WO2013120362A1 - 一种压力监测鞋 - Google Patents

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WO2013120362A1
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sensor
flexible fabric
flexible
pressure
pressure monitoring
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PCT/CN2012/083871
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王杨勇
王广峰
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安德润普科技开发（深圳）有限公司
安润普有限公司
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    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7278—Artificial waveform generation or derivation, e.g. synthesising signals from measured signals

Definitions

  • the invention relates to the field of strain sensing, and in particular to a pressure monitoring shoe.
  • a technical problem to be solved by embodiments of the present invention is to provide a pressure monitoring shoe. It can quickly measure and detect the pressure on different parts of the foot.
  • an embodiment of the present invention provides a pressure monitoring shoe, including a shoe body, a data processing device, and at least two pressure sensors; the pressure sensor is disposed at one or more of the shoe body and the foot contact
  • the data processing device is disposed at one or more of the sole space of the pressure monitoring shoe, the outer space of the shoe body, or the space behind the heel, and is provided with a signal connection with the pressure sensor. line.
  • the pressure sensor comprises a flexible fabric sensor and a packaging device for packaging the flexible fabric sensor, or the pressure sensor is a resistive, capacitive or inductive pressure sensor, respectively detecting a change in a sensor output voltage or current Get pressure data. .
  • the flexible fabric sensor includes a flexible fabric layer that senses stress, a fixed layer that covers the layer of flexible fabric, a fixed layer that is unbonded in the stress-sensitive region of the flexible fabric, and the flexible fabric
  • the fixed area adjacent to the stress-sensing area has a fixed layer of adhesive coverage; the fixed layer has a strain less than the flexible fabric.
  • the fixing layer is a non-elastic mechanical fabric.
  • the fabric of the flexible fabric layer is C-shaped, and the upper and lower arms of the C-shape are stress-sensing regions; the fixed layer is fixed on the start and end sides of the C-shape and the left-side curved side of the C-shape; the strain of the fixed layer Less than the flexible fabric.
  • the data processing apparatus includes a transmitting module configured to receive a signal generated by the pressure sensor and transmit the signal to an external data receiving platform via a wired or wireless mode; or / and,
  • the data processing apparatus includes a data storage module for receiving and storing a signal generated by the pressure sensor, and converting the signal generated by the pressure sensor into pressure data and storing.
  • the packaging device includes a flexible shell body, the pressure sensor is encapsulated in a flexible shell body, and is fixed on a bottom substrate of the flexible shell body, the flexible shell body along with the flexible fabric sensor Stretching and elongating, shrinking as the flexible fabric sensor shrinks; or/and,
  • the packaging device includes a flexible coating applied to all sides of the pressure sensor, the flexible coating elongating as the flexible fabric sensor is stretched, with the flexible fabric sensor Shrink and shrink.
  • Bonding mechanically clamping, sewing a connecting wire or a conductive buckle on both sides of the stress sensing region along the strain direction.
  • the pressure monitoring shoe of the present invention may further comprise a charging module located in the shoe body, the charging module for powering the pressure sensor and the data processing device.
  • the charging module is any one of a disposable non-rechargeable battery, a rechargeable battery, and a mechanical charging device.
  • the data processing device is disposed in the sole space of the pressure monitoring shoe, the outer space of the shoe body or the space behind the heel, which does not cause discomfort to the wearer and can be timely Obtaining sensor information facilitates timely and efficient processing of data.
  • a flexible fabric sensor as a pressure sensor
  • the flexible fabric sensor is coated on the flexible fabric layer of elastic sensing stress, and the layer of elasticity is low or absent.
