本專利申請涉及智能可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種智能的鞋帶控制技術(shù)和方法。

背景技術(shù)：

鞋子已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匾b備之一，無論是爬山、散步、跑步等各種運動，都離不開一雙合腳的、滿足各種不同功能的鞋子。隨著各種電子產(chǎn)品的大規(guī)模普及，以及微型化研究的快速發(fā)展，讓電子產(chǎn)品置入普通鞋子或鞋類物成為可行的方案。通過鞋子的電子化和智能化，可以為鞋子提供許多實用的功能，為用戶提供新體驗。在現(xiàn)有技術(shù)中，智能鞋能提供諸如計步、健康監(jiān)測等功能，但當用戶在不同運動狀態(tài)的過程中，對鞋子的舒適度要求不同，現(xiàn)有技術(shù)中的鞋子存在功能單一，不能滿足用戶舒適度需求的技術(shù)問題。

鞋類物品通常包括兩個主要元件：鞋面和鞋底結(jié)構(gòu)。鞋面常常由多種材料元件(如，織物、聚合物片層、泡沫層、皮革、合成皮革)形成，該多種材料元件被縫合或黏附地結(jié)合在一起，以在鞋類的內(nèi)部上形成用于舒適且牢固地容納足部的空腔。更特別地，鞋面形成在足部的腳背和腳趾區(qū)域上方、沿著足部的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面、且圍繞足部的鞋跟區(qū)域延伸的結(jié)構(gòu)。鞋面還可包含鞋帶系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)鞋類的適配性，以及允許足部進入鞋面內(nèi)的空腔和從鞋面內(nèi)的空腔移開足部。

在一些情況下，鞋帶系統(tǒng)可以包括動力化張緊系統(tǒng)。動力化張緊系統(tǒng)的部件可以包括例如動力化收緊設(shè)備、控制單元以及電池。這些部件中的每一個可以在各種地方并入至鞋類物品中。在一些情況下，這些部件中的一個或多個可以被隱藏，例如，隱藏在鞋底結(jié)構(gòu)內(nèi)。然而，在一些情況下，在鞋底結(jié)構(gòu)中空間可能被限制。此外，在鞋類的壽命期間，替換這些部件中的一個或多個可能是期望的。

中國專利申請?zhí)枮閏n201510923707.4，該發(fā)明公開了一種信息處理方法及智能鞋，所述信息處理方法包括：通過所述智能鞋的鞋舌上設(shè)置的至少一個第一傳感裝置檢測獲得用戶足部對所述鞋舌的至少一個第一壓力值，其中，所述智能鞋的鞋底、鞋面和鞋舌共同構(gòu)成足部容置空間；基于所述至少一個第一壓力值，調(diào)節(jié)所述智能鞋的鞋帶，以調(diào)整所述智能鞋的鞋底、鞋面和鞋舌相對用戶足部的松緊程度。本發(fā)明提供的上述方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的鞋子存在功能單一，不能滿足用戶舒適度需求的技術(shù)問題。

中國專利申請?zhí)枮閏n201610517453.0，該發(fā)明涉及一種智能鞋帶，包括：鞋帶本體；以及鞋帶扣，其以可分離或不可分離的方式連接到鞋帶本體；其中鞋帶扣包括：殼體；以及電子部分，其中所述電子部分位于所述殼體內(nèi)；其中所述電子部分進一步包括：處理器；運動傳感器，其連接到處理器；以及無線收發(fā)器，其連接到處理器。

現(xiàn)在智能鞋，鞋帶松緊可控，但還需要穿戴者的人為介入才能(遠程)調(diào)整鞋子的松緊舒適度，鞋子自身沒有“感覺”，智能化程度不夠高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本技術(shù)方案是利用一種自動識別人體運動場景的實現(xiàn)鞋帶自動松緊的，從而實現(xiàn)人體穿鞋舒適系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)涉及壓力傳感器、拉力傳感器、步進電機、智能微處理器、陀螺儀和加速度計等傳感器和控制執(zhí)行器件。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種控制智能鞋的鞋帶收放的方法，所述方法步驟包括：

s100：設(shè)定所述鞋帶松緊的四個等級：松一級、標準級、緊一級和緊二級；

s200：根據(jù)所述智能鞋的狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行對應等級的操作。

進一步，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述s200步驟后包括如下步驟：

s210：根據(jù)所述智能鞋的第一狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行松一級操作；

s220：根據(jù)所述智能鞋的第二狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行標準級操作；

s230：根據(jù)所述智能鞋的第三狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行緊一級操作；

s240：根據(jù)所述智能鞋的第四狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行緊二級操作。

進一步，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第一狀態(tài)為安靜坐姿，其中，加速度傳感器感應的加速度為0至0.1m/s²、陀螺儀感應的角速度小于30°/s、壓力傳感器感應的壓力小于所述智能鞋的使用者的體重。

