一种防扭伤自平衡鞋底及其平衡方法与流程

[0001]
本发明涉及鞋底结构制造领域和平衡机构调整领域，尤其涉及一种防扭伤自平衡鞋底及其平衡方法。


背景技术：

[0002]
鞋子是大家生活中的必需品，自古以来，鞋有履、靴、屐、鞳等称谓。鞋发展到今天已经有几千年的历史了，中国不仅是文明大国，鞋服等也有这源远流长的文化，上古时期的人类是没有鞋子的，长期赤脚，脚底长出厚厚的茧子，痛觉自然没有那么敏感，后来随着人类迁徙，生存环境改变，加上经常外出狩猎，脚部难免会有磕磕碰碰。聪明的古人为了保护双脚，学会用动物的皮毛和植物根茎裹脚，既坚韧耐磨又可以御寒保暖。鞋子可提供使用者足部的保护，以运动用途的鞋子来说，除了要能提供足部保护，还要能稳定足部、以及提供与地面较佳的接触效果。以足球鞋为例，由于使用者长时间的奔跑，鞋底容易产生磨损，须要有耐磨的鞋底结构。鞋子的种类有很多种，有登山靴、体操鞋、田径鞋、球鞋、休闲鞋等，休闲鞋是鞋类的一种，主要特色是以一种简单，舒适的设计理念，满足人们日常生活穿着的需求。
[0003]
经过了三十多年的粗放式快速发展，中国的制鞋业积累了很多经验，中国鞋业已进入了产业转型期。例如，以出口为主的制鞋产业，面对国际市场的萎缩，又加之来自主要市场国的反倾销等贸易保护措施，中国制鞋业的下行压力较大，规模企业出现的同时，一批小企业倒闭。早在几年前，因不断上涨的劳动力成本、原材料以及汇率波动等因素，就有不少鞋企向东南亚地区转移生产基地。而中国-东盟自由贸易区的全面启动，越南、印度、巴基斯坦等地的鞋业发展迅速，更使得我国制鞋业受到制约。
[0004]
鞋底作为鞋子的重要组成部分，能够为人们提供平稳性也是至关重要的。目前的市场中，并未发现关于应用于不平整路面的鞋底，例如在一些倾斜地面工作的工人，尤其是对于长时间在不平整路面工作的人员，很容易对脚踝关节产生一定影响，日积月累落下病根，甚至出现扭伤现象。在现有技术中，生产鞋子的厂家主要以鞋底的材料作为研究对象，而对其结构特征不加以重视，在我们生活中出现的鞋子也是千篇一律，目前市场上存在的鞋子并不能辅助调节平衡状态，穿戴者很难获得一定的舒适感，因此，急需一种能够自动调节平衡状态的鞋子来解决上述问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明克服了现有技术的不足，提供一种防扭伤自平衡鞋底及其平衡方法。
[0006]
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种防扭伤自平衡鞋底及其平衡方法，包括：鞋底本体和设置在所述鞋底本体内部的若干个平衡组件，所述鞋底本体包括通过环形凸台连接的上底板和下底板，所述上底板底面连接所述平衡组件；所述平衡组件包括：通过固定架体连接的平衡构件和伸缩构件。
[0007]
所述平衡构件内部设置中空腔体，所述中空腔体内设置配重滑块，所述配重滑块
通过连接杆连接两个压力传感器，两个所述压力传感器设置在所述中空腔体的两端，每个所述所述平衡构件两端均设置固定架体。
[0008]
所述固定架体包括：固定支架和设置在所述固定支架上的第一传动轴，所述第一传动轴连接伸缩构件，所述伸缩构件包括通过第二传动轴连接的第一支撑杆和第二支撑杆，所述第二支撑杆连接所述下底板。
[0009]
本发明一个较佳实施例中，所述第一传动轴和所述第二传动轴均通过驱动装置驱动，且所述第一传动轴和所述第二传动轴上均设置角度传感器。
[0010]
本发明一个较佳实施例中，所述第二支撑杆通过铰接件连接所述下底板。
[0011]
本发明一个较佳实施例中，所述下底板底面设置若干防滑纹路，所述防滑纹路采用橡胶材质。
[0012]
本发明一个较佳实施例中，所述环形凸台环绕设置在所述上底板和所述下底板侧面。
[0013]
本发明一个较佳实施例中，所述环形凸台由橡胶材质制成。
[0014]
本发明一个较佳实施例中，所述上底板上表面设置若干个按摩凸起部，所述按摩凸起部由硅胶材质制成。
[0015]
