CN108354263A - 一种智能童鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能童鞋，所述智能童鞋包括鞋体、设置在鞋体中的鞋垫；所述鞋垫中设置有姿势检测装置，用于实时检测儿童走路的姿势并输出检测结果；所述鞋体中设置有微控制器、无线通信器，所述微控制器根据所述检测结果判断儿童走路的姿势是否正确并得到比对结果，所述无线通信器将所述比对结果无线发送至移动终端。本发明公开的智能童鞋能够判断儿童走路的姿势是否正确。

Description

一种智能童鞋
技术领域
本发明涉及鞋子领域，具体而言，涉及一种智能童鞋。
背景技术
随着人们生活质量的提高以及物质的极大丰富，越来越多的儿童在很小的时候体重较重，这对正在学习走路或者刚学会走路的儿童来说是十分不利的，因为一旦走路的姿势不是很标准，庞大的体重将会压迫腿部以及脚部发生形变导致畸形。
现有技术中存在各种考虑了人体工学的学步鞋、机能鞋。但是这些鞋子仅能降低儿童下半身畸形的概率而不能避免，而且这些鞋子实际的效能也无法考证。
发明内容
本发明提出了一种智能童鞋，其特征在于，所述智能童鞋包括鞋体、设置在鞋体中的鞋垫；所述鞋垫中设置有姿势检测装置，用于实时检测儿童走路的姿势并输出检测结果；所述鞋体中设置有微控制器、无线通信器，所述微控制器根据所述检测结果判断儿童走路的姿势是否正确并得到比对结果，所述无线通信器将所述比对结果无线发送至移动终端。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述鞋体的外表面设置有LED警示灯，当儿童走路的姿势不正确时所述微控制器控制所述LED警示灯点亮并呈现红色，否则处于常熄灭状态。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述鞋垫包括顺序设置的透气顶布层、绝缘防护层、压电材料层、pcb层、透气底布层；所述透气底布层用于与所述鞋体内部下表面直接接触且其面积与所述鞋体内部下表面的面积相同；所述pcb层用于实现电能的存储、利用且所述pcb层设置在所述透气底布层的侧边上；所述压电材料层用于直接将压力转换成电能且所述压电材料层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述绝缘防护层用于保护所述压电材料层不受外界环境干扰且所述绝缘防护层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述透气底布层用于与放置进所述鞋体内部的脚底面直接接触且其面积与所述透气底布层的面积相同。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述压电材料层包括n个压电材料分块，所述n个压电材料分块彼此临接整体形成所述压电材料层。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述pcb层包括n个分别与所述压电材料分块一一对应并联连接的电容、电池、控制器，每个所述电容用于存储其对应的所述压电材料分块产生的电能，n个电容串联连接后与所述电池并联连接；所述电池分别与所述控制器、微控制器、无线通信器电力连接用于为所述控制器、微控制器、无线通信器提供工作电力；所述控制器分别与每个所述电容以及电池连接用于实时检测所有电容以及电池的能量水平，并根据所述能量水平实现控制以及输出信息。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述控制器实时检测所述电池的电量，当所述电池的电量达到预设下限时所述控制器控制串联的n个电容整体放电进而给所述电池充电从而使得电池的电量迅速回升到预设上限之上；所述控制器实时检测所述n个电容的电量变化，并以时间为横轴以电量变化为纵轴的方式记录运动时间内所述电量的变化情况形成n个检测结果，并将所述n个检测结果传输给所述微控制器；所述微控制器将所述n个检测结果以相同的横轴与纵轴叠加在一起，形成检测样本，所述微控制器继而将所述检测样本与预存的标准图形进行图形比对，比对的标准包括图形的长度、峰值高度、分布情况，当比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形在误差允许的范围内相似率达到90％以上时，所述微控制器判定儿童走路姿势正确，所述微控制器将通过所述无线通信器向所述移动终端传输表明走路姿势正确的信息，否则所述微控制器判定儿童走路姿势不正确，所述微控制器控制所述LED警示灯点亮为红色，同时将所述检测样本以及标准图形通过所述无线通信器发送到所述移动终端。