于運動健身器材的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的6-6剖視圖。
具體實施例方式
首先請先參閱圖2，本發(fā)明兩點式心跳頻率量測裝置一較佳實施例包含有二觸接端子(10A)(10B)，具有導電性，用以供使用者(待測者)的雙手或雙腳同時觸接。亦即，當使用者正確觸接時，如同在該二觸接端子(10A)(10B)之間連接一生物電阻。
一放大及雜訊濾除電路(20)，對該二觸接端子(10A)(10B)之間施以預定電壓(使電流通過人體)，同時量測該二觸接端子(10A)(10B)之間的一組電阻訊號，并針對訊號中因人體心跳所產(chǎn)生的脈沖部分(亦即R波部分)加以放大，同時將其他雜訊予以濾除。
一波形轉(zhuǎn)換電路(30)，將經(jīng)由該放大及雜訊濾除電路(20)處理過的輸出波形，整形為預定幅寬的方波。
一處理及輸出電路(40)，實質(zhì)上為一微處理器，接收該波形轉(zhuǎn)換電路(30)的輸出訊號，并經(jīng)特定程序計算處理以得出該輸出訊號中的波峰產(chǎn)生平均頻率(代表心跳頻率)，并可將頻率值輸出至一顯示單元(圖中未示)加以顯示。前述顯示裝置并非本申請的標的，其可采用公知的液晶螢幕、LED數(shù)字顯示器或LED矩陣等，以數(shù)字方式顯示前述頻率。
一同時觸接偵測單元(50)，用以偵測該二觸接端子(10A)(10B)是否同時受到觸碰，且僅有在偵測結(jié)果為是時，才允許該處理及輸出電路(40)將該頻率值輸出至前述顯示單元，若偵測結(jié)果為否時，則不偵測且輸出警告訊號。實際使用上，可在各觸接端子(10A)(10B)上設一紅外線感應器、薄膜開關或微動開關等各種檢知元件，另以特定電路判斷該二檢知元件是否同時受到觸發(fā)，再依據(jù)結(jié)果對其他電路(附圖中為該放大及雜訊濾除電路(20))進行管控。
設置上述偵測單元(50)的用意，在于未使用時，或是使用中受測者的雙手或雙腳非預期地離開觸接端子(10A)(10B)時，避免電路受到空氣中的電阻干擾而產(chǎn)生誤判，進而輸出錯誤或無意義的數(shù)值。
經(jīng)由上述結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，本發(fā)明的兩點式心跳頻率量測方法，其步驟如圖3所示(a)首先將兩手分別握持于各觸接端子(10A)(10B)上；(b)此時由該同時觸接偵測單元(50)偵測兩手是否同時觸握于各觸接端子(10A)(10B)上；(c)如同時觸接偵測單元(50)偵測兩手如未同握，則不偵測且出現(xiàn)警告訊號；(d)如同時觸接偵測單元(50)偵測兩手是同握，復施以預定電壓同時量測該二觸接端子(10A)(10B)之間的電阻訊號；由于本發(fā)明具有同時觸接偵測單元(50)的設置，因此避免電路受到空氣中的電阻干擾而產(chǎn)生誤判，其訊號如圖4所示；(e)再由放大及雜訊濾除電路(20)將上述訊號加以放大，同時將其他雜訊予以濾除；(f)利用波形轉(zhuǎn)換電路(30)，將經(jīng)由該放大及雜訊濾除電路(20)處理過的輸出波形，整形為預定幅寬的方波；(g)再由該處理及輸出電路(40)接收該波形轉(zhuǎn)換電路(30)的輸出訊號，并經(jīng)特定程序計算處理以得出該輸出訊號中所代表的心跳頻率，并可將頻率值輸出至一顯示單元加以顯示。
請再參閱圖5所示，為本發(fā)明前述較佳實施例應用于一運動健身器材的結(jié)構(gòu)示意圖。本應用例是在健身器的左端握把(72)表面設一呈橢圓形板片的第一觸接端子(10A)，并在右端握把(74)表面設一呈橢圓形板片的第二觸接端子(10B)，同時，將前述放大及雜訊濾除電路(20)、波形轉(zhuǎn)換電路(30)及處理及輸出電路(40)整合于一電路板(60)上；此外，在各觸接端子(10A)(10B)橢圓形板片的中央位置設有一開口(11A)(11B)，該各開口(11A)(11B)中分別設一紅外線發(fā)射接收器(52A)(52B)(當然亦可選用其他檢知元件)，另外在該電路板(60)內(nèi)設一檢知電路，共同構(gòu)成前述的同時觸接偵測單元(50)，用以偵測使用者雙手是否確實壓在觸接端子(10A)(10B)上；該處理及輸出電路(40)的輸出端連接至一顯示單元(76)。由此，當使用者運動時雙手捉握該二握把(72)(74)設有觸接端子(10A)(10B)的部位，本發(fā)明的量測裝置即可由前述原理測出其心跳頻率，并通過該顯示單元(76)顯示所測得的頻率。
