智能足底穿戴装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于可穿戴装置技术领域，尤其涉及智能足底穿戴装置，所述薄膜压力传感器独立于模块集成电路以网状结构均匀镶嵌分布于鞋垫或鞋底的夹层中形成压力传感器阵列，本实用新型专利技术解决了现有的便携式的步态参数的获取和步态分析装置，存在实用性不好，结构冗余(复杂)的问题，具有实用性好且结构冗余小、节能降耗的有益技术效果。

Smart foot wearer

The utility model belongs to the technical field of wearable devices, in particular to an intelligent foot wearer. The film pressure sensor is independent of a module integrated circuit to form a pressure sensor array in an interlayer of insole or sole in a network structure. The utility model solves the existing portable gait parameters. The acquisition and gait analysis device has the problem of poor practicality and structural redundancy (complex), which has the beneficial technical effect of good practicality, small structure redundancy, energy saving and consumption reduction.

【技术实现步骤摘要】
智能足底穿戴装置
本技术属于可穿戴装置
，尤其涉及智能足底穿戴装置。
技术介绍
步态分析(gaitanalysis)是一种通过观察或采集行走时人体的姿态，得出并分析步态参数的技术，常见的步态参数包括空间参数(步幅、步长、步宽等)，时间参数(站立/摆动期、单步时间、步频等)，以及这些参数的左右脚的对称性、长期数据的稳定性等。步态分析在体育运动、医疗康复等方面发挥着非常重要的作用，并得到了广泛的应用和研究。所以，专利技术一种便携、结构简单、低成本、步态参数获取实时、获取到的步态参数丰富多样的足底穿戴装置具有非常现实的意义。传统的步态分析的设备和装置，一般都是大型医院和康复中心使用的三维步态分析仪器，这样的设备有以下缺点：需要占用较大场地面积，专业安装，成本费用高，测试使用不便等。近年来，伴随着科学技术的迅速发展，传感器技术和无线通信技术的微型化、低功率化、传输数据的稳定化等等，一些便携式的步态分析设备装置也得到了应用和发展。如已经公开的专利(申请号201520803403.X)的专利技术，将数据采集控制电路放置于鞋垫的后跟位置，该方案存在着技术缺陷：(1)依照足部解剖学原理，人体足弓部位在正常行走时受力最小，足跟部位受力比较大，这样在用户长期行走使用过程中，装置容易被人体重力长期挤压而损坏，缩短使用寿命，实用性不好；(2)该方案采用了一块专门的信号压缩芯片，使得电路复杂化，同时也影响嵌入式可穿戴设备的实时性(数据处理需要先经过压缩处理)，用户体验不好。综上所述，现有的便携式的步态参数的获取和步态分析装置，存在实用性不好，结构冗余(复杂)的问题。
技术实现思路
本技术提供智能足底穿戴装置，以解决上述
技术介绍
中提出现有的便携式的步态参数的获取和步态分析装置，存在实用性不好、结构复杂等问题。本技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：智能足底穿戴装置，包括模块集成电路上的步态参数采集和获取模块，所述步态参数采集和获取模块包括压力传感器单元和惯性传感器单元，所述压力传感器单元包括设置于鞋垫或鞋底的夹层中薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器独立于模块集成电路以网状结构均匀镶嵌分布于鞋垫或鞋底的夹层中形成压力传感器阵列。进一步，所述压力传感器阵列外形与鞋垫或鞋底的外形相一致；所述模块集成电路形成于鞋垫或鞋底的足弓部。进一步，所述薄膜压力传感器的平面面积为0.03平方厘米～7平方厘米。进一步，所述惯性传感器单元包括三轴加速度传感器，三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器。进一步，所述足底穿戴装置还包括电源模块，所述电源模块为整个系统提供供电的功能；所述电源模块的充电方式为采用有线充电或新能源充电方式充电。进一步，所述足底穿戴装置具有低功耗模式，当该装置到达一定时间无人使用或收到睡眠命令后会进入低功耗模式，低功耗模式会降低电池电量的消耗，退出低功耗模式可由预置于鞋垫或者鞋底的夹层内的轻触开关触发，所述轻触开关经足踩、足部动作触发或通过薄膜压力传感器形成的触发。进一步，所述足底穿戴装置还包括存储模块和无线收发模块，存储模块主要用于存储采集到的数据，无线收发模块主要用于对采集到的数据实现无线发送和对来自外界的控制命令实现无线接收，所述足底穿戴装置的数据可以不通过存储模块存储直接经无线收发模块实时传输。进一步，所述足底穿戴装置还包括处理器模块，所述步态参数采集和获取模块的压力传感器单元和惯性传感器单元分别连接于处理器模块，所述处理器模块分别连接于存储模块和无线收发模块，所述处理器模块供电连接于电源模块。进一步，所述处理器模块、步态参数采集和获取模块的压力传感器单元的压力传感器处理电路和惯性传感器单元、存储模块和无线收发模块以及电源模块分别集成于模块集成电路。进一步，所述装置中没有设置信号压缩芯片。本技术的有益效果为：1、本专利采用所述步态参数采集和获取模块包括压力传感器单元和惯性传感器单元，所述压力传感器单元包括设置于鞋垫或鞋底的夹层中薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器独立于模块集成电路以网状结构均匀镶嵌分布于鞋垫或鞋底的夹层中形成压力传感器阵列，由于本专利技术就是对申请号201520803403.X的专利技术的改进，步态参数采集和获取模块，主要包含压力传感器单元和惯性传感器单元，其中压力传感器单元，主要由分布在鞋垫或者鞋底的多个薄膜压力传感器和压力传感器处理电路构成(包含放大电路和模数转化电路)。其中薄膜压力传感器的平面面积为0.03平方厘米～7平方厘米，外形可为圆形，正方形或者其他任何形状，其分布位置，以网状结构均匀镶嵌在鞋垫或者鞋的鞋底的表面或夹层中，构成压力传感器阵列，所述压力传感器阵列外形仿形于鞋垫或鞋底的外形。所述惯性传感器单元包括由三轴加速度传感器，三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器组成的九轴传感器系统。由于本专利所述装置的形状与鞋垫或者鞋的鞋底本体一致，步态参数采集和获取模块中，不需要专门的数据压缩及传输芯片，没有冗余器件，因此，结构得以简化。2、本专利采用所述足底穿戴装置还包括电源模块，所述电源模块为整个装置提供电源供给，电源可来自电池，其中电池可充电，充电方法可有线充电方式，也可无线充电方式；电源也可来自，其他能量的转化，如太阳能，风能，行走过程中动能的转化。特别的，考虑到可穿戴设备的功耗问题及使用的长久性，本专利技术还包括低功耗模式，到达一定时间无人使用或收到睡眠命令会进入低功耗模式，低功耗模式会降低电池电量的消耗，退出低功耗模式可由预置于鞋垫或者鞋底的夹层内的轻触开关触发，所述轻触开关经足踩或足部动作触发，也可以通过薄膜压力传感器形成的触发。由于电源的充电和低功耗模式的支持均采用灵活多样的处理方式，为使用者使用提供了更多的灵活性且新能源的利用具有节能降耗的效果。3、本专利采用所述足底穿戴装置还包括存储模块和无线收发模块，由于存储模块，用来存储整个装置的计算机程序及运算的数据。至于步态参数采集和获取模块采集到的数据，也可以存于存储模块；如果考虑实时性，也可不存储在存储模块，直接通过无线收发模块发送给外部装置。无线收发模块：用来与外部进行无线通信，上传本专利技术所述的装置采集到的步态数据和参数，同时也可接收外部装置发给本专利技术所述装置的数据和命令。由于步态参数数据不经存储器存储，采用合理的数据采样率，数据也无需额外编码压缩，直接通过无线收发模块传输的方式发送，可以大大提高嵌入式可穿戴设备的实时性(数据采集和数据处理)，用户体验更好。4、本专利采用所述足底穿戴装置还包括处理器模块，所述处理器模块分别输入连接于步态参数采集和获取模块的压力传感器单元和惯性传感器单元，所述处理器模块分别连接于存储模块和无线收发模块，所述处理器模块供电连接于电源模块，所述处理器模块、步态参数采集和获取模块的压力传感器单元的压力传感器处理电路和惯性传感器单元、存储模块和无线收发模块以及电源模块分别集成于模块集成电路。考虑到足弓部位在人体正常行走过程中，受力最小或者不受力，故除压力传感器单元的薄膜压力传感器之外的其他单元和模块，均放置于鞋垫和鞋的鞋底的足弓部位处，因此，本装置不但集成度高，而且由于将集成的模块电路放置于受力较小的足弓部位处，因此，有效防止了各模块电路由于长期行走人体负重带来的损害的风险，从而提高了装置的使用寿命，实用性本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能足底穿戴装置，其特征在于，包括模块集成电路上的步态参数采集和获取模块，所述步态参数采集和获取模块包括压力传感器单元和惯性传感器单元，所述压力传感器单元包括设置于鞋垫或鞋底的夹层中薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器独立于模块集成电路以网状结构均匀镶嵌分布于鞋垫或鞋底的夹层中形成压力传感器阵列。

