專利名稱：一種壓力監測鞋的制作方法
技術領域：
本發明涉及應變傳感領域，尤其涉及一種壓力監測鞋。
背景技術：
無論對于職業工作者，如消防員和警察、不同項目的體育運動員，還是老年人或者某些疾病患者，如中風后康復的患者等，能夠迅速的測量和檢測他們足部不同部位壓力以及壓力分布，對提高他們的工作效率、提升運動技能或者康復，都有非常重要的作用。

發明內容
本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種壓力監測鞋。可以迅速的測量和檢測足部不同部位的壓力。為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種壓力監測鞋，包括鞋主體、數據處理裝置和至少兩個壓力傳感器；所述壓力傳感器設置在所述鞋主體與腳部接觸的一個或多個位置中；所述數據處理裝置設置在所述壓力監測鞋的鞋底空間、鞋身外側空間或鞋跟后側空間中的一處或多處，并與所述壓力傳感器之間設置有信號連接線。其中，所述壓力傳感器包括柔性織物傳感器和封裝所述柔性織物傳感器的封裝裝置，或，所述的壓力傳感器為電阻式、電容式、電感式壓力傳感器，分別通過檢測傳感器輸出電壓或者電流的變化獲得壓力數據。。所述柔性織物傳感器包括傳感應力的柔性織物層、覆蓋粘結在所述柔性織物層上的固定層；在所述柔性織物的應力感應區域無粘結覆蓋的固定層，在所述柔性織物的應力感應區域旁的固定區域有粘結覆蓋的固定層；所述固定層的應變小于所述柔性織物。所述固定層為非彈性機械織物。所述柔性織物層的織物為C形，C形的上下兩臂為應力感應區域；所述固定層固定在C形的起點和終點側和C形的左側彎曲側；所述固定層的應變小于所述柔性織物。數據處理裝置包括發射模塊，用于接收所述壓力傳感器產生的信號并將所述通過有線或無線模式發送至外部數據接收平臺；或/和，
所述數據處理裝置包括數據存儲模塊，用于接收并存儲所述壓力傳感器產生的信號，并將所述壓力傳感器產生的信號轉化成壓力數據并存儲。所述封裝裝置包括柔性殼裝體，所述壓力傳感器封裝在柔性殼裝體中，并固定在所述柔性殼裝體的底部基體上，所述柔性殼裝體隨著所述柔性織物傳感器的拉伸而伸長，隨所述柔性織物傳感器的收縮而收縮；或/和，
所述封裝裝置包括柔性涂層，所述柔性涂層涂覆在所述壓力傳感器的所有面，所述柔性涂層隨著所述柔性織物傳感器的拉伸而伸長，隨所述柔性織物傳感器的收縮而收縮。在所述應力感應區域沿應變方向的兩側粘結、機械夾持、縫紉連接導線或導電扣。

或，在所述應力感應區域沿應變方向的兩側的固定區域粘結、機械夾持、縫紉連接導線或導電扣，所述導線或導電扣與所述柔性織物導電連接。
在本發明實施例中的壓力監測鞋中，將數據處理裝置設置在所述壓力監測鞋的鞋底空間、鞋身外側空間或鞋跟后側空間，不會對穿鞋者造成不適，又能夠及時的獲得傳感器信息，有利于及時有效的處理數據。進一步的，在本發明實施例中提供了采用柔性織物傳感器作為壓力傳感器的實施方案，該柔性織物傳感器是在彈性的傳感應力的柔性織物層上覆蓋粘結上一層彈性較低或無彈性的固定層，并且該固定層在柔性織物的應力感應區域沒有覆蓋，這樣，既可以保證柔性織物的應力感應區域感應應力，又可以使得柔性織物的其他區域無形變或僅產生較小的形變，方便將柔性織物與整個傳感系統的其他部分進行連接，提高傳感器的精度。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明實施例中的壓力監測鞋中的壓力傳感器位置示意的俯視 圖2是本發明實施例中的壓力監測鞋中的壓力傳感器位置示意的側視 圖3是本發明實施例中的壓力監測鞋中的數據處理裝置的第一位置示意 圖4是本發明實施例中的壓力監測鞋中的數據處理裝置的第二位置示意 圖5是本發明實施例中的壓力監測鞋中的數據處理裝置的第三位置示意 圖6是本發明實施例中的柔性織物傳感器的一個組成結構的正面示意 圖7是圖6中的柔性織物傳感器的側面示意 圖8是本發明實施例中的柔性織物傳感器的另一個組成結構的正面示意 圖9是圖8中的柔性織物傳感器的側面示意 圖10是本發明實施例中的柔性織物傳感器的導線連接的一個具體結構示意 圖11是本發明實施例中的柔性織物傳感器的導電扣連接的一個具體結構示意 圖12是本發明實施例中的柔性織物傳感器的柔性織物為C形的一個具體結構示意
