CN105963055A - 一种步态纠正智能鞋系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种步态纠正智能鞋系统及其方法，包括供左右穿着的两只对称的鞋子本体，还包括距离传感器、压力传感器、振动马达、控制系统、供电装置、开关和移动终端；用户通过移动终端选择合适自己的双足距离参数后，系统自动检测不良步态并通过振动提醒及帮助用户纠正，本系统通过利用太阳能供电，提高了能源的利用率。

Description

一种步态纠正智能鞋系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种基于太阳能与距离测量的步态纠正智能鞋系统及其方法。

背景技术

由于幼年时的不良习惯等原因，有不少人受外八字和内八字这些不良步态困扰，不仅在走路时非常不雅观，而且对人体健康也有一定损害。

针对这一现象，推出相应的纠正设备是非常有必要的。其中，纠正鞋是最直接的设备，可以在日常的行走过程中不断发挥纠正作用。但是目前大部分设备没有植入智能系统，缺少对不同个体的针对性。

此外，在人们日常行走过程中，有大量机会直接接触阳光。若能够在此过程中将太阳能利用起来，则能够提高能源的利用效率。

发明内容

为了帮助用户纠正内八字和外八字这些不良步态,本发明提供一种一种步态纠正智能鞋系统及其方法。

本发明的具体方案如下：

一种步态纠正智能鞋系统，包括供左右穿着的两只对称的鞋子本体，还包括距离传感器、压力传感器、振动马达、控制系统、供电装置、开关和移动终端；

所述的距离传感器共有三个，分别安装在鞋子本体的前部、中部、后部的侧面上，所述的压力传感器安装在鞋子本体的底部，振动马达安装在鞋子本体的两侧，开关安装在鞋子本体后部，控制系统安装在鞋子本体内部，所述的控制系统包括单片机和无线通信模块，所述的单片机分别与距离传感器、压力传感器、振动马达、供电装置、开关、无线通信模块相连，所述的无线通信模块用于与移动终端通信。

所述的供电装置包括太阳能电池和备用电源，所述的备用电源安装在鞋子本体内部，并连接有充电接口；所述的太阳能电池安装在鞋子本体前部的鞋面上。

所述的移动终端包括设置模块和工作模块。

所述步态纠正智能鞋系统的步态纠正方法是：

长按开关开启系统，移动终端与控制系统建立通信，启动移动终端的设置模块进入步态纠 正智能鞋系统的设置模式，在设置模式下，用户双足摆出正常步态，即双足接近平行，安装在两只智能鞋上的三对距离传感器获得用户双足距离，当获得距离后，移动终端启动工作模块，进入工作模式，系统以当前用户双足距离作为设定距离；

工作模式下，系统记录用户步频，具体方法为：以鞋底的压力传感器检测到的两次压力峰值之间的间隔为走一步的时间，每检测到一次峰值则认为用户走出一步，以此记录用户走路步数，并实时通过控制系统中的无线通信模块向移动终端发送；

在用户走路的过程中，利用鞋子前部、中部、后部的三对距离传感器进行双足距离检测，如果前部距离传感器对测得的距离小于设定距离，且后部距离传感器对测得的距离大于设定范围，则判定用户以内八字行走，控制系统控制振动马达振动以提醒用户；如果前部距离传感器对测得的距离大于设定范围，且后部距离传感器对测得的距离小于设定范围，则判定用户以外八字行走，控制系统控制振动马达振动以提醒用户；振动持续进行，直到系统再次判定用户恢复正常步态；

在一个步行周期内，只要出现三对距离传感器测得的双足距离同时落入设定距离的一定范围内；则认为用户的步态正常；

系统优先通过太阳能电池供电，且太阳能电池能够通过接触阳光充电，如果太阳能电池电能不足，则切换到备用电池供电。

本发明的有益效果是，通过本系统，在用户步态不良时及时警告，对用户培养健康雅观的走路姿势非常有利；通过利用太阳能供电，提高了能源的利用率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的侧视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的系统框架图。

图中1.鞋子本体，2.距离传感器，3.压力传感器，4.振动马达，5.太阳能电池及备用电源，6.开关。

具体实施方式

控制系统的核心为单片机，可以采用MSP430等，同时也包括无线通信模块。

如图1-3所示，一种步态纠正智能鞋系统，包括供左右穿着的两只对称的鞋子本体1，还包括距离传感器2、压力传感器3、振动马达4、控制系统、供电装置5、开关6和移动终端；

所述的距离传感器2共有三个，分别安装在鞋子本体1的前部、中部、后部的侧面上，所 述的压力传感器3安装在鞋子本体的底部，振动马达4安装在鞋子本体1的两侧，开关6安装在鞋子本体1后部，控制系统安装在鞋子本体1内部，所述的控制系统包括单片机和无线通信模块，所述的单片机分别与距离传感器2、压力传感器3、振动马达4、供电装置5、开关6、无线通信模块相连，所述的无线通信模块用于与移动终端通信。