  • An elastic fixing layer, and the fixing layer is not covered in the stress sensing region of the flexible fabric, so as to ensure the stress-induced region of the flexible fabric to induce stress, and the other regions of the flexible fabric are not deformed or only produce small deformation. It is convenient to connect the flexible fabric with other parts of the entire sensing system to improve the accuracy of the sensor.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing a position of a pressure sensor in a pressure monitoring shoe according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic side view showing a position of a pressure sensor in a pressure monitoring shoe according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic view showing a second position of a data processing device in a pressure monitoring shoe according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a pressure monitoring device in an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a front elevational view showing a configuration of a flexible fabric sensor in the embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a side elevational view of the flexible fabric sensor of Figure 6;
  • Figure 8 is a front elevational view showing another constitution of the flexible fabric sensor in the embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a side view of the flexible fabric sensor of Figure 8;
  • Figure 10 is a schematic view showing a specific structure of a wire connection of a flexible fabric sensor in an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a view showing a specific structure of a conductive buckle connection of a flexible fabric sensor in an embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a schematic view showing a specific structure of a flexible fabric of a flexible fabric sensor in the embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a schematic view showing another specific structure of the flexible fabric of the flexible fabric sensor in the embodiment of the present invention.
  • Figure 14 is a specific illustration of a hollow pattern of a semi-finished flexible fabric sensor in an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present invention disclose a pressure monitoring shoe including a shoe body, a data processing device, and at least two pressure sensors; the pressure sensor being disposed at one or more of the shoe body and the foot contacting In position (eg, under the insole, or anywhere in the body of the shoe); the data processing device is disposed in one or more of the sole space of the pressure monitoring shoe, the outer space of the shoe body, or the space behind the heel And a signal connection line is disposed between the pressure sensor and the pressure sensor.
  • the pressure sensor comprises a flexible fabric sensor and a packaging device encapsulating the flexible fabric sensor, or the pressure sensor is a resistive, capacitive, inductive pressure sensor.
  • the position of the pressure sensor in the main body of the shoe is set.
  • pressure sensors are respectively disposed at a plurality of positions, and the small squares in the figure are pressure sensors.
  • the small squares have a certain size, and of course, the actual size of the pressure sensor in the embodiment of the present invention cannot be limited.
  • Figures 3 to 5 there is shown a schematic view of the data processing apparatus disposed at different positions of the shoe body in the embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is placed on the sole
  • Figure 4 is the space on the back of the heel
  • Figure 5 is the space outside the shoe. This arrangement can effectively utilize the space in which the shoe itself exists, and does not cause discomfort to the wearer.
  • the position of the pressure sensor in Figures 1 and 2 also facilitates the connection of the signal line of the pressure sensor to the data processing device.
  • the data processing device can include a transmitting module configured to receive a signal generated by the pressure sensor and transmit the signal to an external data receiving platform via a wired or wireless mode.
  • the data processing device includes a data storage module for receiving and storing a signal generated by the pressure sensor, and converting the signal generated by the pressure sensor into pressure data and storing.
  • the pressure monitoring shoe of the present invention may further include a charging module (not shown) located in the shoe body (for example, under the insole or at any position of the shoe body), the charging module being used for The pressure sensor and the data processing device are powered.
  • the charging module is a disposable non-rechargeable battery (such as a disposable button battery or a dry battery), a rechargeable battery (such as a lithium battery), and a mechanical charging device (for example, converting mechanical energy into electrical energy) Any of the generators).
  • a specific embodiment of the invention uses a flexible fabric sensor to detect the pressure signal.
  • the sensor is packaged in a package to ensure water and moisture resistance and improve sensor life and accuracy.
  • a pressure sensor can be obtained after applying a flexible coating on the flexible fabric sensor, ie the pressure sensor comprises a flexible fabric sensor and a flexible coating applied on all sides of the flexible fabric sensor; wherein the flexible coating
  • the flexible fabric sensor is stretched and stretched to contract as the flexible fabric sensor contracts.
  • the pressure sensor can also be obtained by means of a housing package.
  • the pressure sensor can include a flexible fabric sensor and a flexible housing that encloses the flexible fabric sensor, the flexible fabric sensor being secured to the bottom substrate of the flexible housing.
  • the flexible shell body is elongated as the flexible fabric sensor is stretched, and shrinks as the flexible fabric sensor shrinks. That is, the flexible housing body will move with the compression/elongation process of the pressure sensor without affecting the sensitivity of the flexible fabric sensor therein.
  • the flexible shell body or the flexible coating layer may be a thermoplastic or thermosetting polymer material, which is formed by a molding, injection molding or blow molding process, and the bottom base material may be a common polymer material.
