CN108404397A - 一种智能轮滑鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种智能轮滑鞋，包括鞋体、轮架和智能模块，所述轮架包括连接在鞋体上的连接架和设置在连接架上的轮子，所述轮子上设有磁块，所述智能模块包括电路板块和通过无线信号传输连接的终端设备，所述电路板块上包括有电源单元及线路连接电源单元的磁传感器和无线传输单元，所述磁传感器线路连接无线传输单元，所述电路板块设置在连接架上，所述磁传感器对应轮子的磁块设置，在轮子转动时，磁块能够与磁传感器相呼应；该轮滑鞋能够侦测轮滑活动数据，增添轮滑活动的乐趣，可实现活动安全范围设置，功耗低，持续工作时间长，更实用，结构更简单，不易受损破坏。

Description

一种智能轮滑鞋
技术领域
本发明涉及轮滑鞋，特别是涉及智能轮滑鞋。
背景技术
轮滑鞋作为一种生活休闲娱乐的物品，很受孩童、年轻人的喜爱，从中感受轮滑的乐趣，轮滑也算是一种有趣的运动方式，能够锻炼平衡感和腿部肌肉控制能力，因此很多家长愿意让孩子学习轮滑，孩童也是玩轮滑的最大群体，对于孩童的轮滑运动，孩童感受的是轮滑乐趣，家长最关注还是活动范围监控。目前市场上销售的轮滑鞋均为不具其他功能普通轮滑鞋，这么多年来轮滑鞋的改变也仅限与外观上的变化，外形结构上的改进变化也不大，也有一些制造商和爱好人士对轮滑鞋提出很多改进，如实现一些智能效果，而这些智能效果也仅是一些简单的智能效果，如播放音乐、亮灯、重力感应等，很多也只是一个较为初步的技术方案的提出，并没有具体结构的技术方案，更没有实际应用到轮滑鞋上的，甚至有些技术方案实际是难于实施，对于轮滑乐趣和活动范围监控的提升也没有体现，有鉴于此，本案发明人经过长时间的轮滑活动观察研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够侦测轮滑数据以提升轮滑乐趣和活动范围监控的一种智能轮滑鞋。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种智能轮滑鞋，包括鞋体、轮架和智能模块，所述轮架包括连接在鞋体上的连接架和设置在连接架上的轮子，所述轮子上设有磁块，所述智能模块包括电路板块和通过无线信号传输连接的终端设备，所述电路板块上包括有电源单元及线路连接电源单元的磁传感器和无线传输单元，所述磁传感器线路连接无线传输单元，所述电路板块设置在连接架上，所述磁传感器对应轮子的磁块设置，在轮子转动时，磁块能够与磁传感器相呼应。
所述轮子包括轴心圈和橡胶轮圈，所述轴心圈的外周面中间段上设有用于固定放置磁块的固定设置结构，所述橡胶轮圈注塑成型在轴心圈上，所述磁块埋设在橡胶轮圈内。
所述磁传感器为TMR传感器。
所述电路板块上还包括存储器，所述存储器线路连接电源单元和无线传输单元。
所述电路板块上还包括有加速度传感器，所述加速度传感器线路连接电源单元和无线传输单元。
所述电路板块上还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器线路连接电源单元和无线传输单元。
所述无线传输单元为低功耗蓝牙芯片。
所述电源单元的供电源为纽扣电池。
所述终端设备包括有蓝牙传输单元、交互操作屏、智能操作系统和安装在智能操作系统下运行的轮滑鞋应用软件，所述轮滑鞋应用软件通过交互操作屏显示和交互操作，所述轮滑鞋应用软件通过蓝牙传输单元与低功耗蓝牙芯片连接传输数据来获取轮滑鞋的轮滑数据，所述轮滑鞋应用软件包括数据配置单元、电子围栏单元和模块设置单元，所述电子围栏单元通过获取蓝牙传输单元与低功耗蓝牙芯片连接信号强度来实现围栏功能。
所述轮滑鞋应用软件还包括电子宠物单元。
所述终端设备包括手持设备和/或手表设备。
