本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)監(jiān)測(cè)的智能裝置，尤其涉及一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)監(jiān)測(cè)的鞋墊。

背景技術(shù)：

人腳是三點(diǎn)受力：大拇指、前腳掌和腳后跟。人正確行走時(shí)足部受力情況與內(nèi)八字腳、外八字腳、扁平足等不正確步態(tài)的完全不同。內(nèi)八字腳是由于前足內(nèi)測(cè)過重受力，而引起的不正確步態(tài)。扁平足指足縱弓降低或消失，有外翻畸形，站立時(shí)足弓塌陷，內(nèi)緣接近地面，凡足印實(shí)體超過標(biāo)準(zhǔn)線即為扁平足，這里的標(biāo)準(zhǔn)線是指足跟至足第三趾中點(diǎn)的連線。

八字腳、扁平足、后跟外翻等都是由于腳的不正確受力產(chǎn)生了身體的負(fù)力線而導(dǎo)致的，不及時(shí)矯正，不僅會(huì)影響體態(tài)，還會(huì)導(dǎo)致骨骼變形。及時(shí)檢測(cè)出足病的隱患才能盡早治療，有利于減緩病痛，及時(shí)康復(fù)。目前，八字腳等不正確步態(tài)的檢測(cè)一般采用專門的檢測(cè)設(shè)備，設(shè)備成本高，且使用復(fù)雜。

同時(shí)，隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)日常生活中走姿站姿也有了更高的追求。特別是禮儀培訓(xùn)學(xué)校與部隊(duì)軍訓(xùn)更是對(duì)個(gè)人的走姿與站姿提出了量化的要求，其中禮儀培訓(xùn)學(xué)校對(duì)學(xué)員站立時(shí)候身體與地面的角度以及站立過程中腳部是由腳尖還是腳跟受力都有明確的規(guī)范，同時(shí)，在行走過程中的步幅、步頻、抬腿高度及行走姿勢(shì)都亦有明確規(guī)定，使得培訓(xùn)學(xué)員在站立和行走過程中不僅姿態(tài)優(yōu)美具有氣質(zhì)，同時(shí)能最大程度的保護(hù)腳部健康；部隊(duì)軍訓(xùn)更是對(duì)站姿、步幅、步頻以及抬腿高度有更高的要求。

現(xiàn)在關(guān)于糾正腳掌姿勢(shì)的方式主要有：靠直覺刻意改正，通過用戶自身意識(shí)對(duì)走路姿勢(shì)加以糾正，但是該方法使得用戶必須實(shí)時(shí)用心與走路姿勢(shì)，容易造成用戶意識(shí)疲勞，并且數(shù)據(jù)難以量化，使得用戶自身意識(shí)無法判斷走路的情況是否是正確的，容易疏忽和出錯(cuò)；找人設(shè)計(jì)專用鞋墊，通過專人負(fù)責(zé)記錄用戶行走腳掌受力情況，然后定制一種適合用戶的專用鞋墊，但是價(jià)格較為昂貴，且不能矯正用戶錯(cuò)誤的行走姿勢(shì)。

中國專利一種具有走姿矯正功能的智能鞋墊(申請(qǐng)?zhí)枺?01420803707.1)中公布了，該專利屬于生活服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了具有通過帶自動(dòng)檢測(cè)行走過程中腳掌對(duì)地受力情況從而提醒用戶走路時(shí)候腳掌姿勢(shì)是否正常的功能，由壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、藍(lán)牙發(fā)射模塊、電池、處理器、震動(dòng)器、鞋墊、藍(lán)牙接收模塊、上位機(jī)軟件、手機(jī)構(gòu)成。該專利僅完成了使用者在使用過程中腳部受力監(jiān)測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)使用者在行走過程中的走姿的監(jiān)測(cè)及建議以及在站立時(shí)姿態(tài)監(jiān)測(cè)及建議。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)監(jiān)測(cè)的鞋墊，所述鞋墊功能模塊包括壓力傳感單元、加速度傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元、移動(dòng)控制終端以及震動(dòng)器單元，

