RU2551756C1 - Method for maintaining and using footwear and device for implementing it - Google Patents
Method for maintaining and using footwear and device for implementing it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2551756C1 RU2551756C1 RU2014108545/12A RU2014108545A RU2551756C1 RU 2551756 C1 RU2551756 C1 RU 2551756C1 RU 2014108545/12 A RU2014108545/12 A RU 2014108545/12A RU 2014108545 A RU2014108545 A RU 2014108545A RU 2551756 C1 RU2551756 C1 RU 2551756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shoe
- antenna
- devices
- shoes
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для использования в обувной промышленности и может быть применено для повышения удобства в обслуживании и эксплуатации обуви, в первую очередь, людьми с ограниченными возможностями: детьми, пожилыми и больными людьми. Также оно может быть использовано для людей с рисковыми видами деятельности и/или находящихся в труднодоступных местах: альпинистов, геологов, туристов, охотников, грибников, рыбаков, спортсменов, связанными с перемещениями на дальние дистанции (спортивное ориентирование, лыжники, марафонцы, велосипедисты и т.п.), сотрудников МЧС и других силовых ведомств. Кроме того, возможно использование его для людей подводных видов деятельности: подводники, водолазы, аквалангисты, дайверы и др.The invention is intended for use in the shoe industry and can be applied to improve the convenience in the maintenance and operation of shoes, primarily by people with disabilities: children, the elderly and sick people. It can also be used for people with risky activities and / or located in hard-to-reach places: climbers, geologists, tourists, hunters, mushroom pickers, fishermen, athletes associated with long-distance movements (orienteering, skiers, marathon runners, cyclists, etc. .p.), employees of the Ministry of Emergencies and other law enforcement agencies. In addition, it can be used for people of underwater activities: divers, divers, scuba divers, divers, etc.
В современное время пространственное местоположение объекта можно определить с помощью спутниковой системы, как правило, состоящей из нескольких геостационарных космических спутников и вычислительного устройства, называемого обычно навигатором.In modern times, the spatial location of an object can be determined using a satellite system, usually consisting of several geostationary space satellites and a computing device, usually called a navigator.
Несмотря на существование в настоящее время разных систем определения местоположения объекта GPS (США), Galileo (ЕЭС), Бейдоу (Китай), IRNSS (Индия), QZSS (Япония), в дальнейшем будет рассматриваться использование российской спутниковой системы определения местоположения объекта Глонасс и использоваться уже устоявшиеся универсальные общепринятые и понятные термины: спутниковая система и навигатор. Последний, как и большинство современных электронных устройств и гаджетов, является многофункциональным и имеет возможность мобильной связи.Despite the existence of different GPS positioning systems (USA), Galileo (EEC), Beidou (China), IRNSS (India), QZSS (Japan), the use of the Russian satellite system for determining the location of the Glonass object will be further considered and used already established universal generally accepted and understandable terms: satellite system and navigator. The latter, like most modern electronic devices and gadgets, is multifunctional and has the ability to mobile.
Известен способ, выбранный в качестве аналога, реализованный в устройстве для обогрева стопы (А.с. №1709982 МКИ А43В 7/02 Устройство для обогрева стопы. Воронкова З.П., Тихомиров Г.А., Александровский, Дубина А.Г. Опубл. в Б.И. - №5, 1992). В нем использован специально разработанный для электротехнических целей ситалл (кремний-алюминий-литий-цинк-титанового ряда) с заданным комплексом свойств; повышенным электросопротивлением (диэлектрик), способностью до 90% пропускать ИК-лучи (тепловые) и высокими технологическими свойствами, благодаря которым возможно формовать методами литья, прессования и прессовыдувания детали и изделия любой толщины и конфигурации. При этом резистивное пленочное покрытие на нижней стороне пластин и указанная способность ситалла обеспечивают направленный к стопе тепловой поток с минимальными затратами энергии малогабаритными источниками тока, смонтированными в голенище сапога.The known method, selected as an analogue, implemented in a device for heating the foot (A.S. No. 1709982 MKI A43B 7/02 Device for heating the foot. Voronkova Z. P., Tikhomirov G. A., Aleksandrovsky, A. Dubina Published in B.I. - No. 5, 1992). It uses a glass (silicon-aluminum-lithium-zinc-titanium series) specially designed for electrical purposes with a given set of properties; increased electrical resistance (dielectric), the ability to transmit infrared rays (thermal) up to 90% and high technological properties, thanks to which it is possible to mold parts and products of any thickness and configuration by casting, pressing and extrusion. At the same time, the resistive film coating on the lower side of the plates and the indicated ability of the glass provide the heat flux directed to the foot with minimal energy consumption by small-sized current sources mounted in the boot shaft.
Устройство, реализующее этот способ-аналог, выполнено в виде многослойной складной стельки и содержит электронагревательные элементы, малогабаритный источник питания и токопровод. Электронагревательные элементы выполнены в виде ситалловых пластин, снабжены контактами и расположены в носочно-пучковой и пяточно-переменной частях внутреннего слоя стельки. Для их размещения во внутреннем слое стельки выполнены гнезда.A device that implements this analogue method is made in the form of a multilayer folding insole and contains electric heating elements, a small-sized power source and a current lead. The electric heating elements are made in the form of ceramic plates, equipped with contacts and are located in the nose-beam and heel-variable parts of the inner layer of the insole. To place them in the inner layer of the insole made nests.
Недостатком этих способа и устройства являются ограниченные функциональные возможности, определяемые необходимостью регулярной замены неподзаряжаемых гальванических элементов или подзарядки заряжаемых гальванических элементов (аккумуляторов), приводящие к усложнению конструкции для обеспечения доступа к ним. Также невозможно определять пространственное положение человека с помощью спутниковой системы Глонасс и осуществлять контроль состояния здоровья и обуви.The disadvantage of this method and device is its limited functionality, determined by the need for regular replacement of non-rechargeable galvanic cells or recharging of rechargeable galvanic cells (batteries), leading to a complexity of the design to provide access to them. It is also impossible to determine the spatial position of a person using the Glonass satellite system and to monitor the state of health and shoes.
Также известно изобретение, взятое в качестве способа- и устройства-аналогов «Обувь с GPS» (Патент США 6788200 Обувь с GPS. Митчелл В. Джеймел, Патрик Е. Бертагна, Ральф X. Дэвис Джр. МКИ G08B 1/08, НКИ 340/539.13, Приоритет от 21.10.2002., US Patent 6788200 Footwear with GPS. Mitchell W Jamel, Patrick E Bertagna, Ralph H Davis, Jr. Int. C1. G08B 1/08, US C1. 340/539.13, Filed Oct.21, 2002.). Его особенность заключается в том, что в подошву обуви встраивается съемное GPS-устройство в виде отдельного модуля. Каждое такое GPS-устройство имеет свой индивидуальный идентификационный номер. С помощью спутниковой связи происходит определение пространственного местоположения обуви и, соответственно, человека, носящего ее. Информация о текущем местоположении человека, а также другая смежная информация, например, маршрут перемещения за выбранное время может передаваться беспроводными средствами радиопередачи и связи на центральную станцию, а также на средства мобильной и стационарной телефонной связи, диспетчеру на компьютер и т.п. Далее эта информация может передаваться абоненту-получателю или опекуну.Also known is the invention, taken as an analogue method and device, “GPS Shoes” (US Pat. No. 6,788,200 GPS Shoes. Mitchell W. Jamel, Patrick E. Bertagn, Ralph X. Davis J. MKI G08B 1/08, NCI 340 /539.13, Priority 10.21.2002., US Patent 6788200 Footwear with GPS. Mitchell W Jamel, Patrick E Bertagna, Ralph H Davis, Jr. Int. C1.
Этот GPS-навигатор может выниматься из подошвы для диагностики, ремонтов, подзарядки встроенного аккумулятора, а также для съема дополнительной информации. Оно крепится специальными клипсами к подошве обуви.This GPS navigator can be removed from the sole for diagnostics, repairs, recharging the built-in battery, as well as for removing additional information. It is attached with special clips to the sole of the shoe.
В настоящее время на основе данного патента компанией GTX (Лос-Анджелес, США) уже выпускаются спортивные кроссовки (http://www.patboot.ru/news/2011/Hi-Tech-v-specobuvi.-daydzhest-za-mesyac.58.html).Currently, based on this patent, GTX (Los Angeles, USA) already produces sports shoes (http://www.patboot.ru/news/2011/Hi-Tech-v-specobuvi.-daydzhest-za-mesyac. 58.html).
