一种基于行走助力的智能防滑鞋的制作方法

1.本发明属于智能鞋技术领域，特别是涉及一种基于行走助力的智能防滑鞋。


背景技术：

2.摔倒对人体危害极大，尤其对中老年人来说甚至会危及生命。中老年人摔倒的原因不仅在于地面湿滑，更主要的原因是中老年人的平衡性发力或蹬地力不足。目前的防滑鞋主要根据不同的环境条件改变吸盘吸力、改变防滑结构、改变与地面的摩擦系数等实现防滑。防滑鞋相关的技术，例如公开号为cn110477514a的中国专利《支撑件、鞋底、鞋及支撑件调节方法》提出一种支撑件，包括：第一基底；多个可伸缩支撑体，其中，所述可伸缩支撑体具有固定端和与所述固定端连接的伸缩端，其中，所述固定端固定在所述第一基底上；驱动部件，与所述可伸缩支撑体连接，用于驱动所述可伸缩支撑体在垂直于所述第一基底方向上的伸缩长度；第二基底，具有通孔，其中，所述可伸缩支撑体具有第一长度时，所述可伸缩支撑体隐藏在所述通孔内或通孔以上，所述通孔，用于在所述可伸缩支撑体大于第一长度时，供所述可伸缩支撑体的伸缩端穿过所述第二基底，并延伸到所述第二基底的底部。公开号为cn111011974a的中国专利《防跌倒鞋、跌倒预警方法、装置及计算机可读存储介质》提出防跌倒鞋在鞋面的后帮套处设置v形固定支条，能够对脚部形成支撑，防止跌跤，并且能有效对足踝不正常的人群进行行走姿态矫正；获取鞋底压力信息和鞋体倾斜角度信息，判断当压力信息符合预设压力条件，并且鞋体倾斜角度信息符合预设倾斜条件时，发送预警。
3.上述技术方案是通过对脚部形成支撑或改变鞋子与地面的支撑结构实现防滑的技术，但是不能根据人体行走时脚部与地面的不同接触位置和发力情况调整鞋底结构使其适应地面情况，不能实现行走助力和有效防滑。目前还没有根据人体行走时脚部与地面的不同接触位置和发力情况调整鞋底结构从而实现助力行走和有效防滑的技术方案，为此提出一种基于行走助力的智能防滑鞋。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，提出一种基于行走助力的智能防滑鞋。
5.本发明的基于行走助力的智能防滑鞋，其特征在于，包括：鞋本体、运动检测装置、鞋底第一防滑助力装置、鞋底第二防滑助力装置、驱动控制装置；
6.所述运动检测装置用于检测鞋子的运动状态数据；
7.所述鞋底第一防滑助力装置部署于鞋底前部的人员行走时后脚前掌发力位置，用于改变人员行走时后脚前掌与地面接触位置的摩擦面和/或鞋底倾斜度；
8.所述鞋底第二防滑助力装置部署于鞋底后部的人员行走时前脚的脚后跟与地面接触位置，用于改变人员行走时前脚的脚后跟与地面接触位置的摩擦面和/或鞋底倾斜度；
9.所述驱动控制装置根据鞋子运动状态数据判断人员行走时的后脚发力状态和前脚与地面接触状态和计算鞋底的防滑助力形态并以此控制鞋底第一防滑助力装置和鞋底
第二防滑助力装置进行相应调节。
10.优选地，所述运动检测装置采用加速度传感器、位移检测器、摩擦力检测器、压力传感器的任一项或多项组合，所述加速度传感器用于检测鞋子的运动方向和运动速度，所述位移检测器用于根据检测鞋子的位移方向，所述摩擦力检测器用于检测鞋子与地面是否产生接触和接触时的摩擦力大小，所述压力传感器用于检测鞋子受到的压力大小。
11.优选地，所述运动状态数据包括运动方向数据、运动速度数据、摩擦力数据、压力数据的任一项或多项组合。
12.优选地，所述鞋底第一防滑助力装置是由鞋底前部连接单元、鞋底活动单元组成；所述鞋底前部连接单元用于连接鞋底活动单元与鞋底前部的内层软性材料，所述鞋底活动单元用于改变鞋底前部与地面接触时的鞋底形态。
13.优选地，所述鞋底第二防滑助力装置是由鞋底后部连接单元、鞋底活动单元组成；所述鞋底后部连接单元用于连接鞋底活动单元与鞋底后部的鞋跟结构，所述鞋底活动单元用于改变鞋底鞋跟位置与地面接触时的形态。
14.优选地，所述鞋底活动单元是两面摩擦系数不同的可翻转结构、可旋转一定角度的结构、可弯曲结构、可弯折结构、可滑动结构的任一项或多项组合。