所述轮架为直排轮架，所述磁块设置在最靠轮滑鞋后端的轮子上，所述连接架的后端上延伸形成有供固定安装电路板块安装的安装腔，所述安装腔设有密封盖住电路板块的密封盖。
所述安装腔内嵌套设有以可拆装的方式设置的安装壳，所述电路板块固定嵌设安装在安装壳内，所述密封盖盖合在安装壳上。
所述安装壳上开设有通孔，所述安装腔的侧壁上开设有与通孔对应的安装孔，所述安装壳通过销轴穿过安装孔和通孔固定设置在安装腔内。
所述安装壳与密封盖之间通过密封圈密封，所述安装壳与密封盖之间通过螺丝钉锁固连接。
所述安装腔内与安装壳上分别设有相互配合的定位结构和能够快速拆装的连接结构。
所述安装壳或密封盖上设有夹持结构。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：上述结构的轮滑鞋使用时，轮子转动，轮子上的磁块跟着绕圈，每一圈中磁块与电路板块上的磁传感器都能达到一个固定角度，实现相呼应获得绕圈圈数感应，这种传感方法是通过磁场感应，磁块与磁传感器之间没有任何实质性连接，不同于其他有实质性连接传感方式存在线路连接或接触，连接容易受到损坏，影响传感，结构上还较为复杂，而本发明新型的磁块与磁传感器之间的呼应不会受到损坏，使用寿命更长，感应更精准，还不影响轮滑鞋的外形结构设置，外观看上去更简洁，传感获得的轮滑活动数据通过无线传输单元传输给终端设备，从而获得轮滑活动的侦测数据，以可视方式清楚了解运动情况，从而也增添轮滑活动的乐趣。
上述采用低功耗蓝牙芯片(具有低功耗、高成本效益、稳定性、易用性和集成性等特性)和TMR传感器(又称隧道磁电阻磁传感器，其具有小型化、低成本、低功耗、高度集成、高响应频率和高灵敏度的特性)能够实现超低功耗工作，所述电源单元的供电源可采用纽扣电池，一粒纽扣电池在正常状态下就能维持工作一年左右的时间，甚至是更长，使得本发明智能模块的使用方便持久，突破现有其他类似设备功耗高、不实用、麻烦的诟病，TMR传感器获得的数据传输给低功耗蓝牙芯片进行数据处理运算获得轮滑活动的里程等数据，在低功耗蓝牙芯片蓝牙信号没有连接终端设备时，处理后的数据可先存储在存储器内，待蓝牙信号连接终端设备时，再将数据从存储器内获取传输给终端设备，这种侦测方式，不限移动距离，不限设备讯号，即可精确传输移动的距离，有效的改善了GPS定位对信号的限制；上述加速度传感器的设置能够用于轮滑鞋的记步，勘测上坡下坡等轮滑状况，这能够通过对芯片进行程序设计，使得轮滑鞋的智能模块实现更多的智能功能。
上述终端设备包括除能够获知各项活动数值外，其电子围栏单元还能够用于轮滑活动的活动范围监控，提醒警报，其超出活动范围提醒实现电子围栏的功能是通过低功耗蓝牙芯片与蓝牙传输单元之间传输信号的强弱来实现的，因此这种功能的使用，特别适合于孩童轮滑鞋的使用，孩童能够在监护人的近距离范围进行轮滑活动，防止孩童丢失，这样也能够提升轮滑活动的安全问题，上述电子宠物单元的设置增加了虚拟喂养宠物的功能，能够将轮滑数据转化为虚拟食粮，增添了轮滑乐趣，也将是孩童坚持轮滑运动的动力。
上述轮架上的结构设置巧妙，整体外观简洁，生产制造易操作，能够较好的保护电路板块，防水、防尘、抗磕碰、不易受损破坏，安装操作简单方便，有利于更换维护操作，上述进一步可快速拆装、可夹持的结构设置，使得电路板块部分可单独取下作为随身配置的防丢设备使用，同时随身配置还能继续获取活动数据，即增加的应用功能。
综上所述，本发明的一种智能轮滑鞋大大改变了现有轮滑鞋功能单一、轮滑乐趣单调的问题，实现了更多的功能，增添了轮滑乐趣，更受广大孩童的喜爱，提高轮滑活动安全性，这也是家长的选择产品首要条件之一。
附图说明
图1是本发明涉及的一种智能轮滑鞋的轮架结构示意图；
图2是本发明涉及的一种智能轮滑鞋的轮架分解结构示意图；
图3是本发明涉及的一种智能轮滑鞋的电路板块电路结构框图；
图4是本发明涉及的一种智能轮滑鞋的轮滑鞋应用软件系统结构框图。