進一步，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第二狀態(tài)為安靜立姿，其中，加速度傳感器感應的加速度為0至0.1m/s²、陀螺儀感應的角速度小于30°/s、壓力傳感器感應的壓力峰值大于等于所述智能鞋的使用者的體重。

進一步，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第三狀態(tài)為步行運動，其中，壓力傳感器感應的壓力峰值大于等于所述智能鞋的使用者的體重，并且所述壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)周期性變化的頻率較強，所述加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)信號較強。

進一步，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第四狀態(tài)為跑步運動，其中，壓力傳感器感應的壓力峰值大于等于所述智能鞋的使用者的體重，并且所述壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)周期性變化的頻率最強，所述加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)信號最強。

進一步，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述標準級根據(jù)使用者初次使用所述智能鞋時的松緊舒適程度進行設(shè)定。

本發(fā)明公開了一種自動松緊鞋帶的鞋子：

一種智能鞋，所述智能鞋包括鞋本體、鞋帶、鞋子狀態(tài)傳感器和智能鞋帶收放裝置，

所述智能鞋帶收放裝置，用于根據(jù)所述鞋子狀態(tài)傳感器反饋的所述鞋本體的狀態(tài)收緊或者放松所述鞋帶。

進一步，所述的智能鞋，所述鞋子狀態(tài)傳感器包括壓力傳感器、加速度計和陀螺儀，

所述壓力傳感器，用于感應所述鞋本體承受的壓力；

所述加速度計，用于感應所述鞋本體的線性加速度；

所述陀螺儀，用于感應所述鞋本體的角速度。

進一步，所述的智能鞋，所述智能鞋帶收放裝置包括控制模塊、拉力傳感器和鞋帶收放模塊，

所述控制模塊，用于根據(jù)所述鞋子狀態(tài)傳感器反饋的所述鞋本體的狀態(tài)發(fā)出收緊或者放松所述鞋帶的指令；

所述鞋帶收放模塊，用于執(zhí)行收緊或者放松所述鞋帶的指令；

所述拉力傳感器，用于感應所述鞋帶的松緊程度。

本發(fā)明至少具有以下有益效果之一：

1.本發(fā)明克服了原先的鞋子的鞋帶只能通過人工調(diào)整松緊，而不能根據(jù)使用者的狀態(tài)自動調(diào)節(jié)松緊的技術(shù)問題。

2.本發(fā)明賦予的智能鞋，可以通過感應使用者的不同狀態(tài)，操作鞋帶，給到不同的松緊程度。

3.本發(fā)明賦予的智能鞋不但能為使用者提供對應緊張度的步行或者跑步的鞋帶松緊度，而且能在使用者安靜坐姿狀態(tài)下，寬松腳部環(huán)境，促進血液循環(huán)。

4、本發(fā)明的智能鞋，智能化程度高、可靠性強、應用范圍廣，更可減少人工干預，也能提高舒適度，提升用戶體驗。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明：

圖1為本發(fā)明第一實施例流程示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實施例智能鞋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第一實施例鞋子狀態(tài)傳感器模塊構(gòu)成示意圖；

圖4為本發(fā)明第一實施例智能鞋帶收放裝置模塊構(gòu)成示意圖。

附圖標記說明

智能鞋——1000、鞋本體——100、鞋帶——110、鞋子狀態(tài)傳感器——200、壓力傳感器——210、加速度計——220、陀螺儀——230、智能鞋帶收放裝置——300、控制模塊——310、拉力傳感器——320、鞋帶收放模塊——330。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，以下說明和附圖對于本發(fā)明是示例性的，并且不應被理解為限制本發(fā)明。以下說明描述了眾多具體細節(jié)以方便對本發(fā)明理解。然而，在某些實例中，熟知的或常規(guī)的細節(jié)并未說明，以滿足說明書簡潔的要求。