Недостатком этих способа и устройства являются ограниченные функциональные возможности обуви, обусловленные следующим:The disadvantage of this method and device is the limited functionality of the shoe, due to the following:
- отсутствием контроля состояния обуви (температура, влажность, наклон), здоровья человека, запаса энергии аккумулятора и невозможность предотвратить критические, чрезвычайные ситуации: падение, переохлаждение, смерть и др.;- lack of control of the condition of the shoe (temperature, humidity, incline), human health, the energy reserve of the battery and the inability to prevent critical, emergency situations: fall, hypothermia, death, etc .;
- отсутствием возможности беспроводной подзарядки аккумулятора одного ботинка от другого во время ходьбы и необходимостью его периодически подзаряжать только в домашних стационарных условиях.- the lack of the ability to wirelessly recharge the battery of one boot from another while walking and the need to periodically recharge it only at home in stationary conditions.
В качестве способа-прототипа, являющегося наиболее близким по количеству общих признаков и по технической сущности к предлагаемому изобретению, является способ обслуживания обуви (Патент РФ №2402967 МПК А43В 7/00, А43В 3/00 А43В 19/00 Способ обслуживания обуви и устройство для его реализации. Бауман Г.В. Опубл. 10.11.2010 в Б.И. №31), заключающийся в том, что время использования обуви разбивают на два этапа: основной и подготовительный, в обуви создают по обувному устройству, в каждом из которых используют сервисные устройства и элемент питания, причем в первых применяют обогреватели обуви, при этом в основном этапе обувь используют по прямому назначению и обогревают за счет снабжения электрической энергией сервисных устройств от элементов питания, а во время подготовительного этапа определяют техническое состояние последних, в каждое из обувных устройств вводят антенно-излучательный модуль, электронное устройство и микроклавиатуру, причем для обслуживания обуви создают подставку, включающую устройство индикации, панель управления, третье электронное устройство и третий антенно-излучательный модуль, осуществляют передачу электроэнергии от третьего к первым двум электронным устройствам с помощью индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями, переданную электроэнергию стабилизируют, аккумулируют и используют для функционирования первых двух электронных устройств, осуществляют передачу информационных сигналов от третьего к первым двум электронным устройствам за счет индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями и производят подготовку передачи информационных сигналов обратно, осуществляют передачу информационных сигналов в обратном направлении, от первых двух к третьему электронному устройству при помощи индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями, по полученным информационным сигналам в третьем электронном устройстве производят идентификацию обувных устройств и судят об их техническом состоянии, результат идентификации обувных устройств и их технического состояния выводят на устройство индикации, в зависимости от технического состояния обувных устройств с помощью панели управления формируют нужный режим обслуживания обувных устройств путем управления приемопередачей электроэнергии и информационных сигналов между третьим и первыми двумя электронными устройствами за счет индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями.As a prototype method, which is closest in terms of the number of common features and in technical essence to the proposed invention, there is a shoe maintenance method (RF Patent No. 2402967 IPC А43В 7/00, А43В 3/00 А43В 19/00 Method of servicing shoes and device for its implementation.Bauman G.V. Publ. 10.11.2010 in B.I. No. 31), which consists in the fact that the time of use of the shoes is divided into two stages: the main and preparatory, in shoes they create according to the shoe device, in each of which use service devices and a battery, and first of all x use shoe heaters, while in the main stage the shoes are used for their intended purpose and heated by supplying electrical energy to service devices from batteries, and during the preparatory stage, the technical condition of the latter is determined, an antenna-radiating module, electronic, is introduced into each shoe device the device and the micro keyboard, and for servicing shoes create a stand including an indication device, a control panel, a third electronic device and a third antenna-emit ln module, transmit electricity from the third to the first two electronic devices using inductive coupling between the third and first two antenna-radiating modules, the transferred electricity is stabilized, accumulate and use for the functioning of the first two electronic devices, transmit information signals from the third to the first two electronic devices due to inductive coupling between the third and first two antenna-radiating modules and prepare the transmission and information signals back, transmit information signals in the opposite direction, from the first two to the third electronic device using inductive coupling between the third and first two antenna-radiating modules, by the received information signals in the third electronic device, shoe devices are identified and judged about their technical state, the result of the identification of shoe devices and their technical condition is output to the display device, depending on the technical condition Footwear devices using the control panel form the desired service mode for shoe devices by controlling the transceiver of electricity and information signals between the third and first two electronic devices due to inductive coupling between the third and first two antenna-radiating modules.
Согласно этому изобретению указанный результат достигается тем, что в предлагаемом способе функционирования обуви в сервисные устройства дополнительно вводят управляемые амортизаторы, и/или устройства дезинфекции, и/или массажеры, и/или электростимуляторы рефлекторных зон стопы, и/или светоиндикаторы, при этом во время основного этапа использования обуви управляют сервисными устройствами.According to this invention, this result is achieved by the fact that in the proposed method for the functioning of shoes, controlled shock absorbers and / or disinfection devices and / or massagers and / or electrical stimulators of the foot reflex zones and / or light indicators are additionally introduced into the service devices, while The main stage of the use of shoes is controlled by service devices.
Согласно этому изобретению это достигается тем, что управление работой сервисных устройств регулируют по уровню, и/или по времени использования, и/или по месту расположения рефлекторных зон стопы, исходя из индивидуальных особенностей человека, при этом дополнительно вводят компьютер, причем с помощью последнего управляют работой подставки.According to this invention, this is achieved by controlling the operation of service devices in terms of level, and / or time of use, and / or the location of the reflex zones of the foot, based on the individual characteristics of a person, while additionally entering a computer, the latter being controlled work stand.
Устройство-прототип, реализующее этот способ обслуживания обуви содержащит в каждом ботинке обувное устройство на основе сервисного устройства и элемента питания, причем каждое сервисное устройство дополнительно снабжено электронным устройством с тремя входами и одним выходом, антенно-излучательным модулем с двумя выходами и одним входом, а также микроклавиатурой с одним выходом, при этом в качестве элемента питания используется преобразователь для стабилизации и хранения энергии, содержащий подзаряжаемый аккумулятор, причем первые два выхода антенно-излучательного модуля соединены с первыми двумя входами электронных устройств, а третий вход первого соединен с выходом микроклавиатуры, при этом выход электронного устройства подключен ко входу антенно-излучательного модуля, причем в устройство функционирования и обслуживания обуви введена подставка, состоящая из корпуса, третьего антенно-излучательного модуля с выходом и входом, третьего электронного устройства с тремя выходами и одним входом, панели управления и устройства индикации, а вход и выход антенно-излучательного модуля соединены с выходом и входом третьего электронного устройства, при этом к другим выходам последнего подключены панель управления и устройство индикации.A prototype device that implements this method of servicing shoes contains a shoe device in each shoe based on a service device and a battery, each service device is additionally equipped with an electronic device with three inputs and one output, an antenna-radiating module with two outputs and one input, and also with a micro-keyboard with one output, in this case, a converter for stabilization and storage of energy containing a rechargeable battery is used as a battery element, the first two outputs of the antenna-radiating module are connected to the first two inputs of electronic devices, and the third input of the first is connected to the output of the micro-keyboard, while the output of the electronic device is connected to the input of the antenna-radiating module, and a stand consisting of a housing is introduced into the shoe’s functioning and maintenance device, a third antenna-radiating module with an output and an input, a third electronic device with three outputs and one input, a control panel and an indication device, and the input and output of the antenna the sensing module are connected to the output and input of the third electronic device, while the control panel and the indicating device are connected to other outputs of the latter.
Другим отличием устройства является то, что для обогрева и/или бесконтактного обмена сигналов между подставкой и обувью в качестве антенно-излучательных модулей и нагревательных элементов обувных устройств используются приемно-нагревательные контуры.Another difference of the device is that for heating and / or non-contact signal exchange between the stand and shoes, the receiving-heating circuits are used as antenna-radiating modules and heating elements of shoe devices.
Недостатком этих способа и устройства являются следующие ограниченные функциональные возможности обуви:The disadvantage of these method and device are the following limited functionality of shoes:
- отсутствует контроль состояния обуви (температура, влажность, наклон), определение пространственного местоположения человека, его здоровья и невозможность предотвратить критические, чрезвычайные ситуации: пропажа человека, его падение, переохлаждение, смерть и др.;- there is no control over the condition of the shoe (temperature, humidity, incline), the determination of the spatial location of a person, his health and the inability to prevent critical, emergency situations: loss of a person, his fall, hypothermia, death, etc .;
- отсутствием возможности беспроводной подзарядки аккумулятора одного ботинка от другого во время ходьбы и необходимостью периодически подзарядки только в домашних стационарных условиях.- the lack of the ability to wirelessly recharge the battery of one boot from another while walking and the need to periodically recharge only in home stationary conditions.
