一种电机驱动式脚踝保护鞋的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电机驱动式脚踝保护鞋，针对现有鞋的结构进行改进，引入智能电机控制式脚踝保护圈结构，通过所设计的压力传感器(6)，检测判断穿着者穿鞋的动作，判断穿着者是否将脚完整伸入鞋子当中，并基于穿着者将脚完整伸入鞋子的判断结果，结合具体所设计的电机驱动电路(9)，针对所设计的微型双向气泵(5)进行智能控制，实现针对所设计泳圈式充气保护圈(7)的充气操作，使之紧紧包裹住穿着者的脚踝部位，实现针对脚踝的保护；与之相应，基于穿着者准备将脚由鞋子中取出的判断结果，通过所设计的微型双向气泵(5)，针对所设计的泳圈式充气保护圈(7)实现智能排气操作，接触针对穿着者脚踝部位的包裹，由此实现针对穿着者脚踝的智能保护作用。
【专利说明】
一种电机驱动式脚踝保护鞋
技术领域
[0001]本发明涉及一种电机驱动式脚踝保护鞋，属于智能鞋子技术领域。
【背景技术】
[0002]鞋是用于人们行走、奔跑时，穿着在脚上的必备生活物品，伴随着科技技术水平的不断发展，鞋的发展也是突飞猛进，从最原始的草鞋到现在各式各样的运动鞋，鞋的更新换代，正不断刷新人们的感官，更多的科技水平正不断被应用在鞋的设计上，诸如专利申请号:03153199.7，公开了一种鞋，该鞋易于穿鞋人将脚插入，并且插入后的脚能够得到充分的固定，穿脱鞋方便，合脚性好，易于行走。鞋中，在鞋跟部的，至少所述鞋帮侧鞋跟部中设置有后衬部，固定带部与舌状接触部一体形成，且从其两侧分别突出，所述固定带部的各自的端部以及鞋帮部中形成有配合机构，所述固定带部的各自的端部设置在所述后衬部的外缘部的附近，所述固定带部以如下方式设置，即如果用一条虚拟线将所述固定带部的各自的端部的宽度方向的大致中央部分相互连结，并将该虚拟线延长时，则该虚拟线能到达所述鞋跟部中的所述鞋帮侧鞋跟部与所述鞋底侧鞋跟部之间的交界部。
[0003]还有专利号:200710071037.3，公开了一种鞋，在主跟的后面或侧面靠近鞋底处设置有气阀安装通孔，气阀安装通孔上安装有内凸式单向阀，内凸式单向阀的内凸导管穿过气阀安装通孔伸入主跟内，鞋底上设有增高鞋垫，增高鞋垫的后跟处具有一定的厚度，该后跟处设有一弹性气囊，该弹性气囊向后面或侧面设有一后导气孔，该弹性气囊向前设有前导气孔，前导气孔内设有中间单向阀，两单向阀的气流控制方向一致，鞋后部还设有主跟定型座，气阀安装通孔从外到里贯穿主跟定型座的立片和主跟，内凸式单向阀的内凸导管伸入主跟内侧，与增高鞋垫的后导气孔套接，这种鞋换气效果良好，结构紧凑，外观美观，具有增高效果的，生产工艺简单适于大批量生产。
[0004]不仅如此，专利申请号:201480007463.9，公开了一种能够适当地进行脚的横弓的矫正和伸展的鞋，在鞋的脚接触面的、相当于拇趾球和小趾球的正下方的部分之间，形成有以宽度方向的截面成为弧状的方式隆起的横弓加压部，并且，在脚接触面的、拇趾球的正下方和小趾球的正下方，形成不支承拇趾球和小趾球的一对退避部。在这样的结构中，平时由拇趾球和小趾球支承的负荷施加给放置在横弓加压部的部分，因此，能够利用形成截面弧状的横弓加压部从下方强力地推压形成横弓的部位，来进行横弓的矫正和伸展。
[0005]从上述现有技术可以看出，现有的鞋多从自身结构进行改进，针对鞋的各个部分进行改进与创新，但这些改进均局限于鞋子自身结构在功能、效果上的提升，没有获得真正意义上的实质创新，并且这类改进多基于材料上的创新，所带来效果的提升有限，因此，伴随着科技水平的进步，若能引入智能化的设计，将对鞋的发展将是质的改变。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种针对现有鞋的结构进行改进，引入智能电机控制式脚踝保护圈结构，基于智能检测、智能控制，能够有效适时针对脚踝实现保护的电机驱动式脚踝保护鞋。
