CN210630727U - 一种用于训练数据统计的鞋垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于训练数据统计的鞋垫，至少包括可拆卸的面层和承托所述面层的底层，所述鞋垫至少包括依次串联连接的控温单元、传感器单元、分析单元、数据存储单元和执行单元，其中，所述传感器单元至少包括安装在表面设置有吸湿抑菌涂层的所述面层的第一传感器和安装在通过支撑部承托所述面层的所述底层的第二传感器，所述传感器单元通过所述执行单元与智能终端间接连接，所述智能终端通过有线和/或无线的方式与云端服务平台连接。本实用新型，能够全面地获取用户的训练数据并且能够通过智能终端与云端服务平台进行数据交换更好的辅助用户进行康复训练。

Description

一种用于训练数据统计的鞋垫

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴设备技术领域，尤其涉及一种用于训练数据统计的鞋垫。

背景技术

目前智能鞋垫的功能基本局限于人体健康指标如温度、湿度、重量、脉搏等的测量、加热除湿、步态检测和简单告警等服务。然而调查显示：进入 21世纪，我国老龄化进程逐步加快，中老年人患中风、痴呆、骨质疏松等老年病的几率也日益增大，需要进行康复训练的老年人不断增多。而50％以上的老年人存在术后康复训练无人监管或者理疗方式错误的状况，若是长期在医院或者理疗场所治疗不仅康复费用昂贵，而且医疗资源有限。随着可穿戴技术的发展，将其应用于术后康复领域，不仅可使术后康复训练模式逐步移动化、便捷化、高效化，还可提高医疗资源利用率，提高病人康复效果，为病人节约康复费用。目前，相关研究人员试图通过可穿戴设备检测并反馈病人的康复训练时的数据信息来对病人术后康复训练进行监控、指导。

中国专利(公布号为CN206227810U)公开了一种远程医疗模式下用于康复训练的智能鞋垫。该专利包括功能层，功能层包括前侧段、中间段以及后侧段，前侧段和后侧段的多个受力点分别布设多只压力传感器，中间段设有数据采集盒，数据采集盒内置有控制电路板和电池模块，控制电路板与各压力传感器通讯，以采集各压力传感器的受力顺序、压力值、受力频率以及受力次数，进而生成病人的训练记录，控制电路板通讯连接用户智能设备，用户智能设备通讯连接远程医疗中心。会提醒病人进行康复训练并监控其训练是否符合要求，包含受力点顺序、压力值、频率、步数等，若不正确，蜂鸣器会给病人以相应的报警提醒。训练结束，系统会自动生成训练记录

该专利提供的一种远程医疗模式下用于康复训练的智能鞋垫，满足了术后监控及康复训练领域对可穿戴设备的需求，从而可以保障术后病人基于家庭条件下的恢复。然而，该实用新型提供的智能鞋垫仅通过压力传感器进行检测，无法获取用户的生理变化，并且没有内置信号放大装置，在传感器信号受干扰的情况下无法准确、及时地获取传感器的信息，导致无法全面、准确地获取用户训练数据，不利于用户的康复训练。该专利提供的智能鞋垫没有控温装置和除湿装置，用户足部温度升高导致汗液增多且无法及时排除，容易滋生细菌、产生异味和导致鞋垫内电子元件短路。

例如，公开号为CN106901444B(公开日：2017年06月30日)的中国专利文献公开了一种生理监控智能鞋垫，至少包鞋垫本体和与所述鞋垫本体进行数据交互的移动端，所述鞋垫本体至少包括传感器单元和通信单元，所述传感器单元用于采集穿戴了所述智能鞋垫的用户的生理数据并所采集的生理数据经所述通信单元与所述用户指定的和/或所述智能鞋垫近旁的移动端进行数据交互，并且所述移动端利用分析所述传感器单元所采集的生理数据反应的瞬时加速度并基于对瞬加速度进行等级分配而得到所述用户的步长参数区间，并且结合所述移动端根据穿戴了所述智能鞋垫的用户所提供的个人身体特征而得到的所述用户的步长修正参数来确定所述用户的步长长度。

例如，论文“龚晓峰,陈平玭.基于FSR的糖尿病患者足底压力监测装置设计[J].传感器与微系统,2013,32(8):111-113.”涉及一种智能鞋垫的穿戴式足底压力检测装置对T2DM患者的足底压力进行实时监控。硬件上采用基于力敏电阻器(FSR)的薄型压力传感器制成智能鞋垫。采用样本距离的阈值判别法区别出平缓行走和非平缓行走的压力值，采用压力峰值作为特征值，使用序贯相似算法对患者足底压力的异常情况进行快速判断。

例如，Stappone公司推出的智能鞋垫，该智能鞋垫通过传感器扫描使用者身体的脚部，并将这些数据传输至手机的app。传感的数据包括了行走、着力以及运动时的各种传感数据。该智能鞋垫面向智慧医疗，可以将步态模式、锻炼活动等传感器数据共享至医生，以便医生可以进行更准确的针对和针对性的治疗。

