[发明专利]一种集成行走步态、环境信息感知及反馈功能的智能终端

权利要求书

1.一种集成行走步态、环境信息感知及反馈功能的智能终端，包括鞋主体，其特征在于，所述鞋主体上设有感知反馈单元和支撑电路元器件(7)，所述感知反馈单元包括表面换能器和接触式拾音器，所述表面换能器用于产生主动传感的振动信号和振动反馈，所述接触式拾音器用于检测表面换能器发出的振动信号在以人体为媒介传播后的回波信号，以及鞋主体与地面接触时的振动信号；

所述支撑电路元器件(7)为具有供电和信号处理功能的模块，所述支撑电路元器件(7)分别连接所述表面换能器和接触式拾音器，用于根据扫频信号频谱区分接触式拾音器采集的回波信号和鞋主体与地面接触时的振动信号，根据所述回波信号中信号特定频率传递特性的变化，判断人体姿态的变化；根据所述鞋主体与地面接触时的振动信号判断行走路面的材质，从而根据所述人体姿态的变化和行走路面的材质控制所述表面换能器进行振动反馈；

所述感知反馈单元的数量为多个，多个所述感知反馈单元包括第一感知反馈单元、第二感知反馈单元和第三感知反馈单元，所述第一感知反馈单元包括第一表面换能器(2)和第一接触式拾音器(1)，所述第一表面换能器(2)和第一接触式拾音器(1)均位于所述鞋主体中与人体跟骨处相对应的区域；

所述第二感知反馈单元包括第二表面换能器(3)和第二接触式拾音器(4)，所述第二表面换能器(3)位于所述鞋主体中与人体第一跖骨关节相对应的区域，所述第二接触式拾音器(4)位于所述鞋主体中与人体第四跖骨关节相对应的区域；

所述第三感知反馈单元包括第三表面换能器(5)和第三接触式拾音器(6)，所述第三表面换能器(5)位于所述鞋主体中与人体胫骨远端拇长伸肌处相对应的区域，所述第三接触式拾音器(6)位于所述鞋主体中与人体胫骨远端凸起处相对应的区域；

所述支撑电路元器件(7)判断出的所述人体姿态包括脚踝弯曲角度、足底压力分布重心、FPA指标和行走相位；

所述支撑电路元器件(7)通过改变所述表面换能器的电压大小，使得表面换能器产生主动传感的振动信号或振动反馈；

当所述表面换能器产生主动传感的振动信号时，所述表面换能器的电压在0.5-2V范围以内；当所述表面换能器产生振动反馈时，所述表面换能器的电压在4-5V范围以内。

2.根据权利要求1所述的一种集成行走步态、环境信息感知及反馈功能的智能终端，其特征在于，所述第一表面换能器(2)的扫频信号在100-500Hz范围以内，所述第二表面换能器(3)的扫频信号在500-100Hz范围以内，所述第三表面换能器(5)的扫频信号在1000-2000Hz范围以内。

3.根据权利要求1所述的一种集成行走步态、环境信息感知及反馈功能的智能终端，其特征在于，当所述表面换能器产生振动反馈时，所述表面换能器输出振动信号的频率为280Hz。

4.根据权利要求1所述的一种集成行走步态、环境信息感知及反馈功能的智能终端，其特征在于，所述支撑电路元器件(7)包括微处理器、电池、信号发生器和功率放大器，所述微处理器分别连接电池、信号发生器和接触式拾音器，所述信号发生器还通过功率放大器连接所述表面换能器。

5.根据权利要求1所述的一种集成行走步态、环境信息感知及反馈功能的智能终端，其特征在于，所述支撑电路元器件(7)通过柔性软排线连接所述表面换能器和接触式拾音器。

6.根据权利要求1所述的一种集成行走步态、环境信息感知及反馈功能的智能终端，其特征在于，所述表面换能器的型号为COM-10917，所述接触式拾音器的型号为CM-01B。