Технической задачей, решаемой предлагаемыми способом и устройствами, является расширение функциональных возможностей.The technical problem solved by the proposed method and devices is the expansion of functionality.
Указанная задача обеспечивается тем, что способ обслуживания и эксплуатации обуви заключается в том, что время использования обуви разбивают на два этапа - основной и подготовительный, в обуви создают по обувному устройству, в каждом из которых используют сервисные устройства и элемент питания, причем в первых применяют обогреватели обуви, при этом в основном этапе обувь используют по прямому назначению и обогревают за счет снабжения электрической энергией сервисных устройств от элементов питания, а во время подготовительного этапа определяют техническое состояние последних, в каждое из обувных устройств вводят антенно-излучательный модуль, электронное устройство и микроклавиатуру, причем для обслуживания обуви создают подставку, включающую устройство индикации, панель управления, третье электронное устройство и третий антенно-излучательный модуль, осуществляют передачу электроэнергии от третьего к первым двум электронным устройствам с помощью индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями, переданную электроэнергию стабилизируют, аккумулируют и используют для функционирования первых двух электронных устройств, осуществляют передачу информационных сигналов от третьего к первым двум электронным устройствам за счет индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями и производят подготовку передачи информационных сигналов обратно, осуществляют передачу информационных сигналов в обратном направлении, от первых двух к третьему электронному устройству при помощи индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями, по полученным информационным сигналам в третьем электронном устройстве производят идентификацию обувных устройств и судят об их техническом состоянии, результат идентификации обувных устройств и их технического состояния выводят на устройство индикации, в зависимости от технического состояния обувных устройств с помощью панели управления формируют нужный режим обслуживания обувных устройств путем управления приемопередачей электроэнергии и информационных сигналов между третьим и первыми двумя электронными устройствами за счет индуктивной связи между третьим и первыми двумя антенно-излучательными модулями, во время основного этапа использования обуви используют спутниковую систему и диспетчерскую, вводят в первый ботинок навигатор и блок контроля состояния, формируют два радиоканала навигатора со спутниковой системой и с диспетчерской, используют навигатор, спутниковую систему и сформированный радиоканал между ними для определения пространственного положения человека, выбирают биологические параметры человека и параметры обуви и задают их допустимые значения, измеряют текущие значения биологических параметров человека и параметров обуви и сравнивают с допустимыми с помощью блока контроля состояния, по результатам сравнения судят о приближении к критическим состояниям человека и/или обуви и/или о наступлении их, сообщают о пространственном положении человека и результатах измерений, сравнений и суждениях по радиоканалу в диспетчерскую, следят за текущим значением аккумулированной энергией в первом обувном устройстве и задают ее минимально допустимый уровень, по достижении которого осуществляют передачу электроэнергии от второго обувного устройства к первому за счет образования индуктивных связей синхронизированной с ходьбой.This problem is ensured by the fact that the method of servicing and operating shoes consists in the fact that the time of use of the shoe is divided into two stages - the main and preparatory, in the shoe they are created according to the shoe device, in each of which service devices and a battery are used, and the first ones use shoe heaters, while in the main stage the shoes are used for their intended purpose and heated by supplying electrical energy to service devices from batteries, and during the preparatory phase the technical state of the latter is installed, an antenna-radiating module, an electronic device and a micro-keyboard are introduced into each shoe device, and for servicing the shoes, a stand including an indication device, a control panel, a third electronic device and a third antenna-radiating module are introduced, transmitting electricity from the third to the first two electronic devices using inductive coupling between the third and first two antenna-radiating modules, the transmitted electric power is stabilized comfort, accumulate and use for the functioning of the first two electronic devices, transmit information signals from the third to the first two electronic devices due to inductive coupling between the third and first two antenna-radiating modules and prepare the transmission of information signals back, transmit information signals in the opposite direction, from the first two to the third electronic device using inductive coupling between the third and first two antenna-emitter Using the received information signals in the third electronic device, the modules are used to identify the shoe devices and judge their technical condition, the result of the shoe device identification and their technical condition are output to the display device, depending on the technical condition of the shoe devices, the desired service mode is formed using the control panel shoe devices by controlling the transceiver of electricity and information signals between the third and first two electronic devices by means of inductive coupling between the third and first two antenna-radiating modules, during the main stage of using shoes they use a satellite system and a control room, a navigator and a state control unit are introduced into the first boot, two radio channels of a navigator with a satellite system and a control room are formed, use a navigator , the satellite system and the formed radio channel between them to determine the spatial position of a person, choose the biological parameters of the person and the parameters of the shoes and set them allowable values, measure the current values of the biological parameters of a person and parameters of shoes and compare with those that are acceptable using the state control unit, judge by the results of comparison about the approach to critical conditions of a person and / or shoes and / or their onset, report on the spatial position of the person and the results measurements, comparisons and judgments on the radio channel to the control room, monitor the current value of the accumulated energy in the first shoe device and set its minimum acceptable level, upon reaching The power of which transfer electricity from the second shoe device to the first due to the formation of inductive connections synchronized with walking.
Согласно изобретению указанный результат достигается тем, что в первое и второе обувные устройства дополнительно вводят соответственно третий и четвертый антенно-излучательные модули, выбирают антенно-излучательные модули в каждом из обувных устройств, которые активируют для образования индуктивных связей, синхронизированных с ходьбой во время основного этапа использования обуви, а остальные блокируют.According to the invention, this result is achieved by the fact that the third and fourth antenna-radiating modules are additionally introduced into the first and second shoe devices, respectively, the antenna-radiating modules are selected in each of the shoe devices, which are activated to form inductive coupling synchronized with walking during the main stage use shoes while the rest are blocking.
Согласно изобретению это достигается также тем, что управляют длительностью образования индуктивных связей между обувными устройствами во время ходьбы за счет управления параметрами антенно-излучательных модулей.According to the invention, this is also achieved by controlling the duration of the formation of inductive connections between shoe devices during walking by controlling the parameters of the antenna-emitting modules.
Кроме того, указанная техническая задача достигается тем, что в качестве биологических параметров человека используют температуру тела, параметры сердцебиения, кровяное давление, а в качестве параметров обуви влажность, температуру и наклон.In addition, the specified technical problem is achieved by the fact that the body temperature, heart rate, blood pressure are used as biological parameters of a person, and humidity, temperature and incline are used as shoe parameters.
Также согласно изобретению это достигается тем, что устройство обслуживания и эксплуатации обуви содержащит в каждом ботинке обувное устройство на основе сервисного устройства и элемента питания, причем каждое сервисное устройство дополнительно снабжено электронным устройством с тремя входами и одним выходом, антенно-излучательным модулем с двумя выходами и одним входом, а также микроклавиатурой с одним выходом, при этом в качестве элемента питания используется преобразователь для стабилизации и хранения энергии, содержащий подзаряжаемый аккумулятор, причем первые два выхода антенно-излучательного модуля соединены с первыми двумя входами электронных устройств, а третий вход первого соединен с выходом микроклавиатуры, при этом выход электронного устройства подключен ко входу антенно-излучательного модуля, причем в устройство функционирования и обслуживания обуви введена подставка, состоящая из корпуса, третьего антенно-излучательного модуля с выходом и входом, третьего электронного устройства с тремя выходами и одним входом, панели управления и устройства индикации, а вход и выход антенно-излучательного модуля соединены с выходом и входом третьего электронного устройства, при этом к другим выходам последнего подключены панель управления и устройство индикации, в первое обувное устройство введены навигатор и блок контроля состояния, при этом в электронное устройстве введены четвертый вход и второй выход, причем навигатор соединен со вторым выходом электронного устройства, а блок контроля состояния с четвертым входом последнего.Also, according to the invention, this is achieved by the fact that the shoe maintenance and operation device comprises a shoe device in each shoe based on a service device and a battery, each service device additionally equipped with an electronic device with three inputs and one output, an antenna-radiating module with two outputs and one input, as well as a micro-keyboard with one output, while a converter is used as a battery element for stabilization and energy storage, containing a rechargeable battery, the first two outputs of the antenna-radiating module connected to the first two inputs of electronic devices, and the third input of the first connected to the output of the micro keyboard, while the output of the electronic device is connected to the input of the antenna-radiating module, and a stand is introduced into the shoe functioning and maintenance device consisting of a housing, a third antenna-radiating module with an output and an input, a third electronic device with three outputs and one input, a control panel and an indie device the input and output of the antenna-radiating module are connected to the output and input of the third electronic device, while the control panel and the display device are connected to the other outputs of the latter, the navigator and the state control unit are introduced into the first shoe device, and the fourth is introduced into the electronic device input and second output, and the navigator is connected to the second output of the electronic device, and the state control unit with the fourth input of the latter.