[0007]本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案:本发明设计了一种电机驱动式脚踝保护鞋，包括上下设置的鞋面和鞋底，还包括泳圈式充气保护圈、导气管、微型双向气栗、控制模块，以及分别与控制模块相连接的电源、压力传感器、电机驱动电路;微型双向气栗经过电机驱动电路与控制模块相连接;电源经过控制模块为压力传感器进行供电，同时，电源依次经过控制模块、电机驱动电路为微型双向气栗进行供电；泳圈式充气保护圈的口径与鞋面上穿着口的口径相等，泳圈式充气保护圈的高度为3cm-5cm，泳圈式充气保护圈一端的边缘一周与鞋面上穿着口的边缘一周彼此相连接;控制模块、电源、微型双向气栗和电机驱动电路设置在鞋底中，电机驱动电路包括第一NPN型三极管Q1、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4;其中，第一电阻Rl的一端连接控制模块的正级供电端，第一电阻Rl的另一端分别连接第一 NPN型三极管Ql的集电极、第二 NPN型三极管Q2的集电极;第一 NPN型三极管Ql的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在微型双向气栗的两端上，同时，第一NPN型三极管Ql的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二 NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接;第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地;第一 NPN型三极管Ql的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块相连接;第二 NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块相连接;第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块相连接;微型双向气栗上的其中一个气嘴连接导气管的一端，导气管的另一端与泳圈式充气保护圈上的气嘴相连接，微型双向气栗上的另一个气嘴穿出鞋底的侧边，连通鞋底外部空间；压力传感器设置于鞋底上表面、对应后掌区域的位置。
[0008]作为本发明的一种优选技术方案:所述导气管设置于鞋面的夹层中。
[0009]作为本发明的一种优选技术方案:所述微型双向气栗中的电机为无刷电机。
[0010]作为本发明的一种优选技术方案:所述控制模块为单片机。
[0011]作为本发明的一种优选技术方案:所述电源为纽扣电池。
[0012]本发明所述一种电机驱动式脚踝保护鞋采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0013](I)本发明所设计的电机驱动式脚踝保护鞋，针对现有鞋的结构进行改进，引入智能电机控制式脚踝保护圈结构，通过所设计的压力传感器，检测判断穿着者穿鞋的动作，判断穿着者是否将脚完整伸入鞋子当中，并基于穿着者将脚完整伸入鞋子的判断结果，结合具体所设计的电机驱动电路，针对所设计的微型双向气栗进行智能控制，实现针对所设计泳圈式充气保护圈的充气操作，使之紧紧包裹住穿着者的脚踝部位，实现针对脚踝的保护；与之相应，基于穿着者准备将脚由鞋子中取出的判断结果，通过所设计的微型双向气栗，针对所设计的泳圈式充气保护圈实现智能排气操作，接触针对穿着者脚踝部位的包裹，由此实现针对穿着者脚踝的智能保护作用；
[0014](2)本发明所设计的电机驱动式脚踝保护鞋中，针对导气管的排布，进一步设计设置于鞋面的夹层中，避免了导气管的散乱布置，有效防止了实际穿着中对脚部动作的影响，在具有智能电控脚踝保护的同时，保证了实际穿着中的安全性；
[0015](3)本发明所设计的电机驱动式脚踝保护鞋中，针对微型双向气栗中的电机，进一步设计采用无刷电机，使得本发明所设计的电机驱动式脚踝保护鞋在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设计电机驱动式脚踝保护鞋具有高效的脚踝保护作用，又能保证其工作过程不对周围环境产生噪声影响，体现了设计过程中的人性化设计；
[0016](4)本发明设计的电机驱动式脚踝保护鞋中，针对控制模块，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对所设计电机驱动式脚踝保护鞋的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护；
[0017](5)本发明设计的电机驱动式脚踝保护鞋中，针对电源，进一步设计采用纽扣电池，基于纽扣电池的体积，能够有效保证所设计智能电机控制式脚踝保护圈结构的整体占用空间，进而能够在获得高效脚踝保护作用的同时，最大限度保证了其与现有鞋子外观上的一致性。