所述數(shù)據(jù)處理單元基于所述壓力傳感單元測(cè)得的鞋墊使用者在行走過程中各壓力傳感器的壓力信息以及由移動(dòng)控制終端設(shè)置的閾值信息完成鞋墊使用者步態(tài)的判斷，并由震動(dòng)器單元實(shí)現(xiàn)步態(tài)信息反饋。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)處理單元基于所測(cè)得第三壓力傳感器處壓力與第四壓力傳感器處壓力的比值K₁、第七壓力傳感器處壓力與第八壓力傳感器處壓力的比值K₂以及使用者通過移動(dòng)控制終端設(shè)置的閾值M₁、N₁、P₁、Q₁來實(shí)現(xiàn)足部內(nèi)外八字腳的判斷。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述鞋墊還能夠用于站姿監(jiān)測(cè)，所述數(shù)據(jù)處理單元基于第四壓力傳感器處壓力與第八壓力傳感器處壓力比值的K₃以及使用者通過移動(dòng)控制終端設(shè)置的閾值M₂、N₂來實(shí)現(xiàn)鞋墊使用者在站立過程中發(fā)生前傾或后仰的判斷；

所述數(shù)據(jù)處理單元基于第三壓力傳感器處壓力與對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器處壓力的比值K₄以及使用者通過移動(dòng)控制終端設(shè)置的閾值P₂、Q₂來實(shí)現(xiàn)鞋墊使用者在站立過程中發(fā)生左傾或右傾的判斷，并將判斷結(jié)果通過移動(dòng)控制終端反饋給鞋墊使用者。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述閾值M₁為使用鞋墊對(duì)至少10名外八字腳患者測(cè)得的第三壓力傳感器處壓力與第四壓力傳感器處壓力比值的最大值；所述閾值N₁為使用鞋墊對(duì)至少10名外八字腳患者測(cè)得的第七壓力傳感器處壓力與第八壓力傳感器處壓力比值的最大值。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述閾值P₁為使用鞋墊對(duì)至少10名內(nèi)八字腳患者測(cè)得的第三壓力傳感器處壓力與第四壓力傳感器處壓力比值的最小值。所述閾值Q₁為使用鞋墊對(duì)至少10名外八字腳患者測(cè)得的第七壓力傳感器處壓力與第八壓力傳感器處壓力比值的最小值。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述閾值M₂為使用鞋墊對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第四壓力傳感器處壓力與第八壓力傳感器處壓力比值的最大值；所述閾值N₂為使用鞋墊對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第四壓力傳感器處壓力與第八壓力傳感器處壓力比值的最小值。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述閾值P₂為使用鞋墊對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第三壓力傳感器處壓力與對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器處壓力比值的最大值；所述閾值Q₂為使用鞋墊對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第三壓力傳感器處壓力與對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器處壓力比值的最小值。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)處理單元基于所述壓力傳感單元采集的使用者在訓(xùn)練過程中抬腳階段及落腳階段鞋墊各壓力傳感器壓力大小變化信息完成鞋墊使用者足部各部位受力先后順序分析，并由數(shù)據(jù)處理單元完成鞋墊使用者足部各部位受力先后順序與模仿對(duì)象足部各部位受力先后順序的比對(duì)，并將比對(duì)結(jié)果通過移動(dòng)控制終端反饋給鞋墊使用者。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)處理單元基于所述加速度傳感單元采集的使用者在訓(xùn)練過程中每一步抬腿時(shí)足部加速度方向數(shù)據(jù)完成足部空中移動(dòng)階段足部運(yùn)動(dòng)方向信息分析，并由數(shù)據(jù)處理單元完成使用者左右足部空中運(yùn)動(dòng)方向是否處于模仿對(duì)象足部運(yùn)動(dòng)方向范圍之內(nèi)的判斷，并將判斷結(jié)果通過移動(dòng)控制終端反饋給鞋墊使用者。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述鞋墊功能模塊還包括：用于實(shí)現(xiàn)模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換的分布式A/D采集模塊、用于完成數(shù)據(jù)通信的通信單元、用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)無線傳輸?shù)男盘?hào)傳輸單元以及用于實(shí)現(xiàn)數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換的分布式D/A輸出模塊。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提出的這種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)監(jiān)測(cè)的鞋墊可以有效地幫助使用者改變行走過程中出現(xiàn)八字腳的情況，并有助于改善使用者站姿不端正的問題。