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述移动终端在接收到表明走路姿势正确的信息时控制器显示屏上显示笑脸；所述移动终端在接收到所述检测样本以及标准图形时，将所述检测样本与标准图形按照横轴由小至大的顺序进行图形比对，所述移动终端同时在其显示屏上显示出虚拟人脚，则所述横轴由小到大即与虚拟人脚从脚跟到脚趾相互对应，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在70％-90％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示黄色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在40％-70％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示橘色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在 40％以下时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示红色。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述鞋体的底部具有防滑纹路。
该智能童鞋，其还进一步满足条件，所述防滑纹路为波浪。
本发明所取得的有益技术效果是：
1、采用独特设置的智能童鞋，在儿童走路时穿上，能够实时监测儿童的走路姿势是否标准，并给出提醒来指示家长对走路姿势进行改进，避免了不适当姿势带来的畸形；
2、基于压电原理采集电容的突变从而得到姿势，简单易行，成本较低，便于推广应用；
3、基于压电材料层的电能为蓄电池供电，最大化的利用了清洁能源，极大的降低了能耗；
4、基于移动终端的可视化的实时显示监测结果，通俗易懂。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的鞋垫的结构图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
实施例一。
请结合附图1。
一种智能童鞋，其特征在于，所述智能童鞋包括鞋体、设置在鞋体中的鞋垫；所述鞋垫中设置有姿势检测装置，用于实时检测儿童走路的姿势并输出检测结果；所述鞋体中设置有微控制器、无线通信器，所述微控制器根据所述检测结果判断儿童走路的姿势是否正确并得到比对结果，所述无线通信器将所述比对结果无线发送至移动终端。
所述鞋体的外表面设置有LED警示灯，当儿童走路的姿势不正确时所述微控制器控制所述LED警示灯点亮并呈现红色，否则处于常熄灭状态。
所述鞋垫包括顺序设置的透气顶布层、绝缘防护层、压电材料层、pcb层、透气底布层；所述透气底布层用于与所述鞋体内部下表面直接接触且其面积与所述鞋体内部下表面的面积相同；所述pcb层用于实现电能的存储、利用且所述pcb层设置在所述透气底布层的侧边上；所述压电材料层用于直接将压力转换成电能且所述压电材料层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述绝缘防护层用于保护所述压电材料层不受外界环境干扰且所述绝缘防护层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述透气底布层用于与放置进所述鞋体内部的脚底面直接接触且其面积与所述透气底布层的面积相同。
所述压电材料层包括n个压电材料分块，所述n个压电材料分块彼此临接整体形成所述压电材料层。
所述pcb层包括n个分别与所述压电材料分块一一对应并联连接的电容、电池、控制器，每个所述电容用于存储其对应的所述压电材料分块产生的电能，n个电容串联连接后与所述电池并联连接；所述电池分别与所述控制器、微控制器、无线通信器电力连接用于为所述控制器、微控制器、无线通信器提供工作电力；所述控制器分别与每个所述电容以及电池连接用于实时检测所有电容以及电池的能量水平，并根据所述能量水平实现控制以及输出信息。
所述控制器实时检测所述电池的电量，当所述电池的电量达到预设下限时所述控制器控制串联的n个电容整体放电进而给所述电池充电从而使得电池的电量迅速回升到预设上限之上；所述控制器实时检测所述n个电容的电量变化，并以时间为横轴以电量变化为纵轴的方式记录运动时间内所述电量的变化情况形成n个检测结果，并将所述n个检测结果传输给所述微控制器；所述微控制器将所述n个检测结果以相同的横轴与纵轴叠加在一起，形成检测样本，所述微控制器继而将所述检测样本与预存的标准图形进行图形比对，比对的标准包括图形的长度、峰值高度、分布情况，当比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形在误差允许的范围内相似率达到90％以上时，所述微控制器判定儿童走路姿势正确，所述微控制器将通过所述无线通信器向所述移动终端传输表明走路姿势正确的信息，否则所述微控制器判定儿童走路姿势不正确，所述微控制器控制所述LED警示灯点亮为红色，同时将所述检测样本以及标准图形通过所述无线通信器发送到所述移动终端。
所述移动终端在接收到表明走路姿势正确的信息时控制器显示屏上显示笑脸；所述移动终端在接收到所述检测样本以及标准图形时，将所述检测样本与标准图形按照横轴由小至大的顺序进行图形比对，所述移动终端同时在其显示屏上显示出虚拟人脚，则所述横轴由小到大即与虚拟人脚从脚跟到脚趾相互对应，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在70％-90％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示黄色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在40％-70％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示橘色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在40％以下时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示红色。
