本發(fā)明涉及運動鞋墊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種運動智能鞋墊。

背景技術(shù)：

越來越多的人意識到運動對健康的重要性。為了追求健康的身體和更好的生活狀態(tài)，運動人群的比例越來越大。足部健康對與運動愛好者來說至關(guān)重要，舒適的足部能夠使運動愛好者進(jìn)行持久的運動。足部的穴位眾多，足部的健康數(shù)據(jù)能夠反映人體的健康狀況、人體的運動情況。運動人群對適合自己的運動方式感到迷茫，往往使用錯誤的運動方式來鍛煉身體，不僅達(dá)不到鍛煉身體的目的，反而容易使身體的狀況進(jìn)一步惡化。運動人群希望能夠根據(jù)自己的身體狀況和運動規(guī)律，得到關(guān)于運動的最佳建議，從而進(jìn)一步提高身體的健康狀況。

中國專利(CN 105250066 A)公開了一種基于步態(tài)重心變化的人體足底矯正方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：測量人體運動時足底從足跟著地到大腳趾離地的時段及在該時段內(nèi)足底的重心數(shù)據(jù)；將該時段劃分為多個子時段，以作為足底的不同部位的著地時間，并分別計算在每個子時段內(nèi)，足底的重心數(shù)據(jù)與足底中軸線的差異積分；當(dāng)判斷所述差異積分超出預(yù)設(shè)的閾值范圍的情況下，增大人體運動時對足底的相應(yīng)部位的壓力，使得所述足底的相應(yīng)部位用力均勻。該專利能夠通過調(diào)整足部的相應(yīng)部位受力來實現(xiàn)對人的足部用力方式的矯正。保護(hù)足底和下肢。但是，該專利不能根據(jù)用戶的運動數(shù)據(jù)，對用戶反饋運動建議，為用戶建議最佳的運動方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供一種運動智能鞋墊，包括鞋墊本身和功能性模塊，其特征在于，

所述功能性模塊包括至少一個壓力傳感單元、運動模式評估單元和云服務(wù)器，所述運動模式評估單元包括統(tǒng)計單元和分析單元，

所述統(tǒng)計單元基于所述壓力傳感單元監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)統(tǒng)計主要足部的主要負(fù)荷區(qū)域、負(fù)荷規(guī)律和足部壓力中心移動軌跡；

所述分析單元分析所述統(tǒng)計單元的統(tǒng)計數(shù)據(jù)與所述云服務(wù)器中的至少一種運動模式特征數(shù)據(jù)的匹配結(jié)果，確定運動對象的運動模式、運動能耗并反饋運動建議。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述云服務(wù)器存儲至少一種運動模式的特征數(shù)據(jù)，所述統(tǒng)計單元將主要負(fù)荷區(qū)域的運動數(shù)據(jù)與相應(yīng)的負(fù)荷區(qū)域的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與比較，從而確定所述運動對象的運動模式。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述分析單元基于主要負(fù)荷區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律和足部壓力中心移動軌跡與對應(yīng)的運動模式的特征數(shù)據(jù)的偏差結(jié)果分析運動對象的動作誤差并給出運動建議。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述功能性模塊還包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元對所述壓力傳感器監(jiān)測的第一運動數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差處理和計算處理得到有效的第二運動數(shù)據(jù)，所述運動模式評估單元基于有效的所述第二運動數(shù)據(jù)評估運動對象的運動模式。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述功能性模塊還包括設(shè)置在第七區(qū)的地理位置信息單元和設(shè)置在第八區(qū)的加速度傳感單元，所述運動模式評估模塊基于所述地理位置信息單元和所述加速度傳感單元監(jiān)測的地理位置變化、加速度信息及主要負(fù)荷區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律評估運動對象的跑步運動模式。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述運動模式評估模塊基于所述運動對象的足部壓力數(shù)據(jù)、壓力持續(xù)時間、步態(tài)周期以及主要負(fù)荷區(qū)域的壓力峰值統(tǒng)計所述運動對象的運動能耗，從而便于運動對象根據(jù)能耗需求選擇運動模式和運動時間。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述運動模式評估模塊根據(jù)運動對象穿戴的至少一種運動鞋進(jìn)行運動的有效第二運動數(shù)據(jù)與確定的運動模式的特征數(shù)據(jù)的比較結(jié)果，分析所述運動對象的運動鞋與運動模式的功能匹配指數(shù)，便于運動對象選擇合適的運動鞋具。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述功能性模塊還包括用于測量角速度的角速度測量單元，所述角速度測量單元包括設(shè)置在鞋墊部位的第四區(qū)、第八區(qū)和/或第九區(qū)的至少一個陀螺儀，所述運動模式評估模塊根據(jù)所述壓力傳感單元和所述角速度測量單元監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)評估所述運動對象的步態(tài)相位并向所述運動對象反饋行走建議。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述壓力傳感單元包括用于監(jiān)測腳部大腳趾作用力的第一區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測四個小腳趾作用力的第二區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測第一趾骨頭作用力的第三區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測第二趾骨頭和第三趾骨頭共同作用力的第四區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測第四趾骨頭和第五趾骨頭共同作用力的第五區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測足弓內(nèi)側(cè)作用力的第六區(qū)傳感器、用于監(jiān)測足弓外側(cè)作用力的第七區(qū)傳感器、用于監(jiān)測足跟內(nèi)側(cè)作用力的第八區(qū)傳感器和用于監(jiān)測足跟外側(cè)作用力的第九區(qū)傳感器。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述運動模式評估單元設(shè)置在移動終端，所述運動模式評估單元與所述運動模式評估單元和所述功能性模塊以無線方式分別連接，或者

