专利名称：一种运动鞋的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运动鞋，特别涉及一种能通过声光提示运动者是走还是跑，双脚是否有同时腾空，及液晶重复显示运动的时间、步数、步频等数据的竞走运动鞋。通过设置在鞋底内特定部位的压力传感装置和压敏电子开关、微形电池、编码发射芯片，发射出带有密码的运动的各种数据，通过带在运动者身上合适部分的小型接收装置。此装置也可由教练员、裁判员掌握，接收器内的特定密码识别系统可将配套运动鞋发来的各种数据处理后记录，并通过液晶实时显示和重复显示，如有犯规可通过声光提示，在几十公里范围内能遥测监控运动者的步数、步频、所有的时间、技术动作及评判速度、距离、强度和运动量，特别适用于竞走运动的训练和比赛时的科学公正地裁断犯规，也可全面地适用各种其它跑的运动项目，科学地指导训练、体力分配、评估疲劳程度，从而大大地提高运动成绩技术水平。
背景技术：
随着科学技术的发展和生活水平的不断提高，人们参与体育运动的意识和热情空前高涨，在体育界随着运动技术水平的蝗高，对裁判工作和教练员的工作也提出了更高的要求，要求更加科学化的训练和科学合理公正地裁判。目前，在各种运动的训练和比赛中，教练员指导的科学性直接关系到运动训练者的技术水平的提高和成绩的好坏。特别反映在竞走和各种跑的竞走比赛中，裁判往往很难通过目测准确地裁定运动者的两足是否有同时腾空，同时腾空多长时间、几步等，关系到是否裁定犯规、取消名次和成绩的重大决定，好多情况下是通过习惯感觉，人为因素，甚至感情因素等进行裁决。这样就给裁判工作的科学性、合理性、公正性带来影响。目前，不论是大型国际比赛，还是国内省地级的小型比赛都存在这样的问题，缺乏一个量性指标，特别是基层比赛中，裁判员的尺度有差异，导致教练员的训练方式、要求、技术动作的规范性不同，好多比赛中出现裁判员之间的不同意见争论，教练员与裁判员产生矛盾，甚至在有的比赛中，整队运动员技术动作都出现相同的错误和犯规，由于裁判工作准确性，严重影响了竞走运动项目的广泛开展，有些地区因为裁判问题而干脆取消竞走项目，不设置、不参加训练和比赛。
规则规定，走和跑的区别重点在于走时双脚不能有同时腾空，然而在一过即逝的比赛中，要让裁判马上作出科学即时判决，也实属不合理作法，虽然现在可以用摄像记录，但记录只能作为裁定后的分析，迫切地需要发明一种能通过高新电子控制识别技术，即时地判定是否犯规的装置，提高裁判工作的公正性、准确性，从而积极引导运动向健康的方面发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种能准确记录显示运动者是否左右脚出现同时腾空，并通过声音提示装置提示出犯规并能记录和重复显示出运动者在什么时间、什么地点出现双脚同时腾空的次数和维持的时间，通过本发明科学客观公正准确地裁定竞走比赛中是否犯规和在竞走训练时纠正错误把握正确技术动作，弥补目前在竞走运动中裁判对犯规难以准确裁决的问题，促进该项运动健康发展，提高竞走运动的技术水平，科学裁判的水平，为人类的健康事业做出贡献，作为对2008年在我国举办奥运会的献礼。
本发明的装置中有识别调节系统，可根据规则的定性规定，和有关专家组对细节问题具体的判定尺度进行定量调整后决定下来，以使申报国际田联的批准，作为统一的尺度纳入竞赛规则，去掉人为因素对裁判工作的影响。
由于本装置有智能调控系统，进一步延伸扩展，还可适用于其它田径运动中跑的项目。目前，在田径的竞赛运动项目中广泛涉及到各种跑的训练时在某段距离中的步频、步幅是否合理，速度的快慢，体力的分配、技术的应用，教练员可以根据队员的情况在训练时设定一个步频、步幅的要求。通过声音指示指导技术，安排训练计划，改进训练方法，提高运动成绩。
也可以作为广大健身者和老年健身者科学健身，计划分配体力和运动强度、运动距离，指导合理化、科学化地走跑健身活动，如越野、散步、慢跑等。
