[发明专利]基于压力传感阵列监测足部健康信息及运动状态的智能鞋

说明书

本发明公开了一种基于压力传感阵列监测足部健康信息及运动状态的智能鞋，包括鞋面、鞋底以及鞋舌，在所述鞋底内表面和所述鞋舌内表面分别设置有足底压力传感阵列和足背压力传感阵列，在所述鞋面、所述鞋底或者所述鞋舌上设置有与所述足底压力传感器阵列和所述足背压力传感器阵列交互连接的数据采集终端，所述数据采集终端内集成设置有电池及其管理模组与所述电池及其管理模组连接的主控电路板。该智能鞋利用高灵敏度的柔性离电子传感技术(FITS)，使用压力感应阵列来检测足背部压力脉搏信号和肌肉活动以及足底部运动状态和步态，此外，线性阵列允许免校准地捕获脉搏信号，并且还提供肌肉活动的空间参考。

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，特别涉及一种基于压力传感阵列监测足部健康信息及运动状态的智能鞋。

背景技术

智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环、眼镜、服饰等。穿戴式智能设备时代的来临意味着人的智能化延伸，通过这些设备，人可以更好的感知外部与自身的信息，能够在计算机、网络甚至其它人的辅助下更为高效率的处理信息，能够实现更为无缝的交流。应用领域可以分为两大类，即自我量化与体外进化。具体地，如采用轻量化的手表、手环、配饰、鞋等形式，实现人体运动或户外数据如心率、脉搏、步频、气压、潜水深度、海拔等指标的监测、分析与服务。

其中，脚是人体的末梢，也是心脏最远端，血管有问题，脚最先有感觉。人的足部足背正中最高点，轻轻摸，能感受到脉动。用于判定是否存在下肢的血管闭塞性脉管炎及其严重程度。平时能摸到这个足部的脉搏，证明我们的动脉血一直通到了足背部。可当走一段距离之后，再摸，反而摸不到这个脉搏，此时，就可能发生了轻度的动脉血管堵塞。足背动脉是胫前动脉的直接延续，经拇长伸肌腱和趾长伸肌腱之间前行，至第一跖骨间隙近侧，分为第一跖背动脉和足底深支和足底深支两终支。足背动脉位置表浅，在踝关节前方，内、外踝连接中点、拇长伸肌腱的外侧可触知其搏动，足部出血时可在该处向深部压迫足背动脉进行止血。摸足背动脉的方法又是能够及早发现足病的有效方法，因此，足部被认为是放置可穿戴设备的理想位置。

然而，现有针对足部开展的技术仅关注于活动跟踪和机械接触力的测量。具体而言，加速度计以及压力鞋垫已经在一些智能鞋中使用，以用于运动期间计步，或检测步态周期的运动变化(例如，Nike+，Adidas Micropacer和Under Armour First Run)。然而，对于理想的智能鞋来说，除了通过前述装置评估的运动信息之外，还应该从中连续收集和精确提取有价值的健康信息和肌肉活动。现有的手表手环、鞋等可穿戴设备采用的是光学测量原理(PPG)来监测心率数据，是间接的测量，容易收到外界环境光的影响，难以适应连续收集和精确的数据采集。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于压力传感阵列监测足部健康信息及运动状态的智能鞋，能够监测足部位置基于人体内外压力数据，从而分析获得人体健康信息以及足部运动状态结果。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于压力传感阵列监测足部健康信息及运动状态的智能鞋，包括鞋面、鞋底以及鞋舌，在所述鞋底内表面和所述鞋舌内表面设置的采集足部位置内外压力数据的压力传感阵列，在所述鞋面、所述鞋底或者所述鞋舌上设置有与所述压力传感阵列交互连接的数据采集终端，所述数据采集终端内集成设置有电池及其管理模组与所述电池及其管理模组连接的主控电路板。

进一步的，所述压力传感阵列包括足底压力传感阵列和足背压力传感阵列，所述足底压力传感阵列用于采集体重与运动产生的外部压力数据，所述足背压力传感阵列用于采集人体组织产生的内部脉搏和肌肉活动压力数据。

进一步的，所述主控电路板设置有与所述足底压力传感阵列和所述足背压力传感阵列连接的模拟数据采集前端、所述模拟数据采集前端与一具有ADC组件的MCU处理器连接，所述MCU处理器连接一无线通信模组。