所述運動模式評估單元設(shè)置在所述云服務(wù)器中，所述功能性模塊與所述云服務(wù)器以無線方式連接。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明根據(jù)運動對象的運動特征數(shù)據(jù)評估對應(yīng)的運動模式，并且向運動對象分析和反饋運動建議；

(2)本發(fā)明根據(jù)運動對象的運動特征數(shù)據(jù)評估運動鞋的功能指數(shù)，使運動對象選擇適合運動的鞋子，提高運動體驗；

(3)本發(fā)明根據(jù)運動對象的運動特征數(shù)據(jù)評估運動過程中的耗能，使運動對象有計劃的進(jìn)行身體鍛煉，保證了身體的健康。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種邏輯結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明其中一種優(yōu)選的邏輯結(jié)構(gòu)圖；和

圖3是本發(fā)明的鞋墊區(qū)域分區(qū)圖。

附圖標(biāo)記列表

101：壓力傳感單元 102：加速度傳感單元 103：地理位置采集單元

104：數(shù)據(jù)處理單元 105：運動模式評估單元 106：云服務(wù)器

201：第一區(qū) 202：第二區(qū) 203：第三區(qū)

204：第四區(qū) 205：第五區(qū) 206：第六區(qū)

207：第七區(qū) 208：第八區(qū) 209：第九區(qū)

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1

本發(fā)明提供一種運動智能鞋墊，包括鞋墊本身和功能性模塊，其特征在于，所述功能性模塊包括至少一個壓力傳感單元、加速度傳感單元、運動模式評估單元和云服務(wù)器，所述運動模式評估單元基于所述壓力傳感單元、所述加速度傳感單元監(jiān)測的足部運動數(shù)據(jù)來評估運動對象的運動模式和運動鞋的功能指數(shù)，為所述對象提供運動建議。

如圖1所示，一種運動智能鞋墊，包括鞋墊本身和功能性模塊。功能性模塊設(shè)置在鞋墊表層或鞋墊內(nèi)。功能性模塊包括壓力傳感單元101、加速度傳感單元102、運動模式評估單元105和云服務(wù)器106。功能性模塊與運動模式評估單元105和云服務(wù)器106以無線方式分別連接。云服務(wù)器106與運動模式評估單元105以無線方式連接。