Помимо этого, указанный результат согласно изобретению обеспечивается тем, что первое и второе обувные устройства дополнительно снабжены соответственно третьим и четвертым антенно-излучательными модулями, каждый со входом и двумя выходами, которые подключены к соответствующим входам и выходам первого и второго антенно-излучательных модулей.In addition, this result according to the invention is ensured by the fact that the first and second shoe devices are additionally equipped with third and fourth antenna-radiating modules, respectively, each with an input and two outputs that are connected to the corresponding inputs and outputs of the first and second antenna-radiating modules.
Полученное новое качество от данной совокупности признаков ранее не было известно и достигается только в данных способе и устройствах.The resulting new quality from this set of features was not previously known and is achieved only in these methods and devices.
Работа способа и устройств поясняется рисунками.The operation of the method and devices is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена общая схема реализации предлагаемого способа работы на стадии эксплуатации обуви с определением пространственного положения человека с помощью спутниковой системы Глонасс 32 и организации связи с наземной диспетчерской системой наблюдения 33.Figure 1 presents a General diagram of the implementation of the proposed method of operation at the stage of operation of shoes with the determination of the spatial position of a person using the satellite system Glonass 32 and communication with the ground dispatch monitoring system 33.
Фиг.2 изображает устройство №1 с формированием индуктивных связей 30 и 31 между первым 5 и вторым 19 антенно-излучаюшими модулями (АИМ) соответственно в правом 3 и левом 17 ботинках, статично расположенных рядом друг с другом.Figure 2 depicts a device No. 1 with the formation of
На фиг.3 показано устройство №2 с формированием индуктивных связей 30 и 31 между дополнительно введенными третьим 41 и четвертым 42 блоками АИМ соответственно в правом 3 и левом 17 ботинках, статично расположенных рядом друг с другом.Figure 3 shows the device No. 2 with the formation of
На фиг.4 показаны пространственные диаграммы радиозоны покрытия 43 (вид сверху) при изготовлении блоков АИМ 41 и 42 в виде точечных (фиг.4а) или полосковых микромодулей (фиг.4б).Figure 4 shows spatial diagrams of the coverage radio zone 43 (top view) in the manufacture of
Фиг.5 демонстрирует пространственные и временные диаграммы радиозон покрытия 43 при движении уход (в динамике), сигналов электрической схем первого обувного устройства при изготовлении блоков АИМ 41 и 42 в виде точечных микромодулей, индуктивные связи 30 и 31 не показаны.Figure 5 shows the spatial and temporal diagrams of the
На фиг.6 представлены варианты расположения обуви при горизонтальном положении человека из-за падения и/или смерти и определение наклона блоком контроля состояния 16.Figure 6 presents the options for the location of shoes with a horizontal position of a person due to a fall and / or death and determining the inclination of the
Пространственное положение идущего пользователя 1 (фиг.1) определяется за счет совместного применения навигатора 2, встроенного в правый ботинок 3, и спутниковой системы 32. Также в описании принимается, что навигатор 2, как и многие другие современные гаджеты и устройства, является многофункциональным устройством и помимо функций определения пространственного положения также имеет функции передачи информации через мобильную связь наземной диспетчерской системе наблюдения 33.The spatial position of the walking user 1 (Fig. 1) is determined by the combined use of the
Кроме того, далее описывается использование беспроводной связи между навигатором 2 и спутниковой системой 32, навигатором 2 и диспетчерской 33, между обувными устройствами 4 и 18 и др. Несмотря на использование радиосигналов единой физической природы для ясности будет приниматься использование следующих терминов:In addition, the following describes the use of wireless communication between the
- радиоканал - канал связи с радиусом действия более 1 м,- radio channel - a communication channel with a range of more than 1 m,
- индуктивная связь - канал связи с радиусом действия менее 1 м.- inductive coupling - a communication channel with a range of less than 1 m.
Для данного изобретения радиоканалы образуются между спутниковой системой 32 и навигатором 2, навигатором 2 и диспетчерской 33 (фиг.1). Индуктивные же связи 30 и 31 формируются между обувными устройствами 4 и 18, обувными устройствами 4, 18 и подставкой для подзарядки на стадии обслуживания (не показана). Использование подставки подробно описано в (Патент РФ №2402967 МПК А43В 7/00, А43В 3/00 А43В 19/00 Способ обслуживания обуви и устройство для его реализации. Бауман Г.В. Опубл. 10.11.2010 в Б.И. №31).For this invention, radio channels are formed between the satellite system 32 and the
Один из вариантов наземной диспетчерской системой наблюдения 33 (в дальнейшем по тексту - диспетчерская), изображенной на фиг.1, состоит из станции 34, подключенной к сети стационарной 35 и мобильной 36 связи, компьютера 37 диспетчера и чрезвычайной экстренной помощи 38. Подобная диспетчерская как разновидность службы чрезвычайных ситуаций в том или ином виде в настоящее время существует почти во всех странах. Например, подобная система экстренной диспетчерской службы в США вызывается по телефону «911», а в России - по телефонам «112».One of the variants of the ground-based dispatching surveillance system 33 (hereinafter referred to as the dispatching system), shown in FIG. 1, consists of a station 34 connected to a fixed-line network 35 and mobile communications 36, a dispatcher computer 37 and emergency emergency assistance 38. Such a dispatching office A variety of emergency services in one form or another currently exists in almost all countries. For example, such a system of emergency dispatching service in the USA is called by telephone “911”, and in Russia - by telephone “112”.
Чрезвычайная помощь может представлять собой скорую (медицинскую) помощь, но также может представлять собой и средства оказания любой другой помощи: эвакуаторы технических средств, спасатели из Центроспаса МЧС, туристическую, альпинистскую, рыболовецкую, охотничью, спортивную, подводную и т.п.помощь. Диспетчерская 33 имеет определенный внутренний алгоритм функционирования, основанный, в первую очередь, на возможности оперативного определения местоположения человека для обеспечения безопасности и наблюдаемости.Emergency assistance can be an ambulance (medical) assistance, but it can also be any other assistance: towing equipment, rescuers from the Central Emergency Situations Ministry of Emergency Situations, tourism, climbing, fishing, hunting, sports, underwater, etc. help. Dispatch room 33 has a certain internal functioning algorithm, based, first of all, on the ability to quickly determine the location of a person to ensure safety and observability.
Предлагаемый способ может быть реализован на основе двух групп устройств. Представителем первой группы является устройство №1 (фиг.2), состоящее из первого 4 и второго 18 обувных устройств, для которых характерен универсализм использования уже имеющихся блоков. В них первый 5 и второй 19 блоки АИМ используются как для образования индуктивных связей 30 и 31 между обувными устройствами 4 и 18 во время этапа использования обуви (подпитка энергии во время ходьбы), так и для создания индуктивных связей между обувными устройствами 4, 18 и подставкой (не показана) на стадии обслуживания обуви (подзарядка в домашних условиях).The proposed method can be implemented on the basis of two groups of devices. The representative of the first group is the device No. 1 (figure 2), consisting of the first 4 and second 18 shoe devices, which are characterized by the universalism of the use of existing blocks. In them, the first 5 and second 19 AIM blocks are used both for the formation of
Представителем второй группы является устройство №2 (фиг.3), в котором дополнительно введены специализированные блоки третьего 41 и четвертого 42 АИМ для получения диаграммы направленности улучшенного качества.The representative of the second group is device No. 2 (Fig. 3), in which specialized blocks of the third 41 and fourth 42 AIMs are additionally introduced to obtain a radiation pattern of improved quality.
Устройство №1 (фиг.2) состоит из первого 4 и второго 18 обувных устройств, расположенных соответственно в правом 3 и левом 17 ботинках.Device No. 1 (FIG. 2) consists of the first 4 and second 18 shoe devices located respectively in the right 3 and left 17 shoes.
