腳掌落地方式檢測(cè)設(shè)備及方法、包括該設(shè)備的鞋墊和鞋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)腳部運(yùn)動(dòng)方式的智能設(shè)備及其檢測(cè)方法還有包括該設(shè)備的鞋墊和鞋，尤其涉及一種檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備及其檢測(cè)方法與包括該設(shè)備的鞋墊和鞋。
【背景技術(shù)】
[0002]研究表明，經(jīng)常進(jìn)行跑步運(yùn)動(dòng)的人每年因跑步導(dǎo)致受傷的風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)79%，而且跑步運(yùn)動(dòng)者的腳掌落地方式和受傷概率之間存在著明顯的關(guān)聯(lián)性。生物力學(xué)分析顯示，與后跟或前腳掌落地相比，跑步運(yùn)動(dòng)者使用中足落地(或稱為全掌落地)的跑法有較低的下肢負(fù)荷率，并對(duì)于減少甚至避免跑步傷病是更為有利的。然而，跑步運(yùn)動(dòng)者通過自我反饋來自行調(diào)節(jié)/改變跑姿現(xiàn)在還沒有解決，前期的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，多達(dá)三分之一的跑步運(yùn)動(dòng)者不能正確地判斷自己跑步時(shí)的落地方式。
[0003]目前用來判定跑步運(yùn)動(dòng)者腳掌落地方式的兩個(gè)重要指標(biāo)是:腳著地指數(shù)(strikeindex)和腳著地角度(footstrike angle)，均需要昂貴的精密測(cè)量儀器，并且相關(guān)實(shí)驗(yàn)只局限于在室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行。如需在戶外環(huán)境獲取這些數(shù)據(jù)，我們只能借助于高速攝影機(jī)來捕捉跑步運(yùn)動(dòng)者腳落地瞬間的影像進(jìn)行粗略的定性研究。但此方法也只局限于分析整個(gè)跑步過程中的一小段過程，無法進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，效率低、精度差并且未必可以反映出測(cè)試者的整體表現(xiàn)。因此，我們需要一個(gè)能在戶外連續(xù)測(cè)量且成本低、設(shè)計(jì)簡單的新方案，一種能夠?yàn)榕懿竭\(yùn)動(dòng)者們提供檢測(cè)自身跑步時(shí)腳掌落地方式的工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種通過設(shè)置在腳底下不同部位的傳感器出現(xiàn)的時(shí)間順序及相互之間的時(shí)間差來確定腳掌落地方式的檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備及其檢測(cè)方法與包括該設(shè)備的鞋墊和鞋。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—方面，提供一種檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備。該設(shè)備包括腳下基體、分別設(shè)置在基體的前腳掌、中足以及腳跟三個(gè)部位上的至少三個(gè)傳感器、以及與各個(gè)傳感器電連接的控制單元。根據(jù)每一次落地過程中各個(gè)傳感器測(cè)得的前腳掌、中足以及腳跟落地的時(shí)序以及計(jì)算得到的不同部位落地時(shí)間之差來確定落地方式。
[0007]對(duì)于上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備，控制單元上還設(shè)有無線發(fā)射器，該設(shè)備還包括設(shè)置在移動(dòng)終端上的依次連接的無線接收器、數(shù)據(jù)分析模塊以及結(jié)果輸出模塊。
[0008]上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備還包括設(shè)置在腳下基體上的數(shù)據(jù)分析模塊和結(jié)果輸出模塊。
[0009]對(duì)于上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備，控制單元設(shè)置于腳下基體的中足位置。
[0010]對(duì)于上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備，控制單元處配置有支架。
[0011]對(duì)于上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備，傳感器是力敏電阻傳感器。
[0012]對(duì)于上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備，腳下基體為鞋墊或鞋底。
[0013]另一方面，提供一種包括上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備的鞋墊。
[0014]還有一方面，提供一種包括上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備的鞋。
[0015]最后，還提供一種上述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備的檢測(cè)方法。該方法包括:
[0016]檢測(cè)所設(shè)置的各個(gè)傳感器中是否有傳感器加載，如果有傳感器加載則記錄該傳感器加載的時(shí)間；
[0017]重復(fù)上述步驟，直至檢測(cè)到所有傳感器的加載時(shí)間或直至從檢測(cè)到第一個(gè)傳感器加載時(shí)起經(jīng)過預(yù)設(shè)時(shí)長；
[0018]對(duì)于所記錄的各個(gè)傳感器的加載時(shí)間進(jìn)行兩兩之間的時(shí)間差計(jì)算，對(duì)于沒有檢測(cè)到加載時(shí)間的傳感器則認(rèn)為該傳感器與第一個(gè)被檢測(cè)到加載時(shí)間的傳感器之間的時(shí)間差為預(yù)設(shè)時(shí)長，根據(jù)各個(gè)傳感器的加載次序以及相互之間的時(shí)間差確定腳掌的落地方式；