壓力傳感單元101包括至少一個壓力傳感模塊，用于監(jiān)測運動對象足部各個區(qū)域的壓力值。

加速度傳感單元102包括至少一個加速度傳感器，用于監(jiān)測運動對象足部的加速度。

運動模式評估單元105用于根據(jù)運動對象的運動特征數(shù)據(jù)評估運動對象的運動模式和運動鞋的功能指數(shù)，為運動對象提供運動建議。

云服務(wù)器106用于存儲運動對象的各個運動模式的特征數(shù)據(jù)。運動特征數(shù)據(jù)按照運動的種類進(jìn)行分類存儲在各個數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫可以至少包括太極特征數(shù)據(jù)庫、跑步特征數(shù)據(jù)庫、乒乓球特征數(shù)據(jù)庫、運動鞋功能指數(shù)數(shù)據(jù)庫、行走特征數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明的運動特征數(shù)據(jù)庫不限于此，還可以包括其他運動特征數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明的特征數(shù)據(jù)是指與相應(yīng)的運動相關(guān)的足部運動數(shù)據(jù)，根據(jù)足部運動數(shù)據(jù)是能夠評估出運動種類的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，代表各個模式的運動體現(xiàn)在足部上的運動特征。

運動模式評估單元105基于壓力傳感單元101、所述加速度傳感單元102監(jiān)測的足部運動數(shù)據(jù)，來評估運動對象的運動模式和運動鞋的功能指數(shù)，為運動對象提供運動建議。優(yōu)選的，云服務(wù)器存儲各個運動模式的特征數(shù)據(jù)，所述運動模式評估單元將足部運動數(shù)據(jù)與相應(yīng)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與比較，從而確定所述運動對象的運動模式。

運動模式評估單元105接收壓力傳感單元101、加速度傳感單元102監(jiān)測的足部運動數(shù)據(jù)，并且將接收到的足部運動數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，選擇有效的足部運動數(shù)據(jù)與各個運動特征數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，從而確定運動對象的運動模式。在確定運動模式后，運動模式評估單元比較足部運動數(shù)據(jù)與運動數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的誤差，從而評估運動對象的運動情況和健康情況，為運動對象提供運動建議。

運動模式評估單元105根據(jù)運動對象穿戴不同運動鞋進(jìn)行同一運動模式的足部運動數(shù)據(jù)，比較和分析各個運動鞋在該運動模式中的功能指數(shù)，為運動對象提供運動鞋的選擇建議，便于運動對象選擇最佳運動鞋進(jìn)行運動，提高運動對象的運動質(zhì)量和舒適感。

如圖2所示，功能性模塊還包括數(shù)據(jù)處理單元104。數(shù)據(jù)處理單元104設(shè)置在功能性模塊和運動模式評估單元105之間。數(shù)據(jù)處理單元104以無線的方式接收功能性模塊發(fā)送的運動數(shù)據(jù)并進(jìn)行篩選和計算處理。

數(shù)據(jù)處理單元104將所述壓力傳感單元和所述加速度傳感單元監(jiān)測的第一足部運動數(shù)據(jù)計算處理為所述運動模式評估單元能夠直接進(jìn)行評估的第二足部運動數(shù)據(jù)。所述運動模式評估單元105基于所述第二足部運動數(shù)據(jù)對運動模式進(jìn)行評估。

如圖3所示，鞋墊劃分為九個區(qū)域，分別為：大腳趾所在的第一區(qū)201、四個小腳趾所在的第二區(qū)202、第一趾骨頭所在的第三區(qū)203、第二趾骨頭和第三趾骨頭所在的第四區(qū)204、第四趾骨頭和第五趾骨頭所在的第五區(qū)205、與足弓內(nèi)側(cè)接觸的第六區(qū)206、與足弓外側(cè)接觸的第七區(qū)207、與足跟內(nèi)側(cè)接觸的第八區(qū)208和與足跟外側(cè)接觸的第九區(qū)209。

壓力傳感單元101包括至少一個壓力傳感器。優(yōu)選的，壓力傳感單元101包括用于監(jiān)測腳部大腳趾作用力的第一區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測四個小腳趾作用力的第二區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測第一趾骨頭作用力的第三區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測第二趾骨頭和第三趾骨頭共同作用力的第四區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測第四趾骨頭和第五趾骨頭共同作用力的第五區(qū)壓力傳感器、用于監(jiān)測足弓內(nèi)側(cè)作用力的第六區(qū)傳感器、用于監(jiān)測足弓外側(cè)作用力的第七區(qū)傳感器、用于監(jiān)測足跟內(nèi)側(cè)作用力的第八區(qū)傳感器和用于監(jiān)測足跟外側(cè)作用力的第九區(qū)傳感器。