智能穿戴技术系统并非简单地把计算机微小化后直接穿戴在人们身上，它需要运用与发展很多关键技术才能真正发展起来，以满足人们的应用需求，主要有高效能源技术、无线连接技术、无线自组网络技术、移动数据库技术、嵌入式系统技术。智能可穿戴设备应当具备最重要的两个特点是：一是可长期穿戴，二是智能化。智能可穿戴设备必须是穿戴在人体上，并能够带来增强用户体验的效果。这种设备需要有先进的电路系统，无线联网并且具有一个低水平的独立处理能力，如通过手机蓝牙传输信号。受限于当前能源技术，智能穿戴设备的发展趋势是更加简洁、轻便以及低功耗的发展趋势，因此依托无线传输技术，将可穿戴设备连接到功能强大的智能手机、平板电脑甚至云端服务平台进行数据处理和数据共享变得尤为重要。现有技术将传感数据的处理中心转移到智能设备或者云端服务平台，从而解放智能穿戴设备的复杂程度、功耗设计要求以及供电需求，是现有技术的常规设置。

例如，如上所述的公开号为CN106901444B的中国专利文献，其公开的智能鞋垫是鞋垫本体和与所述鞋垫本体进行数据交互的移动端，并且移动端利用分析鞋垫本体的传感器单元所采集的生理数据反应的瞬时加速度并基于对瞬加速度进行等级分配而得到所述用户的步长参数区间。

例如，公开号为CN206294976U(公开日：2017年07月04日)的中国专利文献公开一种智能鞋垫，一双智能鞋垫中每只智能鞋垫包括：鞋垫本体，设置在鞋垫本体中的处理器、重力传感器组件和通信组件，通信组件与重力传感器组件分别与处理器电性相连，且重力传感器组件分布在鞋垫本体的受力区域内；重力传感器组件，用于测量用户站立时作用于受力区域的压力值，并将压力值发送给处理器；处理器，用于将压力值发送给通信组件；通信组件，用于将压力值发送给与智能鞋垫保持连接关系的终端，一双智能鞋垫的压力值用于供终端计算用户的体重数据。

例如，公开号为CN203913614U(公开日：2014年11月05日)的中国专利文献公开了一种智能鞋垫，包括与足底相接触的表层和与鞋内底相抵的底层，所述表层和底层之间设置电路板，所述电路板上设置有微处理器和受控于微处理器的蓝牙模块，所述表层下方还分布设置有至少三个电性连接微处理器的压力感应器，所述蓝牙模块与智能手机或平板电脑无线通信。该实用新型利用3个或以上压力感应器可以对步行姿态做检测，并将检测数据通过受控于微处理的蓝牙模块传送到智能手机或平板电脑，从而智能手机或平板电脑进行分析，识别步姿或站姿是否标准，从而改善步姿或站立姿势。

现有技术利用DSP进行滤波去噪，其中滤波去噪等算法是成熟的现有技术，例如，文献[1]裴峰,张志杰,王文廉,et al.传感器补偿系统中的小波去噪的应用及DSP的实现[J].仪表技术与传感器,2012(12):89-91.公开了一种针对传感器的小波去噪方法，在对传感器误差经行数字滤波器补偿过程中，准确的输入信号对补偿结果有着至关重要的作用，针对传统去噪法的弊端，提出了小波专噪法。同时利用DSP高速的运算能力、强大的处理能力，在 DSP硬件上实现小波阈值去噪算法，为下一步实现动态补偿数字滤波器系统提供基础。

例如，文献[2]杜毅.DSP在大噪声小信号去噪中的应用[J].经营管理者, 2011(2X):406-406.公开了一种利用DSP实现传感器去噪方法。

例如，公开号为CN205881451U的中国专利文献公开了种智能家居去噪装置，包括有与初级噪声采集单元相连的DSP处理单元，DSP处理单元分别与次级噪声输出单元、残余噪声采集单元相连；初级噪声源产生的噪声在空间中传播形成声场；初级噪声采集单元中的参考传感器采集初级噪声信号后送入前置放大电路进行信号放大，放大后的信号依次通过抗混叠滤波器和 AD转换模块将模拟信号转化为数字信号，送至DSP处理单元进行自适应噪声抵消处理；处理后的信号依次通过DA转换模块、平滑滤波器和功率放大器放大后驱动扬声器发出与初级噪声幅度相同、相位相反的噪声；残余噪声采集单元采集抵消之后的残余噪声信号，将残余信号放大、转换成数字信号后送至DSP处理单元处理；具有去噪效果好、结构简单的特点。

