一种智能轮滑训练鞋的设计制造技术

本发明专利技术公开一种智能轮滑训练鞋的设计，通过在轮滑鞋中设置一种智能阻尼系统，可根据使用者需要调节轮滑鞋滑轮的阻尼强度，或者根据使用者的体态自动调节滑轮的阻尼，防止使用者摔倒，保护使用者的安全。本发明专利技术尤其适用于轮滑初学者，辅助初学者掌握轮滑技巧，降低初学者在学习过程中受伤的风险。

Design of a kind of intelligent roller skating training shoes

The invention discloses a design of intelligent roller skating training shoes, through a smart damping system is arranged in the roller skating shoes, damping strength adjustable skate pulley according to the requirement of the user, or automatically adjust the pulley according to the user's body damping, prevent users from falling, protect the safety of users. The invention is especially suitable for beginners of roller skating to assist beginners in mastering the skills of roller skating and reducing the risk of beginners being injured in the course of learning.

【技术实现步骤摘要】
一种智能轮滑训练鞋的设计
本专利技术涉及体育运动用品领域，具体地说是一种智能轮滑训练鞋的设计。
技术介绍
轮滑是一项全身性运动，它能促进心脑血管系统和呼吸系统机能的改善和代谢作用的加强，例如促进心脑血管系统和呼吸系统机能的改善和代谢，能增强臂、腿、腰、腹等各处肌肉的力量和身体各个关节的灵活性，特别是对人平衡能力的掌握上有很大的帮助和协调。因此轮滑运动受到了广泛的欢迎，尤其是青少年。甚至有些2-3岁的儿童就开始接受轮滑训练。虽然轮滑有诸多的优点，但是掌握轮滑运动技巧需要大量的训练，并且伴随一定的危险。原因主要在于：1、现有轮滑运动鞋的滑轮过于灵活，初学者难以掌握平衡，因此经常摔跤，带来了安全隐患。即使有护具的保护，但护具是被动保护装置。2、轮滑运动有一定的动作规范，初学者对动作掌握不够熟练，滑行过程中易出现动作失误，造成危险。3、初学者对滑行力量掌握不够精确，一旦用力过大，速度突增，初学者难以驾驭，容易发生危险。以上问题增加了轮滑学习的难度，并且给初学者的人身安全带来了风险。尤其轮滑初学者的主体是儿童和未成年少年。这类人群身体发育不完全，平衡能力和自我保护能力较差，更加容易在轮滑运动中受伤。本专利技术针对以上问题，设计一种智能轮滑训练鞋，其特征在于：鞋底设置有能够对滑轮施加阻力的执行器，使滑轮带有阻尼，阻尼强度可调。当滑轮阻尼调节到最小值，滑轮处于完全自由滑动状态，使用状态等同于普通轮滑鞋；当滑轮阻尼调节到最大值时，滑轮完全锁止，不能产生滑动，最大程度帮助使用者保持稳定。滑轮阻尼值可根据使用者需要在最大值与最小值之间任意改变，或自动调节。阻尼调节的优点在于,可以帮助使用者保持平衡和加大运动量。其具体特征包括:1.该轮滑训练鞋主要包括电池，控制器、传感器、执行器，其特征是：可以手动或自动调节轮滑鞋轮子受到的滑行阻力。2.该轮滑训练鞋带有手动调节阻力旋钮。3.该轮滑训练鞋带有电磁执行器。4.该轮滑训练鞋带有压力传感器、陀螺仪和加速度传感器。5.该轮滑训练鞋带有电力电子调压电路。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一套带有智能控制功能的轮滑训练鞋，可以保护轮滑运动者的安全，并辅助轮滑初学者掌握轮滑技巧。鞋子内置有各类传感器、控制器、执行器、记录设备以及电源等主要部件。本专利技术技术方案为：通过传感器采集运动者的姿态，并将姿态信息传输给控制器。控制器根据内置的程序算法，对姿态信息进行整理，判断运动者的状态和意图，并产生一定的控制命令，交由执行器执行命令动作。所述专利技术包括以下单元：1）传感器单元：传感器包括陀螺仪、压力传感器、加速度传感器等。陀螺仪用于检测运动者脚部的偏转角度。压力传感器为一组传感器，分布在鞋底的多个部位，检测运动者脚部的发力方向。陀螺仪和压力传感器一起，可以判断运动者的姿势是否符合轮滑运动的规范。当运动者动作不符合标准时，还要进一步判断是由于运动者方法不对造成的动作错误，还是由于发生了异常状况，运动者采取的应激反应。加速度传感器可以辅助判断运动者是否采取了应激反应。