實施例2

本實施例是對實施例1的進(jìn)一步說明，與實施例1相同的內(nèi)容不再贅述。

運動模式評估單元105根據(jù)壓力傳感器監(jiān)測的足部運動數(shù)據(jù)評估太極拳運動模式并提出運動建議。太極特征數(shù)據(jù)庫中存儲有太極拳的足部運動規(guī)律和各個區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)運動數(shù)據(jù)。

一種基于運動智能鞋墊評估運動模式的方法，所述方法的步驟包括：

S1：監(jiān)測足部各個負(fù)荷區(qū)域的第一運動數(shù)據(jù)；

S2：對各個區(qū)域的運動數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和數(shù)據(jù)處理得到第二運動數(shù)據(jù)；

S3：根據(jù)各個足部負(fù)荷區(qū)域的第二運動數(shù)據(jù)的比較結(jié)果確定主要負(fù)荷區(qū)域；

S4：統(tǒng)計足部主要負(fù)荷區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律和足部壓力中心移動軌跡；

S5：根據(jù)主要負(fù)荷區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律、壓力中心移動軌跡與特征數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，確定運動對象運動模式。

首先，通過壓力傳感單元101監(jiān)測足部各個負(fù)荷區(qū)域的第一運動數(shù)據(jù)。足部九個區(qū)域承受的負(fù)荷壓力不同，各個區(qū)域的壓力傳感器監(jiān)測的壓力值各不相同。

壓力傳感單元101監(jiān)測運動對象足部各個負(fù)荷區(qū)域的第一運動數(shù)據(jù)。第一運動數(shù)據(jù)包括至少一個壓力傳感器監(jiān)測的壓力值。優(yōu)選的，第一運動數(shù)據(jù)包括運動對象運動時足部負(fù)荷區(qū)域、各個負(fù)荷區(qū)域的壓力值、運動時間。足部不承受負(fù)荷的區(qū)域，該區(qū)域的壓力傳感器監(jiān)測到的壓力值為零。各個壓力傳感器將監(jiān)測到的各個區(qū)域的第一運動數(shù)據(jù)以無線的方式發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元104。

數(shù)據(jù)處理單元104對各個區(qū)域的運動數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和數(shù)據(jù)處理得到第二運動數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理單元104對接收到的第一運動數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，刪除誤差較大的第一運動數(shù)據(jù)，從而保留誤差較小的第一運動數(shù)據(jù)。在對第一運動數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后，數(shù)據(jù)處理單元104對保留的有效第一運動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，得到第二運動數(shù)據(jù)。第二運動數(shù)據(jù)包括最大壓力倍體重值、壓力—時間積分值、壓強—時間積分值、足部壓力中心、步態(tài)周期。優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理單元104設(shè)置在云服務(wù)器106中，便于處理大量的數(shù)據(jù)，并且避免處理后的有效數(shù)據(jù)在無線傳輸?shù)倪^程中丟失。

運動模式評估單元105包括統(tǒng)計單元和分析單元。

統(tǒng)計單元根據(jù)各個足部負(fù)荷區(qū)域的第二運動數(shù)據(jù)的比較結(jié)果確定主要負(fù)荷區(qū)域，并且統(tǒng)計足部主要負(fù)荷區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律和足部壓力中心移動軌跡。統(tǒng)計單元比較九個足部區(qū)域的第二運動數(shù)據(jù)，例如比較壓力—積分值的大小，確定足部承擔(dān)壓力的主要負(fù)荷區(qū)域。統(tǒng)計單元對九個足部區(qū)域中的主要負(fù)荷區(qū)域的第二運動數(shù)據(jù)統(tǒng)計運動對象的負(fù)荷規(guī)律和足部壓力中心的位置。統(tǒng)計單元根據(jù)運動時間和足部壓力中心位置統(tǒng)計足部壓力中心的移動軌跡。

分析單元根據(jù)統(tǒng)計單元統(tǒng)計的主要負(fù)荷區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律、壓力中心移動軌跡與特征數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，確定運動對象運動模式。云服務(wù)器106中的特征數(shù)據(jù)庫存儲了至少一種運動模式的九個足部區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律數(shù)據(jù)、足部壓力中心數(shù)據(jù)和足部壓力中心移動軌跡數(shù)據(jù)。分析單元將統(tǒng)計單元統(tǒng)計的主要負(fù)荷區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律與特征數(shù)據(jù)庫中各個運動模式的對應(yīng)區(qū)域的負(fù)荷規(guī)律比較，選擇主要負(fù)荷區(qū)域相同，負(fù)荷規(guī)律匹配的運動模式確定為運動對象的運動模式。