由于在本发明的智能运动鞋中设置了编码器，可将11位以上的数码，也就是几百亿的不同密码编入程序中进行发射，在每个接收装置中有密码识别系统是配套的。只有本双鞋的信息才能被相配套的接收器接收和显示，这样就具备了不论有多少运动员参加的比赛，或是去那里参加训练和比赛，各智能鞋的信号都不会出现干扰和出错。另外也给本专利上了一道双保险，厂家生产时，就可把生产日期、产品型号、每双鞋的独有密码封死在编码器中，实现产品的独有特征，几百亿的不同密码可满足厂家在全世界独家连续生产上百年，不会出现相同的编码。可以实现生产、销售和售后服务一条龙。可根据计划将产品销售的国家、省、市、地区和每个用户进行登记，进行跟踪服务。用户在购买产品时，可根据本鞋独有的密码与生产销售部门进行查询，这样就可以极好地防止假冒产品的上市，维护本专利的合法权益，给本专利的实施、拖广创造了良好的条件和前景。
为达到上述发明目的，本发明是这样实现的它是由鞋帮和鞋底组成的，鞋底上有压感鞋垫，其垫上下有外表层，此垫镶入鞋底特制的凹陷中，其垫上面还有与鞋底连为一体的鞋底的盖层，压感鞋垫由高弹性防腐橡胶制成，长短与鞋号码一致，达到足根部至鞋尖部，其宽度为长度的1/8-1/12，总厚度3-5mm，总面积160-380mm2是由厚度为0.8-1.2mm的带纤维的锡铂纸制成的密封不规则镶形，内有厚2.2-3.8mm强弹性带蜂窝状网眼的橡胶垫，垫内还有调节控制液压液的导流槽和缓冲边镶嵌，以及液压液调节器、注油管、螺丝、注油时排气口等，压感鞋垫液压总容量48-180ml，压感鞋垫内外缘为曲线形，在鞋底足弓部特制的凹陷窝中其壁由硬塑料或金属制成，内有液压调节器，它是由弹性很好的橡胶制成的球形容器，容量最大时28ml，收缩后为8ml，液压调节器与压感鞋垫由带丝口的螺管相连，液压液由此注入鞋垫后拧紧。鞋底足弓部由予制的凹陷空间内设片形金属电池，微电路编码、发射芯片和电子压敏开关(此压敏开关有管口，连压感鞋垫，)此开关还连片形电池、编码器和发射芯片，编码器连发射芯片。上述编码发射芯片能将本双鞋生产日期、型号、步数、距离、强度等，独有11位以上密码发射至1-50km范围内。在与此运动鞋配套的，即单独配带的另一装置为信号接收识别显示等功能的塑料或金属制作的长60-80mm，宽40-60mm，厚18-24mm接收器。小盒，内有控制和调节开关，其分别与盒内的发光管、信号接收运算控制芯片、小型放声器及电池相连，电池还连小型放声器、发光管、信号接收运算控制芯片，液晶纪录显示器连发光管。上述接收器能接收1-50km范围内的信息。
根据人在行走时脚部着地的最先触地部位、面积、离地时的最后离开地项的部位面积，以及力量过度时的部位，不同足弓高度对鞋底的压力情况，以及不同行走习惯、受压面积和压强等多方面因素，经过多方考查总结，特设计了鞋底压力传感装置，即压感鞋垫，其具备以下特征耐磨。穿着舒适，不刺激脚，无易样感觉，不影响鞋底的正常功能和应有的弹性，不易被腐蚀，便于清洗，不易移动折扣。
液压鞋垫是在制作鞋底时(无论是皮质鞋底还是橡胶鞋底)，预制在鞋底特定凹陷内，压感鞋垫不能距鞋底的底面太近，以防磨损，液压鞋垫的上面有与鞋底连为一体的盖层，以防泥土进入凹陷影响其功能和寿命，压感鞋垫不论是在鞋穿着在脚上的松或紧，只要脚不着地不会有压感，即每平方厘米3-6公斤压力时方能有压力传递。通过缓冲镶嵌和液压液调节器，使达到压敏开关处的压力保持在2-9mg，脚离地面时压力立即消失。
在鞋底的足弓部还有预制的凹陷空间内设置片形金属电池，以及电子压敏开关，压敏开关有管口与压感鞋垫相通，金属电池可以通过专用防潮湿功能的口取出，以使更换。
在鞋底的足弓的凹陷内还密封有微形编码电路芯片和发射芯片，具有编码功能和发射功能，编码器可将本双鞋的生产日期、型号以及独有的密码等11位以上的数编入发射信号中，当压敏开关的电路被打开时发射芯片可将独有的11位数以上的密码发射出去，其功率可根据不同用途在1平方公里或5平方公里或50平方公里的范围内接收到。
在与运动鞋配套的接收器内设置具有信号识别、接收、运算处理功能芯片，本芯片的识别电路能识别由与本接收器配套的竞走运动鞋发生的密码信号，同时能识别与本接收器配套的压敏开关是在打开还是关闭以及记录各种数据并通过运算判定双脚是否有同时腾空以及腾空的时间、次数和维持次数等。如出现同时腾空可启动扬声器发出特定声信号并同时启动发光管发出特定的闭光信号。
