一种可调宽窄的自动穿脱智能鞋

1.本发明涉及一种自动穿脱智能鞋，特别涉及一种可调宽窄的自动穿脱智能鞋。


背景技术：

2.目前，随着社会老龄化的发展，老年智能产品成为研究热点，老年人、孕妇等特殊群体有共同的出行困难，即弯腰困难导致的穿鞋不便和脚部水肿导致的鞋子宽窄不适合。目前关于智能鞋的研究有很多方向，如检测足底压力的帮助糖尿病患者治疗的智能鞋、嵌入式步态采集分析智能鞋、通过左右鞋的距离控制来供电的创新智能鞋供电结构的智能鞋、通过内嵌传感器方便智能系统开启的智能鞋等，但没有专门为老年人舒适、便捷地出行而设计的产品，这些功能都属于普通鞋的附加功能，在有特殊需求时才适用，不能增加使用者的舒适感且智能设计在智能装置的启动或者供电上设计复杂，不便于使用者使用。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是为了解决现有的智能鞋在使用过程中存在的诸多问题，而提供的一种可调宽窄的自动穿脱智能鞋。
4.本发明提供的可调宽窄的自动穿脱智能鞋的鞋体分为鞋体前部和鞋体跟部，鞋体前部和鞋体跟部为开合结构，鞋体跟部能够进行开合，鞋体及鞋底上装配有柔性压力传感器，鞋底内嵌设有电控伸缩杆、单片机、电源和驱动机构，其中电控伸缩杆和单片机装配在鞋底的中间部位，电源和驱动机构设在鞋底的后部，鞋体跟部连接在驱动机构上，鞋体跟部在驱动机构的带动下能够进行开合，柔性压力传感器、电控伸缩杆、驱动机构均与单片机相连接，柔性压力传感器能够把采集的数据实时传输给单片机，单片机控制电控伸缩杆和驱动机构的工作，电源分别与电控伸缩杆、单片机和驱动机构相连接，电源为电控伸缩杆、单片机和驱动机构提供电力。
5.柔性压力传感器设置有五个，其中鞋底前部脚掌处嵌设有一个柔性压力传感器，鞋体的鞋帮前后两两对称设置有两组四个柔性压力传感器，单片机内还设置有语音识别模块和红外感应模块，语音识别模块和红外感应模块能够把采集的数据实时传输给单片机。
6.电控伸缩杆设置有两个，两个电控伸缩杆分别设在单片机的前后，两个电控伸缩杆均与单片机相连接，单片机根据柔性压力传感器传输的实时数据控制两个电控伸缩杆的伸缩，电控伸缩杆两端的鞋底上装配有滑块，滑块能够在电控伸缩杆的带动下进行滑动从而使鞋体的宽窄进行变化。
7.驱动机构包括舵机和驱动轴，舵机和驱动轴上均装配有齿轮，舵机上装配的齿轮与驱动轴上装配的齿轮相啮合，舵机通过两个齿轮驱使驱动轴进行转动，鞋体跟部连接在驱动轴上，驱动轴转动过程中能够带动鞋体跟部进行开合，舵机分别与鞋底内的单片机和电源相连接，电源为舵机提供电力，舵机由单片机控制工作。
8.电源为柔性电池，鞋体的鞋帮上装配有柔性太阳能板，柔性太阳能板与电源相连接，柔性太阳能板能够把太阳能转换成电能输入到电源内。
9.上述的柔性压力传感器、电控伸缩杆、单片机、电源、语音识别模块、红外感应模块、舵机和柔性太阳能板均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。
10.本发明的工作原理：
11.本发明提供的可调宽窄的自动穿脱智能鞋将鞋体(除鞋底部分)一分为二，鞋不使用时鞋体跟部为打开状态，使用者将足部伸进鞋内，位于鞋底前掌处的柔性压力传感器接收到超过阈值的压力信号，将信号传递给位于鞋底中间的单片机，单片机对信息进行处理后控制舵机转动，舵机的转动会带动驱动轴转动，使鞋体跟部闭合。穿鞋过程中，即鞋体跟部闭合开始时，鞋底的自动调节宽窄系统启动，在穿鞋过程中，位于鞋帮上的柔性压力传感器组会将检测到的足部与鞋面之间的挤压力经过信号转换传送到单片机，通过与单片机中预设的压力范围进行对比来自动调节鞋体宽窄，若实际挤压力不在预设范围内，单片机通过控制两个电控伸缩杆来自动调节鞋体宽窄并再次进行挤压力检测从而形成闭环控制。脱鞋时，分为自动控制与非自动控制，自动控制时，使用者将前脚掌抬起连续六秒，柔性压力传感器接收不到阈值压力，将信号传递给单片机，单片机控制舵机带动驱动轴转动，鞋体跟部自动打开，完成脱鞋，非自动控制时，分为语音控制和遥控器控制，语音控制模式为语音信号与鞋内单片机上的语音识别模块进行信号传递，使语音识别模块将信号传递给单片机，之后控制模式与全自动模式相同。遥控控制模式通过遥控的红外led与鞋内单片机上的红外感应模块进行信号传递，使单片机接收到来自红外感应模块的数据，之后控制模式与全自动模式相同。
12.本发明的有益效果：
13.本发明提供的可调宽窄的自动穿脱智能鞋达到了使穿鞋不便人群能够方便穿鞋的效果，同时提高了使用者的穿鞋舒适度。穿鞋不便的原因多集中在弯腰不便，而本发明能够让使用者不弯腰即可穿鞋，不再需要他人帮助即可穿鞋，便捷出行；穿鞋不便的人群多为老年人、孕妇等，这些特殊人群均有脚肿特征，这会使其在穿鞋时十分不舒服，而本发明通过可调节宽窄的设计结构来提高使用者的穿鞋舒适度；改良了供电系统，通过与新型材料的结合，使用光能供电，避免了定期充电或更换电池的麻烦；使用清洁能源太阳能，达到节能环保的目的。