图中：
轮架20；连接架21；安装腔211；安装孔2111；销轴2112；
密封盖212；安装壳213；通孔2131；密封圈2132；螺丝钉2133；
轮子22；轴心圈221；橡胶轮圈222；磁块23；
智能模块30；电路板块31；电源单元311；磁传感器312；
无线传输单元313；存储器314；加速度传感器315；蜂鸣器316；
终端设备32；蓝牙传输单元321；
轮滑鞋应用软件324；数据配置单元3241；电子围栏单元3242；
模块设置单元3243；电子宠物单元3244。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例结合附图来对本发明进行详细阐述。
本发明公开的一种智能轮滑鞋，如图1和图3所示，包括鞋体(图中未示出)、轮架20和智能模块30。
如图1和图2所示，所述轮架20为直排轮架，所述轮架20包括连接在鞋体上的连接架21和设置在连接架21上的轮子22。如图1、图2和图3所示，本发明的智能效果是这样的实现结构是这样的，如下所述。
所述轮子22上设有磁块23，这里说明一下所述磁块23可为永久磁块，因此可永久固定设置在轮子22上，因此本实施例中所述磁块23是这样设置的，所述轮子22包括材质较硬的轴心圈221(如塑料注塑成型的轴心圈)和橡胶轮圈222，所述轴心圈221的外周面中间段上设有用于固定放置磁块23的固定设置结构，所述橡胶轮圈222注塑成型在轴心圈211上，这样所述磁块23即被埋设在橡胶轮圈222内，所述固定设置结构图中未示出，这里不限定具体结构，以能够实现将磁块23固定放置住为宜确保其在注塑成型橡胶轮圈222时不会改变位置，上述固定设置结构设置轴心圈221外周面中间段的结构设置，能够较好的定位固定磁块23和保护磁块23，这里中间段是指在两侧边之内，避免磁块23外露易受破坏，甚至影响磁块23的磁性和其作用。
所述智能模块30包括电路板块31和通过无线信号传输连接的终端设备32，具体的，所述电路板块31设置在连接架21上，其包括有如图3所示，电源单元311及线路连接电源单元311的磁传感器312、无线传输单元313、存储器314、加速度传感器315和蜂鸣器316，所述磁传感器312线路连接无线传输单元313，本实施例中所述无线传输单元313为低功耗蓝牙芯片，低功耗蓝牙芯片带有处理器可进行数据处理，其还具有低功耗、高成本效益、稳定性、易用性和集成性等特性，所述磁传感器312采用TMR传感器，TMR传感器又称隧道磁电阻磁传感器，其具有小型化、低成本、低功耗、高度集成、高响应频率和高灵敏度的特性，从而实现本发明的上述低功耗、高灵敏度等的有益效果，因此本实施例中，所述电源单元311的供电源采用纽扣电池，纽扣电池体积小，电路板块31的整体布局结构体积也较小，所述磁传感器312对应轮子22的磁块23设置，在轮子22转动时，磁块23能够与磁传感器312相呼应，从而实现轮子22转动圈数的传感并传输给低功耗蓝牙芯片，低功耗蓝牙芯片通过预设的数据处理程序设计将获得的轮子22的转动圈数与轮子22的周长计算得出轮滑活动的移动距离，即轮滑活动的里程数。
上述存储器314线路连接电源单元311和无线传输单元313，存储器314可用于存储低功耗蓝牙芯片处理出的数据(运算信息)和蓝牙传输的数据内容，如当低功耗蓝牙芯片没有与终端设备32信号连接时，其处理出的数据直接存储在存储器314内，待与终端设备32信号连接时，低功耗蓝牙芯片在将存在存储器314内的数据传送给终端设备32，保证数据的不丢失，还如，存储固件升级数据、运算信息等等。
上述加速度传感器315线路连接电源单元311和无线传输单元313，可用于感应轮滑鞋抬脚次数(即记步)，勘测上坡、下坡等情况，可结合固件程序设计、轮滑鞋应用软件实现更多功能，当然如果不需要这些功能时，可无需设置加速度传感器315，在下面所述的作为随身携带的防丢设备使用时，加速度传感器315可用于记步使用。