例如，公开号为CN105455304B(公开日：2016年04月06日)的中国专利文献公开了智能鞋垫系统，包括控制服务器、具有运动识别和控制功能的智能鞋垫以及为运动所服务的设备，所述控制服务器和智能鞋垫之间通过无线方式进行相互通讯，控制服务器的输出端连接各设备；所述智能鞋垫用于采集用户运动信息、识别用户运动类型，并传输给控制服务器；所述控制服务器根据智能鞋垫采集的信息和分析的结果，并结合预先设定的信息，激发相应设备工作。该发明能够通过鞋垫内置的功能模块对用户动作进行收集和识别，进而基于被识别的运动类型允许用户设定相关服务控制与激发条件，并当包含被识别动作的服务控制与激发条件满足时，控制相关设备为用户提供预先设定的服务。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种用于训练数据统计的鞋垫，至少包括可拆卸的面层和承托所述面层的底层。

根据一个优选实施方式，所述鞋垫至少包括依次串联连接的控温单元、传感器单元、分析单元、数据存储单元和执行单元。所述传感器单元至少包括安装在表面设置有吸湿抑菌涂层的所述面层的第一传感器和安装在通过支撑部承托所述面层的所述底层的第二传感器。所述传感器单元通过所述执行单元与智能终端间接连接。所述智能终端通过有线和/或无线的方式与云端服务平台连接。

根据一个优选实施方式，所述分析单元至少包括放大模块和信息处理模块。所述信息处理模块通过放大模块接收所述传感器单元的第一传感信息，并将处理后的第二传感信息传输至所述数据存储单元。

根据一个优选实施方式，所述数据存储单元包括预存储的参考存储器和用于存储用户训练数据的用户存储器。所述参考存储器通过所述执行单元接收智能终端的更新数据库信息。所述用户存储器通过所述信息处理模块存储第二传感信息。

根据一个优选实施方式，所述执行单元至少包括信息中继模块和无线收发模块。所述信息中继模块通过将所述用户存储器存储的第二传感信息与所述参考存储器预存储的数据对比判决。所述信息中继模块将对比判决产生的反馈指令信息传输至所述传感器单元以打开/关闭第二传感器和/或第一传感器。

根据一个优选实施方式，所述第一传感器为用于测量用户足部汗液离子浓度的化学传感器。所述化学传感器设置于所述面层的上表面且其测量表面能够与待测目标直接接触。

根据一个优选实施方式，所述第二传感器至少包括压力传感器、温湿度传感器、声音传感器、心率传感器、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪。所述温湿度传感器设置于相邻第一传感器。在所述面层的温度超过所述温湿度传感器阈值的状态下，所述温湿度传感器向所述控温单元发送调温信息。所述压力传感器设置在所述鞋垫的底面。所述心率传感设置在第1趾横动脉下方的面层。所述声音传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪设置在支撑部的足跟区。

根据一个优选实施方式，所述控温单元包括至少一块设置在所述鞋垫面层下方的加热片和控制电路。所述加热片通过所述控制电路与所述温湿度传感器间接连接。

根据一个优选实施方式，所述放大模块至少包括放大电路和与用于转换放大电路信号的A/D转换器。

根据一个优选实施方式，所述吸湿抑菌涂层、所述面层、所述支撑部和所述底层的边缘重合且固定形成一整体。所述吸湿抑菌涂层在第一传感器处设有用于所述第一传感器的探测表面采集信息的至少一个缺口。

根据一个优选实施方式，所述鞋垫支撑部在足跟区设置有用于放置所述电源、分析单元、数据采集单元和执行单元的至少一个凹槽。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供的用于训练数据统计的鞋垫通过采用多种传感器和改进分析单元、数据存储单元和执行单元的连接结构，实现对用户的生理变化进行及时、准确地的监测，能够全面地获取用户的训练数据。

2.本实用新型提供的鞋垫还能够通过智能终端与云端服务平台进行数据交换，任何地点，任何时间只需开启智能终端，云端服务平台即可通过智能终端连接智能鞋垫开始康复训练，并且可以根据用户的生理情况定制个性化训练计划，更好的辅助用户进行康复训练。

3.本实用新型提供的鞋垫还具有吸湿、透气和除臭的功能，保持用户足部干燥，抑制细菌滋生。此外，本鞋垫采用控温单元，能够实现用户足部的温度稳定，减少足部过冷/过热对康复训练带来的负面影响，提升用户使用体验。

附图说明

图1是本实用新型的一种优选的逻辑模块示意图；

图2是本实用新型鞋垫显示的图形指示符的优选实施方式示意图；和

图3是本实用新型的足部骨骼分区示意图。

附图标记列表

10：智能鞋垫 20：智能终端 30：云端服务平台

101：传感器单元 102：分析单元 103：数据存储单元

104：执行单元 105：控温单元 106：电源

101a：第一传感器 101b：第二传感器 102a：放大模块

102b：信息处理模块 103a：参考存储器 103b：用户存储器

104a：信息中继模块 104b：无线收发模块 201：图形指示符

202：第一端 501：第1趾骨区 502：第2～5趾骨区

503：第1跖骨区 504：第2跖骨区 505：第3跖骨区

506：第4跖骨区 507：第5跖骨区 508：足弓区

509：足跟区

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本实用新型提供了一种用于训练数据统计的鞋垫，至少包括可拆卸的面层和承托面层的底层。图1示出了本实用新型的一种优选的逻辑模块示意图。