Второе обувное устройство 18 включает в себя второй 19 блок АИМ и второе электронное устройство 20.The
Второе электронное устройство 20 состоит из приемного модуля 21, приемника энергии 22, преобразователя для стабилизации и хранения энергии (ПСХЭ) 23, процессора 24, усилителя 25, генератора 26, запоминающего устройства (ЗУ) 27, сервисных устройств 28, микроклавиатуры 29.The second
Первое обувное устройство 4 включает в себя навигатор 2, первый антенно-излучающий модуль (АИМ) 5, первое электронное устройство 6, блок контроля состояния 16.The
Первое электронное устройство 6 является полным аналогом второго обувного устройства 20, и в нем использованы блоки 7-14, являющиеся полными аналогами блоков 21-28 с аналогичными соединениями между собой. Блок АИМ 5 и его подключение к первому электронному устройству 6 также подобно блоку АИМ 19 и его подключению ко второму электронному устройству 20.The first
Устройство №2 (фиг.3) также состоит из первого 4 и второго 18 обувных устройств, расположенных в правом 3 и левом 17 ботинках. Первое 4 и второе 18 обувные устройства полностью подобны соответствующим обувным устройствам из устройства №1, включая навигатор 2 и блок контроля состоянии 16 за исключением того, что в них дополнительно введены блоки:Device No. 2 (figure 3) also consists of the first 4 and second 18 shoe devices located in the right 3 and left 17 shoes. The first 4 and second 18 shoe devices are completely similar to the corresponding shoe devices from device No. 1, including the
- в первое обувное устройство 4 третий блок АИМ 41,- in the
- во второе обувное устройство 4.2 четвертый блок АИМ 42.- to the second shoe device 4.2, the
Для непрерывного контроля состояния здоровья и пространственного положения человека, в первую очередь, из слабозащищенных групп граждан навигатор 2 и блок контроля состояния 16 должны находиться вместе в одном ботинке (например, в правом 3, как представлено на фиг.1,2 и в тексте). Поэтому для такого случая ботинок 3 является главным, его обеспечение питанием является первостепенным, а второй ботинок 17 - вспомогательным.For continuous monitoring of the health status and spatial position of a person, primarily from vulnerable groups of citizens, the
Итак, в устройстве №1 первый вход второго электронного устройства 20 является входом приемника энергии 22, выход которого подключен ко входу блока ПСХЭ 23. Первый выход последнего соединен с проводом(шиной, кабелем) питания Uпит2+ второго обувного устройства 18, а его второй выход подключен ко второму входу процессора 24.So, in device No. 1, the first input of the second
Второй вход второго электронного устройства 20 является входом приемного модуля 21, выходом подключенного к первому входу процессора 24. Третий вход последнего подключен к третьему входу электронного устройства 20, соединенного с выходом микроклавиатуры 29. Первый выход процессора 24 связан с последовательно соединенными генератором 26 и усилителем 25, а выход последнего является первым выходом второго электронного устройства 20. Второй выход процессора 24 подключен к сервисным устройствам 28, его третий выход связан с блоком ЗУ 27.The second input of the second
Во втором обувном устройстве 18 первые два выхода АИМ 19 соединены с первыми двумя входами электронного устройства 20, а выход последнего подключен ко входу АИМ 19.In the
В первом обувном устройстве 6 использованы блоки 7-14, являющиеся полными аналогами блоков 21-28 и в аналогичных соединениях между собой, как описано выше для второго обувного устройства 20. Блок АИМ 5 и его подключение к первому электронному устройству 6 также подобно блоку АИМ 19 и его подключению к первому электронному устройству 20.In the
В качестве сервисных устройств 14 и 28 могут использоваться устройства, улучшающие эксплуатационные и/или другие характеристики обуви и способствующие более эффективному ее использованию, например обогреватели, озонаторы, массажеры, анализаторы параметров ходьбы, счетчики шагов и другие подобные им.As
Навигатор 2 подключен к четвертому выходу процессора 10, являющемуся вторым выходом первого обувного устройства 6. Он является многофункциональным устройством. Данные пространственного положения человека, полученные по системе Глонасс, и другая информация могут передаваться радиоканалу 40 сотовой связи в диспетчерскую 33.The
Блок контроля состояния 16 подключен к четвертому входу процессора 10, являющемуся четвертым входом первого обувного устройства 6. В этом блоке используются датчики (измерители) биологических параметров человека (температура тела, параметры сердцебиения, кровяное давление и др.) и параметров обуви (оценивая по параметрам первого ботинка 3: температура, влажность, наклона и др.) для оценки состояния здоровья человека и обуви.The
Для подзарядки обувных устройств 4 и 18 может использоваться отдельное устройство выполненное, например, в виде подставки (на фиг.1 не показана). На нее устанавливаются ботинки для программирования и подзарядки при их обслуживании. Между подставкой и обувными устройствами образуются индуктивные связи, которые используются для обмена информацией и передачи энергии для подзарядки в режиме, подобном работе обмоток трансформатора. Один из вариантов такой подставки описан в (Патент РФ №2402967 МПК А43В 7/00, А43В 3/00 А43В 19/00 Способ обслуживания обуви и устройство для его реализации. Бауман Г.В. Опубл. 10.11.2010 в Б.И. №31).To recharge
Устройство №2 во многом похоже на устройство №1, а отличие заключается лишь в том, что к блокам АИМ 5 и 19 (по входу и двум выходам) параллельно подключены блоки АИМ 41 и 42 соответственно в первом 4 и втором 18 обувных устройствах. Блоки АИМ 41 и 42 также могут использоваться для создания индуктивных связей 30 и 31 для обмена информацией и энергией между ботинками 3 и 17.Device No. 2 is in many ways similar to device No. 1, but the only difference is that
Особенность блоков АИМ 5 и 19 заключается в том, что они расположены с внутренней стороны ботинок 3 и 17 и нацелены друг на друга для повышения эффективности использования индуктивных связей 30 и 31. Блоки АИМ 5 и 19 могут быть съемными, заменяемыми и выполненными в виде точечных (фиг.4а) или полосковых (фиг.4б) микромодулей.A feature of AIM blocks 5 and 19 is that they are located on the inside of
Способ осуществляют в работе следующим образом.The method is carried out in the following way.
