CN206062280U - 一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋 - Google Patents

Abstract

一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋，包括一穿戴于行人左脚或者右脚上的鞋子及一智能手机，所述鞋子包括鞋底、鞋面、开设于鞋底内的鞋底容置腔以及一安装于该鞋底容置腔内的第一计步装置，所述第一计步装置包括第一蓄电池、第一微处理器、一超声波发射器、一第一超声波接收器、一第二超声波接收器、一距离决定电路以及一第一无线通讯单元，所述智能手机内置有一第三无线通讯模块。本实用新型中跑步人员不需另行携带任何计步的工具，因而计步工具是内置在鞋底内部，因而可充分改善携带其他计步工具的不便。

Description

一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋

技术领域

本实用新型涉及一种智能跑鞋，尤其是指一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋。

背景技术

随着人们健康意识的不断提高，越来越多的人们开始注重锻炼身体。现代人的营养摄入通常都比较充分，甚至过于富余。因此经常处于坐姿工作的人群，体内积聚的营养成分不容易被消耗，就会产生肥胖，血脂过高等问题。

游泳、骑行、打球、慢跑等都是较好的身体锻炼方式，其中慢跑尤其适合各类人群，活动量适中，而且效果较好。人们在慢跑中，希望能够借助于一些辅助的随身设备，能够实时了解慢跑中自身的身体情况。

中国实用新型专利（申请号：201520373519.4）披露了一种蓝牙计步器，其包括：微处理器、加速度传感器和蓝牙芯片；加速度传感器用于采集各轴加速度并向微处理器发送；所述微处理器将各个时刻的各轴加速度通过计算得出蓝牙计步器携带者的步频，并根据预先设定的步长计算出步速；所述蓝牙芯片用于和主机建立蓝牙通信连接；微处理器通过蓝牙芯片将蓝牙计步器携带者的步频和步速数据发送给主机并在主机上显示。以上蓝牙计步器虽然能够将人们运动时的一些关键数据发送给智能手机，然而在实际的使用过程中还存在有一些不足之处：1、使用者在运动时还需要有额外的装备来携带这些用具，甚是不便；2、该种计步器依赖于加速度传感器对运动数据的采集，在人运动的过程中，其他手部或者身躯的动作都会对该加速度传感器造成错误计算，因而其计步结果受运动形态影响极大，往往会导致计步误差大。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋，其主要目的在于克服现有计步器需要有额外的装备来携带的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋，包括一穿戴于行人左脚或者右脚上的鞋子及一智能手机，所述鞋子包括鞋底、鞋面、开设于鞋底内的鞋底容置腔以及一安装于该鞋底容置腔内的第一计步装置，所述第一计步装置包括第一蓄电池、第一微处理器、一超声波发射器、一第一超声波接收器、一第二超声波接收器、一距离决定电路以及一第一无线通讯单元，所述智能手机内置有一第三无线通讯模块，所述第一无线通讯单元的使能端连接于所述第一微处理器，所述第一无线通讯单元的输出端连接于所述第三无线通讯模块，所述超声波发射器的使能端连接于所述第一微处理器的输出端，所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的输出端均连接于所述距离决定电路的使能端，所述距离决定电路的输出端连接于所述第一微处理器的使能端。

进一步的，所述第一微处理器为32位的ARM处理器。

进一步的，还包括一设置于鞋子的鞋面上的第一显示屏，该第一显示屏的使能端连接于所述第一微处理器的输出端。

进一步的，开始进行步伐计算时，所述超音波发射器用于向行人未设有第一计步装置的一脚发射超音波讯号，超音波讯号接触该脚将反射回到第一超声波接收器和第二超声波接收器；所述第一超声波接收器用于接收由行人的脚所反射回来的超音波讯号，并将产生一组第一时间值；所述第二超音波接收器用于接收由行人的脚所反射回来的超音波讯号，并产生一组第二时间值；所述距离决定电路用于获得上述第一时间值和第二时间值后通过比例运算生成两脚的间距数值，所述第一微处理器根据该间距数值，实时获得行人右脚和左脚的相对距离A，当该相对距离A 超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器输出计步一次的指令信息依序经过通过第一无线通讯单元、第三无线通讯单元后转给智能手机，直到所述相对距离A 小于或者等于阈值S，所述第一微处理器重新进行步伐计算，当上述相对距离A 再次超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器再次向智能手机输出计步一次的指令信息，该智能手机进行步伐数加一动作，之后第一微处理器根据相对距离A的变化依照上述动作进行循环计步，直到完成所有步伐计算工作。

进一步的，第一微处理器在计步过程中，也同时向第一显示屏输出计步一次的指令信息。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于:

本实用新型结构简单、实用性强，通过其中一个鞋子的鞋底安装第一计步装置，由于该第一计步装置使用两个一前一后的超声波接收器，而此这两个超声波接收器相对位置已知，当两超声波接收器接收到超音波从人另外一个脚反射回来的两个讯号，记录此两个讯号时间差，传输到后方的距离决定电路进行计算，便可测得环形硅胶体距离人另一个脚的距离，结果将不受超音波速度改变影响而测量精度，同时由于人体在行走中，判断脚步的依据在于双脚分离一定距离后再接近然后再分离一定距离，因而可以通过在第一微处理器内设置阈值S，只有在测得的相对距离超过该距离阈值后才计步一次，因而，本实用新型可以保证每次计步均是人体向前迈出一步的结果，因而可以极大地消除运动形态变化而引起的误差，能够保证计步的准确性和真实性。另外，本实用新型中跑步人员不需另行携带任何计步的工具，因为计步工具是内置在鞋底内部，因而可充分改善携带其他计步工具的不便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的使用状态参考图。