  • the flexible shell or flexible coating material may be a thermoplastic elastomer material (e.g., EBS, SEBS, etc.), silicone rubber, natural rubber, and various types of synthetic rubber.
  • a flexible coating material may also be these materials.
  • the above two types of packaging methods can be separately implemented to obtain the above two kinds of pressure sensors, or can be simultaneously performed, that is, the flexible fabric sensor is coated and packaged and then packaged into the flexible shell body.
  • the pressure sensor is formed by coating or shell-mounting on the flexible fabric sensor, and the coated flexible coating or/and the flexible shell body itself are flexible materials, and the package is not affected.
  • the sensitivity of the flexible fabric sensor improves the performance of the sensor.
  • the flexible fabric sensor includes a flexible fabric layer 1 for sensing stress, and the cover is bonded to the flexible a fixed layer 2 on the fabric layer; wherein, in the stress-sensitive region 10 of the flexible fabric 1, the fixed layer without adhesive coverage, the fixed region adjacent to the stress-sensing region 10 of the flexible fabric has a fixed layer of adhesive coverage 2; the strain of the fixed layer is smaller than the flexible fabric.
  • the above fixed layer is a non-elastic woven fabric.
  • the strain of the fixed layer is smaller than that of the flexible fabric, when the flexible fabric is deformed by stress, it is ensured that the deformation occurs in the stress-inducing region where the fixed layer is not adhered. In this way, by controlling the area where the fixed layer does not cover the flexible fabric, the size of the stress-sensing area can be precisely controlled, and an accurate measurement of the stress can be finally achieved.
  • FIGS. 6 and 7 are only an example, and may have other shapes, as shown in FIGS. 8 and 9, which is another flexibility used in the embodiment of the present invention.
  • the wire 300 is joined by sewing.
  • the wires or conductive buckles are electrically connected to the flexible fabric.
  • FIG. 10 it is an example of one of the conductive connection means of the flexible fabric in the embodiment of the invention (in this example, the wire is sewn into the fabric), in this example, the wire 300 is joined by sewing.
  • the wires or conductive buckles are electrically connected to the flexible fabric.
  • an example of mechanically holding a conductive buckle in a fixed region on both sides of the stress-sensing region in the strain direction is electrically connected to the wire 300.
  • the conductive buckle can be designed in the form of a convex and concave buckle. When the measurement needs to be measured, the convex and concave buckles are fastened, and when the measurement is not needed, the convex and concave buckles can be separated, and FIG. 11 is a case of fastening.
  • the inventors have also found that since the general stresses are from the corresponding two sides, the conductive end of the sensor is generally located on both sides of the stress sensing portion along the stress direction when the sensor is placed, so that the design is not conducive to the arrangement of the subsequent circuits of the sensor. That is, the wires with one end of the wires at both ends should be arranged along the stress direction.
  • the flexible fabric sensor in another embodiment of the flexible fabric sensor used in the embodiment of the present invention, includes a flexible fabric layer that senses stress, and the cover is bonded to the flexible a fixed layer on the fabric layer; wherein, the fabric of the flexible fabric layer is C-shaped, and the upper and lower arms of the C-shape are stress-sensing regions; the fixed layer is fixed on the start and end sides of the C-shape and the left side of the C-shape a curved side; the fixed layer has a strain less than the flexible fabric.
  • the two ends of the C-shaped end point and the end point are bonded, mechanically clamped, and sewn with a connecting wire or a conductive buckle.
  • the anchoring layer is a non-elastic woven fabric.
  • the fabric shape of the above-mentioned flexible fabric layer may also be other C-like shapes, such as a U shape, a V shape, etc. after being rotated 90 degrees, as long as it is achievable, the strain in the stress direction can be measured, and However, the two conductive ends are located at one end in the direction of stress.
  • the semi-finished product may include the following structure: a flexible fabric layer that senses stress, and a fixed layer that is adhered to the flexible fabric layer; wherein the fixed layer has a hollow pattern, the hollow portion of the hollow pattern corresponds to a stress-sensing region of the flexible fabric; the strain of the fixed layer is less than the flexible fabric.