根据一个优选实施方式，鞋垫10至少包括依次串联连接的控温单元 105、传感器单元101、分析单元102、数据存储单元103和执行单元104。传感器单元101至少包括安装在表面设置有吸湿抑菌涂层的面层的第一传感器101a和安装在通过支撑部承托面层的底层的第二传感器101b。传感器单元101通过执行单元104与智能终端20间接连接，智能终端20通过有线和/或无线的方式与云端服务平台30连接。

优选地，智能终端20可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等移动设备。智能终端20可以用于实现用户的个人账户登录、用户的信息录入以及用户对康复系统的控制。录入的用户信息包括但不限于用户的性别、年龄、身高、爱好、疾病史等个人信息，还包括用户的康复需求、医生建议等信息。优选地，智能终端20还用于显示康复项目的数据，以便用户基于显示的数据完成相应动作。智能终端20可以通过WIFI和/或网线与云端服务平台30连接，以便将鞋垫10采集的监测信息反馈至云端服务平台30。优选地，智能终端20除了接收以及传输数据外，还可以上传和下载康复数据。例如，用户临时有事需要暂停康复训练，智能终端20可以记录现有康复进度并将康复项目数据档案上传至云端服务平台30。当用户需要继续进行康复训练时，可以从云端服务平台30下载该康复项目数据档案。如此，用户在进行康复训练时可不受时间限制。优选地，云端服务平台30可以是云服务器、服务器、超微服务器、站群服务器中的一种或几种。优选的，服务器可以是x86 服务器。

优选地，为鞋垫供电的电源106是可充电且体积小的锂电池，例如型号为PATL350829的可充电聚合物锂电池。优选地，电源106分别为传感器单元101、分析单元102、执行单元104和控温单元供电。优选地，电源 106可以通过USB充电，也可以通过无线的方式充电。优选地，面层采用无纺布或其他耐磨透气材料。优选地，面层采用超细纤维布制作。面层表面的涂层采用具有微型透气孔、吸湿、抑菌的材料制作，例如Ortholite泡棉涂层。支撑部采用具有一定硬度的材料制作，且其足跟区509的厚度要比足弓区的厚度厚1～2厘米。通过该结构，能够放松用户跟腱，防止疲劳。优选的，支撑部采用无纺布、减震气垫或胶质等材料制作，例如，高密度回力EVA 材料。底面采用防滑耐磨的材料制作，并且可以提供一定的支撑作用，例如，胶质、混纺布、发泡材料等。优选地，底面采用PU发泡材料。

根据一个优选实施方式，吸湿抑菌涂层、面层、支撑部和底层的边缘重合且固定形成一整体。吸湿抑菌涂层在第一传感器101a处设有用于第一传感器101a的探测表面采集信息的至少一个缺口。优选地，为了防止涂层、面层、支撑部和底面滑动错位，采用粘合的方式将涂层、面层、支撑部和底面固定形成一整体。

根据一个优选实施方式，鞋垫10支撑部在足跟区509设置有用于放置分析单元102、数据采集单元103和执行单元104的至少一个凹槽。由于足跟区不易发生折断和变形，因此将鞋垫重要模块设置在足跟区509可以减少重要模块损坏的风险，从而提高鞋垫的使用寿命。优选地，凹槽通过胶结的方式设置在足跟区509的支撑部。优选地，胶结的方式可以是基底式、孔隙式、接触式、悬挂式和镶嵌式的一种或几种。

根据一个优选实施方式，分析单元102至少包括放大模块102a和信息处理模块102b。信息处理模块102b通过放大模块102a接收传感器单元101的第一传感信息，并将处理后的第二传感信息传输至数据存储单元 103。

根据一个优选实施方式，放大模块102a至少包括放大电路和与用于转换放大电路信号的A/D转换器。优选地，放大电路采用测量放大电路来放大第一传感器101a和第二传感器101b所输出的微弱电信号。优选地，测量放大电路也可以是集成放大器，例如DIN3 SY U/A-P-O系列集成放大器，超薄体积小，可以设置在鞋垫内部。优选地，A/D转换器用于将放大电路输出的模拟信号转换成数字信号，可以是积分型、逐次比较型、并行比较型、串行比较型和压频变换型。优选地，A/D转换器为ADS7044逐次逼近型模数转换器，该器件尺寸微小且功耗低，非常适合安装在空间受限的鞋垫内部。

优选地，信息处理模块102b具有滤波、转换和计算等功能，可以提取传感器单元101的传感数据。优选地，信息处理模块102b可以是16bit 定点DSP芯片或32bit浮点DSP芯片，例如，TMS320VC540XX系列16bit 定点DSP产品。