在本申請一個典型的計算硬件配置中，客戶端/終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和可信方均包括一個或多個處理器(cpu)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口和內(nèi)存。

本發(fā)明中的客戶端、移動終端或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括處理器，含單核處理器或多核處理器。處理器也可稱為一個或多個微處理器、中央處理單元(cpu)等等。更具體地，處理器可為復雜的指令集計算(cisc)微處理器、精簡指令集計算(risc)微處理器、超長指令字(vliw)微處理器、實現(xiàn)其他指令集的處理器，或?qū)崿F(xiàn)指令集組合的處理器。處理器還可為一個或多個專用處理器，諸如專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、數(shù)字信號處理器(dsp)、網(wǎng)絡(luò)處理器、圖形處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器、通信處理器、密碼處理器、協(xié)處理器、嵌入式處理器、或能夠處理指令的任何其他類型的邏輯部件。處理器用于執(zhí)行本發(fā)明所討論的操作和步驟的指令。

本發(fā)明中的客戶端、移動終端或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括存儲器，用于存儲大數(shù)據(jù)，可包括一個或多個易失性存儲設(shè)備，如隨機存取存儲器(ram)、動態(tài)ram(dram)、同步dram(sdram)、靜態(tài)ram(sram)或其他類型的存儲設(shè)備。存儲器可存儲包括由處理器或任何其他設(shè)備執(zhí)行的指令序列的信息。例如，多種操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動程序、固件(例如，輸入輸出基本系統(tǒng)或bios)和/或應用程序的可執(zhí)行代碼和/或數(shù)據(jù)可被加載在存儲器中并且由處理器執(zhí)行。

本發(fā)明中的客戶端、移動終端或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作系統(tǒng)可為任何類型的操作系統(tǒng)，例如微軟公司的windows、windowsphone，蘋果公司ios，谷歌公司的android，以及l(fā)inux、unix操作系統(tǒng)或其他實時或嵌入式操作系統(tǒng)諸如vxworks等。

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，以下說明和附圖對于本發(fā)明是示例性的，并且不應被理解為限制本發(fā)明。以下說明描述了眾多具體細節(jié)以方便對本發(fā)明理解。然而，在某些實例中，熟知的或常規(guī)的細節(jié)并未說明，以滿足說明書簡潔的要求。本發(fā)明的設(shè)備/系統(tǒng)及方法參見下述實施例：

第一實施例

如圖1為本發(fā)明第一實施例流程示意圖所示：

一種控制智能鞋的鞋帶收放的方法，所述方法步驟包括：

s100：設(shè)定所述鞋帶松緊的四個等級：松一級、標準級、緊一級和緊二級；

s200：根據(jù)所述智能鞋的狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行對應等級的操作。

本實施例公開了一種自動松緊鞋帶的鞋子，如圖2為本發(fā)明第一實施例智能鞋結(jié)構(gòu)示意圖所示：

一種智能鞋1000，所述智能鞋包括鞋本體100、鞋帶110、鞋子狀態(tài)傳感器200和智能鞋帶收放裝置300，

所述智能鞋帶收放裝置300，用于根據(jù)所述鞋子狀態(tài)傳感器200反饋的所述鞋本體的狀態(tài)收緊或者放松所述鞋帶110。

優(yōu)選地，所述的智能鞋，如圖3為本發(fā)明第一實施例鞋子狀態(tài)傳感器模塊構(gòu)成示意圖所示，所述鞋子狀態(tài)傳感器200包括壓力傳感器210、加速度計220和陀螺儀230，

所述壓力傳感器210，用于感應所述鞋本體承受的壓力；

所述加速度計220，用于感應所述鞋本體的線性加速度；

所述陀螺儀230，用于感應所述鞋本體的角速度。

優(yōu)選地，所述的智能鞋，如圖4為本發(fā)明第一實施例智能鞋帶收放裝置模塊構(gòu)成示意圖所示，所述智能鞋帶收放裝置300包括控制模塊310、拉力傳感器320和鞋帶收放模塊330，