在接收器内还设置有液晶显示器，可将各种数据如总时间、每次犯规持续时间、总步数、某单位时间内的步数等，及时显示和调节重复显示。
本竞走运动鞋可制成适应各种气候、各种尺码的型号，以及用各种材料制成。
与现有技术相比，本发明有以下积极效果一、能及时准确地判定两只脚是否有相时腾空的现象出现，同时腾空几步维护同时腾空时间，当现同时腾空时通过声音信号和闪光信号提示，通过量化定性地判定在竞走运动中是否出现犯规，弥补了目前竞走裁定犯规方面没有一个科学公正合理性准确的定性依据的问题，克服由于裁判员用主观感觉判定犯规的不科学的现象和由此对竞走运动健康发展带来了负责影响。
二、能在广大竞走运动的训练中纠正错误动作，改进技术，提高成绩。
三、能在其它田径竞赛项目，如各种长短跑的训练中，科学地计算每段距离中的时间步频、步幅和速度，从而合理地安排训练计划，调整运动者的运动强度和体力分配技术运用，重复显示各种数据，帮助教练员和运动员根据在训练中的问题调整训练计划，提高运动成绩。
四、能帮助广大中老年在慢跑、越野跑等健身活动中，准确记录所经过路程的距离所有的时间，所有的步数、步频等，科学合理地安排强度和运动量，提高运动效果和健康水平。
五、本专利产品由于在生产时可将11位以上的个人独有密码设定在每双鞋内和接收器的独有识别系统中，使本产品具有了双保险。
六、无论多少人同时运用不会出现串号，也使生产厂家生产几百亿个产品不会出现同号，有利于长期生产销售、售后服务一条龙，有利于防止假冒产品上市。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明鞋底结构示意图及与接收器的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
压感鞋垫2。它是镶入鞋底特制的凹陷中。在压感鞋垫的上面还有一层鞋底的上层，使压感鞋垫即能全面良好均恒灵敏地感受人在行走时，脚着地的压力，又不造成对人脚的刺激和有不良感觉，还要保证压感鞋垫的使用寿命，使其不易磨损和脚汗的腐蚀，便于清洗。压感鞋垫的形态是根据人在行走时脚跟部着地，脚尖即离地的受力特点、受力分布、压力过度以及其内的液压油在各部位的分布量，传递压力时的流动及其内的液压油在各部位的分布量，传递压力时的流动及导流和缓冲力等因素设计的，并且还要有利于压感鞋垫自身的稳定不变形、不损坏、不移动。
根据上述要求和液压感受器的工作特性，全部压感鞋垫的面积在160-380mm2范围内，长度要求后面必须达到鞋跟部的后缘。前面必须低达脚尖部的前缘，使其能灵敏感受到脚着地和离地的准确时间。因此，其长度因人脚码的大小在制作竞走鞋时必须重点把握的一个要点。其宽度因受到总面积和液压油位移量的限制，不易过宽和太细，为长度的1/8-1/12为易，而且在足弓部要求向外踝侧弯曲，压感鞋垫的内外缘为曲线形，有防移位和缓冲液压液的功能，鞋垫总厚度为3-5mm，其内部的厚度即强弹性橡胶为2.2-3.8mm，液压油总量为48-180ml，为了平衡人的足弓高度和行走习惯的差异，特别是针对高足弓者，为了不致于出现足跟和足尖两次重力分离，在压感鞋垫内还必须设置液压液导流槽。
液压液调节器3，它是由弹性很好的橡胶制成的球形容器，容量最大时为28ml，收缩后为8m1，液压调节器设置在鞋底的足弓部特制的凹陷窝内，为了使其不受足弓的影响，凹陷窝的壁由硬塑料胶或金属制成，液压调节器与压感鞋垫之间由带丝口的螺管连接，液压液从此口注入鞋垫后拧紧。
片形金属电池4，和微电路编码器6和压敏电路开关5相连。
压敏电子开关5，当压感鞋垫受压时通过液压液的传递压力达到其感知量时电路打开，当压力减低时自行关闭。
微电路编码器6，它可以把11位数密码在厂家生产时按生产日期、型号用用户号编入，两只鞋的编号相同，这样可以使竞走鞋在使用时，只有本鞋发生的信息，接收器才能识别，不论多少运动者同时比赛使用，信号之间都不会有影响，而且厂家可以从生产的第一双鞋起追踪销售去向和跟踪售后服务，防止假冒产品的出现。
发射芯片7。其内设有信号发射电路，竞走时左右脚着地离地信号及编码通过发射器发射给接收器，其功率可根据不同的挡次制成在1平方公里范围或在50平方公里范围接收的不同类型。
