基于气囊式鞋面鞋子穿、脱自适应调节的电路控制系统的制作方法

本发明及一种电路控制系统，具体的说是涉及一种基于气囊式鞋面鞋子穿、脱自适应调节的电路控制系统，属电气控制技术应用领域。

背景技术：

鞋子自问世以来，人们就发明了许许多多将足部固定在鞋面与鞋底之间的方法，比如利用鞋带绑扎法，魔术贴黏贴法，拉链拉紧法以及利用鞋面造型与脚背及腿之间天然角度贴合法。

然而作为传统工业化量产的鞋子，无论采用上述哪一种方法，均一直无法解决如下两个问题：其一、工业化量产的鞋子在生产时均必须用到鞋楦和国际通行的尺码换算方法，除非使用者的脚型长的和鞋楦一样，否侧鞋面总会有一些地方无法与使用者脚面贴合；其二、使用者的双脚会根据运动量的变化而随时发生充血变化，进而造成双脚的随时变化。

传统鞋子不管采用以上任何一种固定方式，都只能满足使用者某一时刻的鞋面松紧度需求，当使用者的双脚发胀或者收缩时需要调整。但传统鞋子如需做此类调整会非常麻烦，所以普遍使用者就只能忍受这种不适感。

因此，现有技术亟待进步，用以克服上述传统鞋子所存在的问题，基于此，本申请人于先去通过深入研究分析及不断总结和试验，提出了一种全自动气囊式鞋面系统的鞋子，可以很好的克服传统鞋子所存在的问题，并已于2016年10月20日该技术方案向国家知识产权局申请了专利保护。而本发明创造是基于此全自动气囊式鞋面系统的鞋子所提出了另一种电路控制方式，用以实现对鞋面的全自动收紧或放松的控制，进而满足使用者脚部在任何时刻对鞋面松紧度的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于气囊式鞋面鞋子穿、脱自适应调节的电路控制系统，用以实现背景技术中所提出的对气囊式鞋面进行全自动收紧或放松的控制功能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于气囊式鞋面鞋子穿、脱自适应调节的电路控制系统，它包括电池、主控PCB电路板、控制面板、隔膜式气泵电机、电磁式泄压阀、气压传感器、红外传感器；其特征在于：所述电池、主控PCB电路板、控制面板、隔膜式气泵电机、电磁式泄压阀、气压传感器及红外传感器均安装在鞋子上，所述主控PCB电路板分别与电池、控制面板、隔膜式气泵电机、电磁泄压阀、气压传感器及红外距离传感器电性连接；

电池，用于为整个系统供电；

主控PCB电路板，用于为系统的电子元器件提供电路连接支撑；

控制面板，用于设置系统参数、系统控制及系统信息显示；

隔膜式气泵电机，用于为鞋面气囊充气、排气；

电磁泄压阀，用于气囊泄压控制，保证气囊内气压值满足使用需求；

气压传感器，用于实时监测气囊内的气压大小变化；

红外传感器，用于探测感应穿鞋者的脚部。

还包括APP应用模块，所述APP应用模块安装在移动端设备上，所述APP应用模块与主控电路板PCB电路板通过蓝牙通讯，APP应用模块，用于设置系统参数、系统控制及系统信息显示；

电池，用于为整个系统供电；

主控PCB电路板，用于为系统的电子元器件提供电路连接支撑；

控制面板，用于设置系统参数、系统控制及系统信息显示；

隔膜式气泵电机，用于为鞋面气囊充气、排气；

电磁泄压阀，用于气囊泄压控制，保证气囊内气压值满足使用需求；

气压传感器，用于实时监测气囊内的气压大小变化；

红外传感器，用于探测感应穿鞋者的脚部；

进一步的讲，所述主控PCB电路板上还设有MCU处理器、延时继电器及蓝牙芯片，MCU处理器内预设有隔膜式气泵电机启动信号规则及气囊内气压预设值，气压预设值包括一个初始气压值和一个临界气压值。

进一步的讲，所述控制面板可为按键式、按键加显示屏式、触摸式或触摸加显示屏式，可与主控PCB电路板可通过电性连为一体，也可为独立结构并通过蓝牙与主控PCB电路板通讯连接。

