CN210672235U - 一种可拆卸式计步运动鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可拆卸式计步运动鞋，包括鞋帮和鞋底，所述鞋帮的底部均匀间隔设有多组第一卡接装置，所述鞋底的顶部均匀间隔设有多组第二卡接装置，所有所述第一卡接装置与所有所述第二卡接装置一一对应匹配，且所述鞋帮和所述鞋底通过所有所述第一卡接装置和所有所述第二卡接装置可拆卸地卡接在一起；所述鞋底的内部设有供电装置和计步装置，所述供电装置和所述计步装置电连接。本实用新型计步运动鞋的鞋帮和鞋底为可拆卸连接，成本低、更换简单，易于回收和清洗，直接通过鞋底内部的供电装置为计步装置进行供电，即可达到计步运动鞋的计步功能，供电形式简单，设计简单，适合普遍推广。

Description

一种可拆卸式计步运动鞋

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴技术领域，特别涉及一种可拆卸式计步运动鞋。

背景技术

随着我国人民的健康意识高涨，越来越多的人热衷于运动，例如跑步，登山及骑行等，健康运动已成为一种潮流，大家都乐于打卡记录自己一天的运动状态。然而，过度的运动不仅不会对身体产生任何益处，甚至可能带来许多潜在的风险。因此，明确掌握自身的运动量是科学运动的基础。

当前主要通过记录步数的多少来记录一天的运动量。计步的工具也有很多，包括手机、手环等等，但是许多人运动时不喜欢携带沉重的手机，并且部分人已经佩戴了手表或不习惯佩戴运动手环。此外，不同的运动种类也会造成许多不一样的问题，例如，喜欢登山的运动人士可能经常苦于手机、手环没电，此时充电显得较为麻烦，如果计步设备能自发电就会十分方便；喜欢骑行的运动人士往往苦于骑车过程中手机、手环无法计步，而若能利用踩踏脚板时的压力计步就能免去这一烦恼。

针对上述问题，目前也出现了一些与计步相关的智能鞋的发明，但都存在以下问题：

1、鞋子的供电模式较为复杂，导致成本高，部分设计甚至还会存在安全隐患；

2、对智能鞋的清洗、更换和回收等方面没有考虑和设计，不利于节省成本和环保。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可拆卸式计步运动鞋，能在需要更换鞋子时直接更换鞋帮或鞋底，通过简单的电路即可满足计步鞋的供电，以解决现有计步智能鞋中设计复杂、成本高、更换难和回收难等问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种可拆卸式自发电计步运动鞋，包括鞋帮和鞋底，所述鞋帮的底部均匀间隔设有多组第一卡接装置，所述鞋底的顶部均匀间隔设有与所述第一卡接装置数量相同的多组第二卡接装置，所有所述第一卡接装置与所有所述第二卡接装置一一对应匹配，且所述鞋帮和所述鞋底通过所有所述第一卡接装置和所有所述第二卡接装置可拆卸地卡接在一起；

所述鞋底的内部设有供电装置和计步装置，所述供电装置和所述计步装置电连接。

本实用新型的有益效果是：第一卡接装置与第二卡接装置数量相同，且所有第一卡接装置与所有第二卡接装置一一对应匹配，鞋帮和鞋底通过所有第一卡接装置和所有第二卡接装置可拆卸地卡接在一起，实现了可拆卸式计步运动鞋，当鞋底因磨损或其他原因导致故障时，用户只需更换鞋底而无需连同鞋帮一起更换，而当鞋帮损坏或需要更换时，只需要更换鞋帮而无需连同鞋底一起更换，极大地节省了成本；同时，由于鞋帮和鞋底的可拆卸，方便了对鞋体的清洗，解决了现有计步运动鞋成本高、更换难、回收难以及清洗难等问题；直接通过鞋底内部的供电装置为计步装置进行供电，通过简单的电路即可达到计步运动鞋的计步功能，供电形式简单，设计简单，成本低，适合普遍推广。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述第一卡接装置包括相邻设置的第一T型凹槽和第一T型凸起，所述第二卡接装置包括相邻设置的第二T型凸起和第二T型凹槽，所述第一T型凹槽与所述第二T型凸起相互匹配，所述第一T型凸起与所述第二T型凹槽相互匹配。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过第一T型凹槽和第二T型凸起的相互匹配，以及第一T型凸起与第二T型凹槽的相互匹配，实现了整个鞋帮和整个鞋底的可拆卸式卡接，一方面实现了鞋帮和鞋底的拆卸和安装，成本低、更换简单、回收简单以及清洗简单，另一方面卡接方式可以防止鞋底或鞋帮的脱落，可靠性高。