本发明一个较佳实施例中，所述上底板下表面设置陀螺仪。
[0016]
本发明所采用的第二种技术方案为：当鞋底处在不平整的地面时，上底板下表面会出现一定的倾斜角度，设置在所述中空腔体内的配重滑块产生滑动的趋势，连接在同一配重滑块上的两个所述压力传感器受到的压力不再相同，两个所述压力传感器传输信号至控制系统，控制系统命令驱动装置驱动与压力传感器同一侧的第一传动轴和第二传动轴旋转；当同一中空腔体中所述压力传感器受到拉力时，控制系统命令驱动装置驱动所述压力传感器同一侧的第一传动轴和第二传动轴旋转，伸缩构件整体收缩；当同一中空腔体中所述压力传感器受到拉力时，控制系统命令驱动装置驱动所述压力传感器同一侧的第一传动轴和第二传动轴旋转，伸缩构件整体伸长；当同一中空腔体中两个所述压力传感器受到外力均为零时，所述第一传动轴和第二传动轴停止旋转，平衡构件达到平衡状态。
[0017]
本发明一个较佳实施例中，当所述上底板下表面与水平面之间夹角为零时，同一所述中空腔体中的两个所述压力传感器受到外力均为零。
[0018]
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：（1）本发明利用配重滑块和压力传感器之间的配合，快速识别鞋底的平衡状态，根据鞋底的倾斜角度，同一中空腔体内设置的配重滑块对连接在两端的两端的压力传感器作用力相应发生改变，进而快速命令驱动装置驱动第一传动轴和第二传动轴旋转带动伸缩构件快速调整状态，保证鞋底快速实现平衡；同时在上底板下表面设置陀螺仪，用于检测装载组件前后方向是否出现倾斜现象，方便伸缩构件及时调整装载组件前后方向上的倾斜角度，确保装载组件在前后方向保持水平，进而保证了鞋底始终保持平衡状态，增强人站立时的舒适感。
[0019]
（2）本发明中连接杆与轨道槽延伸方向一致，能够提高第一压力传感器与第二压力传感器检测外力时的精确度，第一压力传感器与第二压力传感器高度一致，连接杆及设置在连接杆上的配重滑块能够沿轨道槽在一定距离范围内移动，进一步提高压力传感器对配重滑块滑动趋势的精准检测，实现快调整托板至平衡状态的目的。
[0020]
（3）本发明中通过铰接件连接第二支撑杆和下底板，能够保证下底板在一定范围内灵活调节连接状态，使下底板和第二支撑杆之间始终保持正向作用力，防止因第二支撑杆因伸缩，而使第二支撑杆和下底板无法保持连接；在下底板底面设置若干防滑纹路，通过防滑纹路的设置能够增大下底板与地面之间的摩擦力，防止人行走时下底板出现侧滑现象，进而失去其平稳性，给人身安全造成威胁。且防滑纹路由橡胶材质制成，由于橡胶材质自身的性质，在保证增大摩擦力的同时，具有一定的韧性，能够缓冲移动时的冲击效果。
[0021]
（4）本发明中通过在上底板上表面设置的若干个按摩凸起部，能够对脚底具有一定的按摩作用，特别是长时间站立时，能够针对脚底各处穴位进行按摩，促进血液循环，有效起到保健的作用；设置的按摩凸起部利用硅胶材质弹性较大、柔软度优良的性质，能够给脚底带来更好的舒适感。
[0022]
（5）本发明利用陀螺仪检测鞋底的前后平衡状态，通过伸缩构件快速调整直到鞋底前后平衡；利用角度传感器作为伸缩构件伸缩长度的辅助测量，通过压力传感器和角度传感器同时检测，能够有效保证伸缩构件长度伸缩的准确性，进一步使无人机精确保持平衡状态；环形凸台选择橡胶材质，具有一定的弹性，在确保鞋底内部封闭性的同时，能够根据伸缩构件的伸缩程度调整自身形态，保证伸缩构件伸缩不受影响。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]
图1为本发明的优选实施例的爆炸示意图；图2为本发明优选实施例的立体结构图；图3为本发明优选实施例平衡组件的立体结构图；图4为本发明优选实施例伸缩构件的立体结构图。
[0025]