Полный цикл функционирования обуви для обоих устройств разбивают на два основных периода:The full cycle of functioning of shoes for both devices is divided into two main periods:
1) Этап использования (основной этап или период) - период, в котором обувь носят и используют все ее возможности, например:1) Stage of use (main stage or period) - the period in which the shoes are worn and use all its features, for example:
- определяя положение человека и передавая данные по сотовой связи в диспетчерскую 33 с помощью навигатора 2;- determining the position of the person and transmitting data via cellular communication to the control room 33 using the
- контролируя состояние обуви и здоровья человека с помощью блока контроля состояния 16;- controlling the condition of shoes and human health using the
- подзаряжая по мере необходимости блок ПСХЭ 9 первого обувного устройства 4 от запасенной энергии аккумулятора блока ПСХЭ 23 второго обувного устройства 18. Подзарядка осуществляется кратковременными тактами (на участках - Δlзар1, Δlзар2… или по времени - Δlзар1, Δlзар2…) во время каждого шага при сближении одного ботинка с другим (фиг.5).- recharging, as necessary,
2) Этап обслуживания (подготовительный этап/период) - период, в котором обувные устройства 4 и 18 могут подзаряжаться от подставки (не показана) перед или после использования. Подробно все операции в этом этапе обслуживания обуви совместно с подставкой описаны в (Патент РФ №2402967 МПК А43В 7/00, А43В 3/00 А43В 19/00 Способ обслуживания обуви и устройство для его реализации. Бауман Г.В. Опубл. 10.11.2010 в Б.И. №31) и для обоих устройств №1 и №2 он может использоваться полностью и без существенных изменений.2) Maintenance phase (preparatory phase / period) - the period in which the
Итак, устройство №1 на этапе использования при неподвижном расположении одного ботинка рядом с другим (в статике) работает следующим образом. По сигналу с четвертого выхода процессора 10, поступающего на навигатор 2, последним определяются пространственные координаты ботинка 4 и, соответственно, человека 1 через радиоканал 39 с помощью спутниковой системы Глонасс 32. Полученные данные передаются через радиоканал 40 по сотовой связи в диспетчерскую 33.So, device No. 1 at the stage of use with a fixed location of one boot next to another (in static) works as follows. According to the signal from the fourth output of the
С помощью блока контроля состояния 16 происходит опрос встроенных в ботинок 3 датчиков, оценивающих биологические параметры человека (температура тела, параметры сердцебиения, кровяное давления и др.) и параметры обуви (температура, влажность внутри ботинок, их наклон и др.), и сравнение с допустимыми значениями, заложенными в процессор 10. По результатам сравнения судят о приближении критической ситуации. Информация об измеренных данных, результатах сравнения с допустимыми значениями и приближении и/или наступлении критической ситуации по сигналу с четвертого выхода процессора 10 передается по радиоканалу 40 в диспетчерскую 33 и/или на телефоны близких.Using the
На этапе эксплуатации также могут активно применяться различные сервисные устройства 14 и 28 (обогрев, массаж и т.п.) по сигналам со вторых выходов соответствующих процессоров 10 и 24. Режим работы этих сервисных устройств выбирается с помощью микроклавиатур 15 и 29, связанных с третьими входами с процессоров 10 и 24. Остальные блоки обувных устройств 4 и 18 активно используются во время этапа обслуживания обуви.At the operation stage,
Подзарядка аккумулятора блока ПСХЭ 9 первого обувного устройства 4 от блока ПСХЭ 23 второго обувного устройства 28 реализуется следующим образом. Сигнал, поступающий со второго выхода блока ПСХЭ 9 на первый вход процессора 10, несет информацию о текущем значении заряда аккумулятора. Он может быть в виде цифрового кода за счет применения аналого-цифрового преобразователя (АЦП), встроенного в блок ПСХЭ 9 (или в виде аналогового сигнала Nакк, если АЦП встроен в процессор 10).Recharging the
В процессоре 10 записаны три цифровых кода Nп1, ΔN и Nмин, которые определяют порог его срабатывания, гистерезис и минимальное значение заряда аккумулятора. При разряде аккумулятора блока ПСХЭ 9 и выполнении условия Nакк<Nп1 на первом выходе процессора 10 появляется сигнал, который после модуляции его сигналом генератора 12, усилении усилителем 11 следует на первый вход АИМ 5 и начинает излучать электромагнитный поток. При приеме этого потока блоком АИМ 19 во втором ботинке 17 образуется индуктивная связь 30 (информационная связь), приводящая к формированию на втором выходе АИМ 19 сигнала, который, проходя через приемный модуль 21, попадает на первый вход процессора 24.The
По приходу этого сигнала процессор 24 формирует на своем первом выходе сигнал, который после модуляции генератором 26 и усилении усилителем 25 следует на вход АИМ 19. В результате этого формируется электромагнитный поток, который после приема его блоком АИМ 5 и образовании индуктивной связи 31 (энергетическая связь) вызывает на его первом выходе сигнал, который, проходя через приемник энергии 8, сигналом Uзар поступает на вход блока ПСХЭ 9 и приводит к заряду его аккумулятора.Upon the arrival of this signal, the
Процесс заряда длится до тех пор, пока не выполнится условие Nакк≥Nп1+ΔN. Условие ΔN≠0 является желательным, чтобы минимизировать колебательный процесс при заряде/разряде, но не обязательным.The charging process lasts for as long as the condition is not executed N ≥N acc n1 + ΔN. The condition ΔN ≠ 0 is desirable in order to minimize the oscillatory process during charge / discharge, but not required.
В связи с тем, что обувное устройство 4 с навигатором 2 и блоком контроля состояния 16 является главным и приоритетным, заряд аккумулятора блока ПСХЭ 9 от аккумулятора блока ПСХЭ 23 может проходить в т.ч. до полного разряда последнего. Информация об этом передается по индуктивной связи 31, и при дальнейшем использовании обуви обувное устройство 4 переходит в автономный режим, что также по сигналу с четвертого выхода процессора 10 и через навигатор 2 передается в диспетчерскую 33. При этом цикл подзарядки уже не организуется (индуктивные связи 30 и 31 не создаются). При критическом его разряде и выполнении условия Nакк=Nмин по сигналу с четвертого выхода процессора 10 навигатором 2 по радиоканалу 40 с помощью сотовой связи формируется «тревожный сигнал» в диспетчерскую 33 с передачей информации о координатах человека 1 и состоянии его здоровья. Так сигнализируется о возможности полного разряда аккумулятора блока ПСХЭ 9 и потери контроля над человеком 1.Due to the fact that the
Как видно, данный алгоритм подзарядки первого обувного устройства 4 от второго 20 реализован за счет использования специального алгоритма, записанного в процессоры 10 и 24, и универсальности блоков АИМ 5 и 19.As you can see, this algorithm for recharging the
Устройство №2 на этапе использования при неподвижном расположении одного ботинка рядом с другим (в статике) работает следующим.Device No. 2 at the stage of use with a fixed location of one boot next to another (in static) works as follows.
В ботинке 3 процессор 10 формирует на своем первом выходе сигнал, который после генератора 12 и усилителя 11 следует на входы блоков АИМ 5 и 41. С помощью этих сигналов происходит блокирование (перевод в спящий режим) первого и активация (перевод в активное состояние) второго, используемого в дальнейшем для приемопередачи сигналов.In
Похожим образом блокирование второго АИМ 19 и активации четвертого АИМ 42, применяемого для приемопередачи сигналов, производится в ботинке 17.In a similar way, the blocking of the
Подобное программирование блоков АИМ может осуществляться, например, кодированием микроклавиатурой 15, 29 процессоров 10, 24, а также подставкой на этапе обслуживания. Технические возможности данного устройства позволяют выбирать для активации и блокирования и другие комбинации блоков АИМ в зависимости от разных условий, например, одновременное использование первого 5 и третьего 41 в паре со вторым 19 и четвертым 42 блоками АИМ.Such programming of AIM units can be carried out, for example, by microcoding 15, 29 by coding of
После такого программирования индуктивные связи 30 и 31 образуются между блоками АИМ 41 и 42, а АИМ 5 и 19 оказываются выключенными и устройство №2 начинает работать полностью аналогично устройству №1. Поэтому описанные выше действия по заряду аккумулятора блока ПСХЭ 9 для устройства №1 «в статике» и приведенное далее описание по аналогичному заряду «в динамике» полностью распространяются и на устройство №2.After such programming,
Итак, в процессе ходьбы процесс подзарядки аккумулятора блока ПСХЭ 9 разбивается на такты и становится пошаговым, синхронизируясь с нахождением одного ботинка рядом с другим.So, in the process of walking, the process of recharging the battery of the
Особенность работы изобретения при ходьбе основана на зависимости амплитуды (уровня) принимаемого сигнала от расстояния между первым 5 и вторым 19 блоками АИМ, которое уменьшается по мере увеличения этого расстояния. Выбором соотношений между уровнем излучаемого сигнала первого АИМ 5 и порогом чувствительности второго АИМ 19 в индуктивной связи 30 очерчиваются границы пространственно ограниченной области, т.н. радиозоны покрытия 43 (фиг.4а,б). Только в пределах нее может существовать индуктивная связь 30, а значит, и может осуществляться подзарядка аккумулятора блока ПСХЭ 9 от аккумулятора блока ПСХЭ 23. Вне радиозоны покрытия 43 индуктивная связь 30 пропадает, и подзарядка невозможна.A feature of the invention when walking is based on the dependence of the amplitude (level) of the received signal on the distance between the first 5 and second 19 AIM units, which decreases as this distance increases. The choice of the relationship between the level of the emitted signal of the
