均設(shè)有第一壓力傳感器I，當(dāng)左跑鞋或右跑鞋的鞋體的前掌部落地時第一壓力傳感器I就能產(chǎn)生信號。所述的左跑鞋和右跑鞋的后跟部設(shè)有第二壓力傳感器2，當(dāng)左跑鞋或右跑鞋的鞋體的后跟部落地時第二壓力傳感器2就能產(chǎn)生信號。當(dāng)左跑鞋的第一壓力傳感器I或第二壓力傳感器2檢測到有垂直地面反作用力值信號出現(xiàn)時到左跑鞋的第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2的垂直地面反作用力值信號均消失時為左跑鞋的一腳步。當(dāng)右跑鞋的第一壓力傳感器I或第二壓力傳感器2檢測到有垂直地面反作用力值信號出現(xiàn)時到右跑鞋的第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2的垂直地面反作用力值信號均消失時為右跑鞋的一腳步。所述的左跑鞋和右跑鞋的第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2均與所述的控制模塊電連接，所述的預(yù)警模塊與所述的控制模塊電連接。
[0026]所述鞋體的鞋底從上到下依次為鞋墊、鞋中底和鞋大底;所述的第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2均設(shè)于所述的鞋中底上。所述的第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2均為柔性陣列式壓力傳感器。所述的預(yù)警模塊為警示燈5，該警示燈5分別設(shè)于左跑鞋和右跑鞋的鞋尖部分。
[0027]所述的控制模塊有兩種技術(shù)方案:
[0028]第一技術(shù)方案，所述的控制模塊包括控制器3、計時器和無線通信模4。所述的計時器、第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器2、預(yù)警模塊和無線通信模塊4均與所述的控制器3電連接。所述的控制器通過無線通信模塊4與無線智能移動終端信號連接。此方案中計算過程在控制器內(nèi)完成，曲線也在控制器內(nèi)生成，控制器3通過無線通信模塊4將數(shù)據(jù)發(fā)送給無線智能移動終端，無線智能移動終端用于察看數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)更加直觀地展現(xiàn)在用戶面前?？刂破?有兩個分別設(shè)于左跑鞋和右跑鞋內(nèi)，計時器也有兩個分別設(shè)于左跑鞋和右跑鞋內(nèi)，無線通信模塊4也有兩個分別設(shè)于左跑鞋和右跑鞋內(nèi)。預(yù)警時也可以通過無線智能移動終端來進行預(yù)警，比如通過振動或者鈴聲的方式給用戶以警示，更加能引起用戶的注意。所述的無線智能移動終端為手機或智能手表等。
[0029]第二技術(shù)方案，所述的控制模塊包括控制器3及無線通信模塊4，第一壓力傳感器
1、第二壓力傳感器2、無線通信模塊4和預(yù)警模塊均與所述的控制器3電連接;所述的控制器3通過無線通信模塊4與無線智能移動終端信號連接。此方案中控制器3用于采集數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)通過無線通信的方式發(fā)送給無線智能移動終端，計算過程在無線智能移動終端內(nèi)完成，曲線也在無線智能移動終端內(nèi)生成，當(dāng)需要預(yù)警時，無線智能移動終端將信號發(fā)送給控制器3，控制器3再向預(yù)警模塊發(fā)送指令。
[0030]本發(fā)明的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋的控制方法，其特征在于:
[0031]人體垂直站立時，左跑鞋和右跑鞋鞋中底部分的第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2將采集到的足底壓力信息發(fā)送給控制模塊，控制模塊根據(jù)第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2發(fā)送過來的足底壓力信息獲得人體垂直站立時的體重，體重的單位為kg;通過壓力傳感器采集到的信息計算出人體的體重的方法為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0032]人體運動時，左跑鞋或右跑鞋的第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器2將每一腳步采集到的足底壓力信息實時地發(fā)送給控制模塊，所述的控制模塊根據(jù)實時的足底壓力信息可獲得實時的垂直地面反作用力值，垂直地面反作用力的單位為N;所述的實時是指在設(shè)定的時間段定時地向控制模塊發(fā)送一次數(shù)據(jù)。
[0033]所述的控制模塊將獲得的人體垂直站立時的體重乘以重力加速度換算成人體垂直站立時的體重換算的值;所述的控制模塊根據(jù)人體垂直站立時的體重換算的值、人體運動時每一腳步實時的垂直地面反作用力值和人體運動時每一腳步的時間得出垂直負荷增長率曲線，根據(jù)垂直負荷增長率曲線得出平均垂直負荷增長率a，a即為圖1中所示斜線的斜率。在人體運動過程中當(dāng)所述的平均垂直負荷增長率超出一定閾值且在一定行程S內(nèi)所述的平均垂直負荷增長率超出閾值的次數(shù)累積超出一定數(shù)值M時，預(yù)警模塊發(fā)出預(yù)警信號。本具體實施例中，所述的閾值為72BW/s ；所述的S為10公里，所述的M為500。