15.优选地，连接单元采用铰链连接结构、扇叶连接结构、弹簧结构、滑轨连接结构、限位连接结构的任一项或多项组合。连接单元是指鞋底前部连接单元和鞋底后部连接单元。
16.优选地，所述驱动控制装置与鞋底第一防滑助力装置和鞋底第二防滑助力装置电连接，包括鞋底防滑助力控制单元和防滑助力装置调节机构；所述鞋底防滑助力控制单元用于根据鞋子运动状态数据判断人员行走时的后脚发力状态和前脚与地面接触状态并以此计算鞋底的防滑助力形态；所述防滑助力装置调节机构是与鞋底活动单元连接的可伸缩支撑结构，通过驱动电机控制可伸缩支撑结构挤压鞋底活动单元使得鞋底活动单元发生翻转和/或旋转和/或弯曲和/或弯折。
17.一种计算鞋底的防滑助力形态方法，其特征在于，包括：
18.鞋底防滑助力控制单元根据鞋子的运动方向数据和/或运动速度数据和/或摩擦力数据和/或压力数据判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态；
19.当鞋子处于行走时的后脚发力状态时，鞋底调节控制单元根据事先设置的鞋子运动状态数据与鞋底发力形态的对应关系生成调节鞋底第一防滑助力装置至相应位置的指令，即为鞋底的防滑助力形态；
20.当鞋子处于行走时的前脚与地面接触状态时，鞋底调节控制单元根据事先设置的鞋子运动状态数据与鞋底鞋跟支撑形态的对应关系生成调节鞋底第二防滑助力装置至相应位置的指令，即为鞋底的防滑助力形态。
21.一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使计算机执行上述的方法。
22.本发明具有的优点是：
23.(1)基于行走助力的智能防滑鞋根据鞋子运动状态数据判断人员行走时的后脚发力状态和前脚与地面接触状态和计算鞋底的防滑助力形态并以此控制鞋底第一防滑助力装置和鞋底第二防滑助力装置进行相应调节，不仅可以使得行走时后脚的发力更充分且避
免打滑，而且可以加强行走时前脚的脚跟支撑以避免打滑，有效地为人员行走时每一次后脚发力和前脚支撑匹配合适的防滑助力形态，降低打滑和摔倒的风险。
24.(2)鞋底活动单元是两面摩擦系数不同的可翻转结构、可旋转一定角度的结构、可弯曲结构、可弯折结构、可滑动结构的任一项或多项组合，通过驱动电机控制可伸缩支撑结构挤压鞋底活动单元使得鞋底活动单元发生翻转和/或旋转和/或弯曲和/或弯折，可以有效调节鞋底前部和鞋跟位置与地面接触的形态以有效增大与地面的摩擦系数避免打滑和增加发力和支撑时的鞋底助力。
附图说明
25.图1是本发明实施例的基于行走助力的智能防滑鞋结构示意图；
26.图2是本发明实施例的基于行走助力的智能防滑鞋的鞋底分块结构示意图；
27.图3是本发明实施例的一种计算鞋底的防滑助力形态方法的流程图。
具体实施方式
28.下面对本发明优选实施例作详细说明。
29.本发明的一种基于行走助力的智能防滑鞋的实施例，示意图如图1所示，其特征在于，包括：鞋本体(1)、运动检测装置(2)、鞋底第一防滑助力装置(3)、鞋底第二防滑助力装置(4)、驱动控制装置(5)；
30.所述运动检测装置(2)用于检测鞋子的运动状态数据；
31.所述鞋底第一防滑助力装置(3)部署于鞋底前部的人员行走时后脚前掌发力位置，用于改变人员行走时后脚前掌与地面接触位置的摩擦面和/或鞋底倾斜度；
32.所述鞋底第二防滑助力装置(4)部署于鞋底后部的人员行走时前脚的脚后跟与地面接触位置，用于改变人员行走时前脚的脚后跟与地面接触位置的摩擦面和/或鞋底倾斜度；
33.所述驱动控制装置(5)根据鞋子运动状态数据判断人员行走时的后脚发力状态和前脚与地面接触状态和计算鞋底的防滑助力形态并以此控制鞋底第一防滑助力装置和鞋底第二防滑助力装置进行相应调节。
