CN111449361A - 一种智能鞋垫及运动训练数据监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能穿戴技术领域,具体公开了一种智能鞋垫,其中,包括:鞋垫本体和设置在鞋垫本体上的鞋垫监测装置,鞋垫监测装置包括运动数据监测模块、压力监测模块和通信模块,运动数据监测模块和压力监测模块均与通信模块通信连接;运动数据监测模块用于监测鞋垫本体穿着者的运动训练数据;压力监测模块用于监测鞋垫本体穿着者的足底与地面接触时的压力数据;通信模块用于将鞋垫本体穿着者的运动训练数据和鞋垫本体穿着者的足底与地面接触时的压力数据发送至上位机。本发明还公开了一种运动训练数据监测系统。本发明提供的智能鞋垫能够方便对运动训练数据等进行分析,从而可以方便进行运动指导以及制定训练计划。
Description
技术领域
本发明涉及智能穿戴技术领域,尤其涉及一种智能鞋垫及包括该智能鞋垫的运动训练数据监测系统。
背景技术
钢架雪车技术可以分为起跑推橇阶段和滑行阶段。在起跑阶段,运动员弯腰单手手扶钢架雪车侧把手,在最大暴发力量下奔跑约30m后俯身跃上冰橇,使冰橇获得一个最大初速度进入滑行阶段。在滑行阶段,运动员头部朝前,双手放置在身体两侧并趴在橇上,利用肢体灵活地控制橇的滑行方向直到终点。由此可见,在起跑推橇阶段如果能使橇获得最大的初速度进入滑行阶段,将是拉开比赛成绩的一个重要影响因素,因此,针对性地对运动员进行起跑推撬训练刻不容缓。
发明内容
本发明提供了一种智能鞋垫及包括该智能鞋垫的运动训练数据监测系统,解决相关技术中存在的无法实现对运动员进行起跑推撬训练的问题。
作为本发明的第一个方面,提供一种智能鞋垫,其中,包括:鞋垫本体和设置在所述鞋垫本体上的鞋垫监测装置,所述鞋垫监测装置包括运动数据监测模块、压力监测模块和通信模块,所述运动数据监测模块和所述压力监测模块均与所述通信模块通信连接;
所述运动数据监测模块用于监测所述鞋垫本体穿着者的运动训练数据;
所述压力监测模块用于监测所述鞋垫本体穿着者的足底与地面接触时的压力数据;
所述通信模块用于将所述鞋垫本体穿着者的运动训练数据和所述鞋垫本体穿着者的足底与地面接触时的压力数据发送至上位机,以获得所述鞋垫本体穿着者的运动训练信息以及足底受力信息。
进一步地,所述鞋垫监测装置还包括温湿度监测模块,所述温湿度监测模块用于监测所述鞋垫本体在所述鞋垫本体穿着者的鞋内的温湿度数据,所述通信模块能够将所述温湿度数据发送至所述上位机。
进一步地,所述温湿度监测模块包括温湿度传感器。
进一步地,所述鞋垫监测装置还包括定位模块,所述定位模块用于实时定位所述鞋垫本体穿着者的位置。
进一步地,所述定位模块包括GPS。
进一步地,所述智能鞋垫还包括电源模块,所述电源模块与所述鞋垫监测装置电连接,所述电源模块用于为所述鞋垫监测装置提供电源供应。
进一步地,所述运动数据监测模块包括六轴运动传感器,所述六轴运动传感器能够监测所述鞋垫本体穿着者的加速度和角速度数据。
进一步地,所述六轴运动传感器包括三轴MEMS加速度计和三轴MEMS陀螺仪,所述三轴MEMS加速度计用于监测所述鞋垫本体穿着者的加速度数据,所述三轴MEMS陀螺仪用于监测所述鞋垫本体穿着者的角速度数据。
进一步地,所述压力监测模块包括多个压阻式薄膜压力传感器,多个压阻式薄膜压力传感器设置在所述鞋垫本体的不同位置,每个压阻式薄膜压力传感器能够监测足底的对应位置的压力值。
作为本发明的另一个方面,提供一种运动训练数据监测系统,其中,包括:上位机和前文所述的智能鞋垫,所述智能鞋垫中的鞋垫监测装置与所述上位机通信连接,所述智能鞋垫中的鞋垫监测装置能够获取所述智能鞋垫的穿着者的运动训练信息以及足底受力信息,并对所述运动训练信息进行处理得到所述智能鞋垫的穿着者的速度和位移信息,以及根据所述足底受力信息分析所述智能鞋垫的穿着者的足部运动姿势。
本发明提供的智能鞋垫,在鞋垫本体上设置鞋垫监测装置,鞋垫监测装置能够实时监测鞋垫本体穿着者的运动训练信息等,并能够将监测到的运动训练信息等发送至上位机,以方便对鞋垫本体穿着者的运动训练数据等进行分析,从而可以方便进行运动指导以及制定训练计划。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的智能鞋垫的结构框图。
图2为本发明提供的智能鞋垫的具体实施方式结构框图。