附图说明
14.图1为本发明所述的自动穿脱智能鞋整体结构示意图。
15.图2为本发明所述的自动穿脱智能鞋鞋底结构示意图。
16.图3为本发明所述的自动穿脱智能鞋伸缩杆局部结构示意图。
17.图4为本发明所述的自动穿脱智能鞋关闭状态示意图。
18.图5为本发明所述的自动穿脱智能鞋打开状态示意图。
19.图6为本发明所述的自动穿脱智能鞋控制原理示意图。
20.图7为本发明所述的自动穿脱智能鞋控制框图。
21.图8为本发明所述的自动穿脱智能鞋使用原理流程示意图。
22.上图中的标注如下：
23.1、鞋体前部2、鞋体跟部3、柔性压力传感器4、鞋底
24.5、电控伸缩杆6、单片机7、电源8、语音识别模块
25.9、红外感应模块10、滑块11、舵机12、驱动轴13、齿轮
26.14、柔性太阳能板。
具体实施方式
27.请参阅图1至图8所示：
28.本发明提供的可调宽窄的自动穿脱智能鞋的鞋体分为鞋体前部1和鞋体跟部2，鞋体前部1和鞋体跟部2为开合结构，鞋体跟部2能够进行开合，鞋体及鞋底4上装配有柔性压力传感器3，鞋底4内嵌设有电控伸缩杆5、单片机6、电源7和驱动机构，其中电控伸缩杆5和单片机6装配在鞋底4的中间部位，电源7和驱动机构设在鞋底4的后部，鞋体跟部2连接在驱动机构上，鞋体跟部2在驱动机构的带动下能够进行开合，柔性压力传感器3、电控伸缩杆5、驱动机构均与单片机6相连接，柔性压力传感器3能够把采集的数据实时传输给单片机6，单片机6控制电控伸缩杆5和驱动机构的工作，电源7分别与电控伸缩杆5、单片机6和驱动机构相连接，电源7为电控伸缩杆5、单片机6和驱动机构提供电力。
29.柔性压力传感器3设置有五个，其中鞋底4前部脚掌处嵌设有一个柔性压力传感器3，鞋体的鞋帮前后两两对称设置有两组四个柔性压力传感器3，单片机6内还设置有语音识别模块8和红外感应模块9，语音识别模块8和红外感应模块9能够把采集的数据实时传输给单片机6。
30.电控伸缩杆5设置有两个，两个电控伸缩杆5分别设在单片机6的前后，两个电控伸缩杆5均与单片机6相连接，单片机6根据柔性压力传感器3传输的实时数据控制两个电控伸缩杆5的伸缩，电控伸缩杆5两端的鞋底4上装配有滑块10，滑块10能够在电控伸缩杆5的带动下进行滑动从而使鞋体的宽窄进行变化。
31.驱动机构包括舵机11和驱动轴12，舵机11和驱动轴12上均装配有齿轮13，舵机11上装配的齿轮13与驱动轴12上装配的齿轮13相啮合，舵机11通过两个齿轮13驱使驱动轴12进行转动，鞋体跟部2连接在驱动轴12上，驱动轴12转动过程中能够带动鞋体跟部2进行开合，舵机11分别与鞋底4内的单片机6和电源7相连接，电源7为舵机11提供电力，舵机11由单片机6控制工作。
32.电源7为柔性电池，鞋体的鞋帮上装配有柔性太阳能板14，柔性太阳能板14与电源7相连接，柔性太阳能板14能够把太阳能转换成电能输入到电源7内。
33.上述的柔性压力传感器3、电控伸缩杆5、单片机6、电源7、语音识别模块8、红外感应模块9、舵机11和柔性太阳能板14均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。
34.本发明的工作原理：
35.本发明提供的可调宽窄的自动穿脱智能鞋将鞋体(除鞋底部分)一分为二，鞋不使用时鞋体跟部2为打开状态，使用者将足部伸进鞋内，位于鞋底4前掌处的柔性压力传感器3接收到超过阈值的压力信号，将信号传递给位于鞋底4中间的单片机6，单片机6对信息进行处理后控制舵机11转动，舵机11的转动会带动驱动轴12转动，使鞋体跟部2闭合。穿鞋过程中，即鞋体跟部2闭合开始时，鞋底4的自动调节宽窄系统启动，在穿鞋过程中，位于鞋帮上的柔性压力传感器组会将检测到的足部与鞋面之间的挤压力经过信号转换传送到单片机6，通过与单片机6中预设的压力范围进行对比来自动调节鞋体宽窄，若实际挤压力不在预
设范围内，单片机6通过控制两个电控伸缩杆5来自动调节鞋体宽窄并再次进行挤压力检测从而形成闭环控制。脱鞋时，分为自动控制与非自动控制，自动控制时，使用者将前脚掌抬起连续六秒，柔性压力传感器3接收不到阈值压力，将信号传递给单片机6，单片机6控制舵机11带动驱动轴12转动，鞋体跟部2自动打开，完成脱鞋，非自动控制时，分为语音控制和遥控器控制，语音控制模式为语音信号与鞋内单片机6上的语音识别模块8进行信号传递，使语音识别模块8将信号传递给单片机6，之后控制模式与全自动模式相同。遥控控制模式通过遥控的红外led与鞋内单片机6上的红外感应模块9进行信号传递，使单片机6接收到来自红外感应模块9的数据，之后控制模式与全自动模式相同。