34.优选地，所述运动检测装置采用加速度传感器、位移检测器、摩擦力检测器、压力传感器的任一项或多项组合，所述加速度传感器用于检测鞋子的运动方向和运动速度，所述位移检测器用于根据检测鞋子的位移方向，所述摩擦力检测器用于检测鞋子与地面是否产生接触和接触时的摩擦力大小，所述压力传感器用于检测鞋子受到的压力大小。本实施例中，采用pcb电路板搭载数据传输模块、处理器模块，运动检测装置的数据采集传感器部署在鞋底中部位置，如图1所示，用黑色实心圆形表示，数据采集传感器采用加速度传感器、位移检测器、摩擦力检测器、压力传感器的任一项或多项组合，所述加速度传感器用于检测鞋子的运动方向和运动速度，所述位移检测器用于根据检测鞋子的位移方向，所述摩擦力检测器用于检测鞋子与地面是否产生接触和接触时的摩擦力大小，所述压力传感器用于检测鞋子受到的压力大小，各传感器检测的数据通过数据传输模块传输至驱动控制装置(5)，驱动控制装置(5)根据检测数据调整鞋底形态。
35.优选地，所述运动状态数据包括运动方向数据、运动速度数据、摩擦力数据、压力
数据的任一项或多项组合。本实施例中，根据事先设置的不同传感器类型得到不同的运动状态数据。
36.优选地，所述鞋底第一防滑助力装置是由鞋底前部连接单元、鞋底活动单元组成；所述鞋底前部连接单元用于连接鞋底活动单元与鞋底前部的内层软性材料，所述鞋底活动单元用于改变鞋底前部与地面接触时的鞋底形态。本实施例中，本实施例中，如图2所示，在鞋底前部部署第一防滑助力装置，第一防滑助力装置是分块可调结构，不同活动单元之间用铰链连接，活动块与鞋底前部的内层软性材料通过胶黏进行连接。鞋底活动单元用于改变鞋底前部与地面接触时的鞋底形态，鞋底活动单元是两面摩擦系数不同的可翻转结构、可旋转一定角度的结构、可弯曲结构、可弯折结构、可滑动结构的任一项或多项组合。
37.优选地，所述鞋底第二防滑助力装置是由鞋底后部连接单元、鞋底活动单元组成；所述鞋底后部连接单元用于连接鞋底活动单元与鞋底后部的鞋跟结构，所述鞋底活动单元用于改变鞋底鞋跟位置与地面接触时的形态。本实施例中，本实施例中，如图2所示，在鞋底后部部署第二防滑助力装置，第二防滑助力装置是分块可调结构，不同活动单元之间用铰链连接，活动块与鞋底后部的内层软性材料通过胶黏进行连接。鞋底活动单元用于改变鞋底前部与地面接触时的鞋底形态，鞋底活动单元是两面摩擦系数不同的可翻转结构、可旋转一定角度的结构、可弯曲结构、可弯折结构、可滑动结构的任一项或多项组合。
38.在另外的优选实施方式中，鞋底前部连接单元和鞋底后部连接单元的结构还可以是铰链连接结构、扇叶连接结构、弹簧结构、滑轨连接结构、限位连接结构的任一项或多项组合。
39.优选地，所述驱动控制装置与鞋底第一防滑助力装置和鞋底第二防滑助力装置电连接，包括鞋底防滑助力控制单元和防滑助力装置调节机构；所述鞋底防滑助力控制单元用于根据鞋子运动状态数据判断人员行走时的后脚发力状态和前脚与地面接触状态并以此计算鞋底的防滑助力形态；所述防滑助力装置调节机构是与鞋底活动单元连接的可伸缩支撑结构，通过驱动电机控制可伸缩支撑结构挤压鞋底活动单元使得鞋底活动单元发生翻转和/或旋转和/或弯曲和/或弯折。本实施例中，鞋底防滑助力控制单元采用pcb板的中央处理器，包含数据传输模块、存储模块和处理器，数据传输模块接收运动检测装置获取的运动状态数据，存储模块存储计算鞋底防滑助力形态的程序，处理器根据鞋子运动状态数据判断人员行走时的后脚发力状态和前脚与地面接触状态并以此计算鞋底的防滑助力形态并生成调节鞋底第一防滑助力装置和鞋底第二防滑助力装置的指令。
40.上述的计算鞋底防滑助力形态的程序执行一种计算鞋底的防滑助力形态方法，流程图如图3所示，其特征在于，包括：
41.根据鞋子的运动方向数据和/或运动速度数据和/或摩擦力数据和/或压力数据判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态；
42.当鞋子处于行走时的后脚发力状态时，根据事先设置的鞋子运动状态数据与鞋底发力形态的对应关系生成调节鞋底第一防滑助力装置至相应位置的指令，即为鞋底的防滑助力形态；
43.当鞋子处于行走时的前脚与地面接触状态时，根据事先设置的鞋子运动状态数据与鞋底鞋跟支撑形态的对应关系生成调节鞋底第二防滑助力装置至相应位置的指令，即为鞋底的防滑助力形态。
