一种智能鞋垫、智能鞋及监控系统的制作方法

本实用新型实施涉及智能穿戴技术领域，特别是涉及一种智能鞋垫，具有该智能鞋垫的智能鞋，以及具有该智能鞋的监控系统。

背景技术：

目前，智能穿戴设备得到了蓬勃的发展，各种智能穿戴设备的出现极大地丰富和改善了人们的生活，智能鞋垫就是其中的一种。智能鞋垫可持续监视人体的各项生理参数，为健康管理提供依据，受到了广大用户的青睐。

本发明人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术存在以下问题：在现有技术中，大部分的智能鞋垫采用纽扣电池供电，供电方式单一，当纽扣电池容量不足时不能为智能鞋垫充电，不能实现灵活的为智能鞋垫供电；并且，通常的纽扣电池为锂电池，受限于锂电池技术及电池容量本身的限制，工作时间较短，在使用频繁的情况下尤为突出，极大的缩短了产品的使用寿命，提高了用户成本。

技术实现要素：

本实用新型实施方式主要解决的技术问题是提供一种智能鞋垫、智能鞋及监控系统，能够实现通过自发电及电池两种方式为智能鞋垫供电，并且灵活管理两种供电方式，自发电及电池供电两种模式自由切换，从而提高产品的使用寿命，降低成本，提高用户体验。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种智能鞋垫，包括：

鞋垫本体、发电模块、切换开关、开关模块、数据采集模块、无线通信模块、电池组件和控制单元；

所述发电模块、所述切换开关、所述开关模块、所述数据采集模块、所述无线通信模块、所述电池组件和所述控制单元均设置于所述鞋垫本体内；

所述数据采集模块、所述无线通信模块和所述控制单元均通过所述切换开关与所述电池组件和所述发电模块连接，所述发电模块通过所述开关模块与所述电池组件连接，所述控制单元的控制端分别与所述切换开关的控制端和所述开关模块的控制端连接。

在一些实施例中，所述智能鞋还包括电压调节电路；所述发电模块通过所述电压调节电路与所述切换开关连接。

在一些实施例中，所述鞋垫本体包括鞋跟部、自所述鞋跟部延伸的连接部和自所述连接部延伸的鞋尖部；

所述发电模块包括第一按压发电装置、第二按压发电装置和振动发电装置；

所述第一按压发电装置设置于所述鞋跟部，所述第二按压发电装置设置于所述鞋尖部，所述振动发电装置设置于所述连接部；

所述第一按压发电装置、所述第二按压发电装置和所述振动发电装置均通过所述电压调节电路与所述切换开关连接。

在一些实施例中，所述智能鞋还包括温度传感器；所述温度传感器与所述电池组件连接，用于检测所述电池组件的温度；所述控制单元与所述温度传感器连接。

在一些实施例中，所述智能鞋还包括声音报警器；所述声音报警器设置于所鞋垫本体的侧壁，并且所述声音报警器与所述控制单元连接。

在一些实施例中，所述智能鞋还包括存储器；所述存储器设置于所述鞋垫本体内，并且所述存储器与所述控制单元连接。

在一些实施例中，所述数据采集模块包括压力传感器和三轴加速度传感器。

在一些实施例中，所述无线通信模块为蓝牙通信适配器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种智能鞋，包括如上所述的智能鞋垫。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种监控系统，包括移动终端和如上所述的智能鞋；

所述移动终端与所述智能鞋通信连接，所述移动终端用于接收所述智能鞋发送的数据。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施提供的智能鞋垫设置有发电模块及电池组件，可以通过所述发电模块或所述电池组件为所述智能鞋垫供电；并且通过切换开关实现自发电及电池供电两种模式的灵活切换，从而提高产品的使用寿命，降低成本，提高用户体验。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的智能鞋垫的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的智能鞋垫中的部分元件的连接关系示意图；

图3是图2中的发电模块的示意图；

图4是图2中的数据采集模块的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的智能鞋垫中的部分元件的另一连接关系示意图；

图6是本实用新型另一实施例提供的智能鞋的示意图；

图7是本实用新型另一实施例提供的监控系统的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，为本实用新型实施例提供的一种智能鞋垫1。所述智能鞋垫1包括：鞋垫本体10、发电模块20、切换开关30、开关模块40、数据采集模块50、无线通信模块60、电池组件70和控制单元80。其中，所述发电模块20、所述切换开关30、所述开关模块40、所述数据采集模块50、所述无线通信模块60、所述电池组件70和所述控制单元80均设置于所述鞋垫本体10内。并且，所述数据采集模块50、所述无线通信模块60和所述控制单元80均通过所述切换开关30与所述电池组件70和所述发电模块20连接，所述发电模块20通过所述开关模块40与所述电池组件70连接，所述控制单元80的控制端分别与所述切换开关30的控制端和所述开关模块40的控制端连接。

所述鞋垫本体10包括鞋跟部101、自所述鞋跟部延伸的连接部102和自所述连接部延伸的鞋尖部103。在用户行走时，所述鞋跟部101与所述鞋尖部103为主要的受力部位。