图3为本发明提供的压力监测模块在鞋垫本体上的具体分布示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包括,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种智能鞋垫,图1是根据本发明实施例提供的智能鞋垫100的结构框图,如图1所示,包括:鞋垫本体110和设置在所述鞋垫本体110上的鞋垫监测装置120,所述鞋垫监测装置120包括运动数据监测模块121、压力监测模块122和通信模块123,所述运动数据监测模块121和所述压力监测模块122均与所述通信模块123通信连接;
所述运动数据监测模块121用于监测所述鞋垫本体110穿着者的运动训练数据;
所述压力监测模块122用于监测所述鞋垫本体110穿着者的足底与地面接触时的压力数据;
所述通信模块123用于将所述鞋垫本体110穿着者的运动训练数据和所述鞋垫本体110穿着者的足底与地面接触时的压力数据发送至上位机,以获得所述鞋垫本体110穿着者的运动训练信息以及足底受力信息。
本发明实施例提供的智能鞋垫,在鞋垫本体上设置鞋垫监测装置,鞋垫监测装置能够实时监测鞋垫本体穿着者的运动训练信息等,并能够将监测到的运动训练信息等发送至上位机,以方便对鞋垫本体穿着者的运动训练数据等进行分析,从而可以方便进行运动指导以及制定训练计划。
具体地,如图2所示,所述鞋垫监测装置120还包括温湿度监测模块124,所述温湿度监测模块124用于监测所述鞋垫本体110在所述鞋垫本体穿着者的鞋内的温湿度数据,所述通信模块123能够将所述温湿度数据发送至所述上位机。
优选地,所述温湿度监测模块124包括温湿度传感器。
具体地,所述鞋垫监测装置120还包括定位模块125,所述定位模块125用于实时定位所述鞋垫本体穿着者的位置。
优选地,所述定位模块125包括GPS。
可以理解的是,所述温湿度传感器可以用来监测鞋内的温湿度变化;GPS定位模块,通过获得鞋垫的经纬度信息,进行坐标转换后,用来定位鞋垫使用者的位置;各传感器数据通过无线通信的方式将运动员起跑推撬过程测得的各传感器数据传输给智能终端,终端可实现运动员推撬训练过程速度、位移、跑姿、鞋内温湿度和位置的监控。
具体地,所述智能鞋垫100还包括电源模块130,所述电源模块130与所述鞋垫监测装置120电连接,所述电源模块130用于为所述鞋垫监测装置120提供电源供应。
优选地,所述电源模块130可以包括锂离子电池和充电保护电路,用于智能鞋垫充电,以满足长时间续航的需求。
具体地,所述运动训练数据监测模块121包括六轴运动传感器,所述六轴运动传感器能够监测所述鞋垫本体穿着者的加速度和角速度数据。
进一步具体地,所述六轴运动传感器包括三轴MEMS加速度计和三轴MEMS陀螺仪,所述三轴MEMS加速度计用于监测所述鞋垫本体穿着者的加速度数据,所述三轴MEMS陀螺仪用于监测所述鞋垫本体穿着者的角速度数据。
可以理解的是,所述运动数据监测模块121具体可以为六轴MPU6050,包括一个三轴MEMS加速度计和一个三轴MEMS陀螺仪,用来测量运动员起跑推撬阶段的加速度和角速度,并通过无线通信的方式实时传输给上位机(具体可以为智能终端),智能终端显示运动员推撬起跑过程的加速度、角速度变化曲线,以及经四元数姿态解算算法后获得的运动员实时的速度和位移信息。
具体地,所述压力监测模块122包括多个压阻式薄膜压力传感器,多个压阻式薄膜压力传感器设置在所述鞋垫本体的不同位置,每个压阻式薄膜压力传感器能够监测足底的对应位置的压力值。
可以理解的是,所述压力传感器具体可以为4个压阻式薄膜压力传感器,如图3所示,分布于鞋垫本体110相对于穿着者(如运动员)的足跟、足弓、第一跖骨头、第五跖骨头处,用来测量运动员起跑推撬阶段的足底与地面接触时各部位的压力值,并通过无线通信的方式实时传输给智能终端。终端根据运动员推撬起跑过程足底各部位的受力情况,判断运动员跑姿是否正确,是否有足外翻或足内翻的现象,并提醒运动员适当调节起跑的姿势,避免足部损伤。
优选地,所述通信模块123包括蓝牙通信模块,例如可以采用低功耗蓝牙芯片。
综上,本发明实施例提供的智能鞋垫,通过无线通信的方式将运动员起跑推撬过程测得的各传感器数据传输给智能终端,终端可实现运动员推撬训练过程速度、位移、跑姿、鞋内温湿度和位置的监控,通过对同一运动员进行多次训练,选取其成绩较好的鞋垫样本数据,进行运动分析与建模,获取使冰橇获得最大初始速度下运动员加速度、最终速度、足底压力、运动轨迹等关键信息,为运动员提供切身的指导与训练计划,以提高其专业技能。