上述蜂鸣器316线路连接电源单元311和无线传输单元313，用于发出警报提醒，当然也可结合固件程序设计、轮滑鞋应用软件用于进一步的语音作用。
本发明，如图4所示，所述终端设备32包括有蓝牙传输单元321、交互操作屏(图中未示出)、智能操作系统(图中未示出)和安装在智能操作系统下运行的轮滑鞋应用软件324，所述轮滑鞋应用软件324通过交互操作屏显示和交互操作，所述轮滑鞋应用软件324通过蓝牙传输单元321与低功耗蓝牙芯片连接传输数据来获取轮滑鞋的轮滑数据，所述轮滑鞋应用软件324包括轮滑数据在软件中记录并在交互操作屏显示出对应数据的数据配置单元3241、用于设定活动范围、警报提醒的电子围栏单元3242和软件功能设置的模块设置单元3243，所述电子围栏单元3242通过获取蓝牙传输单元321与低功耗蓝牙芯片连接信号强度来实现围栏功能，电子围栏单元3242设定好活动范围，启动功能，即获取通过蓝牙信号强度数值来计算低功耗蓝牙芯片的距离，判断是否在电子围栏设定的活动范围内，超范围则发出警报，引起终端设备的携带者注意，上述电路板块31中蜂鸣器316的设置还可用于超范围警报，提醒使用者已超出活动范围应注意。
本发明中，所述轮滑鞋应用软件324还可包括有电子宠物单元3244，能够将轮滑数据转化为虚拟食粮虚拟喂养宠物的功能，具体的游戏方式，为软件设计内容，这里不具体限定，从而增添了游戏功能和轮滑乐趣，也将是孩童坚持轮滑运动的动力。本发明中所述终端设备32可为手持设备(手机、平板等)或手表设备，或者两者共同使用。
本发明的上述结构在轮架20上的结构设计是这样的，如图1和图2所示，所述磁块23设置在最靠轮滑鞋后端的轮子22上，由于前端更容易受到磕碰且对轮滑技术的操控会造成影响，因此在后端设置更为妥当，所述连接架21的后端上延伸形成有供固定安装电路板块31安装的安装腔211，所述安装腔211设有密封盖住电路板块31的密封盖212，以较好的保护电路板块31不外露不易损坏，本发明进一步为使得电路板块31的安装操作更简单方便，所述安装腔211内嵌套设有以可拆装的方式设置的安装壳213，所述电路板块31固定嵌设安装在安装壳213内，所述密封盖212盖合在安装壳213上，在轮滑鞋生产制造时，电路板块31可检测完成后与安装壳213、密封盖212另外装配好后，在最后的步骤中安装在轮滑鞋的轮架20上，该结构设置也有利于后期的更换维护操作，本实施例中，安装壳213与连接架21之间的连接结构为所述安装壳213上开设有通孔2131，所述安装腔211的侧壁上开设有与通孔2131对应的安装孔2111，所述安装壳213通过销轴2112穿过安装孔2111和通孔2131固定设置在安装腔211内，所述安装壳213与密封盖212之间通过密封圈2132密封，所述安装壳213与密封盖212之间通过螺丝钉2133锁固连接，连接结构密封稳固。
本发明中，由于上述电路板块31与终端设备32之间实现的设定活动范围的电子围栏功能，还能够用于孩童的防丢使用，因此考虑到该部分可另作为防丢设备使用，为便于使用，本发明中所述安装腔211内与安装壳213上分别设有相互配合的定位结构和能够快速拆装的连接结构(图中未示出)，定位结构用于安装壳213的固定位置安装，以保证轮滑活动的正常传感使用，而能够快速拆装的连接结构即能够拆装操作简单方便的快速拆装，又能够连接稳固不易脱落以保证轮滑活动的正常传感使用，为使得该部件随身携带能够固定位置放置且不易脱落丢失，还可进一步所述安装壳311或密封盖212上设有夹持结构，可采用现有的夹持结构设置，这里不具体限定，以使用方便夹持稳定为宜。