根据一个优选实施方式，数据存储单元103包括预存储的参考存储器 103a和用于存储用户训练数据的用户存储器103b。参考存储器103a通过执行单104接收智能终端20的更新数据库信息。用户存储器103b通过信息处理模块102b存储第二传感信息。优选地，参考存储器103a和用户存储器103b是可读写的小型存储设备，例如，NOR型闪存和NAND型闪存。优选地，参考存储器103a和用户存储器103b可以是型号为 K9F5608U0C-PCB0的NAND型闪存。

根据一个优选实施方式，执行单元104至少包括信息中继模块104a和无线收发模块104b。信息中继模块104a通过将用户存储器103b存储的第二传感信息与参考存储器103a预存储的数据对比判决产生的反馈指令信息传输至传感器单元101以打开/关闭第二传感器101b和/或第一传感器 101a。优选地，信息中继模块104a可以接通和断开电路，还可以放大、综合和控制信号，例如，电磁继电器、感应继电器和热力继电器。优选地，信息中继模块104a可以是HFD4超小型信号继电器。优选地，无线收发模块 104b可以无线发送/接收数据并可以稳定可靠的短距离传输数据，例如，蓝牙无线接收模块、2.4G无线收发模块和ZIGBEE无线收发模块。优选地，无线收发模块104b为支持蓝牙5.0协议的远距离低功耗高速率无线收发模块，例如，BLE 5.0超小型数据传输模块。优选地，传感器单元101还包括开关模块，可以根据执行单元104反馈的指令信息打开/关闭第二传感器101b 和/或第一传感器101a。优选地，开关模块接收分别连接第一传感器101a 和第二传感器101b，开关模块内置两个开关电路，第一传感器101a和/第二传感器101b通过开关电路与电源连接。优选地，开关电路可以是三极管开关电路，可以根据接收信号电平的高低接通/断开电路。

根据一个优选实施方式，第一传感器101a为用于测量用户足部汗液离子浓度的化学传感器，化学传感器设置于面层的上表面且其测量表面能够与待测目标直接接触。优选地，第一传感器101a是能够检测液体离子浓度变化的化学传感器，例如，基于ISFET(离子敏感性场效应晶体管)传感的化学传感器、基于电极传感的化学传感器和基于光电转换器的化学传感器。优选地，第一传感器101a采用基于电极传感的化学传感器，例如，某研究中心开发出的一款能够同时检测液体中PH值和氯离子含量的微型传感器，体积微小适合设置在鞋垫10面层的表面上，并且该微型传感器设置有参考电极，能够自己校正检测结果。

根据一个优选实施方式，第二传感器101b至少包括压力传感器、温湿度传感器、声音传感器、心率传感器、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪。温湿度传感器设置于相邻第一传感器101a，在面层的温度超过温湿度传感器阈值的状态下，温湿度传感器向控温单元105发送调温信息。压力传感器设置在鞋垫的底面。心率传感设置在第1趾横动脉下方的面层。声音传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪设置在支撑部的足跟区509。

优选地，压力传感器用于测量用户足底各个部位的压力信息。优选地，压力传感器为薄膜压力传感器，例如，市场上最新推出的A401薄膜压力传感器。优选的，温湿度传感器可以用于测量用户的皮肤表面温度并将测量结果作为生理指标中的一个，例如，型号为SQHTO3的温湿度传感器。优选地，声音传感器用于检测和记录用户的声音，例如SoundDetector模拟声音传感器。优选地，三轴加速度传感器可以用于监测用户运动或训练的步态信息，例如，型号为HAAM-313B的小型三轴加速度传感器。优选的，三轴陀螺仪可以用于辅助智能终端20定位，例如，型号为L3GD20HTR的微型三轴陀螺仪。心率传感器可以用于监测用户的心率情况。优选地，心率传感器可以采用光电心率传感器，例如，中国专利CN106175741A公开的可用于足部监测心率的装置。

根据一个优选实施方式，控温单元105包括至少一块设置在鞋垫10面层下方的加热片和控制电路。加热片通过控制电路与温湿度传感器间接连接。优选地，加热片为陶瓷加热片，可以通过控制电压或电流而控制加热温度，并且可以通过反接陶瓷加热片的正负极实现降温。优选地，陶瓷加热片为MCH环保陶瓷发热片。优选地，控制电路根据接收到的调温信号的电平的高低而控制加热片的正负极转换。优选地，控制电路为包括四个二极管的桥式整流电路，也可以是桥式整流器，例如，MB05S桥式整流器。