【附图说明】
[0018]图1是本发明所设计电机驱动式脚踝保护鞋的结构示意图；
[0019]图2是本发明所设计电机驱动式脚踝保护鞋中电机驱动电路的示意图。
[0020]其中，1.鞋面，2.鞋底，3.控制模块，4.电源，5.微型双向气栗，6.压力传感器，7.泳圈式充气保护圈，8.导气管，9.电机驱动电路。
【具体实施方式】
[0021]下面结合说明书附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0022]如图1所示，本发明设计了一种电机驱动式脚踝保护鞋，包括上下设置的鞋面I和鞋底2，还包括泳圈式充气保护圈7、导气管8、微型双向气栗5、控制模块3，以及分别与控制模块3相连接的电源4、压力传感器6、电机驱动电路9 ；微型双向气栗5经过电机驱动电路9与控制模块3相连接；电源4经过控制模块3为压力传感器6进行供电，同时，电源4依次经过控制模块3、电机驱动电路9为微型双向气栗5进行供电；泳圈式充气保护圈7的口径与鞋面I上穿着口的口径相等，泳圈式充气保护圈7的高度为3cm-5cm，泳圈式充气保护圈7—端的边缘一周与鞋面I上穿着口的边缘一周彼此相连接;控制模块3、电源4、微型双向气栗5和电机驱动电路9设置在鞋底2中，如图2所示，电机驱动电路9包括第一NPN型三极管Ql、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4;其中，第一电阻Rl的一端连接控制模块3的正级供电端，第一电阻Rl的另一端分别连接第一 NPN型三极管Ql的集电极、第二 NPN型三极管Q2的集电极;第一 NPN型三极管Ql的发射极和第二NPN型三极管Q2的发射极分别连接在微型双向气栗5的两端上，同时，第一NPN型三极管Ql的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二 NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接;第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地;第一 NPN型三极管Ql的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块3相连接;第二 NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块3相连接;第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块3相连接;微型双向气栗5上的其中一个气嘴连接导气管8的一端，导气管8的另一端与泳圈式充气保护圈7上的气嘴相连接，微型双向气栗5上的另一个气嘴穿出鞋底2的侧边，连通鞋底2外部空间；压力传感器6设置于鞋底2上表面、对应后掌区域的位置。上述技术方案所设计的电机驱动式脚踝保护鞋，针对现有鞋的结构进行改进，引入智能电机控制式脚踝保护圈结构，通过所设计的压力传感器6，检测判断穿着者穿鞋的动作，判断穿着者是否将脚完整伸入鞋子当中，并基于穿着者将脚完整伸入鞋子的判断结果，结合具体所设计的电机驱动电路9，针对所设计的微型双向气栗5进行智能控制，实现针对所设计泳圈式充气保护圈7的充气操作，使之紧紧包裹住穿着者的脚踝部位，实现针对脚踝的保护;与之相应，基于穿着者准备将脚由鞋子中取出的判断结果，通过所设计的微型双向气栗5，针对所设计的泳圈式充气保护圈7实现智能排气操作，接触针对穿着者脚踝部位的包裹，由此实现针对穿着者脚踝的智能保护作用。
[0023]基于上述设计电机驱动式脚踝保护鞋技术方案的基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案:针对导气管8的排布，进一步设计设置于鞋面I的夹层中，避免了导气管8的散乱布置，有效防止了实际穿着中对脚部动作的影响，在具有智能电控脚踝保护的同时，保证了实际穿着中的安全性;还有针对微型双向气栗5中的电机，进一步设计采用无刷电机，使得本发明所设计的电机驱动式脚踝保护鞋在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设计电机驱动式脚踝保护鞋具有高效的脚踝保护作用，又能保证其工作过程不对周围环境产生噪声影响，体现了设计过程中的人性化设计;而且针对控制模块3，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对所设计电机驱动式脚踝保护鞋的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护;不仅如此，针对电源4，进一步设计采用纽扣电池，基于纽扣电池的体积，能够有效保证所设计智能电机控制式脚踝保护圈结构的整体占用空间，进而能够在获得高效脚踝保护作用的同时，最大限度保证了其与现有鞋子外观上的一致性。