此外，對(duì)于學(xué)走路的嬰兒和走路復(fù)健患者而言，細(xì)微的腳步不協(xié)調(diào)及腳步不正常姿態(tài)很難被家長或醫(yī)生發(fā)現(xiàn)，但如果不及時(shí)校正，這些錯(cuò)誤的步行姿態(tài)將會(huì)成為習(xí)慣，很難再糾正，而采用本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)監(jiān)測(cè)的鞋墊可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)行走過程中姿態(tài)不正確和不協(xié)調(diào)的情況，從而可降低行走時(shí)姿態(tài)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的功能模塊示意圖；

圖2是本發(fā)明的功能模塊在鞋墊上的分布示意圖；和

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中足部骨骼分區(qū)示意圖。

附圖標(biāo)記列表

101：壓力傳感單元 102：加速度傳感器單元

103：分布式A/D采集模塊 104：通信單元

105：數(shù)據(jù)處理單元 106：信號(hào)傳輸單元

107：移動(dòng)控制終端 108：震動(dòng)器單元

109：分布式D/A輸出模塊 201：鞋墊

202：第一受力區(qū)域 203：第二受力區(qū)域

204：第一壓力傳感器 205：第二壓力傳感器

206：第三壓力傳感器 207：第四壓力傳感器

208：第五壓力傳感器 209：第六壓力傳感器

210：第七壓力傳感器 211：第八壓力傳感器

212：第一震動(dòng)器 213：第二震動(dòng)器

214：第三震動(dòng)器 215：第四震動(dòng)器

216：第五震動(dòng)器 217：第六震動(dòng)器

218：第七震動(dòng)器 219：第八震動(dòng)器

220：加速度傳感器 221：數(shù)據(jù)采集處理單元

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1示出了本發(fā)明鞋墊的功能模塊，其中包括用于測(cè)量鞋墊不同部位壓力大小的壓力傳感單元101、用于測(cè)量腳部運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小及方向的加速度傳感單元102、用于實(shí)現(xiàn)模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換的分布式A/D采集模塊103、用于完成數(shù)據(jù)通信的通信單元104、用于實(shí)現(xiàn)采集信號(hào)處理與反饋的數(shù)據(jù)處理單元105、用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)無線傳輸?shù)男盘?hào)傳輸單元106、用于設(shè)置控制參數(shù)和接收反饋信息的移動(dòng)控制終端107、用于實(shí)現(xiàn)數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換的分布式D/A輸出模塊以及用于反饋處理信息的震動(dòng)器單元108。