  • a large area of the flexible fabric can be made at one time, and the fabric and the hollowed fixed layer are bonded to each other in a two-layer structure.
  • the stress sensing portions of the plurality of flexible fabric sensors can be obtained as long as the two-layer structure is subsequently cut.
  • FIG. 14 an example of a hollow pattern of a fixed layer, in which the shape of the hollow portion is large ⁇ , and the interval between each hollow part can be adjusted and designed according to actual needs.
  • the hollow pattern shown in Fig. 14 can also be designed as the above-described C-shape or the like.
  • a flexible fabric sensor for use in an embodiment of the present invention which is coated with a layer of a lower elastic or inelastic fixing layer on a flexible fabric layer of elastic sensing stress, and the stress of the fixing layer on the flexible fabric
  • the sensing area is not covered, so as to ensure the stress-induced area of the flexible fabric to induce stress, and to make other areas of the flexible fabric undeformed or only produce small deformation, which facilitates the flexible fabric and other parts of the entire sensing system. connection.
  • the pressure monitoring shoes in the embodiments of the present invention can be used for: (1) in a somatosensory game, as a props shoe; (2) various sports shoes, such as golf shoes, basketball shoes, soccer shoes, Tai Chi shoes, etc.; (3) Weight monitoring shoes, such as monitoring the weight of the subject in real time during the weight loss process; (4) Monitoring shoes for medical and sports rehabilitation, such as rehabilitation monitoring of stroke patients, rehabilitation of ankles and the like.

Abstract

一种压力监测鞋，包括鞋主体、数据处理装置和至少两个压力传感器。压力传感器设置在鞋主体与脚部接触的一个或多个位置中，压力传感器包括柔性织物传感器和封装柔性织物传感器的封装装置。数据处理装置设置在压力监测鞋的鞋底空间、鞋身外侧空间或鞋跟后侧空间中的一处或多处，并与压力传感器之间设置有信号连接线。