分析單元在確定運動模式后，將運動對象足部的壓力中心移動軌跡和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)壓力中心移動軌跡進(jìn)行比較，將比較結(jié)果反饋至運動對象。優(yōu)選的，分析單元將足部壓力中心移動軌跡的偏差結(jié)果和運動建議反饋至運動對象的移動端。運動對象通過運動建議糾正自己的運動動作，從而使自己的運動動作更加標(biāo)準(zhǔn)。

壓力傳感單元監(jiān)測運動對象的九個區(qū)域的第一運動數(shù)據(jù)，并以無線的方式發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元104進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選和計算處理。第一運動數(shù)據(jù)為九個區(qū)域內(nèi)的各個壓力傳感器監(jiān)測的壓力值。數(shù)據(jù)處理單元104刪除誤差較大的數(shù)據(jù)，保留誤差較小的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理單元將篩選后的第一運動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，計算各個區(qū)域的第二運動數(shù)據(jù)：壓力—時間積分值。運動模式評估單元105將各個區(qū)域的壓力—積分值與正常步行的各個區(qū)域的壓力—時間積分值進(jìn)行比較，若第一區(qū)201和第三區(qū)203的壓力—時間積分值顯著大于其他區(qū)域，說明足部的大部分負(fù)荷集中在第一區(qū)和第三區(qū)。第二區(qū)、第四區(qū)、第五區(qū)、第八區(qū)和第九區(qū)的壓力—時間積分值同樣符合太極拳運動的足部負(fù)荷的大小規(guī)律，并且第八區(qū)和第九區(qū)的壓力值有規(guī)律變化。數(shù)據(jù)處理單元104還計算足部整體區(qū)域的壓力中心。若壓力中心的位置開始在第八區(qū)和第九區(qū)，然后轉(zhuǎn)移至第一區(qū)和第三區(qū)，并且雙腳之間的夾角明顯大于正常步行的角度，則運動模式評估單元105評估運動對象的運動模式為太極拳運動。運動模式評估單元105將運動對象的第二運動數(shù)據(jù)與太極運動數(shù)據(jù)庫中各個區(qū)域的壓力—積分值進(jìn)行比較和分析，通過評估運動對象的運動數(shù)據(jù)的差值來評估運動對象的動作是否標(biāo)準(zhǔn)。若運動對象的各個區(qū)域的運動數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)太極運動數(shù)據(jù)差距較小，壓力中心的轉(zhuǎn)移位置相同，則運動對象的太極運動標(biāo)準(zhǔn)。若運動對象的運動數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)太極運動數(shù)據(jù)差距較大，并且壓力中心的轉(zhuǎn)移位置偏差較大，則運動對象的太極動作沒有運動到位，運動模式評估模塊105向運動對象反饋運動建議。優(yōu)選的，基于運動對象或相關(guān)人員的設(shè)置，運動建議可以實時反饋，或者在運動對象運動結(jié)束后進(jìn)行反饋。

運動模式評估模塊105的反饋建議包含運動對身體健康的影響內(nèi)容。例如：太極拳運動中，壓力中心的位置每發(fā)生0.5cm和1.0cm的移動，分別能夠引起最大關(guān)節(jié)扭矩和角沖力值7％和14％的變化。當(dāng)腳底觸地時，壓力中心的位置轉(zhuǎn)移至第八區(qū)或第九區(qū)，能使踝關(guān)節(jié)屈的幅度增大，當(dāng)離地時壓力中心位置轉(zhuǎn)移至第一區(qū)、第三區(qū)或第四區(qū)，可使踝關(guān)節(jié)伸的拐度增大。踝關(guān)節(jié)的活動范圍與下肢的肌肉控制和肌肉力量成正比關(guān)系，長期太極拳練習(xí)能夠使下肢肌肉力量增加。