进一步：所述供电装置包括用于产生电能的压电陶瓷组和用于存储电能的储能器，所述压电陶瓷组与所述储能器电连接，所述压电陶瓷组和所述储能器均分别与所述计步装置电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过压电陶瓷组，当用户穿上本实用新型中的可拆卸式计步运动鞋后，通过运动时作用在压电陶瓷组上的力，可以使得压电陶瓷组发生形变而产生势能，并转换为电能，实现计步装置的供电，同时还可将多余的电能储存在储能器中，当用户停止运动时，通过储能器中储存的电能为计步装置供电；通过本实用新型中的压电陶瓷组和储能器，可以实现计步运动鞋的自发电，发电形式简单，结构简单，安全性和可靠性高。

进一步：所述压电陶瓷组设置在所述鞋底内部的后端。

上述进一步技术方案的有益效果是：由于人在行走时，一般会后脚跟先着地，通过将压电陶瓷组设置在鞋底内部的后端，能更好地接收用户在运动时作用在压电陶瓷组上的力，从而更方便压电陶瓷组的发电，进而有利于计步运动鞋的自发电和计步功能的实现。

进一步：所述压电陶瓷组包括相互交叠设置的多个压电陶瓷片和多个金属导电片，每个所述金属导电片均分别与所述储能器和所述计步装置电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过压电陶瓷片与金属导电片的相互交叠，当用户在运动时，可以更方便将压电陶瓷组发生形变产生的势能转换为电能，实现计步装置的供电和储能器的储能。

进一步：所述供电装置还包括稳压整流器，所述压电陶瓷组通过所述稳压整流器与所述计步装置电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：在压电陶瓷组和计步装置之间设置稳压整流器，一方面可以保证获得计步装置所需要的电压，另一方面可以保证提供给计步装置的电压的稳定性。

进一步：所述计步装置包括压电传感器和微处理器；

所述压电传感器和所述微处理器电连接，所述压电陶瓷组通过所述稳压整流器分别与所述压电传感器和所述微处理器电连接，所述储能器分别与所述压电传感器和所述微处理器电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：当用户在运动时，通过压电传感器能较好地感应出用户脚掌落地时带来的压力变化，并转换为对应的电信号发送给微处理器，通过微处理器中的时钟功能(计数功能)，可以统计压电传感器传递的电信号数量，实现用户运动时的计步功能；其中，压电传感器和微处理器既可以通过压电陶瓷组供电，还可以通过储能器供电。

进一步：所述鞋底的内部还设有无线通信装置，所述无线通信装置与所述微处理器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过无线通信装置和微处理器，可以将用户运动时所记录的步数发送给用户的移动终端，例如智能手机、平板电脑或智能手机上的APP，让用户实时掌握运动情况；其中，无线通信装置直接通过微处理器供电。

进一步：所述鞋底的一侧设有显示装置，所述显示装置与所述微处理器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过鞋底一侧的显示装置和微处理器，可以将用户运动时所记录的步数实时显示出来，方便用户直观地查看计步情况；其中，显示装置直接通过微处理器供电。