所述鞋体的底部具有防滑纹路。
所述防滑纹路为波浪。
实施例二。
一种智能童鞋，其特征在于，所述智能童鞋包括鞋体、设置在鞋体中的鞋垫；所述鞋垫中设置有姿势检测装置，用于实时检测儿童走路的姿势并输出检测结果；所述鞋体中设置有微控制器、无线通信器，所述微控制器根据所述检测结果判断儿童走路的姿势是否正确并得到比对结果，所述无线通信器将所述比对结果无线发送至移动终端。
所述鞋体的外表面设置有LED警示灯，当儿童走路的姿势不正确时所述微控制器控制所述LED警示灯点亮并呈现红色，否则处于常熄灭状态。
所述鞋垫包括顺序设置的透气顶布层、绝缘防护层、压电材料层、pcb层、透气底布层；所述透气底布层用于与所述鞋体内部下表面直接接触且其面积与所述鞋体内部下表面的面积相同；所述pcb层用于实现电能的存储、利用且所述pcb层设置在所述透气底布层的侧边上；所述压电材料层用于直接将压力转换成电能且所述压电材料层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述绝缘防护层用于保护所述压电材料层不受外界环境干扰且所述绝缘防护层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述透气底布层用于与放置进所述鞋体内部的脚底面直接接触且其面积与所述透气底布层的面积相同。
所述压电材料层包括n个压电材料分块，所述n个压电材料分块彼此临接整体形成所述压电材料层。
所述pcb层包括n个分别与所述压电材料分块一一对应并联连接的电容、电池、控制器，每个所述电容用于存储其对应的所述压电材料分块产生的电能，n个电容串联连接后与所述电池并联连接；所述电池分别与所述控制器、微控制器、无线通信器电力连接用于为所述控制器、微控制器、无线通信器提供工作电力；所述控制器分别与每个所述电容以及电池连接用于实时检测所有电容以及电池的能量水平，并根据所述能量水平实现控制以及输出信息。
所述控制器实时检测所述电池的电量，当所述电池的电量达到预设下限时所述控制器控制串联的n个电容整体放电进而给所述电池充电从而使得电池的电量迅速回升到预设上限之上；所述控制器实时检测所述n个电容的电量变化，并以时间为横轴以电量变化为纵轴的方式记录运动时间内所述电量的变化情况形成n个检测结果，并将所述n个检测结果传输给所述微控制器；所述微控制器将所述n个检测结果以相同的横轴与纵轴叠加在一起，形成检测样本，所述微控制器继而将所述检测样本与预存的标准图形进行图形比对，比对的标准包括图形的长度、峰值高度、分布情况，当比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形在误差允许的范围内相似率达到90％以上时，所述微控制器判定儿童走路姿势正确，所述微控制器将通过所述无线通信器向所述移动终端传输表明走路姿势正确的信息，否则所述微控制器判定儿童走路姿势不正确，所述微控制器控制所述LED警示灯点亮为红色，同时将所述检测样本以及标准图形通过所述无线通信器发送到所述移动终端。
所述移动终端在接收到表明走路姿势正确的信息时控制器显示屏上显示笑脸；所述移动终端在接收到所述检测样本以及标准图形时，将所述检测样本与标准图形按照横轴由小至大的顺序进行图形比对，所述移动终端同时在其显示屏上显示出虚拟人脚，则所述横轴由小到大即与虚拟人脚从脚跟到脚趾相互对应，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在70％-90％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示黄色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在40％-70％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示橘色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在40％以下时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示红色。
所述鞋体的外表面为牛皮。
实施例三。
一种智能童鞋，其特征在于，所述智能童鞋包括鞋体、设置在鞋体中的鞋垫；所述鞋垫中设置有姿势检测装置，用于实时检测儿童走路的姿势并输出检测结果；所述鞋体中设置有微控制器、无线通信器，所述微控制器根据所述检测结果判断儿童走路的姿势是否正确并得到比对结果，所述无线通信器将所述比对结果无线发送至移动终端。
所述鞋体的外表面设置有LED警示灯，当儿童走路的姿势不正确时所述微控制器控制所述LED警示灯点亮并呈现红色，否则处于常熄灭状态。