圖13是本發明實施例中的柔性織物傳感器的柔性織物為C形的另一個具體結構示意
圖14是本發明實施例中的柔性織物傳感器半成品的鏤空圖案的一個具體示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明實施例公開了一種壓力監測鞋，包括鞋主體、數據處理裝置和至少兩個壓力傳感器；所述壓力傳感器設置在所述鞋主體與腳部接觸的一個或多個位置中；所述數據處理裝置設置在所述壓 力監測鞋的鞋底空間、鞋身外側空間或鞋跟后側空間中的一處或多處，并與所述壓力傳感器之間設置有信號連接線。其中所述壓力傳感器包括柔性織物傳感器和封裝所述柔性織物傳感器的封裝裝置，或，所述的壓力傳感器為電阻式、電容式、電感式壓力傳感器。如圖1和圖2所示，為本發明實施例中壓力傳感器在鞋主體中的位置設置情況，本例中在多個位置分別設置了壓力傳感器，圖中灰色的小方塊即為壓力傳感器，圖示中為了示意，小方塊有一定尺寸，當然不能以此來限制本發明實施例中的壓力傳感器的實際大小。如圖:Γ5所示，則是本發明實施例中數據處理裝置設置在鞋主體不同位置的示意圖。圖3為設置在鞋底，圖4為鞋跟后側空間，圖5為鞋身外側空間。這樣設置可以有效的利用鞋本身存在的空間，也不會造成穿鞋者的不適。同時，配合圖1和圖2中的壓力傳感器的位置，也有利于壓力傳感器的信號線更容易連接到數據處理裝置。其中，所述數據處理裝置可包括發射模塊，用于接收所述壓力傳感器產生的信號并將所述通過有線或無線模式發送至外部數據接收平臺。或者是，所述數據處理裝置包括數據存儲模塊，用于接收并存儲所述壓力傳感器產生的信號，并將所述壓力傳感器產生的信號轉化成壓力數據并存儲。為了更好的進行壓力信號的檢測，本發明實施例中提出了一種采用柔性織物傳感器來檢測壓力信號的具體 實施方式。該傳感器封裝在封裝裝置中，以保證防水、防潮，提高傳感器的使用壽命和精度。如，可在柔性織物傳感器上涂覆柔性涂層后得到壓力傳感器，即壓力傳感器包括柔性織物傳感器和在所述柔性織物傳感器的所有面涂覆的柔性涂層；其中，所述柔性涂層隨著所述柔性織物傳感器的拉伸而伸長，隨所述柔性織物傳感器的收縮而收縮。也可以通過殼體封裝方式獲得壓力傳感器。此時，則該壓力傳感器可包括柔性織物傳感器和封裝所述柔性織物傳感器的柔性殼裝體，所述柔性織物傳感器固定在所述柔性殼裝體的底部基體上。其中，所述柔性殼裝體隨著所述柔性織物傳感器的拉伸而伸長，隨所述柔性織物傳感器的收縮而收縮。即，該柔性殼裝體會隨著壓力傳感器的壓縮/伸長過程動作，又不會影響其中的柔性織物傳感器的敏感度。其中，柔性殼裝體或柔性涂層可以是熱塑性或熱固性聚合物材料，通過模塑、注塑或吹塑等工藝成型，底部基體材料則可以是普通的聚合物材料。如，柔性殼裝體或柔性涂層材料可以是熱塑性彈性體材料(如EBS，SEBS等)、硅橡膠、天然橡膠和各類合成橡膠，類似的，柔性涂層材料也可以是這些材料。需要說明的是，上述兩種封裝方式可以分別施行，獲得上述的兩種壓力傳感器，也可以同時施行，即將柔性織物傳感器經過涂覆封裝后再封裝到柔性殼裝體中。在本發明實施例中，在柔性織物傳感器上通過涂覆或殼裝的方式封裝形成壓力傳感器，涂覆的柔性涂層或/和柔性殼裝體本身都是柔性材料，不會影響封裝在其中的柔性織物傳感器的敏感度，提高了傳感器的性能。進一步的，如圖6和7所示，為本發明實施例中采用的一種柔性織物傳感器的具體組成，該柔性織物傳感器包括傳感應力的柔性織物層1、覆蓋粘結在所述柔性織物層上的固定層2 ;其中，在所述柔性織物I的應力感應區域10無粘結覆蓋的固定層，在所述柔性織物的應力感應區域10旁的固定區域有粘結覆蓋的固定層2 ;所述固定層的應變小于所述柔性織物。上述固定層為非彈性機織物。