进一步：所述鞋底的内部还设有定位装置，所述定位装置与所述微处理器电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过鞋底内部的定位装置和微处理器，可以实时掌握用户所处的位置，一方面能更全面了解用户的运动情况，另一方面能在紧急情况下或针对特殊人群，帮助家人或朋友了解用户的具体位置，以防意外发生。

附图说明

图1为本实用新型实施例中可拆卸式计步运动鞋的整体剖面的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中可拆卸式计步运动鞋的鞋帮的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中可拆卸式计步运动鞋的鞋底的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中可拆卸式计步运动鞋的电连接结构示意图；

图5为本实用新型实施例中的压电陶瓷组的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、鞋帮，2、鞋底，3、供电装置，4、计步装置，5、无线通信装置，6、显示装置，7、定位装置，10、第一卡接装置，20、第二卡接装置，100、第一T型凹槽，101、第一T型凸起，200、第二T型凸起，201、第二T型凹槽，31、压电陶瓷组，32、储能器，41、压电传感器，42、微处理器，311、压电陶瓷片，312、金属导电片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

下面结合附图，对本实用新型进行说明。

实施例一、如图1所示，一种可拆卸式计步运动鞋，包括鞋帮1和鞋底2，所述鞋帮1的底部均匀间隔设有多组第一卡接装置10，所述鞋底2的顶部均匀间隔设有与所述第一卡接装置数量相同的多组第二卡接装置20，所有所述第一卡接装置10与所有所述第二卡接装置20一一对应匹配，且所述鞋帮1和所述鞋底2通过所有所述第一卡接装置10和所有所述第二卡接装置20可拆卸地卡接在一起；

所述鞋底2的内部设有供电装置3和计步装置4，所述供电装置3和所述计步装置4电连接。

第一卡接装置与第二卡接装置数量相同，且所有第一卡接装置与所有第二卡接装置一一对应匹配，鞋帮和鞋底通过所有第一卡接装置和所有第二卡接装置可拆卸地卡接在一起，实现了可拆卸式计步运动鞋，当鞋底因磨损或其他原因导致故障时，用户只需更换鞋底而无需连同鞋帮一起更换，而当鞋帮损坏或需要更换时，只需要更换鞋帮而无需连同鞋底一起更换，极大地节省了成本；同时，由于鞋帮和鞋底的可拆卸，方便了对鞋体的清洗，解决了现有计步运动鞋成本高、更换难、回收难以及清洗难等问题；直接通过鞋底内部的供电装置为计步装置进行供电，通过简单的电路即可达到计步运动鞋的计步功能，供电形式简单，设计简单，成本低，适合普遍推广。

具体地，本实施例中的鞋帮与普通鞋一致，鞋底采用高弹性防水材料制成，可以较好地保护内部的电学元件，还能将人行走时施加到鞋底的力较好地传递到内部的电学元件中，便于计步。

优选地，如图1和图2所示，所述第一卡接装置10包括相邻设置的第一T型凹槽100和第一T型凸起101，所述第二卡接装置20包括相邻设置的第二T型凸起200和第二T型凹槽201，所述第一T型凹槽100与所述第二T型凸起200相互匹配，所述第一T型凸起101与所述第二T型凹槽201相互匹配。

通过第一T型凹槽和第二T型凸起的相互匹配，以及第一T型凸起与第二T型凹槽的相互匹配，实现了整个鞋帮和整个鞋底的可拆卸式卡接，一方面实现了鞋帮和鞋底的拆卸和安装，成本低、更换简单、回收简单以及清洗简单，另一方面卡接方式可以防止鞋底或鞋帮的脱落，可靠性高。

优选地，如图1、图3和图4所示，所述供电装置3包括用于产生电能的压电陶瓷组31和用于存储电能的储能器32，所述压电陶瓷组31与所述储能器32电连接，所述压电陶瓷组31和所述储能器32均分别与所述计步装置4电连接。