實施例3

本實施例是對實施例1的進(jìn)一步改進(jìn)，與實施例1相同的內(nèi)容不再贅述。

優(yōu)選的，功能性模塊還包括設(shè)置在第七區(qū)的地理位置采集單元和設(shè)置在第八區(qū)的加速度傳感單元。運動模式評估模塊基于所述地理位置信息單元和加速度傳感單元監(jiān)測的地理位置信息和加速度信息綜合評估運動對象的運動模式。

地理位置采集單元用于實時監(jiān)測運動對象的地理位置信息，并且將地理位置信息發(fā)送至云服務(wù)器中的地理位置數(shù)據(jù)庫中保存。加速度傳感單元用于監(jiān)測運動對象的加速度，并且將加速度信息發(fā)送至云服務(wù)器中的加速度數(shù)據(jù)庫中保存。

運動模式評估單元105根據(jù)運動對象的足部壓力數(shù)據(jù)、加速度和地理位置信息綜合評估運動對象處于跑步模式。運動模式評估單元105根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元處理后的第二運動數(shù)據(jù)評估運動對象的運動模式。

運動模式評估單元105評估運動過程中壓力中心集中區(qū)域、轉(zhuǎn)移規(guī)律和足部負(fù)荷的主要區(qū)域。當(dāng)各個區(qū)域的足部負(fù)荷的壓力變化規(guī)律與跑步模式的足部負(fù)荷區(qū)域的壓力變化一致，并且具有加速度和地理位置信息變化時，運動模式評估模塊105評估運動對象的運動模式為跑步。跑步模式包括慢跑、快跑、中長跑和長跑。運動模式評估模塊105根據(jù)運動對象的速度和地理位置的位置變化判斷跑步模式為慢跑、快跑、中長跑或長跑。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，運動模式評估模塊105將運動對象的足部最大壓力、最大壓強、最大壓力倍體重值、壓力—時間積分值、壓強—時間積分值以及步態(tài)周期與所述云服務(wù)器存儲的對應(yīng)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析所述運動對象的運動鞋與目前運動模式的功能匹配程度。

數(shù)據(jù)處理模塊104對壓力傳感單元、加速度傳感單元、地理位置采集單元發(fā)送的第一運動數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到足部最大壓力、最大壓強、最大壓力倍體重值、壓力—時間積分值、壓強—時間積分值以及步態(tài)周期等第二運動數(shù)據(jù)。運動模式評估模塊105將第二運動數(shù)值與云數(shù)據(jù)庫中用于評估運動鞋功能指數(shù)的運動鞋功能數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到運動鞋的功能指數(shù)。例如，運動鞋在慢跑模式的功能指數(shù)較高，而在快跑的功能指數(shù)較低，則運動鞋適合在慢跑時穿戴，不適合在快跑中長時間穿戴。

步態(tài)周期是指在行走時，當(dāng)左(右)足跟著地至左(右)足跟再次著地的時間。步態(tài)周期包括站立期和擺動期。運動模式評估模塊105主要評估站立期。步態(tài)周期的長短在一定程度上反映運動鞋著地時的緩沖功能和踢蹬時的助力功能、以及運動鞋儲能、釋能作用。

最大地面反作用力是指，在步態(tài)周期中腳與地面接觸時，腳給予地面一個作用力，地面也產(chǎn)生一個相對應(yīng)的作用力給足部的各個區(qū)域，即為地面反作用力。在行走或跑步時，足部都必須承受來自地面的反作用力。跑步速度越大，最大地面反作用力也越大。

最大壓力倍體重值是全足最大壓力的一個相對值，能更直觀的反應(yīng)人體運動中承受的地面反作用力的大小。速度越大，足部承受的最大壓力也增大，運動鞋的保護(hù)功能越好。

最大足底壓強是指足部各分區(qū)域中所有壓力傳感器測得的壓力與壓力傳感器的面積相除后得到的最大值。若足部某一位置承受過大壓強時，易產(chǎn)生過度傷害。

壓力—時間積分值是指足底與地面接觸過程中的壓力與時間的積分值。若運動鞋在某個速度的的最大壓力值較大，而該速度的壓力—時間積分值較低，則說明運動鞋的受力不均衡，步態(tài)中足底壓強的變化較大。