[0024]本发明设计了电机驱动式脚踝保护鞋在实际应用过程当中，具体包括上下设置的鞋面I和鞋底2，还包括泳圈式充气保护圈7、导气管8、微型双向气栗5、单片机，以及分别与单片机相连接的纽扣电池、压力传感器6、电机驱动电路9;微型双向气栗5经过电机驱动电路9与单片机相连接;纽扣电池经过单片机为压力传感器6进行供电，同时，纽扣电池依次经过单片机、电机驱动电路9为微型双向气栗5进行供电；泳圈式充气保护圈7的口径与鞋面I上穿着口的口径相等，泳圈式充气保护圈7的高度为3cm-5cm，泳圈式充气保护圈7—端的边缘一周与鞋面I上穿着口的边缘一周彼此相连接;单片机、纽扣电池、微型双向气栗5和电机驱动电路9设置在鞋底2中，电机驱动电路9包括第一NPN型三极管Ql、第二NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4;其中，第一电阻Rl的一端连接单片机的正级供电端，第一电阻Rl的另一端分别连接第一 NPN型三极管Ql的集电极、第二 NPN型三极管Q2的集电极;第一 NPN型三极管Ql的发射极和第二 NPN型三极管Q2的发射极分别连接在微型双向气栗5的两端上，同时，第一 NPN型三极管Ql的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二 NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接;第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地;第一 NPN型三极管Ql的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与单片机相连接;第二 NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与单片机相连接;第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与单片机相连接;微型双向气栗5中的电机为无刷电机，微型双向气栗5上的其中一个气嘴连接导气管8的一端，导气管8的另一端与泳圈式充气保护圈7上的气嘴相连接，导气管8设置于鞋面I的夹层中，微型双向气栗5上的另一个气嘴穿出鞋底2的侧边，连通鞋底2外部空间;压力传感器6设置于鞋底2上表面、对应后掌区域的位置。实际应用中，设置于鞋底2上表面、对应后掌区域位置的压力传感器6实时检测获得压力检测结果，并实时上传至单片机当中，单片机针对所获得的压力检测结果进行实时判断，并做出相应操作，其中，当穿着者将脚由泳圈式充气保护圈7上端口伸入鞋子当中时，穿着者脚的前掌先进入鞋子内，并伸向鞋子内部、鞋底2上表面的前掌区域，随之穿着者脚的后跟进入鞋子内，并置于鞋底2上表面的后掌区域，这过程当中，当穿着者脚的后跟踩在设置于鞋底2上表面、对应后掌区域位置的压力传感器6上时，单片机所获得的压力检测结果就会大于或等于预设阈值，实际应用中，为了保证所设计智能电机控制式脚踝保护圈结构工作的稳定性，这里所述预设阈值设计为大于O，则单片机根据大于或等于预设阈值的压力检测结果，判断此时，穿着者已经穿好此只鞋子，则单片机进一步经过电机驱动电路9控制微型双向气栗5工作，其中，单片机向电机驱动电路9发送控制命令，电机驱动电路9根据控制命令生成相应的控制指令，并发送给微型双向气栗5，控制其工作，经导气管8针对泳圈式充气保护圈7进行充气，使之膨胀，由此实现针对穿着者该脚脚踝的包裹时保护，对于另一只鞋子，同样按上述过程进行智能控制工作，在穿着者穿着好鞋子后的走路或跑步过程当中，由于泳圈式充气保护圈7针对脚踝的紧紧包裹，使得脚后跟紧紧与鞋底2的后掌区域相贴，则此过程中，单片机所获得的压力检测结果一直是