进一步的讲，所述气压传感器及红外传感器均设置在主控PCB电路板上，与移动端设备上的APP应用模块通过蓝牙通讯连接，与控制面板可通过电性连接或蓝牙通讯连接。

进一步的讲，所述控制面板及APP应用模块上均设有应用程序操作界面，可用于手动设置或修改MCU处理器内的气压预设值。

进一步的讲，所述红外传感器可为红外距离传感器或红外人体传感器。

本发明一种基于气囊式鞋面鞋子穿、脱自适应调节的电路控制系统的运行过程为：

首先，安上电池，系统通电，按下控制面板上的启动按键或移动设备端上的APP应用程式，系统处于待机状态(初始状态)，鞋内为一个空腔体，此时红外传感器感应到鞋内无物体并输出一个电平信号(定为信号0)，并反馈给主控PCB电路板上的MCU处理器，MCU处理器接收到电平信号为0，系统中的蓝牙芯片、隔膜式气泵电机、电磁泄压阀和气压传感器均不启动。

穿鞋时，鞋内空腔被挤占，此时红外传感器感应到鞋内有物体并输出另一个电平信号(定为信号1)，反馈给主控PCB电路板上的MCU处理器，经MCU处理器分析处理，将系统中的气压传感器、蓝牙芯片、延时继电器电路接通启动，气压传感器开始侦测鞋子气囊内部的气压变化，蓝牙芯片开始通讯接发信息，延时继电器通电开始倒数计时，在此穿鞋的过程，气压传感器侦测到的气囊内气压变化及对应的系统运行调节有如下两种情形，具体为

(一)当气压传感器侦测到气囊内部气压小于预设初始气压值时，在延时继电器倒数计时结束后，隔膜式气泵电机通电启动并开始为鞋子气囊充气，并在充气的过程由气压传感器实时侦测到气囊内气压值变化；

(a)在充气的过程中，当气压传感器测得气囊内气压值大于临界气压值时，电磁泄压阀通电开启，将气囊内排气直至气压值小于或等于临界气压值(脚部感到舒适)；

(b)在充气的过程中，当气压传感器测得器囊内气压值小于临界气压值时，隔膜式气泵电机通电启动，将气囊内充气直至气压值小于或等于临界气压值(脚部感到舒适)；

(二)当气压传感器侦测到气囊内部气压大于预设初始气压值时，首先电磁泄压阀通电开启并开始为鞋子气囊排气直到气压传感器侦测到气囊内气压小于或等于初始气压值止，然后在延时继电器倒数计时结束后，隔膜式气泵电机通电启动并开始为鞋子气囊充气，并在充气的过程由气压传感器实时侦测到气囊内气压值变化，在鞋子充气的过程中按上述(a)或(b)两种情形来调整气囊内的气压值。

在上述(一)或(二)情形下，在红外传感器没有传回信号0之前(即脚没有离开鞋子之前)，气压传感器处于常开的状态，并实时回传气囊内气压数据到主控PCB电路上。

脱鞋时，脚部离开鞋内，鞋内重新恢复为空腔体，此时红外传感器感应到鞋内无物体输出电平信号0并回传至主控PCB电路板上的MCU处理器，此时气压传感器还是处于开启状态，并实时侦测气囊内气压值变化且回传信号到MCU处理器中，MCU处理器将接收到的气压信号与内部预设的气压值进行比对，比对结果具体可分为如下两种情形：

(三)当MCU处理器接收到红外传感器的电平信号0且同时气压传感器回传的气压信号显示气囊内部气压大于MCU处理器内部预设初始气压值时，启动延伸继电器开始倒数计时，当计时结束后，红外传感器的电平信号依然为0时接通主控PCB电路板上的电磁泄压阀电路，电磁泄压阀的阀门打开，气囊开始排气，直到气压传感器侦测到气囊内气压值小于初始气压值时，气压传感器将气压值信号回传给MCU处理器，经MCU处理器分析处理后将电磁泄压阀电路切断，气囊停止排气，此时延时继电器再次启动并开始倒数计时；