Description

一种压力监测鞋
本申请要求于 2012年 2月 16日提交中国专利局，申请号为 201210034726.8、 发明名称为 "一种压力监测鞋" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引 用结合在本申请中。 技术领域
本发明涉及应变传感领域， 尤其涉及一种压力监测鞋。
背景技术
无论对于职业工作者， 如消防员和警察、 不同项目的体育运动员， 还是老 年人或者某些疾病患者， 如中风后康复的患者等， 能够迅速的测量和检测他们 足部不同部位压力以及压力分布， 对提高他们的工作效率、 提升运动技能或者 康复， 都有非常重要的作用。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于， 提供一种压力监测鞋。 可以迅速 的测量和检测足部不同部位的压力。
为了解决上述技术问题， 本发明实施例提供了一种压力监测鞋， 包括鞋主 体、 数据处理装置和至少两个压力传感器； 所述压力传感器设置在所述鞋主体 与脚部接触的一个或多个位置中； 所述数据处理装置设置在所述压力监测鞋的 鞋底空间、 鞋身外侧空间或鞋跟后侧空间中的一处或多处， 并与所述压力传感 器之间设置有信号连接线。
其中， 所述压力传感器包括柔性织物传感器和封装所述柔性织物传感器的 封装装置， 或， 所述的压力传感器为电阻式、 电容式、 电感式压力传感器， 分 别通过检测传感器输出电压或者电流的变化获得压力数据。。
所述柔性织物传感器包括传感应力的柔性织物层、 覆盖粘结在所述柔性织 物层上的固定层； 在所述柔性织物的应力感应区域无粘结覆盖的固定层， 在所 述柔性织物的应力感应区域旁的固定区域有粘结覆盖的固定层； 所述固定层的 应变小于所述柔性织物。
所述固定层为非弹性机械织物。 所述柔性织物层的织物为 C形， C形的上下两臂为应力感应区域； 所述固 定层固定在 C形的起点和终点侧和 C形的左侧弯曲侧； 所述固定层的应变小于 所述柔性织物。
数据处理装置包括发射模块， 用于接收所述压力传感器产生的信号并将所 述通过有线或无线模式发送至外部数据接收平台； 或 /和，
所述数据处理装置包括数据存储模块， 用于接收并存储所述压力传感器产 生的信号， 并将所述压力传感器产生的信号转化成压力数据并存储。
所述封装装置包括柔性壳装体， 所述压力传感器封装在柔性壳装体中， 并 固定在所述柔性壳装体的底部基体上， 所述柔性壳装体随着所述柔性织物传感 器的拉伸而伸长， 随所述柔性织物传感器的收缩而收缩； 或 /和，
所述封装装置包括柔性涂层， 所述柔性涂层涂覆在所述压力传感器的所有 面， 所述柔性涂层随着所述柔性织物传感器的拉伸而伸长， 随所述柔性织物传 感器的收缩而收缩。
在所述应力感应区域沿应变方向的两侧粘结、 机械夹持、 缝纫连接导线或 导电扣。
或， 在所述应力感应区域沿应变方向的两侧的固定区域粘结、 机械夹持、 缝纫连接导线或导电扣， 所述导线或导电扣与所述柔性织物导电连接。
本发明的压力监测鞋还可包括位于所述鞋主体中的充电模块， 所述充电模 块用于为所述压力传感器和所述数据处理装置供电。 所述充电模块为一次性不 可充电电池、 可充电电池、 机械式充电装置中的任一种。
在本发明实施例中的压力监测鞋中， 将数据处理装置设置在所述压力监测 鞋的鞋底空间、 鞋身外侧空间或鞋跟后侧空间， 不会对穿鞋者造成不适， 又能 够及时的获得传感器信息， 有利于及时有效的处理数据。
进一步的， 在本发明实施例中提供了釆用柔性织物传感器作为压力传感器 的实施方案， 该柔性织物传感器是在弹性的传感应力的柔性织物层上覆盖粘结 上一层弹性较低或无弹性的固定层， 并且该固定层在柔性织物的应力感应区域 没有覆盖， 这样， 既可以保证柔性织物的应力感应区域感应应力， 又可以使得 柔性织物的其他区域无形变或仅产生较小的形变， 方便将柔性织物与整个传感 系统的其他部分进行连接， 提高传感器的精度。