所述壓力傳感單元101包含多個(gè)壓力傳感器，且所述壓力傳感單元101中的傳感器通過信號(hào)線與分布式A/D采集模塊103相連。所述壓力傳感單元101用于測(cè)量鞋墊不同部位受到腳部的壓力大小，并將采集到的壓力模擬信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送至分布式A/D采集模塊103。所述加速度傳感單元102包含多個(gè)加速度傳感器，且所述加速度傳感單元102中的加速度傳感器通過信號(hào)線與分布式A/D采集模塊103相連。所述加速度傳感單元102用于測(cè)量腳部運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小及方向，并將采集到的加速度模擬信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送至分布式A/D采集模塊103。所述分布式A/D采集模塊103與通信單元104相連。所述分布式A/D采集模塊103將接受到壓力傳感單元101和加速度傳感單元102傳輸?shù)哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳輸至通信單元104。所述通信單元104與數(shù)據(jù)處理單元105相連。所述通信單元104將接收到的由分布式A/D采集模塊發(fā)送的包含鞋墊各部位受到的壓力數(shù)據(jù)信息和包含腳部運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度數(shù)據(jù)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元105。所述數(shù)據(jù)處理單元105與信號(hào)傳輸單元106相連。所述數(shù)據(jù)處理單元105用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所接收到的包含鞋墊各部位受到的壓力數(shù)據(jù)信息和包含腳部運(yùn)動(dòng)時(shí)加速數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至信號(hào)傳輸單元106。所述信號(hào)傳輸單元106與移動(dòng)控制終端無線相連。所述信號(hào)傳輸單元106將收集到的數(shù)據(jù)處理單元105發(fā)送的處理結(jié)果數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙等裝置發(fā)送至移動(dòng)控制終端。

所述移動(dòng)控制終端107將接受到的處理結(jié)果數(shù)據(jù)以列表和圖像的形式展現(xiàn)給使用者。同時(shí)，所述移動(dòng)控制終端107還可以以語音方式展示處理結(jié)果數(shù)據(jù)。所述列表內(nèi)容包括壓力傳感單元101中各壓力傳感器對(duì)應(yīng)的壓力大小列表以及加速度傳感單元102中各加速度傳感器對(duì)應(yīng)的加速度方向和加速度大小列表。所述圖像內(nèi)容為基于鞋墊形狀顯示出位于鞋墊上各部位壓力傳感器處壓力大小和加速度傳感器的加速度大小和方向。所述加速度方向分為以鞋墊指向方向?yàn)閄軸正方向、以水平方向垂直于X軸方向指向鞋墊外側(cè)為Y軸正方向以及以豎直向上方向?yàn)閆軸正方向。

鞋墊使用者可于移動(dòng)控制終端107輸入設(shè)置信息設(shè)置震動(dòng)單元108中各震動(dòng)器的壓力震動(dòng)閾值。即是，當(dāng)對(duì)應(yīng)震動(dòng)器部位壓力超過設(shè)定閾值時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，提醒使用者該處的壓力信息。所述設(shè)置信息由所述移動(dòng)控制終端107無線傳輸至信號(hào)傳輸單元106，并由信號(hào)傳輸單元106將所述設(shè)置信息傳輸至數(shù)據(jù)處理單元105。所述數(shù)據(jù)處理單元105基于通信單元104傳輸?shù)男瑝|各部位實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)信息和移動(dòng)控制終端107傳輸?shù)脑O(shè)置信息完成數(shù)據(jù)處理，并將震動(dòng)器單元108的震動(dòng)命令信息發(fā)送至通信單元104，由通信單元104傳輸至分布式D/A輸出模塊109。由分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)傳輸至對(duì)應(yīng)震動(dòng)器。