优选地，云端服务平台30基于用户的个人基本数据、健康数据、历史康复数据、康复计划和预设匹配方案来完成至少一款康复项目的匹配。云端服务平台30将匹配出的康复项目的识别指令经由智能终端20发送至智能鞋垫10。鞋垫10在接收到识别指令之时，基于康复项目能够产生的动作数据和/或体感数据来选择性开启第一传感器101a和第二传感器101b并基于对一传感器101a和第二传感器101b采集的数据的分析来实现康复项目的预触发以启动康复项目。云端服务平台30基于鞋垫10对康复项目的成功启动而将康复项目发送至智能终端20显示。由鞋垫10采集用户完成康复训练项目过程中的第一数据和第二数据并基于第一数据和第二数据来计算用户的第一康复数据和第二康复数据，从而实现对用户康复训练过程的监测以辅助用户的康复训练。鞋垫10基于对第一传感器101a和第二传感器101b所采集的数据计算用户的体能损耗值并通过对体能损耗值的判断来实现康复项目的预触发。优选地，执行单元104将接收到的第一数据和/或第二数据与预先存储的第一数据和/或第二数据进行比对，结合预先存储的第一数据和/或第二数据的体能损耗值计算用户当前动作的体能损耗值，对计算出的体能损耗值进行判断以便确定用户是否适合该康复训练强度，在用户适合该康复训练强度时，触发该康复项目。反之，预触发失败，用户不能启动当前康复项目。优选地，智能鞋垫10也通过将第一传感器101a和第二传感器101b所采集的数据与经统计分析而获得的标准数据库的对比来实现康复项目的预触发。更优选地，执行单元104将接收到的第一数据和/或第二数据与预先存储的第一数据和/或第二数据进行比对，从而判断用户的当前动作和/或生理指标是否符合要求。在用户的动作符合要求且生理指标也符合要求时，触发该康复项目。反之，预触发失败，用户不能启动当前康复项目。

选地，分析单元102监测第一数据并对在第一阈值内的第一数据进行分析以得出第一康复数据。执行单元104基于第一康复数据超过第三阈值的程度来根据预定方式选择性开启第二传感器101b。分析单元102监测多个第二数据并统计第二数据中的最大变化率超过第二阈值的次数以得出第二康复数据。优选地，第一阈值为用户正常生理状态下汗液组分范围的1.1倍。当第一数据超过用户正常生理状态下汗液组分范围的1.1倍时，则表明存在残留物积聚，需要对智能鞋垫进行清洁。优选地，第二阈值取第二数据的 2～6％，通过设置第二阈值，可以滤除用户因轻微挪动手脚等动作造成的第二数据的轻微变化，这类轻微变化是用户在康复训练过程中难以避免的且不能反映用户康复数据的情况。第二数据超过第二阈值则代表用户生理状况或康复部位所受压力有较大变化，此时需要记录下来以得出第二康复数据。优选地，分析单元102将基于第一数据和第二数据得出的第一康复数据和第二康复数据发送至执行单元104。执行单元104基于第一康复数据和第二康复数据与储存于数据存储单元103中的第一参考值和第二参考值的比较结果来获取用户康复训练时的反馈方案并将反馈方案经智能终端20反馈给远程的云端服务平台30，使得云端服务平台30能够在用户身体承受范围内基于反馈方案将康复训练内容向着有利于用户康复的方向调整。基于对本实用新型智能鞋垫10采集的第一数据和第二数据的分析，能够实现对用户康复训练过程的监控，避免康复训练强度过大对用户身体状况造成损伤，同时还能避免康复强度过小造成的康复效果不佳，辅助用户进行康复训练。优选地，在第一康复数据大于等于第一参考值且第二康复数据大于第二参考值时，执行单元104获取第一反馈方案。第一反馈方案为此时的康复训练强度过大，容易造成用户身体损伤。此时，云端服务平台30基于该第一反馈方案来减小康复训练强度，例如，缩短康复训练时间、将康复训练动作调整为用力更小的动作等。同样的，在第一康复数据大于等于第一参考值且第二康复数据小于等于第二参考值时，执行单元104获取第二反馈方案。第二反馈方案为此时的康复训练强度为用户可承受范围，康复效果较佳，无需调整康复训练内容。在第一康复数据小于第一参考值且第二康复数据大于第二参考值时，执行单元104获取第三反馈方案。第三反馈方案为此时的康复训练强度较弱，但是用户自身可能出现了身体不适的情况。此时，云端服务平台30基于该第三反馈方案来暂停康复训练并向用户或其监护人发出提示。在第一康复数据小于第一参考值且第二康复数据小于等于第二参考值时，执行单元 104获取第四反馈方案。第四反馈方案为此时的康复训练强度较弱，并且用户身体状况未出现异常。此时，云端服务平台30基于该第四反馈方案来增大康复训练强度。

优选地，本实用新型一次只选择性开启部分第二传感器101b能够相比同时开启所有第二传感器101b更节约电量，且所需的供电电压也更小，降低漏电造成的潜在危险；另一方面还能减小传感器损耗。同时，本实用新型交替地开关处于康复部位的第二传感器101b和非康复部位的第二传感器 101b，考虑到的因素包括但不限于：用户康复部位受训练强度的影响大于非康复部位受训练强度的影响，首先仅开启康复部位的第二传感101b能够节约能源、减少第二传感器101b的使用频率以提升其寿命周期且能降低长期开启第二传感器101b可能导致的潜在安全隐患。然而，康复部位存在健康隐患只是其中一种情况，非康复部位也可能因训练强度过大而受到影响，此时交替地开关处于康复部位的第二传感器101b和非康复部位的第二传感器 101b有助于全面获得第二数据，还能节省能源。