[0019]輸出腳掌落地方式的檢測(cè)結(jié)果。
[0020]對(duì)于上述檢測(cè)方法，檢測(cè)所設(shè)置的各個(gè)傳感器中是否有傳感器加載，如果有傳感器加載則記錄該傳感器加載的時(shí)間之后，該方法還包括:
[0021]檢測(cè)各個(gè)傳感器中是否有傳感器卸載，如果有傳感器卸載則記載該傳感器卸載的時(shí)間；
[0022]重復(fù)上述步驟，直至所有傳感器都已經(jīng)卸載，系統(tǒng)恢復(fù)為各個(gè)傳感器均為零負(fù)荷的初始狀態(tài)后等待進(jìn)入下一個(gè)步態(tài)周期。
[0023 ]對(duì)于上述檢測(cè)方法，所述對(duì)于所記錄的各個(gè)傳感器的加載時(shí)間進(jìn)行兩兩之間的時(shí)間差計(jì)算進(jìn)一步包括:將所記錄的各個(gè)傳感器的加載時(shí)間無線發(fā)送給移動(dòng)終端，移動(dòng)終端收到加載時(shí)間的數(shù)據(jù)后對(duì)于所記錄的各個(gè)傳感器的加載時(shí)間進(jìn)行兩兩之間的時(shí)間差計(jì)算。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案主要的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0025]與現(xiàn)有的設(shè)備相比，該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于成本低，邏輯簡單且便于攜帶。跑步運(yùn)動(dòng)者可以不借助實(shí)驗(yàn)室的精密儀器也能夠精確測(cè)量自身跑步時(shí)的落地方式。通過利用簡單且價(jià)格低廉的智能設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)獲取跑步時(shí)落地方式的檢測(cè)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)判別落地方式，跑步運(yùn)動(dòng)者可以在室外實(shí)時(shí)調(diào)整自己的訓(xùn)練方案。此外，本發(fā)明還提供了包括檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備的鞋墊和運(yùn)動(dòng)鞋。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備的俯視圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備的俯視圖及橫切面視圖；
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備的檢測(cè)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明實(shí)施例1的檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備設(shè)置在鞋墊中。如圖1所示，檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備包括鞋墊基體、分別設(shè)置在鞋墊基體的前腳掌、中足以及腳跟三個(gè)部位上的至少三傳感器101、以及與各個(gè)傳感器101電連接的控制單元102。
[0030]控制單元102上還設(shè)有無線發(fā)射器103。實(shí)施例1的檢測(cè)腳掌落地方式的設(shè)備還包括設(shè)置在外部移動(dòng)終端上的依次連接的無線接收器104、數(shù)據(jù)分析模塊105以及結(jié)果輸出模塊106。移動(dòng)終端例如為手機(jī)、膝上電腦等。
[0031]其中，傳感器101優(yōu)選為力敏電阻傳感器。無線發(fā)射器和無線接收器可以采用藍(lán)牙模塊，也可以采用wifi模塊。
[0032]根據(jù)我們前期傳感器101的位置及數(shù)量的研究，我們發(fā)現(xiàn)在鞋墊里只需三塊傳感器101便能夠準(zhǔn)確地判別三種不同的落地方式。這降低了制作成本及APP計(jì)算效率。當(dāng)然，本發(fā)明也包括設(shè)置更多塊傳感器101的情況，只是比設(shè)置三塊傳感器101實(shí)現(xiàn)起來復(fù)雜一些。
[0033]圖1示出了一雙鞋墊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。傳感器101的優(yōu)選位置為其中一塊設(shè)置在接近大拇趾的位置，另一塊設(shè)置在腳掌后三分一靠前內(nèi)側(cè)即近足弓的位置，還有一塊設(shè)置在近后跟外側(cè)。其實(shí)際設(shè)置位置會(huì)隨著鞋墊的大小不同而按比例調(diào)整。
[0034]傳感器101所產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)經(jīng)導(dǎo)線傳送至放于鞋墊內(nèi)中足位置優(yōu)選為足弓位置的控制單元102以判定加載和卸載的時(shí)間，然后再通過無線發(fā)射器103傳送至附近的移動(dòng)終端。具體來說，控制單元102包括微型處理器、計(jì)時(shí)器、無線發(fā)射器103和電池。移動(dòng)終端上安裝有相應(yīng)的應(yīng)用程序APP。訊號(hào)被移動(dòng)終端接收后會(huì)先經(jīng)過數(shù)據(jù)分析模塊105運(yùn)算，判別所屬的落地方式，然后再經(jīng)由結(jié)果輸出模塊106向用戶發(fā)出提示。
[0035]圖2示出了其中一只鞋墊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖及橫切面視圖?？刂茊卧?02包括微型處理器、計(jì)時(shí)器、無線發(fā)射器103和電池，設(shè)置于中足位置優(yōu)選為足弓位置。微形處理器、計(jì)時(shí)器及電池會(huì)加配支架107作為支撐保護(hù)，以減輕用戶腳落地時(shí)對(duì)電子組件造成的撞擊。
[0036]每個(gè)傳感器101的加載和卸載時(shí)間會(huì)通過嵌于鞋墊內(nèi)的無線發(fā)射器103傳送到移動(dòng)終端中進(jìn)行計(jì)算，從而能夠判別落地方式。跑步運(yùn)動(dòng)者可通過移動(dòng)終端