圖2示出了本發(fā)明的鞋墊主要受力區(qū)域以及各功能模塊在鞋墊上的分布情況，以右鞋墊為例，且左鞋墊在對(duì)應(yīng)的位置處包含下述同樣的探測(cè)器和功能模塊。所示圖中包括鞋墊201、承擔(dān)腳拇指壓力的第一受力區(qū)域202、承擔(dān)前腳掌和腳跟壓力的第二受力區(qū)域203、測(cè)量第1趾骨壓力大小的第一壓力傳感器204、測(cè)量第2、3趾骨壓力大小的第二壓力傳感器205、測(cè)量第1、2跖骨的壓力大小的壓力傳感器207、測(cè)量第3、4跖骨的壓力大小的壓力傳感器206、測(cè)量足弓部位壓力大小的壓力傳感器208、測(cè)量足弓內(nèi)側(cè)部位壓力大小的壓力傳感器209、測(cè)量足跟外側(cè)部位壓力大小的壓力傳感器210、測(cè)量足跟內(nèi)側(cè)部位壓力大小的壓力傳感器211、用于反饋第1趾骨處壓力大小信息的第一震動(dòng)器212、用于反饋第2、3趾骨處壓力大小信息的第二震動(dòng)器213、用于反饋第3、4跖骨處壓力信息的第三震動(dòng)器214、用于反饋第1、2跖骨處壓力信息的第四震動(dòng)器215、用于反饋?zhàn)愎课粔毫π畔⒌牡谖逭饎?dòng)器216、用于反饋?zhàn)愎瓋?nèi)側(cè)部位壓力信息的第六震動(dòng)器217、用于反饋?zhàn)愀鈧?cè)部位壓力信息的第七震動(dòng)器218、用于反饋?zhàn)愀鷥?nèi)側(cè)部位壓力信息的第八震動(dòng)器219、用于測(cè)量腳部運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小和方向的加速度傳感器220以及位于足弓內(nèi)側(cè)的數(shù)據(jù)采集處理單元221。其中，所述數(shù)據(jù)采集處理單元包括分布式A/D采集模塊103、分布式D/A輸出模塊109、通信單元104、數(shù)據(jù)處理單元105和信號(hào)傳輸單元106。

基于人體足部生理結(jié)構(gòu)，足部受力包含三大受力區(qū)即是拇指區(qū)域、前掌區(qū)域和足跟區(qū)域。所述鞋墊201包含兩大受力區(qū)域?yàn)榈谝皇芰^(qū)域202和第二受理區(qū)域203。其中所述第一受力區(qū)域202即是對(duì)應(yīng)足部拇指區(qū)域。所述第二受力區(qū)域203包含足部前掌受力區(qū)域和足跟受力區(qū)域。所述第一壓力傳感器204與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第一壓力傳感器204用于測(cè)量第1趾骨處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。所述第二壓力傳感器205與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第二壓力傳感器205用于測(cè)量第2、3趾骨處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。所述第三壓力傳感器206與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第三壓力傳感器206用于測(cè)量第3、4跖骨處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。所述第四壓力傳感器207與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第四壓力傳感器207用于測(cè)量第1、2跖骨處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。所述第五壓力傳感器208與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第五壓力傳感器208用于測(cè)量足弓部位壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。所述第六壓力傳感器209與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第六壓力傳感器209用于測(cè)量足弓內(nèi)側(cè)部位壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。所述第七壓力傳感器210與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第七壓力傳感器210用于測(cè)量足跟外側(cè)部位壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。所述第八壓力傳感器211與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊通過數(shù)據(jù)線相連。所述第八壓力傳感器211用于測(cè)量足跟內(nèi)側(cè)部位壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。

所述第一震動(dòng)器212與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第一震動(dòng)器212基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出第1趾骨處受力大小信息。所述第二震動(dòng)器213與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第二震動(dòng)器213基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出第2、3趾骨處受力大小信息。所述第三震動(dòng)器214與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第三震動(dòng)器214基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出第3、4跖骨處受力大小信息。所述第四震動(dòng)器215與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第四震動(dòng)器215基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出第1、2跖骨處受力大小信息。所述第五震動(dòng)器216與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第五震動(dòng)器216基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出足弓處受力大小信息。所述第六震動(dòng)器217與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第六震動(dòng)器217基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出足弓內(nèi)側(cè)處受力大小信息。所述第七震動(dòng)器218與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第七震動(dòng)器218基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出足根外側(cè)處受力大小信息。所述第八震動(dòng)器219與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式D/A輸出模塊相連。所述第八震動(dòng)器219基于分布式D/A輸出模塊109將接受到的震動(dòng)命令信息反饋出足根內(nèi)側(cè)處受力大小信息。

所述加速度傳感器220處于鞋墊201上足弓內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)域，并與數(shù)據(jù)采集處理單元221中分布式A/D采集模塊103相連。所述加速度傳感器220位于鞋墊201上足弓內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)域有助于避免加速度傳感器220在鞋墊使用者站立及行走過程中長期承受壓力而損壞。所述加速度傳感器220用于使用者在行走過程中測(cè)量腳部運(yùn)動(dòng)的加速度大小及其方向，并將測(cè)量結(jié)果傳輸至分布式A/D采集模塊103。