优选地，鞋垫10还可以被配置为在执行单元104数据连接于智能终端 20时将第一康复数据和/或第二康复数据按照多个图形指示符201的方式显示于智能终端20的显示器上。图2示出了本实用新型鞋垫10显示的图形指示符的优选实施方式示意图。如图2所示，每个图形指示符201均关联于与其相对应的时间区间。每个图形指示符201的长度代表第一康复数据和 /或第二康复数据在对应的时间区间内的度量值。每个图形指示符201的第一端202所在位置上形成一条圆弧。优选地，对每个图形指示符201而言，第一端202所在圆弧上的位置表示与图形指示符201相关联的相应时间区间。通过图形指示符201可以直观、快速地查看康复训练过程中的有关情况，并获取该特殊情况的时间和/或时长。

具体地，以图2显示的数据为第二康复数据为例，在康复训练初始阶段，用户康复部位所受的压力和/或用户的心跳、血压、脉搏等较高，对应的第二康复数据较高。进行一段时间的休息后，第二康复数据相对初始阶段明显降低，继续进行康复训练，第二康复数据等相较于初始阶段有所缓和，说明用户能够承受该训练强度。随着康复训练时间的延长，第二康复数据升高，说明用户此时可能已经疲惫，训练强度相对有点大。将该反馈信息反馈给云端服务平台30后，云端服务平台30将训练强度向着减小的方向调整后，第二康复数据恢复平稳。根据用户开始进行康复训练的时间，基于图形指示符201还能获取用户进行康复训练能够保持第二康复数据平稳的时间。智能鞋垫10将监测到的用户康复训练过程提供给远程的云端服务平台30，以便在下一阶段为用户制定康复训练计划时能够作为参考。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，仅对改进的部分进行说明。

根据一个优选实施方式，本实用新型的第一传感器101a为采用基于 ISFET的化学传感。基于ISFET的化学传感器包括ISFET和参比电极，其中， ISFET和参比电极被设置为能与用户的皮肤直接接触。参比电极为Ag/AgCl 电极、Ag/AgCl塑料复合电极、Ag/AgCl凝胶电极、涂覆有可渗透膜的 Ag/AgCl电极或聚吡咯电极和聚3,4-乙烯二氧噻吩电极。参比电极也可以是涂覆有渗透膜并用氯离子渗透的Ag/AgCl电极。渗透膜例如是聚乙烯醇缩丁醛、聚羟基乙基甲基丙烯酸酯或全氟磺酸聚合物。参比电极还可以是与介体混合的碳糊电极。介体例如是二茂铁或普鲁士蓝。参比电极还可以是贵金属参比电极和/或伪参比电极。贵金属例如是金或铂。优选地，本实用新型基于ISFET的化学传感用于检测汗液中的离子浓度。更优选地，基于ISFET的化学传感检测的离子浓度主要是钠离子浓度和钾离子浓度。

根据一个优选实施方式，本实用新型鞋垫10的面层上至少设置有两个第一传感器101a。优选地，其中一个第一传感器101a的ISFET被设置为监测用户皮肤表面汗液的离子浓度，另一个第一传感器101a的ISFET被设置为监测用户皮肤表面汗液离子浓度外的其它特征，例如汗液的pH值。汗液pH值的大小能够反映用户的皮肤健康指标，例如pH值大于等于6是皮肤刺激或皮肤健康状况不良的指标。根据测量到的pH值信息分析出用户可能存在皮肤健康问题时，提醒用户通过更换化妆品或者调整饮食结构等方式来防止皮肤健康状况恶化，或者通过智能终端20将pH值信息上传至云端服务平台30存储，云端服务平台30上存储的数据可供医生或者美容院的皮肤护理人员等专业人士查看，以便给用户提供合理的建议。

根据一个优选实施方式，本实用新型中的第二传感器101b至少包括压力传感器，并且压力传感器是根据完成康复项目时康复部位的受力大小进行设置的。例如，需要进行足部康复的用户，根据行走时足部骨骼分区的受力大小来设置压力传感器。需要进行手部康复的用户，根据运动时手部受力大小来设置压力传感器。同样地，腰部、腿部以及背部同样可根据运动时受力大小来设置压力传感器。以足部为例，图3示出了本实用新型足部骨骼分区示意图。如图3所示，足部骨骼可分为如下几个区域：第1趾骨区501、第 2～5趾骨区502、第1跖骨区503、第2跖骨区504、第3跖骨区505、第4跖骨区506、第5跖骨区507、足弓区508和足跟区509。