附图说明 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付 出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1是本发明实施例中的压力监测鞋中的压力传感器位置示意的俯视图； 图 2是本发明实施例中的压力监测鞋中的压力传感器位置示意的侧视图； 图 3是本发明实施例中的压力监测鞋中的数据处理装置的第一位置示意图； 图 4是本发明实施例中的压力监测鞋中的数据处理装置的第二位置示意图； 图 5是本发明实施例中的压力监测鞋中的数据处理装置的第三位置示意图； 图 6是本发明实施例中的柔性织物传感器的一个组成结构的正面示意图； 图 7是图 6中的柔性织物传感器的侧面示意图；
图 8是本发明实施例中的柔性织物传感器的另一个组成结构的正面示意图； 图 9是图 8中的柔性织物传感器的侧面示意图；
图 10是本发明实施例中的柔性织物传感器的导线连接的一个具体结构示意 图；
图 11是本发明实施例中的柔性织物传感器的导电扣连接的一个具体结构示 意图；
图 12是本发明实施例中的柔性织物传感器的柔性织物为 C形的一个具体结 构示意图；
图 13是本发明实施例中的柔性织物传感器的柔性织物为 C形的另一个具体 结构示意图；
图 14是本发明实施例中的柔性织物传感器半成品的镂空图案的一个具体示 意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种压力监测鞋， 包括鞋主体、 数据处理装置和至少 两个压力传感器； 所述压力传感器设置在所述鞋主体与脚部接触的一个或多个 位置中 （比如， 在鞋垫下方， 或者在鞋身的任意位置）； 所述数据处理装置设置 在所述压力监测鞋的鞋底空间、 鞋身外侧空间或鞋跟后侧空间中的一处或多处， 并与所述压力传感器之间设置有信号连接线。
其中所述压力传感器包括柔性织物传感器和封装所述柔性织物传感器的封 装装置， 或， 所述的压力传感器为电阻式、 电容式、 电感式压力传感器。
如图 1和图 2所示， 为本发明实施例中压力传感器在鞋主体中的位置设置 情况， 本例中在多个位置分别设置了压力传感器， 图中灰色的小方块即为压力 传感器， 图示中为了示意， 小方块有一定尺寸， 当然不能以此来限制本发明实 施例中的压力传感器的实际大小。
如图 3〜5所示， 则是本发明实施例中数据处理装置设置在鞋主体不同位置 的示意图。 图 3为设置在鞋底， 图 4为鞋跟后侧空间， 图 5为鞋身外侧空间。 这样设置可以有效的利用鞋本身存在的空间， 也不会造成穿鞋者的不适。 同时， 配合图 1和图 2中的压力传感器的位置， 也有利于压力传感器的信号线更容易 连接到数据处理装置。
其中， 所述数据处理装置可包括发射模块， 用于接收所述压力传感器产生 的信号并将所述通过有线或无线模式发送至外部数据接收平台。 或者是， 所述 数据处理装置包括数据存储模块， 用于接收并存储所述压力传感器产生的信号 , 并将所述压力传感器产生的信号转化成压力数据并存储。
另外， 本发明的压力监测鞋还可包括位于所述鞋主体（比如， 在鞋垫下方， 或者在鞋身的任意位置） 中的充电模块（未图示）， 所述充电模块用于为所述压 力传感器和所述数据处理装置供电。 具体实现中， 所述充电模块为一次性不可 充电电池（比如为一次性的纽扣电池，或干电池）、可充电电池（比如为锂电池）、 机械式充电装置（比如为能将机械能转换为电能的发电机） 中的任一种。
为了更好的进行压力信号的检测， 本发明实施例中提出了一种釆用柔性织 物传感器来检测压力信号的具体实施方式。 该传感器封装在封装装置中， 以保 证防水、 防潮， 提高传感器的使用寿命和精度。
如， 可在柔性织物传感器上涂覆柔性涂层后得到压力传感器， 即压力传感 器包括柔性织物传感器和在所述柔性织物传感器的所有面涂覆的柔性涂层； 其 中， 所述柔性涂层随着所述柔性织物传感器的拉伸而伸长， 随所述柔性织物传 感器的收缩而收缩。 也可以通过壳体封装方式获得压力传感器。 此时， 则该压力传感器可包括 柔性织物传感器和封装所述柔性织物传感器的柔性壳装体， 所述柔性织物传感 器固定在所述柔性壳装体的底部基体上。 其中， 所述柔性壳装体随着所述柔性 织物传感器的拉伸而伸长， 随所述柔性织物传感器的收缩而收缩。 即， 该柔性 壳装体会随着压力传感器的压缩 /伸长过程动作， 又不会影响其中的柔性织物传 感器的敏感度。