Геометрические размеры радиозоны покрытия 43 могут меняться и устанавливаться нужных размеров (для разных возрастов людей и типов обуви) путем, например, регулирования порога чувствительности первого АИМ 5, уровня излучаемого сигнала второго АИМ 19 по сигналам с первых выходов процессоров 10 и 24. Эта настройка может быть сделана на этапах обслуживания и во время этапа эксплуатации программированием микроклавиатурами 15 и 29.The geometric dimensions of the
При ходьбе в каждом шаге ботинки 3 и 17 сближаются до минимального расстояния, а после удаляются друг от друга. При этом ботинок 17 (и первый блок АИМ 5) попадает и проходит внутри радиозоны покрытия 43 определенный участок с образованием индуктивных связей 30 и 31. Этот участок соответствует такту зарядки ботинка 3 от ботинка 17. При выходе ботинка 3 из радиозоны покрытия 43 возникает пауза и зарядка приостанавливается. В результате при ходьбе формируется последовательность из пространственных участков и временных тактов зарядки и пауз и синхронизируется с ходьбой человека.When walking in each step, shoes 3 and 17 approach each other to a minimum distance, and then move away from each other. In this case, the boot 17 (and the first AIM unit 5) enters and passes inside the coverage radio zone 43 a certain section with the formation of
Такая пешая мобильная подзарядка может осуществляться в течение длительного времени до полного разряда аккумулятора блока ПСХЭ 23 и увеличивает общий ресурс использования обуви «под наблюдением» приблизительно в два раза. При этом пространственные координаты, маршрут движения, состояние здоровья и обуви будут передаваться по радиоканалу 40 в диспетчерскую 33, человек находиться под полным контролем.Such mobile walking recharging can take place for a long time until the battery of the
Геометрической формой радиозоны покрытия 43 можно управлять также за счет изготовления (выбора) нужной формы блоков АИМ 5 и 19 - точечной (фиг.4а), в виде полосы (фиг4б) или др.The geometric shape of the
Пространственные и временные диаграммы, отражающие процесс формирования циклических тактов зарядки (Δtзар1, Δtзар2…) в процессе ходьбы, представлены на фиг.5а,б,г:Spatial and temporal diagrams reflecting the process of formation of cyclic charging cycles (Δt zar1 , Δt zar2 ...) during walking are presented in figa, b, d:
для первого шага (движется левый ботинок 17) [l1; l3]=[0;lшаг],for the first step (the
[l1; l2]=Δlпауз1 и [t1,t2]=Δtпауз1 - участок и такт паузы,[l 1 ; l 2 ] = Δl pauses1 and [t 1 , t 2 ] = Δt pauses1 - section and beat of a pause,
[l2; l3] и [t2; t3] - участок и такт заряда,[l 2 ; l 3 ] and [t 2 ; t 3 ] is the section and the charge cycle,
для второго шага (движется правый ботинок 3) [l3; l6]=[lшаг; 2lшаг],for the second step (
[l4; l5]=Δlпауз2 и [t4; t5]=Δtпауз2 - участок и такт паузы,[l 4 ; l 5 ] = Δl pauses2 and [t 4 ; t 5 ] = Δt pauses2 - section and beat of a pause,
[l3; l4], [l5; l6] и [t3; t4], [t5; t6], - два участка и такта заряда,[l 3 ; l 4 ], [l 5 ; l 6 ] and [t 3 ; t 4 ], [t 5 ; t 6 ], - two sections and a charge cycle,
для третьего шага (движется левый ботинок 17) [l6; l8]=[2lшаг; 3lшаг],for the third step (the
l7 и t7 - начало участка Δlпауз3 и такта Δtпауз3 паузы,l 7 and t 7 - the beginning of the section Δl pauses3 and tact Δt pauses3 pauses,
[l6; l7] и [t6; t7] - участок и такт заряда,[l 6 ; l 7 ] and [t 6 ; t 7 ] is the portion and cycle of the charge,
для всего процесса движенияfor the whole process of movement
[l2; l4]=Δlзap1 и [t2; t4]=Δtзар1 - участок и время заряда левого ботинка 17 в радиозоне покрытия 43 правого ботинка 3 (первый цикла заряда),[l 2 ; l 4 ] = Δl zap1 and [t 2 ; t 4 ] = Δt zar1 is the portion and charge time of the
[l5; l7]=Δlзар2 и [t5; t7]=Δtзар2 - участок и время заряда радиозоны покрытия 43 над левым ботинком 17 (второй цикла заряда).[l 5 ; l 7 ] = Δl zar2 and [t 5 ; t 7 ] = Δt zar2 is the portion and time of the charge of the
На фиг.5 в условно представлена зависимость заряда аккумулятора блока ПСХЭ 9 в виде цифрового кода Nакк относительно заданных порогов Nп1 и Nп1+ΔN.Figure 5 in conditionally presents the dependence of the charge of the
Сущность способа заключается в следующемThe essence of the method is as follows
1. Использование в правом ботинке 3 навигатора 2 позволяет определять пространственные координаты человека и тем самым контролировать его местонахождение. Это важно, в т.ч. для безопасности, в первую очередь, для слабозащищенных групп граждан: детей, школьников, пожилых и больных людей и людей с ограниченными возможностями.1. The use of
В тот же ботинок также встроен и блок контроля состояния 16, следящий за текущими параметрами человека во время ходьбы для предупреждения и/или исключения критических ситуаций со здоровьем, например:A
1) биологические параметры человека (на основе контроля разных параметров ног, ступней) - контроль температуры, контроль параметров сердцебиения (в т.ч. пульс), кровяного давления в ногах,1) the biological parameters of a person (based on the control of different parameters of the legs, feet) - temperature control, control of the parameters of the heartbeat (including pulse), blood pressure in the legs,
2) параметры обуви (принимая в расчет, что состояние обуви можно оценить по состоянию первого ботинка):2) the parameters of the shoe (taking into account that the condition of the shoe can be estimated by the state of the first boot):
- контроль температуры в ботинке под действием окружающей среды,- temperature control in the boot under the influence of the environment,
- контроль влажности, например, чтобы определить: не намокли ли ботинки ребенка при гулянии во влажную, мокрую погоду;- humidity control, for example, to determine whether the child’s shoes were wet when walking in wet, wet weather;
- контроль наклона ботинка 3 для фиксации падения. Подразумевается, что в обычном состоянии обувь подошвой, как правило, на земле и параллельна ей в плоскости XOY (фиг.1) или под некоторым допустимым углом относительно нее (подъем на горку и т.п.). При падении же и положении человека лежа на земле обувь, как правило, будет расположена подошвой перпендикулярно земле (фиг.6), например пяткой вниз.-
Описанные параметры являются особо критическими для слабозащищенных категорий людей, а фиксация таких событий и передача тревожного сигнала диспетчеру или на телефоны близких чрезвычайно важна.The described parameters are especially critical for vulnerable categories of people, and recording such events and transmitting an alarm to the dispatcher or to the phones of relatives is extremely important.
2. В связи с появлением дополнительных и особо важных потребителей электроэнергии в виде навигатора 2 и блока контроля состояния 16 аккумулятор блока ПСХЭ 9 ботинка 3 разряжается всегда намного быстрее. Поэтому предлагается производить его заряд от аккумулятора (блока ПСХЭ 23) ботинка 17. Для реализации этого в процессе ходьбы между ботинками 3 и 17 организуются индуктивные связи: сигнальная 30 и с передачей электроэнергии энергетическая 31 (с частотным или временным разнесением, чтобы не влиять друг на друга) синхронизируемые с ходьбой, с прохождением одного ботинка относительно другого в пределах радиозоны покрытия 43.2. In connection with the emergence of additional and especially important consumers of electricity in the form of a
3. Для создания индуктивных связей между первым ботинком 3 и вторым 17 в предлагаемом изобретении используются два технических решения:3. To create inductive connections between the
1) Использование уже имеющихся первого 5 и второго 19 блоков АИМ - реализовано в устройстве №1;1) Using the already existing first 5 and second 19 AIM blocks - implemented in device No. 1;
2) Введение дополнительных третьего 41 и четвертого 42 блоков АИМ с более высокими техническими характеристиками, в т.ч. с возможностью реализации их в виде разных форм и с более узкой диаграммой направленности излучении. Поэтому возможно последующее активирование блоков АИМ в обоих обувных устройствах в разных комбинациях, например:2) Introduction of additional third 41 and fourth 42 AIM units with higher technical characteristics, including with the possibility of realizing them in different forms and with a narrower radiation pattern. Therefore, subsequent activation of AIM units in both shoe devices in different combinations is possible, for example:
- активный режим работы блоков АИМ 41 и 42 при «спящих» АИМ 5 и 19,- the active mode of operation of the AIM blocks 41 and 42 with "sleeping"
- активный режим работы блоков АИМ 19,41,42 при «спящем» АИМ 5.- active mode of operation of AIM blocks 19,41,42 with a "sleeping"
Выбор комбинации может зависеть от условий эксплуатации, быстродействия, мощности излучения, формы и параметров диаграммы направленности, токов потребления и других параметров этих блоков. Это техническое решение максимально эффективно и реализовано в устройстве №2.The choice of combination may depend on the operating conditions, speed, radiation power, shape and parameters of the radiation pattern, currents of consumption and other parameters of these blocks. This technical solution is most effective and implemented in device No. 2.
Форма третьего 41 и четвертого 42 блоков АИМ выполненная, например, в виде микромодульного исполнения может создавать круговую (фиг.4а), эллиптическую (фиг.4б) или другую нужную диаграмму направленности.The shape of the third 41 and fourth 42 AIM blocks made, for example, in the form of a micromodular design can create a circular (figa), elliptical (fig.4b) or other desired radiation pattern.