图3为本实用新型的电路原理框图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。

参照图1、图2和图3。一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋，包括一穿戴于行人左脚或者右脚上的鞋子及一智能手机7，所述鞋子包括鞋底2、鞋面1、开设于鞋底2内的鞋底容置腔3以及一安装于该鞋底容置腔3内的第一计步装置8，所述第一计步装置8包括第一蓄电池80、第一微处理器81、一超声波发射器82、一第一超声波接收器83、一第二超声波接收器84、一距离决定电路85以及一第一无线通讯单元86，所述智能手机7内置有一第三无线通讯模块70，所述第一无线通讯单元86的使能端连接于所述第一微处理器81，所述第一无线通讯单元86的输出端连接于所述第三无线通讯模块70，所述超声波发射器82的使能端连接于所述第一微处理器81的输出端，所述第一超声波接收器83和第二超声波接收器84的输出端均连接于所述距离决定电路85的使能端，所述距离决定电路85的输出端连接于所述第一微处理器81的使能端。

参照图1、图2和图3。所述第一微处理器81为32位的ARM处理器。

参照图1、图2和图3。智能计步跑鞋还包括一设置于鞋子的鞋面1上的第一显示屏4，该第一显示屏4的使能端连接于所述第一微处理器81的输出端。

参照图1、图2和图3。开始进行步伐计算时，所述超音波发射器用于向行人未设有第一计步装置8的一脚发射超音波讯号，超音波讯号接触该脚将反射回到第一超声波接收器83和第二超声波接收器84；所述第一超声波接收器83用于接收由行人的脚所反射回来的超音波讯号，并将产生一组第一时间值；所述第二超音波接收器用于接收由行人的脚所反射回来的超音波讯号，并产生一组第二时间值；所述距离决定电路85用于获得上述第一时间值和第二时间值后通过比例运算生成两脚的间距数值，所述第一微处理器81根据该间距数值，实时获得行人右脚和左脚的相对距离A，当该相对距离A 超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器81输出计步一次的指令信息依序经过通过第一无线通讯单元86、第三无线通讯单元后转给智能手机7，直到所述相对距离A 小于或者等于阈值S，所述第一微处理器81重新进行步伐计算，当上述相对距离A 再次超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器81再次向智能手机7输出计步一次的指令信息，该智能手机7进行步伐数加一动作，之后第一微处理器81根据相对距离A的变化依照上述动作进行循环计步，直到完成所有步伐计算工作。

参照图1、图2和图3。第一微处理器81在计步过程中，也同时向第一显示屏4输出计步一次的指令信息。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于:

本实用新型结构简单、实用性强，通过其中一个鞋子的鞋底2安装第一计步装置8，由于该第一计步装置8使用两个一前一后的超声波接收器，而此这两个超声波接收器相对位置已知，当两超声波接收器接收到超音波从人另外一个脚反射回来的两个讯号，记录此两个讯号时间差，传输到后方的距离决定电路85进行计算，便可测得环形硅胶体距离人另一个脚的距离，结果将不受超音波速度改变影响而测量精度，同时由于人体在行走中，判断脚步的依据在于双脚分离一定距离后再接近然后再分离一定距离，因而可以通过在第一微处理器81内设置阈值S，只有在测得的相对距离超过该距离阈值后才计步一次，因而，本实用新型可以保证每次计步均是人体向前迈出一步的结果，因而可以极大地消除运动形态变化而引起的误差，能够保证计步的准确性和真实性。另外，本实用新型中跑步人员不需另行携带任何计步的工具，因为计步工具是内置在鞋底2内部，因而可充分改善携带其他计步工具的不便。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (3)

1.一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋，其特征在于：包括一穿戴于行人左脚或者右脚上的鞋子及一智能手机，所述鞋子包括鞋底、鞋面、开设于鞋底内的鞋底容置腔以及一安装于该鞋底容置腔内的第一计步装置，所述第一计步装置包括第一蓄电池、第一微处理器、一超声波发射器、一第一超声波接收器、一第二超声波接收器、一距离决定电路以及一第一无线通讯单元，所述智能手机内置有一第三无线通讯模块，所述第一无线通讯单元的使能端连接于所述第一微处理器，所述第一无线通讯单元的输出端连接于所述第三无线通讯模块，所述超声波发射器的使能端连接于所述第一微处理器的输出端，所述第一超声波接收器和第二超声波接收器的输出端均连接于所述距离决定电路的使能端，所述距离决定电路的输出端连接于所述第一微处理器的使能端。

2.如权利要求1所述的一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋，其特征在于：所述第一微处理器为32位的ARM处理器。

3.如权利要求2所述的一种基于超声波双接收测距技术的智能计步跑鞋，其特征在于：还包括一设置于鞋子的鞋面上的第一显示屏，该第一显示屏的使能端连接于所述第一微处理器的输出端。