壓強—時間積分值是指足部承受的壓強與時間的積分值。

在步行模式時，若運動鞋的壓強—時間積分值、最大足底壓強和最大地面反作用力都相對較高，說明運動鞋的保護(hù)功能較差，功能指數(shù)較低。

在跑步模式時，例如慢跑模式，若運動鞋的壓強—時間積分值較大，則該運動鞋不適宜進(jìn)行慢跑運動。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述運動模式評估模塊基于所述運動對象的足部壓力數(shù)據(jù)、壓力持續(xù)時間、步態(tài)周期以及各個足部區(qū)域的壓力峰值評估所述運動對象的運動能耗。

行走的能耗與整個足部的最大地面反作用力、壓力持續(xù)時間呈線性關(guān)系。相關(guān)線性數(shù)據(jù)存儲在云服務(wù)器中的運動數(shù)據(jù)庫中。

運動模式評估單元根據(jù)相應(yīng)的線性關(guān)系計算運動對象的能耗，向運動對象反饋消耗的能量值，便于運動對象根據(jù)消耗的能量值調(diào)整運動量。

例如，第三區(qū)和第五區(qū)的最大地面反作用力與運動速度的線性斜率為R＝0.72，最大地面反作用力與運動能耗的線性關(guān)系R＝0.71。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述功能性模塊還包括用于測量角速度的角速度測量單元。所述角速度測量單元包括設(shè)置在鞋墊部位的第四區(qū)、第八區(qū)和/或第九區(qū)的至少一個陀螺儀。所述運動模式評估模塊根據(jù)所述壓力傳感單元和所述角速度測量單元監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)評估所述運動對象的步態(tài)相位并向所述運動對象反饋行走建議。

在每一個步行周期中，運動對象的每一側(cè)下肢都要經(jīng)歷一個與地面接觸并負(fù)重的支撐相及離地騰空向前挪動的擺動相，其中支撐相約占整個步態(tài)周期的60％，擺動相占40％。每個相又根據(jù)經(jīng)歷過程細(xì)分為若干個時期，一條腿(以右腿為例)在一個完整的按步態(tài)周期經(jīng)歷的狀態(tài)依次為：足跟著地、足放平、支撐、足跟離地、腿彎曲擺動、腿伸直向外擺動，然后足跟著地，進(jìn)入新的步態(tài)周期。前4個狀態(tài)是支撐相，后3個狀態(tài)是擺動相。這些狀態(tài)稱為步態(tài)相位。若運動對象在行走的過程中步態(tài)相位異常，則運動對象的下肢部分出現(xiàn)異常，可提醒運動對象調(diào)節(jié)行走姿勢。而對于步態(tài)相位的雙足機器人或患者，步態(tài)相位異常容易產(chǎn)生危險。因此，本發(fā)明的運動智能鞋墊有助于雙足機器人的行走訓(xùn)練和患者的康復(fù)訓(xùn)練。

角速度測量單元測量運動對象足部的角速度。運動模式評估單元104根據(jù)壓力傳感單元101和角速度測量單元的數(shù)據(jù)評估運動對象的步態(tài)相位?；颊呖梢愿鶕?jù)運動模式評估模塊105反饋的步態(tài)相位信息了解健康恢復(fù)狀況。

根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，所述運動模式評估單元設(shè)置在移動終端，所述運動模式評估單元與所述運動模式評估單元和所述功能性模塊以無線方式分別連接。或者所述運動模式評估單元設(shè)置在所述云服務(wù)器中，所述功能性模塊與所述云服務(wù)器以無線方式連接。

移動終端是指能夠隨身攜帶移動的智能終端，包括智能系統(tǒng)軟件、筆記本電腦、智能手環(huán)、智能手機等電子產(chǎn)品。無線方式包括以WiFi信號、ZigBee信號、iBecon信號等傳輸數(shù)據(jù)的無線通訊方式。

優(yōu)選的，運動模式評估單元105對運動對象的運動模式評估后，將運動模式發(fā)送至移動終端，由運動對象進(jìn)行確認(rèn)。運動對象確認(rèn)運動模式后，對運動對象的運動過程進(jìn)行監(jiān)測和評估，評估內(nèi)容包括運動對象的足部受力分布圖形、能量能耗、步態(tài)相位信息、地理位置移動信息和運動對象的運動誤差，從而向運動對象提供運動建議和相關(guān)的運動知識。

需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，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。