大于预设阈值，则单片机据此经过电机驱动电路9，通过微型双向气栗5，保持泳圈式充气保护圈7针对脚踝的紧贴式包裹;与上述过程相对应的，当穿着者想要拖鞋时，只需将脚抬起，用手抓紧鞋子的后跟，沿背向腿的方向拉住，使得脚后跟与压力传感器6之间不相接触，则单片机所获得的压力检测结果就会小于预设阈值，则单片机据此判断穿着者要脱鞋，则单片机进一步经过电机驱动电路9控制微型双向气栗5工作，其中，单片机向电机驱动电路9发送控制命令，电机驱动电路9根据控制命令生成相应的控制指令，并发送给微型双向气栗5，控制其工作，经导气管8针对泳圈式充气保护圈7进行排气，解除针对穿着者该脚脚踝的包裹，则接下来穿着者就可以将脚由鞋子取出，同样，在鞋子不被穿着的过程中，由于压力传感器4所获得的压力检测结果一直是小于预设阈值的，则单片机不做任何进一步操作，不针对泳圈式充气保护圈7进行充气。由此通过上述实际应用，实现针对穿着者脚踝的高效保护。
[0025]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种电机驱动式脚踝保护鞋，包括上下设置的鞋面(I)和鞋底(2);其特征在于:还包括泳圈式充气保护圈(7)、导气管(8)、微型双向气栗(5)、控制模块(3)，以及分别与控制模块(3)相连接的电源(4)、压力传感器(6)、电机驱动电路(9);微型双向气栗(5)经过电机驱动电路(9)与控制模块(3)相连接;电源(4)经过控制模块(3)为压力传感器(6)进行供电，同时，电源(4)依次经过控制模块(3)、电机驱动电路(9)为微型双向气栗(5)进行供电；泳圈式充气保护圈(7)的口径与鞋面(I)上穿着口的口径相等，泳圈式充气保护圈(7)的高度为3cm-5cm，泳圈式充气保护圈(7) —端的边缘一周与鞋面(I)上穿着口的边缘一周彼此相连接;控制模块(3)、电源(4)、微型双向气栗(5)和电机驱动电路(9)设置在鞋底(2)中，电机驱动电路(9)包括第一 NPN型三极管Ql、第二 NPN型三极管Q2、第三PNP型三极管Q3、第四PNP型三极管Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4;其中，第一电阻Rl的一端连接控制模块(3)的正级供电端，第一电阻Rl的另一端分别连接第一 NPN型三极管Ql的集电极、第二 NPN型三极管Q2的集电极;第一 NPN型三极管Ql的发射极和第二 NPN型三极管Q2的发射极分别连接在微型双向气栗(5)的两端上，同时，第一NPN型三极管Ql的发射极与第三PNP型三极管Q3的发射极相连接，第二 NPN型三极管Q2的发射极与第四PNP型三极管Q4的发射极相连接;第三PNP型三极管Q3的集电极与第四PNP型三极管Q4的集电极相连接，并接地;第一NPN型三极管Ql的基极与第三PNP型三极管Q3的基极相连接，并经第二电阻R2与控制模块(3)相连接;第二 NPN型三极管Q2的基极经第三电阻R3与控制模块(3)相连接;第四PNP型三极管Q4的基极经第四电阻R4与控制模块(3)相连接;微型双向气栗(5)上的其中一个气嘴连接导气管(8)的一端，导气管(8)的另一端与泳圈式充气保护圈(7)上的气嘴相连接，微型双向气栗(5)上的另一个气嘴穿出鞋底(2)的侧边，连通鞋底(2)外部空间；压力传感器(6)设置于鞋底(2)上表面、对应后掌区域的位置。2.根据权利要求1所述一种电机驱动式脚踝保护鞋，其特征在于:所述导气管(8)设置于鞋面(I)的夹层中。3.根据权利要求1所述一种电机驱动式脚踝保护鞋，其特征在于:所述微型双向气栗(5)中的电机为无刷电机。4.根据权利要求1所述一种电机驱动式脚踝保护鞋，其特征在于:所述控制模块(3)为单片机。5.根据权利要求1所述一种电机驱动式脚踝保护鞋，其特征在于:所述电源(4)为纽扣电池。
【文档编号】A43B7/20GK106073004SQ201610629775
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月2日 公开号201610629775.4, CN 106073004 A, CN 106073004A, CN 201610629775, CN-A-106073004, CN106073004 A, CN106073004A, CN201610629775, CN201610629775.4
【发明人】不公告发明人
【申请人】陈菊芳