所述的供电装置5包括太阳能电池和备用电源，所述的备用电源安装在鞋子本体1内部，并连接有充电接口；所述的太阳能电池安装在鞋子本体1前部的鞋面上。

所述的移动终端包括设置模块和工作模块。

使用的时候，用户长按开关6三秒即可开启系统，再次长按三秒则可以关闭系统。移动终端与控制系统建立通信，启动移动终端的设置模块进入步态纠正智能鞋系统的设置模式，在设置模式下，用户双足摆出正常步态，即双足接近平行，安装在两只智能鞋上的三对距离传感器获得用户双足距离，当获得距离后，移动终端启动工作模块，进入工作模式，系统以当前用户双足距离作为设定距离，并将以该距离为中心，左右微小偏差的距离范围作为正常步态时的可接受范围；

工作模式下，系统记录用户步频，具体方法为：以鞋底的压力传感器检测到的两次压力峰值之间的间隔为走一步的时间，每检测到一次峰值则认为用户走出一步，以此记录用户走路步数，并实时通过控制系统中的无线通信模块向移动终端发送；

在用户走路的过程中，利用鞋子前部、中部、后部的三对距离传感器进行双足距离检测，如果前部距离传感器对测得的距离小于设定距离，且后部距离传感器对测得的距离大于设定范围，则判定用户以内八字行走，控制系统控制振动马达振动以提醒用户；如果前部距离传感器对测得的距离大于设定范围，且后部距离传感器对测得的距离小于设定范围，则判定用户以外八字行走，控制系统控制振动马达振动以提醒用户；振动持续进行，直到系统再次判定用户恢复正常步态；

当然，这样的判断依据是基于直立时双足一起在地面上的状态下。由于实际走路过程中有抬腿等动作，一个步行周期内，双足只有一部分时间是符合上述状态的，即从人体侧面看双腿重叠的时候，因此只要在一个步行周期内双足距离满足要求的时间达到一定值，就可以认为用户的步态正常。

系统优先通过太阳能电池及备用电源6中的太阳能电池供电，且太阳能电池能够通过接触阳光充电，在用户白天行走的时候有充足的时间充电。如果太阳能电池电能不足，则切换到备用电池供电。

Claims (4)

1.一种步态纠正智能鞋系统，包括供左右穿着的两只对称的鞋子本体(1)，其特征在于还包括距离传感器(2)、压力传感器(3)、振动马达(4)、控制系统、供电装置(5)、开关(6)和移动终端；

所述的距离传感器(2)共有三个，分别安装在鞋子本体(1)的前部、中部、后部的侧面上，所述的压力传感器(3)安装在鞋子本体的底部，振动马达(4)安装在鞋子本体(1)的两侧，开关(6)安装在鞋子本体(1)后部，控制系统安装在鞋子本体(1)内部，所述的控制系统包括单片机和无线通信模块，所述的单片机分别与距离传感器(2)、压力传感器(3)、振动马达(4)、供电装置(5)、开关(6)、无线通信模块相连，所述的无线通信模块用于与移动终端通信。

2.根据权利要求1所述的步态纠正智能鞋系统，其特征在于所述的供电装置(5)包括太阳能电池和备用电源，所述的备用电源安装在鞋子本体(1)内部，并连接有充电接口；所述的太阳能电池安装在鞋子本体(1)前部的鞋面上。

3.根据权利要求1所述的步态纠正智能鞋系统，其特征在于所述的移动终端包括设置模块和工作模块。

4.一种如权利要求1-4任一项所述步态纠正智能鞋系统的步态纠正方法，其特征在于：

长按开关(6)开启系统，移动终端与控制系统建立通信，启动移动终端的设置模块进入步态纠正智能鞋系统的设置模式，在设置模式下，用户双足摆出正常步态，即双足接近平行，安装在两只智能鞋上的三对距离传感器获得用户双足距离，当获得距离后，移动终端启动工作模块，进入工作模式，系统以当前用户双足距离作为设定距离；

工作模式下，系统记录用户步频，具体方法为：以鞋底的压力传感器(3)检测到的两次压力峰值之间的间隔为走一步的时间，每检测到一次峰值则认为用户走出一步，以此记录用户走路步数，并实时通过控制系统中的无线通信模块向移动终端发送；

在用户走路的过程中，利用鞋子前部、中部、后部的三对距离传感器(2)进行双足距离检测，如果前部距离传感器对测得的距离小于设定距离，且后部距离传感器对测得的距离大于设定范围，则判定用户以内八字行走，控制系统控制振动马达(4)振动以提醒用户；如果前部距离传感器对测得的距离大于设定范围，且后部距离传感器对测得的距离小于设定范围，则判定用户以外八字行走，控制系统控制振动马达(4)振动以提醒用户；振动持续进行，直到系统再次判定用户恢复正常步态；

在一个步行周期内，只要出现三对距离传感器测得的双足距离同时落入设定距离的一定范围内；则认为用户的步态正常；

系统优先通过太阳能电池供电，且太阳能电池能够通过接触阳光充电，如果太阳能电池电能不足，则切换到备用电池供电。