(c)当计时结束后，如若红外传感器输出电平信号为1时(即重新穿上鞋)，重新回到(一)或(二)的情形；

(d)当计时结束后，如若红外传感器输出电平信号依然为0时(即鞋内还是空的)，气压传感器、延时继电器及蓝牙芯片等均断电停止工作，直到下一次MCU处理器接收到红外传感器电平信号为1时(穿鞋)，再次回到(一)或(二)的情形。

(四)当MCU处理器接收到红外传感器的电平信号0且同时气压传感器回传气压信号显示气囊内部气压小于预设初始气压值时，开启延时继电器并开始倒数计时；

(e)当计时结束后，如若红外传感器输出电平信号为1时(即重新穿上鞋)，按照(c)的情形处理；

(f)当计时结束后,如若红外传感器输出电平信号依然为0时(即鞋内还是空的)，按照(d)的情形处理。

本发明的有益效果是：

(1)本发明设有控制面板及APP应用，既可利用控制面板来控制鞋面的自动收紧或放松的动作，又可利用移动设备端上的APP应用来控制鞋面的自动收紧或放松的动作；

(2)本发明通过气压传感器和红外传感器感知气囊的气压值和鞋内空腔的挤占情况，通过比对MCU处理器内部预设的数值决定气囊的加压还是泄压，实现气囊的自动调节，也可以通过蓝牙芯片连接到移动设备，对处理器中的数值进行手动调节设置以满足不同的个体需求。

附图说明

图1为本发明的的系统方框图；

图2为本发明的系统运行逻辑图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。

如图1所示，一种基于气囊式鞋面鞋子穿、脱自适应调节的电路控制系统，它包括电池1、主控PCB电路板2、控制面板3、隔膜式气泵电机4、电磁式泄压阀5、气压传感器6、红外传感器7及APP应用模块8；所述电池1、主控PCB电路板2、控制面板3、隔膜式气泵电机4、电磁式泄压阀5、气压传感器6及红外传感器7均安装在鞋子上，所述APP应用模块8安装在移动端设备上，所述主控PCB电路板2分别与电池1、控制面板3、隔膜式气泵电机4、电磁泄压阀5、气压传感器6及红外距离传感器7电性连接，所述APP应用模块8与主控电路板PCB电路板2通过蓝牙通讯；

电池1，用于为整个系统供电；

主控PCB电路板2，用于为系统的电子元器件提供电路连接支撑；

控制面板3，用于鞋面自动收紧或放松动作的控制调节和参数设置；

隔膜式气泵电机4，用于为鞋面气囊12充气、排气；

电磁泄压阀5，用于保护气囊12及充排气管道；

气压传感器6，用于实时监测气囊12内的气压大小变化；

红外传感器7，用于探测感应穿鞋者的脚部；

APP应用模块8，用于鞋面自动收紧或放松动作的控制调节和参数设置。

其中，所述主控PCB电路板2上还设有MCU处理器9、延时继电器11及蓝牙芯片10，MCU处理器9内预设有隔膜式气泵电机4启动信号规则及气囊12内气压预设值，气压预设值包括一个初始气压值和一个临界气压值。

其中，所述控制面板3可为按键式、按键加显示屏式、触摸式或触摸加显示屏式，控制面板3可与主控PCB电路板2可通过电性连为一体，也可为独立结构通过蓝牙与主控PCB电路板2通讯连接。

其中，所述气压传感器6及红外传感器7均设置在主控PCB电路板2上，与移动端设备上的APP应用模块8通过蓝牙通讯连接，与控制面板3可通过电性连接或蓝牙通讯连接。

其中，所述控制面板及APP应用模块上均设有应用程序操作界面，可用于手动设置或修改MCU处理器内的气压预设值。

其中，所述红外传感器7可为红外距离传感器或红外人体传感器。

如图2所示，本发明一种基于气囊式鞋面鞋子穿、脱自适应调节的电路控制系统的运行过程为：

首先，安上电池，系统通电，按下控制面板上的启动按键或移动设备端上的APP应用程式，系统处于待机状态(初始状态)，鞋内为一个空腔体，此时红外传感器7感应到鞋内无物体并输出一个电平信号(定为信号0)，并反馈给主控PCB电路板上的MCU处理器，MCU处理器接收到电平信号为0，系统中的蓝牙芯片、隔膜式气泵电机、电磁泄压阀和气压传感器均不启动。