请参阅图3，为本实用新型实施例提供的发电模块20。所述发电模块20通过所述切换开关30与所述数据采集模块50、所述无线通信模块60和所述控制单元80连接，并且通过所述开关模块40与所述电池组件70连接。所述发电模块包括第一按压发电装置201、第二按压发电装置202和振动发电装置203。其中，所述第一按压发电装置201与第二按压发电装置202的结构相同，例如，所述第一按压发电装置201与第二按压发电装置202均为压电传感器。所述第一按压发电装置201与第二按压发电装置202可由压电陶瓷制成，利用了压电陶瓷片的压电效应，将应力(或应变力)转换成电压或电荷。其中，压电陶瓷受到挤压时可产生电，当对其进行周期性的挤压时，可产生同频率的周期性的电信号，并且挤压时力越大，产生的电信号的幅值越大，对应的电能也越多。所述振动发电装置203为一种采集振动能量，并利用电磁感应原理，把振动机械能转变为电能的微型发电装置。并且，在最优谐振频率附近时采集的能量最大。由于在用户行走时，所述鞋跟部101与所述鞋尖部103为主要的受力部位，因此，可将所述第一按压发电装置201设置于所述鞋跟部101，所述第二按压发电装置202设置于所述鞋尖部103，以便于所述第一按压发电装置201将所述鞋跟部101受到的力转换为电能，以及所述第二按压发电装置202将所述鞋尖部103受到的力转换为电能。并且，所述振动发电装置203设置于所述连接部102。

请复参阅图2，所述切换开关30为电子开关，并且为单刀双掷开关，所述切换开关30设置有第一连接端301、第二连接端302与第三连接端303。所述开关模块40为电子开关，并且为单刀单掷开关，所述开关模块40设置有第四连接端401与第五连接端402。当所述第一连接端301与所述第二连接端302接通时，所述电池组件70为所述智能鞋垫1供电；当所述第一连接端301与所述第三连接端303接通时，所述发电模块20为所述智能鞋垫1供电。通过所述切换开关30可以灵活的为所述智能鞋垫1供电，实现所述发电模块20与所述电池组件70供电的自由切换。并且，当所述第四连接端401与所述第五连接端402接通时，所述发电模块20可为所述电池组件70供电，以防止所述电池组件70电容量不足。

请参阅图4，为本实用新型实施例提供的数据采集模块50。所述数据采集模块50用于数据的采集。所述数据采集模块50包括压力传感器501和三轴加速度传感器502。所述压力传感器501用于在用户行走过程中，采集用户的脚掌的压力信号，所述三轴加速度传感器502用于采集加速度信号，以判断用户的跌倒摔落情况。并且，通过所述无线通信模块60，可以将压力信号及所述加速度信号实时地传送至外部电子设备，例如，传送至手机、智能手环等。

请复参阅图2，所述无线通信模块60用于与外部电子设备进行通信。所述无线通信模块60可以为蓝牙通信适配器。在一些实施例中，所述无线通信模块60还可以为通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)通讯模块和/或Wi-Fi通讯模块和/或全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，GSM)通讯模块等。

所述电池组件70通过所述切换开关30与所述数据采集模块50、所述无线通信模块60和所述控制单元80连接，并且通过所述开关模块40与所述发电模块20连接。所述电池组件70用于供电。所述电池组件70可以为锂电池或超级电容等。

所述控制单元80的控制端分别与所述切换开关30的控制端和所述开关模块40的控制端连接。所述控制单元80可控制所述切换开关30和所述开关模块40。例如，所述控制单元80控制所述切换开关30的所述第一连接端301与所述第二连接端302接通，以使得所述电池组件70为所述智能鞋垫1供电，而在所述电池组件70电流不足时，所述控制单元80可控制所述切换开关30的所述第一连接端301与所述第三连接端302接通，以使得所述发电模块20为所述智能鞋垫1供电，从而实现所述发电模块20与所述电池组件70供电的自由切换。其中，所述控制单元80可以为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)或单片机等。

请参阅图5，所述智能鞋垫1还包括电压调节电路90、温度传感器100、声音报警器110及存储器120。

所述发电模块20通过所述电压调节电路90与所述切换开关30连接，并且，所述第一按压发电装置201、所述第二按压发电装置202和所述振动发电装置203均通过所述电压调节电路90与所述切换开关30连接。由于所述第一按压发电装置201、所述第二按压发电装置20和所述振动发电装置203产生的电能的电压并非稳定的电压，例如，不同脚部压力下第一按压发电装置201或所述第二按压发电装置20输出电压的波动较大，因此需要通过所述电压调节电路90来调节电压，以保证所述发电模块20为所述智能鞋垫1提供稳定的电压。所述电压调节电路90可以为降压/升压转换电路，例如，降压/升压芯片。

所述温度传感器100与所述电池组件70连接，用于检测所述电池组件70的温度。并且，所述控制单元80与所述温度传感器100连接，以控制所述温度传感器100工作。

所述声音报警器110设置于所鞋垫本体10的侧壁，并且所述声音报警器110与所述控制单元80连接，在所述温度传感器100检测到所述电池组件70的温度大于预设的温度阈值时，所述控制单元80控制所述声音报警器110进行报警提醒，以提示用户所述电池组件70的温度过高。

所述存储器120设置于所述鞋垫本体10内，并且所述存储器120与所述控制单元80连接。所述存储器120用户存储数据，例如，存储采集用户的脚掌的压力信号或采集加速度信号等。

在本实用新型实施例中，所述智能鞋垫1设置有发电模块20及电池组件70，通过所述发电模块20及所述电池组件70为所述智能鞋垫1供电，并且通过切换开关30实现自发电及电池供电两种模式的灵活切换，从而提高产品的使用寿命，降低成本，提高用户体验。

请参阅图6，为本实用新型另一实施例提供的一种智能鞋2。所述智能鞋2包括鞋本体及上述实施例所述的智能鞋垫1。

请参阅图7，为本实用新型另一实施例提供的一种监控系统3。所述监控系统3包括移动终端及上述实施例所述的智能鞋2。所述移动终端与所述智能鞋2通信连接，所述移动终端用于接收所述智能鞋2发送的数据，并在所述移动终端的显示屏上显示所述数据，以便为用户展示数据。其中，所述移动终端与所述智能鞋2可以通过蓝牙、Wi-Fi等进行通信。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。