作为本发明的另一实施例,提供一种运动训练数据监测系统,其中,如图2所示,包括:上位机200和前文所述的智能鞋垫100,所述智能鞋垫100中的鞋垫监测装置与所述上位机200通信连接,所述智能鞋垫100中的鞋垫监测装置能够获取所述智能鞋垫的穿着者的运动训练信息以及足底受力信息,并对所述运动训练信息进行处理得到所述智能鞋垫的穿着者的速度和位移信息,以及根据所述足底受力信息分析所述智能鞋垫的穿着者的足部运动姿势。
本发明实施例提供的运动训练数据监测系统,通过前文的智能鞋垫,通过无线通信的方式将运动员起跑推撬过程测得的各传感器数据传输给智能终端,终端可实现运动员推撬训练过程速度、位移、跑姿、鞋内温湿度和位置的监控,通过对同一运动员进行多次训练,选取其成绩较好的鞋垫样本数据,进行运动分析与建模,获取使冰橇获得最大初始速度下运动员加速度、最终速度、足底压力、运动轨迹等关键信息,为运动员提供切身的指导与训练计划,以提高其专业技能。
关于本发明实施例中的运动训练数据监测系统的具体工作原理可以参照前文的智能鞋垫的描述,此处不再赘述。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能鞋垫,其特征在于,包括:鞋垫本体和设置在所述鞋垫本体上的鞋垫监测装置,所述鞋垫监测装置包括运动数据监测模块、压力监测模块和通信模块,所述运动数据监测模块和所述压力监测模块均与所述通信模块通信连接;
所述运动数据监测模块用于监测所述鞋垫本体穿着者的运动训练数据;
所述压力监测模块用于监测所述鞋垫本体穿着者的足底与地面接触时的压力数据;
所述通信模块用于将所述鞋垫本体穿着者的运动训练数据和所述鞋垫本体穿着者的足底与地面接触时的压力数据发送至上位机,以获得所述鞋垫本体穿着者的运动训练信息以及足底受力信息。
2.根据权利要求1所述的智能鞋垫,其特征在于,所述鞋垫监测装置还包括温湿度监测模块,所述温湿度监测模块用于监测所述鞋垫本体在所述鞋垫本体穿着者的鞋内的温湿度数据,所述通信模块能够将所述温湿度数据发送至所述上位机。
3.根据权利要求2所述的智能鞋垫,其特征在于,所述温湿度监测模块包括温湿度传感器。
4.根据权利要求1所述的智能鞋垫,其特征在于,所述鞋垫监测装置还包括定位模块,所述定位模块用于实时定位所述鞋垫本体穿着者的位置。
5.根据权利要求4所述的智能鞋垫,其特征在于,所述定位模块包括GPS。
6.根据权利要求1所述的智能鞋垫,其特征在于,所述智能鞋垫还包括电源模块,所述电源模块与所述鞋垫监测装置电连接,所述电源模块用于为所述鞋垫监测装置提供电源供应。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的智能鞋垫,其特征在于,所述运动数据监测模块包括六轴运动传感器,所述六轴运动传感器能够监测所述鞋垫本体穿着者的加速度和角速度数据。
8.根据权利要求7所述的智能鞋垫,其特征在于,所述六轴运动传感器包括三轴MEMS加速度计和三轴MEMS陀螺仪,所述三轴MEMS加速度计用于监测所述鞋垫本体穿着者的加速度数据,所述三轴MEMS陀螺仪用于监测所述鞋垫本体穿着者的角速度数据。
9.根据权利要求1至6中任意一项所述的智能鞋垫,其特征在于,所述压力监测模块包括多个压阻式薄膜压力传感器,多个压阻式薄膜压力传感器设置在所述鞋垫本体的不同位置,每个压阻式薄膜压力传感器能够监测足底的对应位置的压力值。
10.一种运动训练数据监测系统,其特征在于,包括:上位机和权利要求1至9中任意一项所述的智能鞋垫,所述智能鞋垫中的鞋垫监测装置与所述上位机通信连接,所述智能鞋垫中的鞋垫监测装置能够获取所述智能鞋垫的穿着者的运动训练信息以及足底受力信息,并对所述运动训练信息进行处理得到所述智能鞋垫的穿着者的速度和位移信息,以及根据所述足底受力信息分析所述智能鞋垫的穿着者的足部运动姿势。
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CN114128954A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-04 | 安踏(中国)有限公司 | 一种运动鞋 |
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- 2020-04-23 CN CN202010325758.8A patent/CN111449361A/zh active Pending
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