所述鞋垫包括顺序设置的透气顶布层、绝缘防护层、压电材料层、pcb层、透气底布层；所述透气底布层用于与所述鞋体内部下表面直接接触且其面积与所述鞋体内部下表面的面积相同；所述pcb层用于实现电能的存储、利用且所述pcb层设置在所述透气底布层的侧边上；所述压电材料层用于直接将压力转换成电能且所述压电材料层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述绝缘防护层用于保护所述压电材料层不受外界环境干扰且所述绝缘防护层的面积与所述透气底布层的面积相同；所述透气底布层用于与放置进所述鞋体内部的脚底面直接接触且其面积与所述透气底布层的面积相同。
所述压电材料层包括n个压电材料分块，所述n个压电材料分块彼此临接整体形成所述压电材料层。
所述pcb层包括n个分别与所述压电材料分块一一对应并联连接的电容、电池、控制器，每个所述电容用于存储其对应的所述压电材料分块产生的电能，n个电容串联连接后与所述电池并联连接；所述电池分别与所述控制器、微控制器、无线通信器电力连接用于为所述控制器、微控制器、无线通信器提供工作电力；所述控制器分别与每个所述电容以及电池连接用于实时检测所有电容以及电池的能量水平，并根据所述能量水平实现控制以及输出信息。
所述控制器实时检测所述电池的电量，当所述电池的电量达到预设下限时所述控制器控制串联的n个电容整体放电进而给所述电池充电从而使得电池的电量迅速回升到预设上限之上；所述控制器实时检测所述n个电容的电量变化，并以时间为横轴以电量变化为纵轴的方式记录运动时间内所述电量的变化情况形成n个检测结果，并将所述n个检测结果传输给所述微控制器；所述微控制器将所述n个检测结果以相同的横轴与纵轴叠加在一起，形成检测样本，所述微控制器继而将所述检测样本与预存的标准图形进行图形比对，比对的标准包括图形的长度、峰值高度、分布情况，当比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形在误差允许的范围内相似率达到90％以上时，所述微控制器判定儿童走路姿势正确，所述微控制器将通过所述无线通信器向所述移动终端传输表明走路姿势正确的信息，否则所述微控制器判定儿童走路姿势不正确，所述微控制器控制所述LED警示灯点亮为红色，同时将所述检测样本以及标准图形通过所述无线通信器发送到所述移动终端。
所述移动终端在接收到表明走路姿势正确的信息时控制器显示屏上显示笑脸；所述移动终端在接收到所述检测样本以及标准图形时，将所述检测样本与标准图形按照横轴由小至大的顺序进行图形比对，所述移动终端同时在其显示屏上显示出虚拟人脚，则所述横轴由小到大即与虚拟人脚从脚跟到脚趾相互对应，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在70％-90％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示黄色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在40％-70％之间时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示橘色，当某一横轴坐标下比对的结果表明所述检测样本与所述标准图形的相似率在40％以下时，所述移动终端控制所述虚拟人脚上与所述横轴坐标对应的位置显示红色。
所述鞋体的底部具有防滑纹路。
所述防滑纹路为波浪
所述移动终端包括手机、平板电脑。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种智能童鞋，其特征在于，所述智能童鞋包括鞋体、设置在鞋体中的鞋垫；所述鞋垫中设置有姿势检测装置，用于实时检测儿童走路的姿势并输出检测结果；所述鞋体中设置有微控制器、无线通信器，所述微控制器根据所述检测结果判断儿童走路的姿势是否正确并得到比对结果，所述无线通信器将所述比对结果无线发送至移动终端。
2.根据权利要求2所述的智能童鞋，其特征在于，所述鞋体的外表面设置有LED警示灯，当儿童走路的姿势不正确时所述微控制器控制所述LED警示灯点亮并呈现红色，否则处于常熄灭状态。
3.根据权利要求2所述的智能童鞋，其特征在于，所述鞋垫包括顺序设置的透气顶布层、绝缘防护层、压电材料层、pcb层、透气底布层。
4.根据权利要求3所述的智能童鞋，其特征在于，所述压电材料层包括n个压电材料分块，所述n个压电材料分块彼此临接整体形成所述压电材料层。
5.根据权利要求4所述的智能童鞋，其特征在于，所述pcb层包括n个分别与所述压电材料分块一一对应并联连接的电容、电池、控制器。
6.根据权利要求5所述的智能童鞋，其特征在于，所述鞋体的底部具有防滑纹路。
7.根据权利要求6所述的智能童鞋，其特征在于，所述防滑纹路为波浪。
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CN106853284A (zh) * 2016-12-30 2017-06-16 苏州能斯达电子科技有限公司 一种监控脚部运动的智能穿戴设备
CN107028276A (zh) * 2017-03-16 2017-08-11 青岛滨海学院 一种智能走姿矫正鞋
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