其中， 柔性壳装体或柔性涂层可以是热塑性或热固性聚合物材料， 通过模 塑、 注塑或吹塑等工艺成型， 底部基体材料则可以是普通的聚合物材料。 如， 柔性壳装体或柔性涂层材料可以是热塑性弹性体材料（如 EBS, SEBS等）、 硅 橡胶、 天然橡胶和各类合成橡胶， 类似的， 柔性涂层材料也可以是这些材料。
需要说明的是， 上述两种封装方式可以分别施行， 获得上述的两种压力传 感器， 也可以同时施行， 即将柔性织物传感器经过涂覆封装后再封装到柔性壳 装体中。
在本发明实施例中， 在柔性织物传感器上通过涂覆或壳装的方式封装形成 压力传感器， 涂覆的柔性涂层或 /和柔性壳装体本身都是柔性材料， 不会影响封 装在其中的柔性织物传感器的敏感度， 提高了传感器的性能。
进一步的， 如图 6和 7所示， 为本发明实施例中釆用的一种柔性织物传感 器的具体组成， 该柔性织物传感器包括传感应力的柔性织物层 1、覆盖粘结在所 述柔性织物层上的固定层 2; 其中， 在所述柔性织物 1的应力感应区域 10无粘 结覆盖的固定层， 在所述柔性织物的应力感应区域 10旁的固定区域有粘结覆盖 的固定层 2；所述固定层的应变小于所述柔性织物。上述固定层为非弹性机织物。
由于固定层的应变小于柔性织物， 当柔性织物受应力作用而产生形变时， 则保证形变都发生在无粘附有固定层的应力感应区域。 这样， 通过控制固定层 不覆盖于柔性织物的区域， 就可以精确的控制应力感应区域的大小， 最终实现 应力的精确测量。
当然， 图 6、 7中所示的应力感应区域的形状仅为一种示例， 也可以有其他 的形状， 如图 8和 9所示， 则为本发明实施例中釆用的另一种柔性织物传感器 的组成示意图。
如图 10所示， 为本发明实施例中的柔性织物的导电连接方式中一种（本例 中为导线缝纫连接到织物中）的示例， 本例中通过缝纫连接导线 300。 当然还可 以有其他的导电连接方式， 如， 在所述应力感应区域沿应变方向的两侧粘结、 机械夹持、 缝纫连接导线或导电扣； 或在所述应力感应区域沿应变方向的两侧 的固定区域粘结、 机械夹持、 缝纫连接导线或导电扣等， 所述导线或导电扣与 所述柔性织物导电连接。 如图 11所示， 为在应力感应区域沿应变方向的两侧的 固定区域机械夹持导电扣的示例， 本例中导电扣与导线 300 电连接。 该导电扣 可以设计成凸凹扣的形式， 在需要测量时将凸凹扣扣合， 不需要测量时， 则可 将凸凹扣分离， 图 11中为扣合的情形。
本发明人在实际使用过程中还发现， 由于一般应力都来自对应的两侧， 使 得在安置传感器时其导电端一般位于应力感应部分沿应力方向的两侧， 这样设 计不利于传感器后续电路的布置， 即其两端导线总有一端的导线要沿应力方向 布置。
为此， 如图 12、 13所示， 本发明实施例中釆用的柔性织物传感器的另一种 组成情况， 所述柔性织物传感器包括传感应力的柔性织物层、 覆盖粘结在所述 柔性织物层上的固定层； 其中， 所述柔性织物层的织物为 C形， C形的上下两 臂为应力感应区域； 所述固定层固定在 C形的起点和终点侧和 C形的左侧弯曲 侧； 所述固定层的应变小于所述柔性织物。 其中， 在所述 C形的起点和终点侧 的两端点粘结、 机械夹持、 缝纫连接导线或导电扣。 所述固定层为非弹性机织 物。
这样， 在设计导电端， 及其后续电路时， 可将其都设计在应力方向的一侧， 减少导电线路对应力测量的影响。 考虑该思路， 上述的柔性织物层的织物形状 也可以是其他的类似 C形的形状， 如旋转 90度后的 U形、 V形等， 只要是可以 实现， 既可测量应力方向的应变， 又可是两导电端位于沿应力方向的一端既可。
在生产本发明实施例中的柔性织物传感器时， 其半成品可包括如下结构： 传感应力的柔性织物层、 覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层； 其中， 所述 固定层上有镂空图案， 所述镂空图案的镂空部分对应柔性织物的应力感应区域； 所述固定层的应变小于所述柔性织物。
即， 在生产传感器的过程中， 可以一次性制成较大面积的柔性织物， 再将 该织物与镂空的固定层高粘结为两层结构。 通过适当设计固定层的镂空图案， 只要随后对该两层结构进行剪裁就可以获得多个柔性织物传感器的应力传感部 分。 如图 14所示， 为固定层的镂空图案的一种示例， 其中镂空部分的形状、 大 Ί、和各镂空部分的间隔都可以根据实际需要进行调整和设计。