【技术特征摘要】
1.智能足底穿戴装置，其特征在于，包括模块集成电路上的步态参数采集和获取模块，所述步态参数采集和获取模块包括压力传感器单元和惯性传感器单元，所述压力传感器单元包括设置于鞋垫或鞋底的夹层中薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器独立于模块集成电路以网状结构均匀镶嵌分布于鞋垫或鞋底的夹层中形成压力传感器阵列。2.根据权利要求1所述的智能足底穿戴装置，其特征在于，所述压力传感器阵列外形与鞋垫或鞋底的外形相一致；所述模块集成电路形成于鞋垫或鞋底的足弓部。3.根据权利要求1所述的智能足底穿戴装置，其特征在于，所述薄膜压力传感器的平面面积为0.03平方厘米～7平方厘米。4.根据权利要求1所述的智能足底穿戴装置，其特征在于，所述惯性传感器单元包括三轴加速度传感器，三轴陀螺仪传感器和三轴地磁传感器。5.根据权利要求1所述的智能足底穿戴装置，其特征在于，所述足底穿戴装置还包括电源模块，所述电源模块为整个系统提供供电的功能；所述电源模块的充电方式为采用有线充电或新能源充电方式充电。6.根据权利要求1所述的智能足底穿戴装置，其特征在于，所述足底穿戴装置具有低功耗模式，当该装置到达一定时间无人使用或收到睡眠命令后会进入低...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，龙舟，
申请(专利权)人：北京中科汇成科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11