С учетом оптимально расходуемой энергии в процессе подпитки одного ботинка от другого можно принять, что максимальное расстояние lпит между обувными устройствами для передачи радиосигнала подпитки аккумулятора не должно превышать ≈0,15 м. Тогда при движении одной ноги относительно другой суммарное расстояние для такой подпитки равно удвоенному значению 2lпит, т.е. ≈0,3 м. При максимальной скорости пешего движения здорового человека vход в среднем ≈6 км/ч или ≈1,67 м/с минимальное время передачи радиосигнала заряда аккумулятора при каждом шаге составит Δtзар≈0,2 с, что свидетельствуют о реализуемости предлагаемого способа.Taking into account the optimally consumed energy in the process of feeding one boot from another, it can be accepted that the maximum distance l pit between shoe devices for transmitting the radio signal for feeding the battery should not exceed ≈0.15 m. Then, when one leg moves relative to the other, the total distance for such feeding is twice the value of 2l pit , i.e. ≈0.3 m. At the maximum walking speed of a healthy person, v the average speed is ≈6 km / h or ≈1.67 m / s, the minimum transmission time of the radio signal of the battery charge at each step will be Δt charge ≈0.2 s, which about the feasibility of the proposed method.
Практическая реализация предлагаемого изобретения подтверждается практической реализацией его отдельных составляющих блоков. Для современных средств радиосвязи оптимальный диапазон частот для индуктивных связей находится в пределах 100-150 кГц.The practical implementation of the invention is confirmed by the practical implementation of its individual component blocks. For modern radio communications, the optimal frequency range for inductive coupling is in the range of 100-150 kHz.
Современный уровень датчиковой и электронной аппаратуры позволяет реализовать миниатюрные датчики для блока контроля состояния 16. Например, известен миниатюрный датчик кардиограммы, пульса, температуры тела Toshiba Simlee (http://gagadget.com/other/2013-03-07-miniatyurnyij-datchik-zhiznedeyatelnosti-toshiba-simlee), который крепится на тело как обычный пластырь. Габариты экземпляра ≈25×60 мм, масса около 10 г. Внутри размещена плата размера 14.5×14.5 мм с аналогово-цифровым преобразователем, 32-разрядным процессором.The modern level of sensor and electronic equipment allows the implementation of miniature sensors for the
Так уже достаточно хорошо известны и проработаны неинвазивные способы измерения параметров человека, например, на основе методов оксиметрии, реализованные в миниатюрных многофункциональных моделях пульсоксиметров. Также известно много технических решений для контроля кровяного давления (Патент РФ 2480150 Устройство для измерения артериального давления МПК А61В 5/0225 Явелов И.С., Худолей В.Н., Власов С.К., Опубл.27.04.13 в Бюл. №12, Патент РФ 2215470 Фонендосигнализатор тонов Короткова к измерителям артериального давления Воронцов Р.Г., Чубаров В.П. Опубл.: 10.11.2003, А.с.1776189 Пьезоэлектрический датчик тонов Короткова Шарапов В.М., Боев О.М., Пешков В.А., Рудницкий С.И., Шульга Н.А. МПК А61В 5/0225 Опубл. 15.11.92 в Б.и. №42).So non-invasive methods for measuring human parameters, for example, based on oximetry methods, implemented in miniature multifunctional models of pulse oximeters, are already well known and developed. Also, many technical solutions for controlling blood pressure are known (RF Patent 2480150 Device for measuring blood
Кроме того, существуют миниатюрные датчики угла, которые уже успешно и широко используются в смартфонах и планшетных компьютерах.In addition, there are miniature angle sensors that are already successfully and widely used in smartphones and tablet computers.
В качестве сервисных устройств 14 и 28 могут применяться различные устройства, повышающие эксплуатационные и/или другие характеристики обуви и способствующие более эффективному ее использованию, например обогреватели, озонаторы, массажеры, счетчики шагов и анализаторы параметров ходьбы, стимуляторы рефлекторных зон стопы и другие подобные им. Один из примеров практического применения таких устройств представлен в (Патент РФ №2448625 МПК А43В 7/00 Электропроводная спортивная обувь Карпухин М.Г. Опубл. 27.04.2012 в Б.И. №12).As the
Устройства для определения пространственных координат спутниковой системы Глонасс также уже достаточно проработаны и доведены до уровня миниатюрных микросхемных решений с соответствующим программным обеспечением. Так, например, известные разработки швейцарской фирмы U-blox (www.u-blox.com) в виде модулей LEA-7N, миниатюрных приемников типа IT530M и МАХ-530М и специальных наборов микросхем (чипсетов типа u-blox), которые вполне успешно могут быть применимы в предлагаемом изобретении.The devices for determining the spatial coordinates of the GLONASS satellite system have also been sufficiently developed and brought up to the level of miniature microcircuit solutions with the corresponding software. So, for example, the well-known developments of the Swiss company U-blox (www.u-blox.com) in the form of LEA-7N modules, miniature receivers like IT530M and MAX-530M and special chipsets (chipsets like u-blox), which are quite successful may be applicable in the present invention.
Как видно из всего описания предложенное изобретение обладает существенно более широкими функциональными возможностями и соответственно успешно решает поставленную техническую задачу.As can be seen from the entire description, the proposed invention has significantly wider functionality and, accordingly, successfully solves the technical problem.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108545/12A RU2551756C1 (en) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | Method for maintaining and using footwear and device for implementing it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108545/12A RU2551756C1 (en) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | Method for maintaining and using footwear and device for implementing it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2551756C1 true RU2551756C1 (en) | 2015-05-27 |
Family
ID=53294594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014108545/12A RU2551756C1 (en) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | Method for maintaining and using footwear and device for implementing it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2551756C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4837494A (en) * | 1988-06-28 | 1989-06-06 | Maier Gregory J | Generator and rechargeable battery system for ski |
SU1709982A1 (en) * | 1988-11-24 | 1992-02-07 | Горьковское Высшее Военное Училище Тыла | Arrangement to heat feet |
RU2402967C2 (en) * | 2008-05-19 | 2010-11-10 | Геннадий Владимирович Бауман | Method of service shoes and device for its implementation |
-
2014
- 2014-03-06 RU RU2014108545/12A patent/RU2551756C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4837494A (en) * | 1988-06-28 | 1989-06-06 | Maier Gregory J | Generator and rechargeable battery system for ski |
SU1709982A1 (en) * | 1988-11-24 | 1992-02-07 | Горьковское Высшее Военное Училище Тыла | Arrangement to heat feet |
RU2402967C2 (en) * | 2008-05-19 | 2010-11-10 | Геннадий Владимирович Бауман | Method of service shoes and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6546123B2 (en) | Smart sports protection device | |
US8936552B2 (en) | Physical activity monitor and data collection unit | |
US20170333752A1 (en) | Enhancing monitoring of swimming | |
US11278245B2 (en) | Enhancing optical cardiac activity measurement | |
US20120221254A1 (en) | Data collection unit with integrated closure system and sensor housing | |
EP3252633B1 (en) | System for monitoring physiological activity | |
US20120266493A1 (en) | Footwear with Position Determination Unit | |
US10695647B2 (en) | Position tracking at sports events | |
JP5979477B2 (en) | Human body information collection device | |
ES2757198T3 (en) | Pledge that integrates a physiological data collection system | |
JP2014007533A (en) | Wanderer position management system | |
WO2017065250A1 (en) | Insole | |
RU2551756C1 (en) | Method for maintaining and using footwear and device for implementing it | |
KR20090020183A (en) | A mountain-wear for preventing accident | |
JP7049681B2 (en) | Information processing equipment and information processing system | |
KR102440038B1 (en) | Insole having location tracing function | |
Donkrajang et al. | Development of a wireless electronic shoe for walking abnormalities detection | |
KR20170073995A (en) | Stick for leisure and system for monitoring user's situation using it | |
US11350877B2 (en) | Smart shoes with adaptive sampling for rehabilitation and health monitoring | |
JP2017012573A (en) | Footwear with walk information acquisition function and safety management system | |
KR20160080398A (en) | Wearable device | |
EP3907716B1 (en) | Smart device | |
JP6020794B2 (en) | Information processing apparatus, exercise management system, and exercise management method | |
JP2019063421A (en) | Wearable device | |
US11363997B1 (en) | Electrode pads for bioimpedance |