与竞走鞋相配套的信号接收识别及显示器的外壳8，它是由硬塑胶或金属制成的长60-80mm，宽40-60mm，厚18-24mm的长方形盒。
两节电池9，根据不同类型此外可设置2-6节电池。
小形放声器10，当犯规时放声器发出特定的声信号。
液晶记录显示器11，其内有记数器和显示电路，可将每次行走的步数、时间、记录并显示出来。
发光管12，当正常行走时其发兰光，犯规时发红光。
信号接收运算控制芯片13，当竞走鞋在运行时，它可接收两只鞋发出的编码信息和着地离地信息，当两只脚同时离地时，通过运算可将犯规信号传递至发充管和放声器，同时将运行的情况传递至液晶记录显示器，还可根据需要将记录的全部信息重放。
控制和调节开并14。它可以制定两只脚同时腾空的时间、间距和开关放声器、发光管、显示器和整个电路。
在给压感鞋垫注入液压液时的排气口20，此口在生产产品后密封死。
如图2所示鞋底1，由耐磨橡胶或其它材料制成，其厚度可根据不同需求来决定。
预先镶入鞋底的压感鞋垫2。其位置必须距离鞋底的底面有一定的高度，此高度可根据鞋底的耐磨程度、材料和使用型来决定。
鞋的鞋帮15，它的形态可根据运动类型的需要制成各种类型和大小不同的型号。
压感鞋垫的上下外表层16、17，压感鞋垫的外表层是由带纤维的锡铂纸制成高程度、防腐蚀、防渗透，厚度为0.8-1.2mm。
压感鞋垫的高弹性橡胶层18，其厚度2.2-3.6mm，内有蜂窝状的网眼和导流通道导流槽。
压敏开关及电池和芯片位于鞋底足弓部19内。
权利要求
1.一种运动鞋，包括鞋帮和鞋底，其特征在于鞋底上有压感鞋垫，其垫上下有外表面，此垫镶入鞋底特制的凹陷中，其垫上面还有与鞋底连为一体的鞋底的盖层，压感鞋垫总面积160-380mm2是由厚度为0.8-1.2mm的带纤维的锡铂纸制成的密封不规则镶形，内有厚2.2-3.8mm强弹性带蜂窝状网眼的橡胶垫，垫内还有调节控制液压液的导流槽和缓冲边镶嵌，以及液压液调节器、注油管、螺丝、注油排气口；在鞋底足弓部特制的凹陷窝中有液压调节器与压感鞋垫由带丝口的螺管相连；鞋底足弓部由予制的凹陷空间内设片形金属电池，微电路编码、发射芯片电子压敏开关，此开关管口连压感鞋垫，此压敏开关还连片形电池、编码器和发射芯片；编码器连发射芯片；与上述运动鞋配套的还有一个信号接收识别显示装置，是由控制和调节开关分别连发光管、信号接收运算运算控制芯片、小型放声器、及电池，电池还连小型放声器、发光管、信号接收运算控制芯片，液晶纪录显示器连发光管组成。
2.根据权利要求1所述的运动鞋，其特征在于压感鞋垫由高弹性防腐橡胶制成，长短与鞋号码一致，达到足根部至鞋尖部，其宽度为长度的1/8-1/12；压感鞋垫液压总容量48-180ml，压感鞋垫内外缘为曲线形，在鞋底足弓部特制的凹陷窝中其壁由硬塑料或金属制成，内有液压调节器，它是由弹性很好的橡胶制成的球形容器，容量最大时28ml，收缩后为8ml。
3.根据权利要求1所述的运动鞋，其特征在于所述的信号接收识别显示器装置的外壳用硬塑胶或金属制成，其尺寸长60-80mm，宽40-60mm，厚18-24mm的长方形盒。
4.根据权利要求1所述的运动鞋，其特征在于所述的编码器和发射芯片发射芯片发出该鞋的生产日期、型号、步频、强度及有关，本身独特，信息11位以上密码发射至1-50km范围内，而接收器接收相应1-50km范围内鞋发出的信息。
全文摘要
一种运动鞋，有鞋帮与鞋底组成，鞋底上有压感鞋垫镶在鞋底特制凹陷中，垫内还有液压液导流槽，缓冲边、液压液调节器、注油管及排气口。在鞋底足弓部凹陷窝中有液压调节器，片形金属电池、微电路编码器内发射芯片和电子压敏开关。能将该鞋的一些情况编出大于11位密码发到1－50km范围内带有配套的接收器者能收到此密码可及时了解运动员两足是否腾空，运动速度、距离、强度。故此鞋特适合监测竞走运动员是否犯规和运动员平时训练对自身的监测，在竞走比赛时此装置比录像更准确，省时省力、方便、也适合任何训练者对自己运动指标的监控。
文档编号A43B5/06GK1480079SQ0212934
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月4日 优先权日2002年9月4日
发明者张志远, 柴小瑛, 王和平 申请人:张志远