針對上述該同時觸接偵測單元(50)部分，其更詳細說明如下，請參閱圖6所示，該各紅外線發(fā)射接收器(52A)(52B)設置于橢圓形觸接端子(10A)(10B)中央的間口(11A)(11B)中，該各紅外線發(fā)射接收器(52A)(52B)具有一發(fā)射端與一接收端，于本實施例中，該發(fā)射端與接收端位于同一處，基此僅以一P點作為表示；當受測者將雙手握觸于該各觸接端子(10A)(10B)時，該各紅外線發(fā)射接收器(52A)(52B)可同時產(chǎn)生一無害且為不可見光的光束L，其中，該發(fā)射端為該光束L的最初始點，該接收端則為該光束L過阻(光束L投射端落于受測者的掌面上)產(chǎn)生繞射時的收受點，由該同時觸接偵測單元(50)檢知該發(fā)射端與該接收端的能量變化而可測知受測者與該發(fā)射端(P)的間距(光能量的損耗多寡)，進而判知受測者的掌面是否同時觸接于各觸接端子(10A)(10B)；當該各紅外線發(fā)射接收器(52A)(52B)所檢知能量均在設定值的范圍內(nèi)，則開始偵測心跳頻率；而當各紅外線發(fā)射接收器(52A)(52B)所檢知的能量變化，其中只要有一所檢知能量超出設定值時，則不偵測心跳頻率，并同時產(chǎn)生警告訊號，使受測者重新調(diào)整測量位置至正確位置，才予以開始偵測。
由此，本發(fā)明兩點式心跳頻率量測裝置具有下列的優(yōu)點一、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)型式不同于一般公知的四點式心跳量測裝置，而且，由于受測者在使用時，各手或各腳只需觸接單一端子，因此可確實觸接；二、當受測者的其中一手(或一腳)并未同時觸接對應的個別端子時，即被偵測得知，而無常用結(jié)構(gòu)在未接觸的另一點上的空氣會被當成測試而得的電阻，而形成假值(false value)，因此可取得精確的測量結(jié)果。
三、本發(fā)明將該各紅外線發(fā)射接收器設置于觸接端子外形輪廓的中央，形成位置確認的最佳點，更可提升測量的精確性。
本發(fā)明可依類似方式應用至腳踏的相關產(chǎn)品(體重計或健身車踏柄)上，或是手握的相關產(chǎn)品(健身器材握把或人體測量用儀表)，甚或是前文中未提及的其他各種器物。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實施例而已，故舉凡應用本發(fā)明說明書及申請專利范圍所為的等效結(jié)構(gòu)變化，理應視為本發(fā)明的創(chuàng)作精神。
權(quán)利要求
1.一種兩點式心跳頻率量測裝置，包含有二觸接端子，具導電性，用以供受測者的雙手或雙腳分別觸接；一放大及雜訊濾除電路，用以將由該二觸接端子之間量得的電壓訊號，針對脈沖部分加以放大并濾除其他雜訊；一波形轉(zhuǎn)換電路，用以將該放大及雜訊濾除電路的輸出訊號整形為方波；以及一處理及輸出電路，接收該波形轉(zhuǎn)換電路的輸出訊號，并經(jīng)特定程序計算處理以得出該輸出訊號中的波峰產(chǎn)生平均頻率，并可將頻率值輸出至一顯示單元加以顯示。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的兩點式心跳頻率量測裝置，其特征在于，其中還包含有一同時觸接偵測單元，用以偵測該二觸接端子是否同時與受測者的雙手或雙腳分別觸接，而且，僅有在偵測結(jié)果為是時，該處理及輸出電路才會輸出該頻率值。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的兩點式心跳頻率量測裝置，其特征在于，其中該同時觸接偵測單元包含有二分別設于該二觸接端子上的紅外線發(fā)射接收器，以及一可檢知該二紅外線發(fā)射接收器是否同時受到觸發(fā)的檢知電路。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的兩點式心跳頻率量測裝置，其特征在于，其中該各紅外線發(fā)射接收器置設于該各觸接端子外形輪廓的中央。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的兩點式心跳頻率量測裝置，其特征在于，其中該各觸接端子外形輪廓的中央設有一開口，用以置設該各紅外線發(fā)射接收器。
6.依據(jù)權(quán)利要求2所述的兩點式心跳頻率量測裝置，其特征在于，其中該同時觸接偵測單元包含有二分別設于該二觸接端子上的薄膜開關，以及一可檢知該二薄膜開關是否同時受到觸發(fā)的檢知電路。
7.依據(jù)權(quán)利要求2所述的兩點式心跳頻率量測裝置，其特征在于，其中該同時觸接偵測單元包含有二分別設于該二觸接端子上的微動開關，以及一可檢知該二微動開關是否同時受到觸發(fā)的檢知電路。
8.依據(jù)權(quán)利要求1所述的兩點式心跳頻率量測裝置，其特征在于，其中該處理及輸出電路為一微處理器。
全文摘要
一種兩點式心跳頻率量測裝置，其包含有二觸接端子，具導電性，用以供受測者的雙手或雙腳分別觸接；一放大及雜訊濾除電路，用以將由該二觸接端子之間量得的電壓訊號，針對脈沖部分加以放大并濾除其他雜訊；一波形轉(zhuǎn)換電路，用以將該放大及雜訊濾除電路的輸出訊號整形為方波；一處理及輸出電路，接收該波形轉(zhuǎn)換電路的輸出訊號，并經(jīng)特定程序計算處理以得出該輸出訊號中的波峰產(chǎn)生平均頻率，并可將頻率值輸出至一顯示單元加以顯示。
文檔編號G06F17/00GK1589732SQ0315573
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者林新保 申請人:昌祐精密工業(yè)股份有限公司