所述控制模塊310，用于根據(jù)所述鞋子狀態(tài)傳感器反饋的所述鞋本體的狀態(tài)發(fā)出收緊或者放松所述鞋帶的指令；

所述鞋帶收放模塊330，用于執(zhí)行收緊或者放松所述鞋帶的指令；

所述拉力傳感器320，用于感應所述鞋帶的松緊程度

第二實施例

在實施例一的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化的實施例，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述s200步驟后包括如下步驟：

s210：根據(jù)所述智能鞋的第一狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行松一級操作；

s220：根據(jù)所述智能鞋的第二狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行標準級操作；

s230：根據(jù)所述智能鞋的第三狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行緊一級操作；

s240：根據(jù)所述智能鞋的第四狀態(tài)，智能鞋帶收放裝置執(zhí)行緊二級操作。

優(yōu)選地，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第一狀態(tài)為安靜坐姿，其中，加速度傳感器感應的加速度為0至0.1m/s²、陀螺儀感應的角速度小于30°/s、壓力傳感器感應的壓力小于所述智能鞋的使用者的體重。

優(yōu)選地，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第二狀態(tài)為安靜立姿，其中，加速度傳感器感應的加速度為0至0.1m/s²、陀螺儀感應的角速度小于30°/s、壓力傳感器感應的壓力峰值大于等于所述智能鞋的使用者的體重。

優(yōu)選地，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第三狀態(tài)為步行運動，其中，壓力傳感器感應的壓力峰值大于等于所述智能鞋的使用者的體重，并且所述壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)周期性變化的頻率較強，所述加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)信號較強。

優(yōu)選地，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述第四狀態(tài)為跑步運動，其中，壓力傳感器感應的壓力峰值大于等于所述智能鞋的使用者的體重，并且所述壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)周期性變化的頻率最強，所述加速度傳感器、陀螺儀感應數(shù)據(jù)信號最強。

優(yōu)選地，所述的智能鞋的鞋帶收放的方法，所述標準級根據(jù)使用者初次使用所述智能鞋時的松緊舒適程度進行設(shè)定。

第三實施例

鞋子是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪匾漠a(chǎn)品之一，其最重要的功能是保護人的腳部。隨著時代的發(fā)展，人們對鞋子要求不斷提高，不僅要求它可以保護人的腳，還要求實現(xiàn)穿戴舒適。傳統(tǒng)的鞋子，一般通過鞋帶來保持鞋子和腳相對固定。但是，有時為了舒適鞋帶會系的較松，這事，鞋子容易掉落，為了防止鞋子脫落，人們又會把鞋子系的較緊，導致腳部血管受到壓迫，影響血液循環(huán)，穿戴不舒適。

隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展及智能硬件產(chǎn)品的發(fā)展，為解決鞋子穿戴問題提供了新的解決方法。本系統(tǒng)通過采用智能微處理器，實現(xiàn)人體運動場景智能識別，自動分類人體運動場景，實現(xiàn)分場景控制。通過采用拉力傳感器和壓力傳感器實現(xiàn)，對鞋帶系緊程度和腳面壓力的監(jiān)測，并判斷人體腳部的舒適程度。同時通過微型步進電機實現(xiàn)對鞋帶松緊程度的調(diào)節(jié)，根據(jù)智能微處理器的判斷輸出鞋帶的松緊信號，由步進電機執(zhí)行。

現(xiàn)有技術(shù)忽略了一點：如何根據(jù)用戶的實時活動狀態(tài)，智能調(diào)節(jié)鞋帶的松緊。現(xiàn)有技術(shù)的主要關(guān)注帶來在于鞋帶如何實行自動綁緊和松開，而沒有考慮到在不同場景下松緊的調(diào)節(jié)應用，其僅僅是一種機械裝置。本系統(tǒng)通過采用智能微處理器，實現(xiàn)了對用戶活動場景的智能識別，根據(jù)用戶活動狀態(tài)智能調(diào)節(jié)鞋帶松緊。