由于固定層的應變小于柔性織物，當柔性織物受應力作用而產生形變時，則保證形變都發生在無粘附有固定層的應力感應區域。這樣，通過控制固定層不覆蓋于柔性織物的區域，就可以精確的控制應力感應區域的大小，最終實現應力的精確測量。當然，圖6、7中所示的應力感應區域的形狀僅為一種示例，也可以有其他的形狀，如圖8和9所示，則為本發明實施例中采用的另一種柔性織物傳感器的組成示意圖。如圖10所示，為本發明實施例中的柔性織物的導電連接方式中一種(本例中為導線縫紉連接到織物中)的示例,本例中通過縫紉連接連接導線300。當然還可以有其他的導電連接方式，如，在所述應力感應區域沿應變方向的兩側粘結、機械夾持、縫紉連接導線或導電扣；或在所述應力感應區域沿應變方向的兩側的固定區域粘結、機械夾持、縫紉連接導線或導電扣等，所述導線或導電扣與所述柔性織物導電連接。如圖11所示，為在應力感應區域沿應變方向的兩側的固定區域機械夾持導電扣的示例，本例中導電扣與導線300電連接。該導電扣可以設計成凸凹扣的形式，在需要測量時將凸凹扣扣合，不需要測量時，則可將凸凹扣分離，圖11中為扣合的情形。本發明人在實際使用過程中還發現，由于一般應力都來自對應的兩側，使得在安置傳感器時其導電端一般位于應力感應部分沿應力方向的兩側，這樣設計不利于傳感器后續電路的布置，即其兩端導線總有一端的導線要沿應力方向布置。為此，如圖12、13所示，本發明實施例中采用的柔性織物傳感器的另一種組成情況，所述柔性織物傳感器包括傳感應力的柔性織物層、覆蓋粘結在所述柔性織物層上的固定層；其中，所述柔性織物層的織物為C形，C形的上下兩臂為應力感應區域；所述固定層固定在C形的起點和終點側和C形的左側彎曲側；所述固定層的應變小于所述柔性織物。其中，在所述C形的起點和終點側的兩端點粘結、機械夾持、縫紉連接導線或導電扣。所述固定層為非彈性機織物。這樣，在 設計導電端，及其后續電路時，可將其都設計在應力方向的一側，減少導電線路對應力測量的影響。考慮該思路，上述的柔性織物層的織物形狀也可以是其他的類似C形的形狀，如旋轉90度后的U形、V形等，只要是可以實現，既可測量應力方向的應變，又可是兩導電端位于沿應力方向的一端既可。在生產本發明實施例中的柔性織物傳感器時，其半成品可包括如下結構:傳感應力的柔性織物層、覆蓋粘結在所述柔性織物層上的固定層；其中，所述固定層上有鏤空圖案，所述鏤空圖案的鏤空部分對應柔性織物的應力感應區域；所述固定層的應變小于所述柔性織物。S卩，在生產傳感器的過程中，可以一次性制成較大面積的柔性織物，再將該織物與鏤空的固定層高粘結為兩層結構。通過適當設計固定層的鏤空圖案，只要隨后對該兩層結構進行剪裁就可以獲得多個柔性織物傳感器的應力傳感部分。如圖14所示，為固定層的鏤空圖案的一種示例，其中鏤空部分的形狀、大小和各鏤空部分的間隔都可以根據實際需要進行調整和設計。同時，在具體生產實踐中，也可以將圖14所示的鏤空圖案設計為上述的C形等。在本發明實施例中采用的柔性織物傳感器，其在彈性的傳感應力的柔性織物層上覆蓋粘結上一層彈性較低或無彈性的固定層，并且該固定層在柔性織物的應力感應區域沒有覆蓋，這樣，既可以保證柔性織物的應力感應區域感應應力，又可以使得柔性織物的其他區域無形變或僅產生較小的形變，方便將柔性織物與整個傳感系統的其他部分進行連接。本發明實施例中的壓力監測鞋可用于:(1)體感游戲中，作為道具鞋；(2)各類體育運動鞋，如高爾夫球鞋、籃球鞋、足球鞋、太極拳鞋等；(3)體重監測鞋，如在減肥過程中實時監測對象的體重；(4)醫療和運動康復的監測鞋，如中風病人的康復監測，腳踝腿部等的康復等。以上所描述的僅為本發明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明權利要·求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