44.本实施例中，所述根据鞋子的运动方向数据和/或运动速度数据和/或摩擦力数据和/或压力数据判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态，是：根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动速度所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的摩擦力所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围和鞋子的运动速度所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围和鞋子的摩擦力所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围和鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动速度所处的范围和鞋子的摩擦力所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动速度所处的范围和鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的摩擦力所处的范围和鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围和鞋子的运动速度所处的范围和鞋子的摩擦力所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围和鞋子的运动速度所处的范围和鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围和鞋子的摩擦力所处的范围和鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动速度所处的范围和鞋子的摩擦力所处的范围和鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态、根据鞋子的运动方向与地面水平线的夹角所处的范围和鞋子的运动速度所处的范围和鞋子的摩擦力所处的范围和鞋子的压力数据所处的范围判断当前鞋子是否处于行走时的后脚发力状态或前脚与地面接触状态的任一项。
45.鞋子的运动方向与地面水平线的夹角用变量a表示，鞋子的运动速度用变量b表示，鞋子的摩擦力用变量c表示，鞋子的压力数据用变量d表示，鞋子所处状态用变量x表示。
46.表a中a1～a15表示计算鞋子所处状态x的不同实施方式，其中表a中涉及的鞋子的运动方向与地面水平线的夹角a、鞋子的运动速度b、鞋子的摩擦力c、鞋子的压力数据d根据上述实施方式中的传感器数据得到。
47.表a计算鞋子所处状态的不同实施方式
48.49.50.51.52.[0053][0054]
鞋底防滑助力控制单元根据表a中任一项所述的方法计算出的鞋子所处状态及事先设置的鞋子运动状态数据与鞋底鞋跟支撑形态的对应关系生成相应的调节鞋底第一防滑助力装置或第二防滑助力装置的指令。
[0055]
防滑助力装置调节机构接收到调节鞋底第一防滑助力装置或第二防滑助力装置的指令后，启动驱动电机控制可伸缩支撑结构挤压鞋底活动单元使得鞋底活动单元发生翻转和/或旋转和/或弯曲和/或弯折，使得鞋底第一防滑助力装置和鞋底第二防滑助力装置处于相应的防滑助力形态。
[0056]
一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使计算机执行上述的方法。
[0057]
在另一种优选实施方式中，还包括提醒装置，所述提醒装置与地面检测装置电连接，当检测到运动数据的变化超出阈值时发出提醒。提醒的方式包括发出语音提示、通过无线通信方式传输至移动终端进行提醒、通过无线通信方式传输至相关联系人进行提醒的任一项或多项组合。
[0058]
当然，本技术领域中的普通技术应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。