通过压电陶瓷组，当用户穿上本实用新型中的可拆卸式计步运动鞋后，通过运动时作用在压电陶瓷组上的力，可以使得压电陶瓷组发生形变而产生势能，并转换为电能，实现计步装置的供电，同时还可将多余的电能储存在储能器中，当用户停止运动时，通过储能器中储存的电能为计步装置供电；通过本实用新型中的压电陶瓷组和储能器，可以实现计步运动鞋的自发电，发电形式简单，结构简单，安全性和可靠性高。

优选地，如图1、图3和图4所示，所述压电陶瓷组31设置在所述鞋底2内部的后端。

由于人在行走时，一般会后脚跟先着地，通过将压电陶瓷组设置在鞋底内部的后端，能更好地接收用户在运动时作用在压电陶瓷组上的力，从而更方便压电陶瓷组的发电，进而有利于计步运动鞋的自发电和计步功能的实现。

优选地，如图5所示，所述压电陶瓷组31包括相互交叠设置的多个压电陶瓷片311和多个金属导电片312，每个所述金属导电片312均分别与所述储能器32和所述计步装置4电连接。

通过压电陶瓷片与金属导电片的相互交叠，当用户在运动时，可以更方便将压电陶瓷组发生形变产生的势能转换为电能，实现计步装置的供电和储能器的储能。

具体地，本实施例中的压电陶瓷片由压电陶瓷材料制成，储能器为微型蓄电池，例如103048-1400mah的聚合物电池。

优选地，所述供电装置3还包括稳压整流器，所述压电陶瓷组31通过所述稳压整流器与所述计步装置4电连接。

在压电陶瓷组和计步装置之间设置稳压整流器，一方面可以保证获得计步装置所需要的电压，另一方面可以保证提供给计步装置的电压的稳定性。

具体地，本实施例中的稳压整流器为LM2576-3.3集成稳压电路，输入电压的范围为5.0～45V，输出电压为3.3V，工作温度范围为-40～125(℃)，且功耗低，效率高达88％，成本低。

优选地，如图1、图3和图4所示，所述计步装置4包括压电传感器41和微处理器42；

所述压电传感器41和所述微处理器42电连接，所述压电陶瓷组31通过所述稳压整流器分别与所述压电传感器41和所述微处理器42电连接，所述储能器32分别与所述压电传感器41和所述微处理器42电连接。

当用户在运动时，通过压电传感器能较好地感应出用户脚掌落地时带来的压力变化，并转换为对应的电信号发送给微处理器，通过微处理器中的时钟功能(计数功能)，可以统计压电传感器传递的电信号数量，实现用户运动时的计步功能；其中，压电传感器和微处理器既可以通过压电陶瓷组供电，还可以通过储能器供电。

具体地，本实施例中的压电传感器是由高分子压电材料制成的压电薄膜，其面积较大，设置在鞋底内部的前端，能更好地感应出前脚掌落地时带来的压力变化，其中，高分子压电材料包括聚二氟乙烯PVF2、聚氟乙烯PVF、聚氯乙烯PVC和聚γ甲基-L谷氨酸脂PMG等；本实施例的微处理器为STM32系列的单片机，该单片机自带计数功能。

优选地，如图1、图3和图4所示，所述鞋底2的内部还设有无线通信装置5，所述无线通信装置5与所述微处理器42电连接。

通过无线通信装置和微处理器，可以将用户运动时所记录的步数发送给用户的移动终端，例如智能手机、平板电脑或智能手机上的APP，让用户实时掌握运动情况；其中，无线通信装置直接通过微处理器供电。

具体地，本实施例中的无线通信装置为CC2541型号的蓝牙模块，其具有低成本、低功率、具有BLE串口和带底板直排针的特点，当用户在运动时可能存在发电功率低的情况，因此该功耗极低的蓝牙模块极其适用；可以将用户的实时步数发送到用户手持的智能手机中。