所述數(shù)據(jù)采集處理單元221處于鞋墊201足弓內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)域，所述數(shù)據(jù)采集處理單元221包括分布式A/D采集模塊103、分布式D/A輸出模塊109、通信單元104、數(shù)據(jù)處理單元105和信號(hào)傳輸單元106。所述數(shù)據(jù)采集處理單元位于鞋墊201足弓內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)域有助于避免加速度傳感器220在鞋墊使用者站立及行走過程中長期承受壓力而損壞。

實(shí)施例1

以本發(fā)明鞋墊監(jiān)測(cè)八字腳患者為例。本發(fā)明中壓力測(cè)量點(diǎn)主要依據(jù)足部骨骼分區(qū)收足部受力區(qū)域來設(shè)置，在鞋墊體上與壓力測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置放置壓力傳感器。圖3為足部骨骼分區(qū)示意圖，足部骨骼可分為第1趾骨區(qū)、第2～5趾骨區(qū)、第1跖骨區(qū)、第2跖骨區(qū)、第3跖骨區(qū)、第4跖骨區(qū)、第5跖骨區(qū)、足弓區(qū)、足跟內(nèi)測(cè)區(qū)和足跟外側(cè)區(qū)等10個(gè)骨骼分區(qū)，由于行走時(shí)不同的走姿，第1趾骨區(qū)、第2～5趾骨區(qū)、第1跖骨區(qū)、第2跖骨區(qū)、第3跖骨區(qū)、第4跖骨區(qū)、足弓區(qū)、足弓內(nèi)側(cè)區(qū)、足跟內(nèi)側(cè)區(qū)和足跟外側(cè)區(qū)等受力點(diǎn)的壓力變化相對(duì)較大，因此，本發(fā)明針對(duì)上述受力點(diǎn)設(shè)置8個(gè)壓力測(cè)量點(diǎn)。

如圖2所示，在第1趾骨區(qū)、在第2、3趾骨區(qū)、第1、2跖骨區(qū)、第2、3跖骨區(qū)、足弓區(qū)、足弓內(nèi)側(cè)區(qū)、足跟內(nèi)測(cè)區(qū)和足跟外側(cè)區(qū)等8個(gè)分區(qū)分別設(shè)置1個(gè)壓力測(cè)量點(diǎn)，在鞋墊體上與壓力測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的區(qū)域布置壓力傳感器，即共布置8個(gè)壓力傳感器。當(dāng)使用者行走時(shí)，各壓力傳感器則可感應(yīng)到足部各骨骼區(qū)域與鞋面的情況。

本發(fā)明可對(duì)外八字腳和內(nèi)八字腳等不正確步態(tài)進(jìn)行判斷，基本思想如下：以外八字姿勢(shì)行走時(shí)，足部最大受力部位在足跟區(qū)，且足跟內(nèi)側(cè)區(qū)域受力大于足跟外側(cè)區(qū)域受力。其他各部位受到壓力由大到小依次為：第2跖骨區(qū)、第1跖骨區(qū)、第3跖骨區(qū)、第l趾骨區(qū)、第4跖骨區(qū)、第2～5趾骨區(qū)、足弓區(qū)和第5跖骨區(qū)，左右雙足的受力分布規(guī)律基本一致。即是，當(dāng)使用者以外八字行走時(shí)，人體壓力主要由足部內(nèi)側(cè)區(qū)域承擔(dān)。