在安靜狀態(tài)，鞋帶適當放松，運動狀態(tài)鞋帶自動收緊，防止鞋子脫落，提高運動能力。實現(xiàn)動靜狀態(tài)的松緊皆宜。

一、傳感器位置放置：

本設(shè)計要求在用戶鞋子根部放置一個智能微處理器主控制板，該主板集成了加速度傳感器220和陀螺儀230，并預置了拉力傳感器320和壓力傳感器210接口。拉力傳感器320安裝在鞋帶中間，實時檢測鞋帶的拉力大小，壓力傳感器放在鞋跟底面以及腳掌下面直接測量兩點的壓力，實現(xiàn)人體狀態(tài)的輔助檢測。鞋帶110采用具有一定彈性材質(zhì)制造，2個電機放在一個鞋子的鞋跟左右兩側(cè)，分別連接好相應的一根鞋帶的兩端，在未穿戴情況下，電機處于松弛狀態(tài)，鞋帶110可以處于稀疏狀態(tài)，便于用戶穿鞋。用戶穿好后點擊穿鞋狀態(tài)按鍵，就可以自動系緊鞋帶。

二、本方案的具體檢測方法：

當把拉力傳感器320、壓力傳感器210、加速度傳感器220等按照上述方法放置以后，安裝良好，其相對位置已經(jīng)固定。在用戶穿好鞋子以后，可以自行系緊鞋帶，保持合適松緊。此時系統(tǒng)會把此時狀態(tài)作為一個判斷基準(即標準級)。

智能微處理器中，先存儲好鞋帶松緊數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)和智能控制算法，包括放松鞋帶一級(松一級)，用于安靜狀態(tài)放松鞋帶，保持穿戴舒適。系緊一級，用于初步系緊鞋帶，防止鞋帶掉落。系緊二級，用于保持鞋帶牢固系緊，便于用戶進行劇烈運動。

在安靜坐姿狀態(tài)下，用戶會長時間保持不動。此時加速度傳感器220輸出的加速度小于0.1m/s2，或者接近于零，陀螺儀230檢測的是旋轉(zhuǎn)角速度，此時輸出的角速度應小于30°/s，在兩者均滿足此條件下。智能微處理器將判斷此時為安靜狀態(tài)，此時，會自動放松鞋帶，輸出放松鞋帶1級信號給電機，讓電機反轉(zhuǎn)2～3圈，讓鞋帶放松。同時通過測量拉力傳感器320形成負反饋，測量鞋帶的拉力，從而根據(jù)其大小判斷鞋帶松緊度，并保持其數(shù)值小于判斷基準。

在人站立時候，通過壓力傳感器210可以感知人體站立狀態(tài)，此時的壓力傳感器210數(shù)值峰值大于人體體重。智能微處理器可以判斷此時人體處于站立狀態(tài)，若加速度傳感器210數(shù)值和陀螺儀輸出過小，那么其判斷為安靜站立，為了做好用戶隨時走動準備，此時鞋帶松緊度應該達到系緊鞋帶時候的水平，智能微處理器應輸出正常系緊信號給電機，帶動鞋帶，調(diào)節(jié)松緊度到判斷基準時期，并通過拉力傳感器320的負反饋反應調(diào)節(jié)結(jié)果是否達到預期。

在步行狀態(tài)下，加速度傳感器210輸出的一個周期加速度信號，其最大幅值小于0.5m/s²。陀螺儀220也會規(guī)律性輸出一個轉(zhuǎn)角信號，其最大幅值小于60°/s，同時壓力傳感器測量得到壓力數(shù)據(jù)也是周期性變化，峰值大于人體重力。符合以上情況，智能未處理其判斷為步行狀態(tài)，此時其輸出信號給電機，進一步系緊鞋帶，保持其松緊程度為緊一級。

如果，加速度傳感器210輸出一個周期加速度信號，其最大幅值大于1m/s²，和陀螺儀會220規(guī)律性輸出一個轉(zhuǎn)角信號，其最大幅值大于60°/s，同時壓力傳感器也規(guī)律性輸出大的壓力信號，說明目前處于劇烈運動狀態(tài)，需要保持鞋帶緊固，微處理器輸出緊二級信號給電機，系緊鞋帶，同時通過拉力傳感器反饋系緊結(jié)果，從而保持到位。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本發(fā)明內(nèi)。不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數(shù)不排除復數(shù)。裝置權(quán)利要求中陳述的多個單元或裝置也可以由一個單元或裝置通過軟件或者硬件來實現(xiàn)。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。