专利名称：基于压力传感器的数字鞋的制作方法
技术领域：
发明涉及一种基于压力传感器的数字鞋。
背景技术：
在田径项目中，我国在女子中长跑和竟走、男子110米高栏等小项上具
有一定的基础，在多次奥运会和世界田径竟标赛上取得优良成绩。但田径是
欧美国家的传统项目，即i^更是在我国的强势小项目上，我们也^l不上有多少
优势，最多只能说具有世界先进水平，更别提众多的其它田径项目了。 目前田径科学化训练手段比较单一，除了常规的生理生化指标的监控、
专项能力锻炼与提高外，主要靠高速影像解析系统来获得训练过程的运动学 信息，以此评价分析运动技术，这种分析工作量巨大，需要离线实施，无法 做到实时便捷，而且受场景变化和标定系统的约束，只能采用单点离散的办 法，获取局部过程信息。对于田径运动员运动过程中的步姿步态信息的实时 获取，尚未见到特别有效的方法，而运动员的步姿步态信息对评^介运动员的 技术水平及改进具有重要的意义，因此迫切需要开发田径项目中步姿步态信 息获取技术。基于柔性阵列压力传感器的数字跑鞋，能实时检测、获取运动 员进行田径项目训练时的步姿步态信息，获得运动员在运动过程中的步数、 时间、腾空状况等信自心。
系统的核心技术是使用柔性阵列力/触觉传感器的数字跑鞋，来检测运动员的着地状况，获得运动员运动过程中的步姿信息。对压力分布的检测较
早的可见于足底压力分布测量4支术。据文献记载，早在1882年Beely就完 成了足底压力分布测量研究。测量技术从最筒单的直接复印技术一直发展到 比较先进的鞋内垫测量技术。美国Tekscan公司研制出一种经济、快速、精 确、高效、直观的压力分布测量系统，就是Tekscan压力分布测量系统的传 感器结构。Tekscan压力分布测量系统的独特之处在于其专利技术——柔性 薄膜网格传感器。
标准的Tekscan压力传感器由两片很薄的聚酯薄膜组成，其中一片薄膜 的内表面铺设若干行的带状导体，另 一片薄膜的内表面铺设若干列的带状导 体。导体本身的宽度以及行间距可以根据不同的测量需要而设计。导体外表 涂有特殊的压敏半导体材料涂层。当两片薄膜合为一体时，大量的横向导体 和纵向导体的交叉点就形成了压力感应点阵列。当外力作用到感应点上时， 半导体的阻值会随外力的变化而成比例变化，由此来反映感应点的压力值。 即压力为零时，阻值最大，压力越大，阻值越小，从而可以反映出两接触面
间的压力分布情况。
由于压力分布测量在工业、人体科学、行为科学等领域的应用价值越来 越为人类所认识和重一见，弓I起了发达国家的重点关注，除上述的Tekscan 夕卜，还有美国SPI、比利时Rrscan等知名品牌在全世界占据了绝大部分市场 份额，这些国外品牌价格十分昂贵，以鞋内垫检测系统为例，多数国外产品 售价都达到数万美元，国内业界^p,承担。
阿迪达斯国际经营管理有限/>司于2006年3月2 1日向中国专利局递 交了发明专利"鞋和罩壳，，，其申请号是2006100652566、公开号为CN1839724A。该发明涉及一种供负重训练或健身应用的运动鞋，该运动鞋的鞋底部 件具有凹部用于可拆卸的方式容纳电子装置，容纳电子计步器、加速计或速 度传感器的罩壳，其中罩壳具有与鞋底中凹部形状相对应的形状。该发明不 仅能以可拆卸的方式把传感器组装在鞋底内和鞋底做成一体，而且也能把全 部电子装置，如计步器、加速计或速度传感器、MP3播放器或其它任何适用 的电子装置组装在鞋底内和鞋底做成一体。利用电缆或无线传输装置，能够 把附加的用户接口与上述电子装置连接起来，这样即使在操作时，也能输入 及读取测得的数据。
根据国家专利局检索中心专利查新，未见到有针对于田径训练使用，可 获取步姿信息的训练鞋，所见到的皆为单纯的提供负重训练或健身应用。目 前国内体育竟技比赛中的训练迫切需要的是通过测量运动员在运动过程中 的步姿步态，获得运动员的步频、动作时序等技术参数，从而进行分析。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于压力传感器的数 字鞋。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案