以內(nèi)八字姿勢(shì)行走時(shí)，足部最大受力部位還是在足跟區(qū)，且足跟外側(cè)區(qū)域受力大于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)域受力。但其他各部位受到壓力由大到小依次為：第2跖骨區(qū)、第3跖骨區(qū)、足弓區(qū)、第4跖骨區(qū)、第1趾骨區(qū)、第5跖骨區(qū)、第2～5趾骨區(qū)。左右雙足的受力分布規(guī)律基本一致。即是，當(dāng)使用者以外八字行走時(shí)，人體壓力主要由足部外側(cè)區(qū)域承擔(dān)。

參見圖2所示。所述第三壓力傳感器206用于測(cè)量第3、4跖骨處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105。所述第四壓力傳感器207用于測(cè)量第1、2跖骨處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105。所述數(shù)據(jù)處理單元105基于第三壓力傳感器206和第四壓力傳感器207所測(cè)壓力數(shù)據(jù)，得出第三壓力傳感器206處壓力與第四壓力傳感器207處壓力比值K₁。

所述第七壓力傳感器210用于測(cè)量足跟外側(cè)處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105。所述第八壓力傳感器211用于測(cè)量足跟內(nèi)側(cè)處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至分布式A/D采集模塊。并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105。所述數(shù)據(jù)處理單元105基于第七壓力傳感器210和第八壓力傳感器211所測(cè)壓力數(shù)據(jù)，得出第七壓力傳感器210處壓力與第八壓力傳感器211處壓力比值K₂。

所述數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105基于所測(cè)得第三壓力傳感器206處壓力與第四壓力傳感器207處壓力比值K₁、第七壓力傳感器210處壓力與第八壓力傳感器211處壓力比值K₂以及使用者通過移動(dòng)控制終端設(shè)置的閾值M₁、N₁、P₁、Q₁來實(shí)現(xiàn)足部是否為內(nèi)外八字腳的判斷。

所述閾值M₁是使用鞋墊201對(duì)至少10名外八字腳患者測(cè)得的第三壓力傳感器206處壓力與第四壓力傳感器207處壓力比值的最大值。所述閾值N₁是使用鞋墊201對(duì)至少10名外八字腳患者測(cè)得的第七壓力傳感器210處壓力與第八壓力傳感器211處壓力比值的最大值。當(dāng)使用者使用鞋墊201行走過程走，所測(cè)得K₁與K₂分別小于M₁與N₁時(shí)，則使用者疑似患有外八字腳。同時(shí)，使用者可基于移動(dòng)控制終端107對(duì)第三震動(dòng)器214和第七震動(dòng)器218進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)K₁小于M₁時(shí)，通過震動(dòng)器214對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒，當(dāng)K₂小于N₁時(shí)，通過震動(dòng)器218對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒。使用者即可根據(jù)震動(dòng)提醒，調(diào)整行走過程中腳部姿勢(shì)。

所述閾值P₁是使用鞋墊201對(duì)至少10名內(nèi)八字腳患者測(cè)得的第三壓力傳感器206處壓力與第四壓力傳感器207處壓力比值的最小值。所述閾值Q₁是使用鞋墊201對(duì)至少10名外八字腳患者測(cè)得的第七壓力傳感器210處壓力與第八壓力傳感器211處壓力比值的最小值。當(dāng)使用者使用鞋墊201行走過程走，所測(cè)得K₁與K₂分別大于P₁與Q₁時(shí)，則使用者疑似患有外八字腳。同時(shí)，使用者可基于移動(dòng)控制終端107對(duì)第四震動(dòng)器215和第八震動(dòng)器219進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)K₂大于P₁時(shí)，通過第四震動(dòng)器215對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒，當(dāng)K₂大于Q₁時(shí)，通過第八震動(dòng)器218對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒。使用者即可根據(jù)震動(dòng)提醒，調(diào)整行走過程中腳部姿勢(shì)。

實(shí)施例2

以本發(fā)明鞋墊監(jiān)測(cè)站姿和反饋調(diào)整信息為例。

立正站立是最基本的站姿。它要求上半身挺胸、立腰、收腹，雙肩平齊、舒展，雙手放在身體兩側(cè)，頭正，兩眼平視，嘴微閉，下頜微收；下半身雙腿應(yīng)靠攏，兩腿關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)展直，雙腳呈“V”字型，身體重心落在兩腳中間。并且，在立正站立過程中，人體壓力主要集中在足跟和腳前掌區(qū)域。