优选地，如图1、图3和图4所示，所述鞋底2的一侧设有显示装置6，所述显示装置6与所述微处理器42电连接。

通过鞋底一侧的显示装置和微处理器，可以将用户运动时所记录的步数实时显示出来，方便用户直观地查看计步情况；其中，显示装置直接通过微处理器供电。

具体地，本实施例的显示装置为电子墨水屏幕，该电子墨水屏幕可以通过通电来改变屏幕上所显示的内容，能与鞋底侧面十分地贴合，有助于整个鞋体的美观与便捷，且具有优越的防水性能；可根据实际情况选择尺寸。

优选地，如图1、图3和图4所示，所述鞋底2的内部还设有定位装置7，所述定位装置7与所述微处理器42电连接。

通过鞋底内部的定位装置和微处理器，可以实时掌握用户所处的位置，一方面能更全面了解用户的运动情况，另一方面能在紧急情况下或针对特殊人群，帮助家人或朋友了解用户的具体位置，以防意外发生。例如，当未成年人穿戴本实用新型的可拆卸式计步运动鞋进行运动时，若发生意外而无法告知家长具体的位置，可及时根据可拆卸式计步运动鞋中的定位装置来找到未成年人的具体位置，以尽快采取相应的援救措施。

具体地，本实施例的定位装置为UBX-M8030型号的GPS模块，具有功耗低和定位精度高的优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可拆卸式计步运动鞋，包括鞋帮(1)和鞋底(2)，其特征在于，所述鞋帮(1)的底部均匀间隔设有多组第一卡接装置(10)，所述鞋底(2)的顶部均匀间隔设有与所述第一卡接装置(10)数量相同的多组第二卡接装置(20)，所有所述第一卡接装置(10)与所有所述第二卡接装置(20)一一对应匹配，且所述鞋帮(1)和所述鞋底(2)通过所有所述第一卡接装置(10)和所有所述第二卡接装置(20)可拆卸地卡接在一起；

所述鞋底(2)的内部设有供电装置(3)和计步装置(4)，所述供电装置(3)和所述计步装置(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述第一卡接装置(10)包括相邻设置的第一T型凹槽(100)和第一T型凸起(101)，所述第二卡接装置(20)包括相邻设置的第二T型凸起(200)和第二T型凹槽(201)，所述第一T型凹槽(100)与所述第二T型凸起(200)相互匹配，所述第一T型凸起(101)与所述第二T型凹槽(201)相互匹配。

3.根据权利要求1或2所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述供电装置(3)包括用于产生电能的压电陶瓷组(31)和用于存储电能的储能器(32)，所述压电陶瓷组(31)与所述储能器(32)电连接，所述压电陶瓷组(31)和所述储能器(32)均分别与所述计步装置(4)电连接。

4.根据权利要求3所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述压电陶瓷组(31)设置在所述鞋底(2)内部的后端。

5.根据权利要求4所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述压电陶瓷组(31)包括相互交叠设置的多个压电陶瓷片(311)和多个金属导电片(312)，每个所述金属导电片(312)均分别与所述储能器(32)和所述计步装置(4)电连接。

6.根据权利要求3所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述供电装置(3)还包括稳压整流器，所述压电陶瓷组(31)通过所述稳压整流器与所述计步装置(4)电连接。

7.根据权利要求6所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述计步装置(4)包括压电传感器(41)和微处理器(42)；

所述压电传感器(41)和所述微处理器(42)电连接，所述压电陶瓷组(31)通过所述稳压整流器分别与所述压电传感器(41)和所述微处理器(42)电连接，所述储能器(32)分别与所述压电传感器(41)和所述微处理器(42)电连接。

8.根据权利要求7所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述鞋底(2)的内部还设有无线通信装置(5)，所述无线通信装置(5)与所述微处理器(42)电连接。

9.根据权利要求7所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述鞋底(2)的一侧设有显示装置(6)，所述显示装置(6)与所述微处理器(42)电连接。

10.根据权利要求7所述的可拆卸式计步运动鞋，其特征在于，所述鞋底(2)的内部还设有定位装置(7)，所述定位装置(7)与所述微处理器(42)电连接。

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