比如当运动者将要摔倒时，通常脚部会快速的移动，试图重新保持稳定，此时加速度传感器就会检测到加速度的异常变化。2）控制器单元：控制器接收传感器信号，判断运动者的动作是否正确，如果动作正确，则解锁滑轮；如果错误则给出提示，知道运动者动作符合要求。3）执行器单元：执行器接收控制器的命令，对滑轮进行解锁和锁止操作。执行器包括电磁驱动装置、滑轨和刹车片三部分。4）电源单元：电源包括电池和变压电路两部分。电池提供能量给变压电路，变压电路将电池的恒定电压改变到适合传感器、控制器以及执行器需要的电压等级，供其使用。5）传感器信号记录单元：将各个传感器的信号记录下来，用于事后分析。协助学习者改正姿势。本专利技术原理是：通过对轮滑鞋上滑轮阻尼的控制，使学习者感知动作是否正确，辅助学习者掌握标准的轮滑技巧。并且由于动作错误时滑轮处于锁止状态，学习者可以很好的保持稳定，大大降低了学习者摔倒的风险，保护了学习者的人身安全。本专利技术具有如下优点：1、辅助初学者循序渐进提高平衡能力。初学者难以掌握平衡的关键在于滑轮过于灵活。因此本专利技术设计了滑轮阻尼连续可调功能，初学者可以根据自身情况，将滑轮阻尼调节到可以灵活的掌握平衡的程度。并且随着掌握平衡能力的提高，逐步减小滑轮阻尼，直至完全掌握平衡技巧。因此本专利技术可以帮助初学者循序渐进的提高平衡能力。2、避免动作失误带来的风险。本专利技术可以自动监测初学者的动作姿态。当初学者动作不符合标准规范时，训练鞋自动将滑轮锁止，并语音提示初学者如何改正。因此当初学者轮滑动作错误时不会发生危险。3、可调节的加速度限制。加速度过快时，初学者容易失去平衡。本专利技术设置有加速度限制调节旋钮，可将加速度限制在初学者能够接受的范围。当初学者用力过猛时，控制器会滑轮上自动施加阻尼，将加速度限制在设定值，避免意外发生。附图说明图1侧视图图2俯视图其中1是电池，2是压力传感器，3是控制器，4是压力传感器，5是压力传感器，6是开关旋钮面板，7是滑轨，8是陀螺仪传感器和加速度传感器，9是磁性刹车片，10是电磁铁，11是紧固螺丝，12是轮子，13是支架，14是鞋底，15是鞋垫，16是弹簧。具体实施方式该轮滑鞋有手动、自动、训练三种工作模式。下面结合附图说明每种工作模式的特点和具体实施方式。1.手动功能选择。将开关旋钮面板6中的模式选择开关拨到手动状态，控制器检测到手动状态被选中，进入休眠状态。使用者手动将磁性刹车片9向下压到合适的程度后，将紧固螺丝11旋紧，此时刹车片9和轮子12之间存在了一个恒定的压力，从而使12在转动过程中存在了一定阻尼。使用者可以根据需要调节9和12之间的压力，来调节阻尼的大小。手动模式主要应用在电池电量不足的情况下。2.自动功能选择。首先将紧固螺丝11旋到完全放松，然后将开关旋钮面板6中的模式选择开关拨到自动状态，控制器启动工作。使用者旋转6中的阻尼调节旋钮调节选择需要的阻尼的大小。控制器3根据旋钮的输入，调节电磁铁10的电流大小和极性。由于刹车片9是磁性的，所以9和10相互作用，使9沿着滑轨7向上或向下运动。9下面安装了弹簧16，弹簧16处于拉伸的状态。这样做的好处有两个，一是弹簧辅助电磁铁10将刹车片9向轮子12压紧，节省电力；另一个是当电池电量不足时，9和12之间默认是压紧的。3.训练模式选择。该模式下与自动模式一样，也需要将紧固螺丝11旋到完全放松。然后将开关旋钮面板6中的训练模式按键按下。此时电磁铁10的电流达到最大值，9和12间的摩擦力达到最大。此时控制器3采集传感器2、4、5、8的信号。根据传感器的信号分析使用者的滑行姿势和发力特点。使用者的姿势和发力特点越接近于标准姿势，电磁铁10的电流越小，刹车阻尼越小。以此帮助初学者快速掌握轮滑动作要领。4.保护模式。保护模式不需要单独开启，只要自动模式或训练模式被选中，保护模式自动启动。保护模式只针对于使用者即将摔倒的突发状况。使用者在摔倒前，通常伴随着脚步非正常的晃动和非正常的腿部姿势。控制器3通过采集传感器2、4、5、8的信号，监测使用者是否将要摔倒。当检测到使用者将要摔倒时，自动通过电磁铁10在刹车片9和轮子12之间施加一定的摩擦力，辅助使用者保持平衡。5.除手动模式外，刹车片9的压紧和放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮滑训练鞋,主要包括滑轮鞋本体、轮子、电池、控制器、执行器，其特征是：可以通过执行器对轮子施加阻力，所施加的阻力大小可以调节。

【技术特征摘要】
1.一种轮滑训练鞋,主要包括滑轮鞋本体、轮子、电池、控制器、执行器，其特征是：可以通过执行器对轮子施加阻力，所施加的阻力大小可以调节。2.根据权利要求1所述的轮滑训练鞋，其特征是：轮滑训练鞋的执行器是电磁执行器。3.根据权利要求1所述的轮滑训练鞋，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增磊，高爱莲，
申请(专利权)人：刘增磊，
类型：发明
国别省市：河南,41