權利要求
1.一種壓力監測鞋，其特征在于，所述壓力監測鞋包括鞋主體、數據處理裝置和至少兩個壓力傳感器； 所述壓力傳感器設置在所述鞋主體與腳部接觸的一個或多個位置中； 所述數據處理裝置設置在所述壓力監測鞋的鞋底空間、鞋身外側空間或鞋跟后側空間中的一處或多處，并與所述壓力傳感器之間設置有信號連接線。
2.如權利要求I所述的壓力檢測鞋，其特征在于，所述壓力傳感器包括柔性織物傳感器和封裝所述柔性織物傳感器的封裝裝置， 或，所述的壓力傳感器為電阻式、電容式、電感式壓力傳感器。
3.如權利要求I所述的壓力監測鞋，其特征在于，所述柔性織物傳感器包括傳感應力的柔性織物層、覆蓋粘結在所述柔性織物層上的固定層；在所述柔性織物的應力感應區域無粘結覆蓋的固定層，在所述柔性織物的應力感應區域旁的固定區域有粘結覆蓋的固定層；所述固定層的應變小于所述柔性織物。
4.如權利要求3所述的壓力監測鞋，其特征在于，所述固定層為非彈性機械織物。
5.如權利要求3所述的壓力監測鞋，其特征在于，所述柔性織物層的織物為C形，C形的上下兩臂為應力感應區域；所述固定層固定在C形的起點和終點側和C形的左側彎曲側；所述固定層的應變小于所述柔性織物。
6.如權利要求I至5中任一項所述的壓力監測鞋，其特征在于，所述數據處理裝置包括發射模塊，用于接收所述壓力傳感器產生的信號并將所述通過有線或無線模式發送至外部數據接收平臺。
7.如權利要求I至5中任一項所述的壓力監測鞋，其特征在于，所述數據處理裝置包括數據存儲模塊，用于接收并存儲所述壓力傳感器產生的信號，并將所述壓力傳感器產生的信號轉化成壓力數據并存儲。
8.如權利要求2至5中任一項所述的壓力監測鞋，其特征在于，所述封裝裝置包括柔性殼裝體，所述壓力傳感器封裝在柔性殼裝體中，并固定在所述柔性殼裝體的底部基體上，所述柔性殼裝體隨著所述柔性織物傳感器的拉伸而伸長，隨所述柔性織物傳感器的收縮而收縮； 或，所述封裝裝置包括柔性涂層，所述柔性涂層涂覆在所述壓力傳感器的所有面，所述柔性涂層隨著所述柔性織物傳感器的拉伸而伸長，隨所述柔性織物傳感器的收縮而收縮。
9.如權利要求3至5中任一項所述的壓力監測鞋，其特征在于，在所述應力感應區域沿應變方向的兩側粘結、機械夾持、縫紉連接導線或導電扣。
10.如權利要求3至5中任一項所述的壓力監測鞋，其特征在于，在所述應力感應區域沿應變方向的兩側的固定區域粘結、機械夾持、縫紉連接導線或導電扣，所述導線或導電扣與所述柔性織物導電連接。
全文摘要
本發明實施例公開了一種壓力監測鞋，包括鞋主體、數據處理裝置和至少兩個壓力傳感器；所述壓力傳感器設置在所述鞋主體與腳部接觸的一個或多個位置中，所述壓力傳感器包括柔性織物傳感器和封裝所述柔性織物傳感器的封裝裝置，以及其他類別電阻式、電容式、電感式等壓力傳感器；所述數據處理裝置設置在所述壓力監測鞋的鞋底空間、鞋身外側空間或鞋跟后側空間中的一處或多處，并與所述壓力傳感器之間設置有信號連接線。采用本發明可以迅速的測量和檢測足部不同部位的壓力。
文檔編號A43B7/00GK103251170SQ20121003472
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月16日 優先權日2012年2月16日
發明者王楊勇, 王廣峰 申請人:安德潤普科技開發(深圳)有限公司, 安潤普有限公司