穿鞋时，鞋内空腔被挤占，此时红外传感器感应到鞋内有物体并输出另一个电平信号(定为信号1)，反馈给主控PCB电路板上的MCU处理器，经MCU处理器分析处理，将系统中的气压传感器、蓝牙芯片、延时继电器电路接通启动，气压传感器开始侦测鞋子气囊内部的气压变化，蓝牙芯片开始通讯接发信息，延时继电器通电开始倒数计时，在此穿鞋的过程，气压传感器侦测到的气囊内气压变化及对应的系统运行调节有如下两种情形，具体为

(一)当气压传感器侦测到气囊内部气压小于预设初始气压值时，在延时继电器倒数计时结束后，隔膜式气泵电机通电启动并开始为鞋子气囊充气，并在充气的过程由气压传感器实时侦测到气囊内气压值变化；

(a)在充气的过程中，当气压传感器测得器囊内气压值大于临界气压值时，电磁泄压阀通电开启，将气囊内排气直至气压值小于或等于临界气压值(脚部感到舒适)；

(b)在充气的过程中，当气压传感器测得气囊内气压值小于临界气压值时，隔膜式气泵电机通电启动，将气囊内充气直至气压值小于或等于临界气压值(脚部感到舒适)；

(二)当气压传感器侦测到气囊内部气压大于预设初始气压值时，首先电磁泄压阀通电开启并开始为鞋子气囊排气直到气压传感器侦测到气囊内气压小于或等于初始气压值止，然后在延时继电器倒数计时结束后，隔膜式气泵电机通电启动并开始为鞋子气囊充气，并在充气的过程由气压传感器实时侦测到气囊内气压值变化，在鞋子充气的过程中按上述(a)或(b)两种情形来调整气囊内的气压值。

在上述(一)或(二)情形下，在红外传感器没有传回信号0之前(即脚没有离开鞋子之前)，气压传感器处于常开的状态，并实时回传气囊内气压数据到主控PCB电路上。

脱鞋时，脚部离开鞋内，鞋内重新恢复为空腔体，此时红外传感器感应到鞋内无物体输出电平信号0并回传至主控PCB电路板上的MCU处理器，此时气压传感器还是处于开启状态，并实时侦测气囊内气压值变化且回传信号到MCU处理器中，MCU处理器将接收到的气压信号与内部预设的气压值进行比对，比对结果具体可分为如下两种情形：

(三)当MCU处理器接收到红外传感器的电平信号0且同时气压传感器回传的气压信号显示气囊内部气压大于MCU处理器内部预设初始气压值时，启动延伸继电器开始倒数计时，当计时结束后，红外传感器的电平信号依然为0时接通主控PCB电路板上的电磁泄压阀电路，电磁泄压阀的阀门打开，气囊开始排气，直到气压传感器侦测到气囊内气压值小于初始气压值时，气压传感器将气压值信号回传给MCU处理器，经MCU处理器分析处理后将电磁泄压阀电路切断，气囊停止排气，此时延时继电器再次启动并开始倒数计时；

(c)当计时结束后，如若红外传感器输出电平信号为1时(即重新穿上鞋)，重新回到(一)或(二)的情形；

(d)当计时结束后，如若红外传感器输出电平信号依然为0时(即鞋内还是空的)，气压传感器、延时继电器及蓝牙芯片等均断电停止工作，直到下一次MCU处理器接收到红外传感器电平信号为1时(穿鞋)，再次回到(一)或(二)的情形。

(四)当MCU处理器接收到红外传感器的电平信号0且同时气压传感器回传气压信号显示气囊内部气压小于预设初始气压值时，开启延时继电器并开始倒数计时；

(e)当计时结束后，如若红外传感器输出电平信号为1时(即重新穿上鞋)，按照(c)的情形处理；

(f)当计时结束后,如若红外传感器输出电平信号依然为0时(即鞋内还是空的)，按照(d)的情形处理。

最后说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。