具体地，110-上底板，111-按摩凸起部，120-下底板，121-防滑纹路，130-环形凸台，140-陀螺仪，200-平衡构件，210-压力传感器，220-中空腔体，230-配重滑块，240-连接杆，300-伸缩构件，310-驱动装置，320-固定架体，330-第一支撑杆，340-铰接件，350-第二支撑杆，360-第一传动轴，370-第二传动轴。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0028]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030]
如图1和图2所示，一种防扭伤自平衡鞋底，包括：鞋底本体和设置在鞋底本体内部的若干个平衡组件，鞋底本体包括通过环形凸台130连接的上底板110和下底板120，下底板120底面连接平衡组件；平衡组件包括：通过固定架体320连接的平衡构件200和伸缩构件300。
[0031]
平衡构件200内部设置中空腔体220，中空腔体220内设置配重滑块230，配重滑块230通过连接杆240连接两个压力传感器210，两个压力传感器210设置在中空腔体220的两端，每个平衡构件200两端均设置固定架体320。
[0032]
固定架体320包括：固定支架和设置在固定支架上的第一传动轴360，第一传动轴360连接伸缩构件300，伸缩构件300包括通过第二传动轴370连接的第一支撑杆330和第二支撑杆350，第二支撑杆350连接下底板120。
[0033]
本发明一个较佳实施例中，利用配重滑块230和压力传感器210之间的配合，快速识别鞋底的平衡状态，根据鞋底的倾斜角度，同一中空腔体220内设置的配重滑块230对连接在两端的两端的压力传感器210作用力相应发生改变，进而快速命令驱动装置310驱动第一传动轴360和第二传动轴370旋转带动伸缩构件300快速调整状态，保证鞋底快速实现平衡，可以选择小型电机作为驱动装置310；同时在上底板110下表面设置陀螺仪140，用于检测装载组件前后方向是否出现倾斜现象，方便伸缩构件300及时调整装载组件前后方向上的倾斜角度，确保装载组件在前后方向保持水平，进而保证穿戴着脚底始终如同站在平地上，防止出现扭伤现象，同时增强人在站立时的舒适感。
[0034]
本发明一个较佳实施例中，配重滑块230能够恰好在中空腔体220内滑动，且在配重滑块230表面涂上润滑油等相关减少摩擦力的产品，能够有助于配重滑块230在中空腔体220内部滑动，有效增加平衡组件检测的灵敏度，连接杆240与轨道槽延伸方向一致，进一步提高第一压力传感器210与第二压力传感器210检测外力时的精确度，且连接杆240能够在传感器内有一定的活动范围，当配重滑块230有一定的滑动趋势时，压力传感器210能够根据受到连接杆240作用力的大小和方向进行判断，作出相应调整；第一压力传感器210与第二压力传感器210高度一致，防止因传感器高度不一致，平衡组件无法快速调整至准确的平衡状态，造成一定的参数误差，连接杆240及设置在连接杆240上的配重滑块230能够沿轨道
槽在一定距离范围内移动，进一步提高压力传感器210对配重滑块230滑动趋势的精准检测，实现快调整托板至平衡状态的目的。
[0035]
本发明一个较佳实施例中，第二支撑杆350通过铰接件连接下底板120，由于下底板120和第二支撑杆350之间连接状态并不固定，当伸缩构件300伸缩状态改变时，第二支撑杆350的位置角度相应发生改变，因此，通过铰接件连接第二支撑杆350和下底板120，能够保证下底板120在一定范围内灵活调节连接状态，使下底板120与第二支撑杆350始终连接在一起，保证了下底板120和第二支撑杆350之间始终保持正向作用力，防止因第二支撑杆350因伸缩，使第二支撑杆350和下底板120无法保持连接。
[0036]
本发明一个较佳实施例中，下底板120底面设置若干防滑纹路121，防滑纹路121可以设计成如附图2所示的条状凸起，也可以设置成圆形或多边形等其它形状，对其具体形状不加以限定，通过防滑纹路121的设置能够增大下底板120与地面之间的摩擦力，防止人行走时下底板120出现侧滑现象，进而失去其平稳性，给人身安全造成威胁。且防滑纹路121由橡胶材质制成，由于橡胶材质自身的性质，在保证增大摩擦力的同时，具有一定的韧性，能够缓冲移动时的冲击效果。