综上所述，本发明的智能轮滑鞋与现有的轮滑鞋从外观上看结构上似乎没有明显的结构变化，但是其实现的功能作用却与现有的轮滑鞋明显不同，上述结构设置也是现有轮滑鞋从未公开过的结构设置，技术方案上作出了较大改进，更为实用，使用更方便。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种智能轮滑鞋，包括鞋体、轮架和智能模块，所述轮架包括连接在鞋体上的连接架和设置在连接架上的轮子，其特征在于：所述轮子上设有磁块，所述智能模块包括电路板块和通过无线信号传输连接的终端设备，所述电路板块上包括有电源单元及线路连接电源单元的磁传感器和无线传输单元，所述磁传感器线路连接无线传输单元，所述电路板块设置在连接架上，所述磁传感器对应轮子的磁块设置，在轮子转动时，磁块能够与磁传感器相呼应。
2.如权利要求1所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述无线传输单元为低功耗蓝牙芯片，所述磁传感器为TMR传感器，所述电路板块上还包括存储器和加速度传感器，所述存储器线路连接电源单元和无线传输单元，所述加速度传感器线路连接电源单元和无线传输单元。
3.如权利要求2所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述终端设备包括有蓝牙传输单元、交互操作屏、智能操作系统和安装在智能操作系统下运行的轮滑鞋应用软件，所述轮滑鞋应用软件通过交互操作屏显示和交互操作，所述轮滑鞋应用软件通过蓝牙传输单元与低功耗蓝牙芯片连接传输数据来获取轮滑鞋的轮滑数据，所述轮滑鞋应用软件包括数据配置单元、电子围栏单元和模块设置单元，所述电子围栏单元通过获取蓝牙传输单元与低功耗蓝牙芯片连接信号强度来实现围栏功能。
4.如权利要求3所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述电路板块上还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器线路连接电源单元和无线传输单元。
5.如权利要求3所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述轮滑鞋应用软件还包括电子宠物单元。
6.如权利要求1任意一项所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述轮子包括轴心圈和橡胶轮圈，所述轴心圈的外周面中间段上设有用于固定放置磁块的固定设置结构，所述橡胶轮圈注塑成型在轴心圈上，所述磁块埋设在橡胶轮圈内。
7.如权利要求1-6所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述轮架为直排轮架，所述磁块设置在最靠轮滑鞋后端的轮子上，所述连接架的后端上延伸形成有供固定安装电路板块安装的安装腔，所述安装腔设有密封盖住电路板块的密封盖。
8.如权利要求7所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述安装腔内嵌套设有以可拆装的方式设置的安装壳，所述电路板块固定嵌设安装在安装壳内，所述密封盖盖合在安装壳上。
9.如权利要求8所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述安装壳上开设有通孔，所述安装腔的侧壁上开设有与通孔对应的安装孔，所述安装壳通过销轴穿过安装孔和通孔固定设置在安装腔内，所述安装壳与密封盖之间通过密封圈密封，所述安装壳与密封盖之间通过螺丝钉锁固连接。
10.如权利要求8所述的一种智能轮滑鞋，其特征在于：所述安装腔内与安装壳上分别设有相互配合的定位结构和能够快速拆装的连接结构，所述安装壳或密封盖上设有夹持结构。
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