同时， 在具体生产实践中， 也可以将图 14所示的镂空图案设计为上述的 C 形等。
在本发明实施例中釆用的柔性织物传感器， 其在弹性的传感应力的柔性织 物层上覆盖粘结上一层弹性较低或无弹性的固定层， 并且该固定层在柔性织物 的应力感应区域没有覆盖， 这样， 既可以保证柔性织物的应力感应区域感应应 力， 又可以使得柔性织物的其他区域无形变或仅产生较小的形变， 方便将柔性 织物与整个传感系统的其他部分进行连接。 本发明实施例中的压力监测鞋可用 于： （ 1 )体感游戏中， 作为道具鞋； （2 )各类体育运动鞋， 如高尔夫球鞋、 篮 球鞋、 足球鞋、 太极拳鞋等； （3 )体重监测鞋， 如在减肥过程中实时监测对象 的体重； （4) 医疗和运动康复的监测鞋， 如中风病人的康复监测， 脚踝腿部等的 康复等。
以上所描述的仅为本发明一种较佳实施例而已， 当然不能以此来限定本发 明之权利范围， 因此依本发明权利要求所作的等同变化， 仍属本发明所涵盖的 范围。

Claims

权 利 要 求
1、 一种压力监测鞋， 其特征在于， 所述压力监测鞋包括鞋主体、 数据处理 装置和至少两个压力传感器；
所述压力传感器设置在所述鞋主体与脚部接触的一个或多个位置中； 所述数据处理装置设置在所述压力监测鞋的鞋底空间、 鞋身外侧空间或鞋 跟后侧空间中的一处或多处， 并与所述压力传感器之间设置有信号连接线。
2、 如权利要求 1所述的压力检测鞋， 其特征在于， 所述压力传感器包括柔 性织物传感器和封装所述柔性织物传感器的封装装置，
或， 所述的压力传感器为电阻式、 电容式、 电感式压力传感器。
3、 如权利要求 1所述的压力监测鞋， 其特征在于， 所述柔性织物传感器包 括传感应力的柔性织物层、 覆盖粘结在所述柔性织物层上的固定层； 在所述柔 性织物的应力感应区域无粘结覆盖的固定层， 在所述柔性织物的应力感应区域 旁的固定区域有粘结覆盖的固定层； 所述固定层的应变小于所述柔性织物。
4、 如权利要求 3所述的压力监测鞋， 其特征在于， 所述固定层为非弹性机 械织物。
5、 如权利要求 3所述的压力监测鞋， 其特征在于， 所述柔性织物层的织物 为 C形， C形的上下两臂为应力感应区域； 所述固定层固定在 C形的起点和终 点侧和 C形的左侧弯曲侧； 所述固定层的应变小于所述柔性织物。
6、 如权利要求 1至 5中任一项所述的压力监测鞋， 其特征在于， 所述数据 处理装置包括发射模块， 用于接收所述压力传感器产生的信号并将所述通过有 线或无线模式发送至外部数据接收平台。
7、 如权利要求 1至 5中任一项所述的压力监测鞋， 其特征在于， 所述数据 处理装置包括数据存储模块， 用于接收并存储所述压力传感器产生的信号， 并 将所述压力传感器产生的信号转化成压力数据并存储。
8、 如权利要求 2至 5中任一项所述的压力监测鞋， 其特征在于， 所述封装 装置包括柔性壳装体， 所述压力传感器封装在柔性壳装体中， 并固定在所述柔 性壳装体的底部基体上， 所述柔性壳装体随着所述柔性织物传感器的拉伸而伸 长， 随所述柔性织物传感器的收缩而收缩；
或， 所述封装装置包括柔性涂层， 所述柔性涂层涂覆在所述压力传感器的 所有面， 所述柔性涂层随着所述柔性织物传感器的拉伸而伸长， 随所述柔性织 物传感器的收缩而收缩。
9、 如权利要求 3至 5中任一项所述的压力监测鞋， 其特征在于， 在所述应 力感应区域沿应变方向的两侧粘结、 机械夹持、 缝纫连接导线或导电扣。
10、 如权利要求 3至 5 中任一项所述的压力监测鞋， 其特征在于， 在所述 应力感应区域沿应变方向的两侧的固定区域粘结、 机械夹持、 缝纫连接导线或 导电扣， 所述导线或导电扣与所述柔性织物导电连接。
11、 如权利要求 1 所述的压力监测鞋， 其特征在于， 还包括位于所述鞋主 体中的充电模块， 所述充电模块用于为所述压力传感器和所述数据处理装置供 电。
12、 如权利要求 1 所述的压力监测鞋， 其特征在于， 所述充电模块为一次 性不可充电电池、 可充电电池、 机械式充电装置中的任一种。
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