[0037]
需要说明的是，下底板120材质并不限制，可以选择具有一定柔性的材质作为下底板120，根据人在行走时的情况分析，下底板120具有一定的灵活弯曲度，能够给穿戴者更好的体验，下底板可以选择橡胶、eva等耐磨性和抗腐蚀性较好的材料制成。
[0038]
本发明一个较佳实施例中，在上底板110的上表面设置若干个按摩凸起部111，按摩凸起部111根据相关医学知识设置在人的脚底穴位处，按摩凸起部111由硅胶材质制成，通过在上底板110上表面设置的若干个按摩凸起部111，能够对脚底具有一定的按摩作用，特别是长时间站立时，能够针对脚底各处穴位进行按摩，促进血液循环，有效起到保健的作用；设置的按摩凸起部111利用硅胶材质弹性较大、柔软度优良的性质，能够给脚底带来更好的舒适感。
[0039]
本发明一个较佳实施例中，在上底板110下表面设置陀螺仪140，利用陀螺仪140检测鞋底的前后平衡状态，控制系统根据陀螺仪140检测信号，命令驱动装置310驱动第一传动轴360和第二传动轴370转动，控制系统可能够同时对设置在鞋底内部的若干个平衡组件同时调整，直到伸缩构件300上方的上底板110前后平衡；第一传动轴360和第二传动轴370均通过驱动装置310驱动，且第一传动轴360和第二传动轴370上均设置角度传感器，利用角度传感器作为伸缩构件300伸缩长度的辅助测量，通过压力传感器210和角度传感器同时检测，能够有效保证伸缩构件300长度伸缩的准确性，进一步使无人机精确保持平衡状态。
[0040]
本发明一个较佳实施例中，环形凸台130环绕设置在上底板110和下底板120侧面，能够对鞋底的内部起到封闭作用，防止灰尘进入鞋底内部对内部构件造成损坏，同时能够起到防水的作用，在经过浅水区时，不至于水流经过上底板110和下底板120之间缝隙处进入鞋底内部，进一步保证穿戴者的舒适度体验；环形凸台130选择橡胶材质制成，利用橡胶材质具有一定的弹性的性质，在确保鞋底内部封闭性的同时，能够根据伸缩构件300的伸缩程度调整自身形态，保证伸缩构件300伸缩不受影响。
[0041]
本发明使用时，当人们行走在不平整的地面时，上底板110的下表面会出现一定的倾斜角度，设置在中空腔体220内的配重滑块230产生滑动的趋势，连接在同一配重滑块230上的两个压力传感器210受到的压力不再相同，两个压力传感器210传输信号至控制系统，
控制系统命令驱动装置310驱动与压力传感器210同一侧的第一传动轴360和第二传动轴370旋转；当同一中空腔体220中压力传感器210受到拉力时，控制系统命令驱动装置310驱动压力传感器210同一侧的第一传动轴360和第二传动轴370旋转，伸缩构件300整体收缩；当同一中空腔体220中压力传感器210受到拉力时，控制系统命令驱动装置310驱动压力传感器210同一侧的第一传动轴360和第二传动轴370旋转，伸缩构件300整体伸长；当同一中空腔体220中两个压力传感器210受到外力均为零时，第一传动轴360和第二传动轴370停止旋转，平衡构件200达到平衡状态。
[0042]
需要说明的是，当上底板110下表面与水平面之间夹角为零时，同一中空腔体220中的两个压力传感器210受到外力均为零。
[0043]
综上所述：本发明中的自平衡鞋底，能够通过平衡组件快速调整伸缩构件，使鞋底实现平衡状态，保证穿戴着脚底始终像站在平地上，防止出现扭伤现象，同时增添舒适感。
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对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0045]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。