本发明基于压力传感器的数字鞋，其特征在于包括信号转换电路、微处 理器、射频发射芯片、射频接收芯片、射频阅读器、数据采集卡、终端处理 器和设置于鞋底表面的众多压力传感器，其中压力传感器的输出端依次串接 信号转换电路、微处理器、射频发射芯片，射频接收芯片的输出端依次串接 射频阅读器、数据采集卡、终端处理器，射频发射芯片与射频接收芯片无线 连接。本发明本发明的有益效果是
其一、本发明的基于柔性阵列压力传感器的数字跑鞋，包括左、右跑鞋 和置于其内的电子器件，以及附于人体上的信息采集传输部件与电源， 其中电子器件为跑鞋中置有的压力传感器的鞋垫和与其电连接的接口，鞋 垫的前端、前掌两侧和后端处置有一只以上的压力传感器，压力传感器与接 口电连接，用于将来自脚底的不同部位处的压力转换成电信号；
信息采集传输部件包含左信息采集部件、右信息采集部件和信息中转部 件，用于收集来自左、右跑鞋中电子器件的压力电信号，并对其进行中转送； 基于柔性阵列压力传感器的数字跑鞋还包括手持终端部件，用于对来自信息 采集传输部件的信号进行处理，以获得运动员所穿跑鞋于使用中动态的步伐 特征。聚酯薄片的传感器鞋垫能够通过压力传感器感受到的压力变化判别运 动员运动过程的运动情况，因此本发明能实时检测、获取运动员进行田径项 目训练时的步姿步态信息，获得运动员在运动过程中的步数、时间、腾空状 况等信息。
其二 、用于基于柔性阵列压力传感器的数字跑鞋的方法分无线实时监测 实时分析或有线实时监测离线分析两种情况；无线实时监测实时分析是开 启手持终端部件后进行初始化设置，完成准备工作开始运动后，实时监测分 析单个或多个运动员在单位距离的运动情况并通过手持终端部件实时分析 显示，得到运动员的运动参数；有线实时监测离线分析是连接手持终端部 件与计算机后进行初始化设置，完成准备工作开始运动后，记录单个或多个 运动员在单位距离的运动情况，训练结束后将数据读取到计算机中进行详细 的数据分析；
本发明的手持终端部件与计算机能够单独工作，即在训练时使用手持终 端部件能够进行无线实时监测实时分析，训练结束后使用计算机能够进行有 线实时监测离线分析；
手持终端部件具有多个频点，能够同时支持多个运动员进行训练，能够同时采集分析多个运动员的运动信息，进行对比分析，能够比较多个运动员 的训练效果，做到同步测试。
图l:本发明设置有压力传感器的鞋底结构图； 图2:本发明设置于鞋上的电路原理图； 图3:本发明设置于处理端电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明
如图l至图3所示，本发明基于压力传感器的数字鞋，其特征在于包括 信号转换电路、微处理器、射频发射芯片、射频接收芯片、射频阅读器、数 据采集卡、终端处理器和设置于鞋底表面的众多压力传感器，其中压力传感 器的输出端依次串接信号转换电路、微处理器、射频发射芯片，射频接收芯 片的输出端依次串接射频阅读器、数据采集卡、终端处理器，射频发射芯片 与射频接收芯片无线连接。
权利要求
1、一种基于压力传感器的数字鞋，其特征在于包括信号转换电路、微处理器、射频发射芯片、射频接收芯片、射频阅读器、数据采集卡、终端处理器和设置于鞋底表面的众多压力传感器，其中压力传感器的输出端依次串接信号转换电路、微处理器、射频发射芯片，射频接收芯片的输出端依次串接射频阅读器、数据采集卡、终端处理器，射频发射芯片与射频接收芯片无线连接。
全文摘要
本发明公布了一种基于压力传感器的数字鞋，其特征在于包括信号转换电路、微处理器、射频发射芯片、射频接收芯片、射频阅读器、数据采集卡、终端处理器和设置于鞋底表面的众多压力传感器，其中压力传感器的输出端依次串接信号转换电路、微处理器、射频发射芯片，射频接收芯片的输出端依次串接射频阅读器、数据采集卡、终端处理器，射频发射芯片与射频接收芯片无线连接。本发明实现了实时检测、检测精度高。
文档编号A43B5/06GK101524196SQ200910030880
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者王永其 申请人:吴江市东塔鞋业有限公司