【主權(quán)項】
1.一種帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋，包括左跑鞋和右跑鞋;所述的左跑鞋和右跑鞋均包括鞋體，其特征在于:所述的智能跑鞋還包括控制模塊及預(yù)警模塊;所述的左跑鞋和右跑鞋的鞋體的前掌部均設(shè)有第一壓力傳感器(I)，所述的左跑鞋和右跑鞋的鞋體的后跟部設(shè)有第二壓力傳感器(2);所述的左跑鞋和右跑鞋的第一壓力傳感器(I)和第二壓力傳感器(2)均與所述的控制模塊電連接，所述的預(yù)警模塊與所述的控制模塊電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋，其特征在于:所述的鞋體的鞋底從上到下依次為鞋墊、鞋中底和鞋大底;所述的第一壓力傳感器(I)和第二壓力傳感器(2)均設(shè)于所述的鞋中底上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋，其特征在于:所述的控制模塊包括控制器(3)及計時器;所述的計時器、第一壓力傳感器(I)、第二壓力傳感器(2)和預(yù)警模塊均與所述的控制器(3)電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋，其特征在于:所述的控制模塊還包括無線通信模塊(4)，所述的無線通信模塊(4)與所述的控制器(3)電連接，所述的控制器(3)通過無線通信模塊(4)與無線智能移動終端信號連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋，其特征在于:所述的控制模塊包括控制器(3)及無線通信模塊(4);第一壓力傳感器(1)、第二壓力傳感器(2)、無線通信模塊(4)和預(yù)警模塊均與所述的控制器(3)電連接;所述的控制器(3)通過無線通信模塊(4)與無線智能移動終端信號連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項的所述的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋，其特征在于:所述的第一壓力傳感器(I)和第二壓力傳感器(2)均為柔性陣列式壓力傳感器。7.—種帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋的控制方法，其特征在于: 人體垂直站立時，左跑鞋和右跑鞋的鞋體的第一壓力傳感器(I)和第二壓力傳感器(2)將采集到的足底壓力信息發(fā)送給控制模塊，控制模塊根據(jù)第一壓力傳感器(I)和第二壓力傳感器(2)發(fā)送過來的足底壓力信息獲得人體垂直站立時的體重； 人體運動時，左跑鞋或右跑鞋的第一壓力傳感器(I)和第二壓力傳感器(2)將每一腳步采集到的足底壓力信息實時地發(fā)送給控制模塊，所述的控制模塊根據(jù)實時的足底壓力信息可獲得實時的垂直地面反作用力值； 所述的控制模塊將獲得的人體垂直站立時的體重乘以重力加速度換算成人體垂直站立時的體重換算的值;所述的控制模塊根據(jù)人體垂直站立時的體重換算的值、人體運動時每一腳步實時的垂直地面反作用力值和人體運動時每一腳步的時間得出垂直負荷增長率曲線，根據(jù)垂直負荷增長率曲線得出平均垂直負荷增長率，在人體運動過程中當(dāng)所述的平均垂直負荷增長率超出閾值且在一定行程S內(nèi)所述的平均垂直負荷增長率超出閾值的次數(shù)累積超出一定數(shù)值M時，預(yù)警模塊發(fā)出預(yù)警信號。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋的控制方法，其特征在于:所述的閾值為72BW/s。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋的控制方法，其特征在于:所述的S為10公里，所述的M為500。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能的智能跑鞋，包括左跑鞋和右跑鞋；所述的左跑鞋和右跑鞋均包括鞋體，所述的智能跑鞋還包括控制模塊及預(yù)警模塊；所述的左跑鞋和右跑鞋的鞋體的前掌部均設(shè)有第一壓力傳感器(1)，所述的左跑鞋和右跑鞋的鞋體的后跟部設(shè)有第二壓力傳感器(2)；所述的左跑鞋和右跑鞋的第一壓力傳感器(1)和第二壓力傳感器(2)均與所述的控制模塊電連接，所述的預(yù)警模塊與所述的控制模塊電連接。該跑鞋具有膝關(guān)節(jié)損傷預(yù)警功能，避免運動員在跑步過程中損傷膝關(guān)節(jié)。
【IPC分類】G01G19/52, A43B3/00, A43B5/06
【公開號】CN105725355
【申請?zhí)枴緾N201610157910
【發(fā)明人】顧耀東, 孫冬, 李建設(shè), 叢湖平
【申請人】寧波大學(xué)
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年3月18日