由于行走时，足部是三点受力，第1跖骨区503、第5跖骨区507和足跟区509受力较多，因此，本实用新型在鞋垫10的第1跖骨区503、第 5跖骨区507和足跟区509分别至少设置有2～3个压力传感器。优选为至少设置2个压力传感器。其余区域压力变化较小，本实用新型在智能鞋垫 10的第1趾骨区501、第2～5趾骨区502、第2跖骨区504、第3跖骨区 505、第4跖骨区506和足弓区508分别至多设置有1～2个压力传感器。优选为至多设置1个压力传感器。当用户行走时，各压力传感器可感应到足部骨骼区域与地面的接触情况。鞋垫10的足跟区509还至少设置有1个三轴加速度传感器、三轴陀螺仪。优选地，本实用新型的第一传感器101a设置于足弓区507。

根据一个优选实施方式，本实用新型用于采集用户汗液离子浓度的第一传感器101a和用于采集用户动作数据和体感数据第二传感器101b除了设置于智能鞋垫10上，还可设置于其它智能穿戴设备。优选地，所添加的智能穿戴设备可以具有独立的数据处理能力，即可以对数据进行处理并将处理后的数据直接发送至云端服务平台30。如此可减少云端服务平台30的数据处理量。优选地，所添加的智能穿戴设备也可以只具有数据收集传输能力，即将收集到的数据传送至云端服务平台30，由云端服务平台30进行数据处理。

例如，将第一传感器101a设置于智能项链上用于采集用户颈部的汗液离子浓度。所添加的智能穿戴设备可以是智能手环、智能手表或专门设计用于运动锻炼的传感装置等。优选地，使用智能手环记录用户胳膊甩动的幅度和次数。使用智能手表记录用户的音色、音调和/或响度。专门设计用于运动锻炼的传感装置包括但不限于声音传感器、温度传感器、亮度传感器等。本实用新型的运动系统通过与其它智能穿戴设备结合使用，可以增强对运动项目的操控能力。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于训练数据统计的鞋垫，至少包括可拆卸的面层和承托所述面层的底层，其特征在于，

所述鞋垫(10)至少包括依次串联连接的控温单元(105)、传感器单元(101)、分析单元(102)、数据存储单元(103)和执行单元(104)，其中，

所述传感器单元(101)至少包括安装在表面设置有吸湿抑菌涂层的所述面层的第一传感器(101a)和安装在通过支撑部承托所述面层的所述底层的第二传感器(101b)，

所述传感器单元(101)通过所述执行单元(104)与智能终端(20)间接连接，所述智能终端(20)通过有线和/或无线的方式与云端服务平台(30)连接。

2.如权利要求1所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述分析单元(102)至少包括放大模块(102a)和信息处理模块(102b)，其中，

所述信息处理模块(102b)通过放大模块(102a)接收所述传感器单元(101)的第一传感信息，并将处理后的第二传感信息传输至所述数据存储单元(103)。

3.如权利要求2所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述数据存储单元(103)包括预存储的参考存储器(103a)和用于存储用户训练数据的用户存储器(103b)，其中，

所述参考存储器(103a)通过所述执行单元(104)接收智能终端(20)的更新数据库信息，所述用户存储器(103b)通过所述信息处理模块(102b)存储第二传感信息。

4.如权利要求3所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述执行单元(104)至少包括信息中继模块(104a)和无线收发模块(104b)，其中，

所述信息中继模块(104a)通过将所述用户存储器(103b)存储的第二传感信息与所述参考存储器(103a)预存储的数据对比判决产生的反馈指令信息传输至所述传感器单元(101)以打开/关闭第二传感器(101b)和/或第一传感器(101a)。

5.如权利要求1所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述第一传感器(101a)为用于测量用户足部汗液离子浓度的化学传感器，所述化学传感器设置于所述面层的上表面且其测量表面能够与待测目标直接接触。

6.如权利要求1所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述第二传感器(101b)至少包括压力传感器、温湿度传感器、声音传感器、心率传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，其中，

所述温湿度传感器设置于相邻第一传感器(101a)，在所述面层的温度超过所述温湿度传感器阈值的状态下，所述温湿度传感器向所述控温单元(105)发送调温信息，

所述压力传感器设置在所述鞋垫(10)的底面，所述心率传感设置在第1趾横动脉下方的面层，所述声音传感器、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪设置在支撑部的足跟区(509)。

7.如权利要求6所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述控温单元(105)包括至少一块设置在所述鞋垫(10)面层下方的加热片和控制电路，其中，

所述加热片通过所述控制电路与所述温湿度传感器间接连接。

8.如权利要求2所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述放大模块(102a)至少包括放大电路和与用于转换放大电路信号的A/D转换器。

9.如权利要求1所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述吸湿抑菌涂层、所述面层、所述支撑部和所述底层的边缘重合且固定形成一整体，其中，

所述吸湿抑菌涂层在第一传感器(101a)处设有用于所述第一传感器(101a)的探测表面采集信息的至少一个缺口。

10.如权利要求6所述的用于训练数据统计的鞋垫，其特征在于，所述鞋垫(10)支撑部在足跟区(509)设置有用于放置分析单元(102)、数据存储单元(103)和执行单元(104)的至少一个凹槽。

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