參見圖2所示。所述第四壓力傳感器207用于測(cè)量使用者站立第1、2跖骨處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105。所述第八壓力傳感器211用于測(cè)量使用者站立足跟內(nèi)側(cè)處壓力大小，并將所測(cè)的壓力數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105。所述數(shù)據(jù)處理單元105基于第四壓力傳感器207和第八壓力傳感器211所測(cè)壓力數(shù)據(jù)，得出第四壓力傳感器207處壓力與第八壓力傳感器211處壓力比值K₃。

所述數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105基于第三壓力傳感器206和對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器所測(cè)得壓力數(shù)據(jù)，得出第三壓力傳感器206處壓力與對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器處壓力比值K₄。

所述數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105基于第四壓力傳感器207處與第八壓力傳感器211處壓力比值K₃以及使用者通過移動(dòng)控制終端107設(shè)置的閾值M₂、N₂來實(shí)現(xiàn)鞋墊201的使用者是否在站立過程中發(fā)生前傾或后仰的判斷。

所述數(shù)據(jù)處理單元221中數(shù)據(jù)處理單元105基于第三壓力傳感器206處與對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器處壓力比值K₄以及使用者通過移動(dòng)控制終端107設(shè)置的閾值P₂、Q₂來實(shí)現(xiàn)鞋墊201的使用者是否在站立過程中發(fā)生左傾或右傾的判斷。

所述閾值M₂是使用鞋墊201對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第四壓力傳感器207處壓力與第八壓力傳感器211處壓力比值的最大值。所述閾值N₂是使用鞋墊201對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第四壓力傳感器207處壓力與第八壓力傳感器211處壓力比值的最小值。當(dāng)使用者使用鞋墊201保持立正姿勢(shì)，所測(cè)得K₃大于M₂時(shí)，則使用者有前傾傾向；當(dāng)所測(cè)得K₄小于N₂時(shí)，則使用者有后仰傾向。同時(shí)，使用者可基于移動(dòng)控制終端107對(duì)第四震動(dòng)器215和第八震動(dòng)器219進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)K₃大于M₂時(shí)，通過第四震動(dòng)器215對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒，當(dāng)K₄小于N₂時(shí)，通過第八震動(dòng)器218對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒。使用者即可根據(jù)震動(dòng)提醒，調(diào)整站立過程中前傾或后仰姿勢(shì)。

所述閾值P₂是使用鞋墊201對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第三壓力傳感器206處壓力與對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器處壓力比值的最大值。所述閾值Q₂是使用鞋墊201對(duì)至少10名正確站立姿勢(shì)使用者測(cè)得的第三壓力傳感器206處壓力與對(duì)應(yīng)左鞋墊壓力傳感器處壓力比值的最小值。當(dāng)使用者使用鞋墊201保持立正姿勢(shì)，所測(cè)得K₄大于P₂時(shí)，則使用者身體有右傾傾向；所測(cè)的K₄小于Q₂時(shí)，則使用者身體有左傾傾向。同時(shí)，使用者可基于移動(dòng)控制終端107對(duì)第三震動(dòng)器214和對(duì)應(yīng)左鞋墊震動(dòng)器進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)K₄大于P₂時(shí)，通過第三震動(dòng)器214對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒，當(dāng)K₄小于Q₂時(shí)，通過對(duì)應(yīng)左鞋墊震動(dòng)器對(duì)使用者進(jìn)行震動(dòng)提醒。使用者即可根據(jù)震動(dòng)提醒，調(diào)整站立過程中左傾或右傾姿勢(shì)。

需要注意的是，上述具體實(shí)施例是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明公開內(nèi)容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本發(fā)明的公開范圍并落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明說明書及其附圖均為說明性而并非構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。