[0001] 本发明属于医疗器械领域，涉及一种可分区调控的智能化鞋垫。

[0002] 随着社会的进步和科技的发展，人们对鞋的功能性和舒适性的追求不断提高。 鞋垫是鞋的重要组成部分，人们过于追求鞋垫的减震功能，忽视了对足底受力分区的划分，长期足底受力不均匀引发错误的步行姿态，不仅影响体态更会对人体膝盖及足部韧带造成损伤，当前智能鞋垫主要是针对单一运动状态下的足底受力智能调节，侧重于在减震和平衡受力等方面改善舒适度，由于日常生活中行走和跑步运动密不可分，缺少根据不同运动状态进行不同的的足底智能调节的鞋垫。

[0003] 专利202110667669.6公开了一种智能鞋垫及系统，此鞋垫内含传感器，根据第一传感器和第二传感器受力不同产生的数值变化，判断出穿戴者是否处于摔倒状态，其中无线发射装置将警报信息向其监护人的移动终端进行报警，此专利发明内容主要针对老人、小孩两种使用群体在发生跌倒的安全事故时进行报警为穿戴者赢得获救的机会。

[0004] 专利202111474175.2公开了一种跑步系列智能鞋垫，主要针对解决了现有鞋垫不便更换吸汗层的问题设计了可替换的汗液吸附层，针对不能根据脚部出汗情况对用户提供健康信息的问题，鞋垫中设计了温度感应模块和湿度感应模块，能够控制运动者脚部的湿度和温度情况，根据脚部的湿度和温度检测及时做出判断并向使用者发出提示，使人们保持健康舒适的运动状态。

[0005] 专利202210569802.9公开了一种以电磁感应为基础的自供能智能鞋垫，通过磁电式能量采集单元将机械能转化成电能，为其他部件提供工作能量来源，主要提供了一种利用人体运动机械能转化为电能进行储存使用的电磁感应自供电的智能鞋垫，传感器和定位装置的输出信号通过无线传输装置与手机等客户端进行通信，便于监护人随时掌握使用者的位置和行走情况，侧重于单纯对使用者的运动健康状态的监测功能。

[0006] 专利202210754134.7公开了一种平衡功能训练鞋垫，在鞋垫上设置多个薄膜压力传感器，分别对应人体脚步的前1/3、中部1/3的外侧足弓处位置对应，通过压力传感器监测患者脚部受力状况，在家即可进行的平衡功能训练，超过阈值时向锻炼者或看护人员发送即将摔倒的信息，有效避免跌倒的发生。

[0007] 上述专利公开的智能鞋垫研究侧重于通过压力传感器来监测使用者的足底受力情况，根据压力传感器监测到的信息变化进行摔倒预警，未将压力监测与受力调节、健康检测及按摩功能结合起来，侧重于足底压力监测预警的单一功能，缺少针对根据足底压力信息进行步态矫正、反馈身体健康信息的相关研究。

[0025] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

[0026] 下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

[0027] 实施例一如图1和图2所示，本发明的一种可分区调控智能化鞋垫，由鞋垫主体、压力传感器、温度传感器、无线传输装置、储能单元、主控模块组成，鞋垫上表层足弓区内侧有掌心防护垫，具有良好的弹性，可以对足弓区起到支撑和减震保护作用；鞋垫主体上表面有掌心防护垫，在掌心防护垫另一侧有可撕换吸汗贴，可撕换吸汗贴子面与可撕换吸汗贴母面大小相同，当使用者脚部出汗时，可对汗液吸附可撕换吸汗贴进行更换，按照从脚掌到脚跟的方向撕下，防止撕拉过程对鞋垫其他零部件造成损坏；鞋垫足跟区位置同样有弹性气垫，分散脚跟落地时的压力，在脚部向上抬起时表现出很好的回弹作用，使运动更加轻松。

[0028] 智能鞋垫中的主控模块包含压力调控模块、温度调控模块、运动监测模块、报警模块和按摩模块。无线传输装置的输入端与主控模块的输出端连接，主控模块的输入端与压力传感器、温度传感器的输出端连接，主控模块接收压力信息，并将压力信息传输给运动检测模块，用于监测使用者在行走过程中的足部受力情况和温度变化，运动检测模块对压力信息与数据库信息进行对比，通过步频辨别出运动状态，选择与当前运动状态相匹配的压力调控模式，向压力调控模块输出控制信号；当运动监测模块检测到压力、温度数据异常时，向报警模块输出信号，报警模块通过无线传输装置将信号传递到手机客户端，出现指示灯闪烁，也能起到提醒使用者注意身体健康的作用。

[0029] 实施例二如图1所示，本发明提出的一种可调控智能化鞋垫，相较于实施例一，本实施例主要介绍智能鞋垫的具体压力调控模块功能的实现过程，设有多个压力传感器分布与跖骨区、足弓区和足跟区，根据多个压力传感器传输的实时数据更加精准的分析足底受力情况，便于精准调节，压力调控模块根据运动检测模块设定的正常受力情况调节气囊内压力，对各部位有针对性的进行受力调节，通过调节跖骨区、足弓区和足跟区各区域气囊的压力，改变各区域凸起点在传感层外露的高度，改变鞋垫与足底的接触位置和接触面积，根据正常的走路姿势可知足弓区内侧的受力较少，设计足弓区内侧气囊上弹性柱为1cm长，其他气囊上的弹性柱为0.8cm长，足弓区气囊的气囊卸压状态下，凸起点紧密贴合在传感层表面，所述当气囊充压状态下，弹性柱上移，凸起点高出传感层，当气囊完全充压状态下，凸起点达到最大极限高出传感层0.7cm。常见的错误走路姿势有足内翻、足外翻、拇外翻等。

[0030] 针对足内翻的使用者，由于内翻足的足外侧压力值偏高，可通过调节足跟区外侧气囊，外侧气囊充压大于内侧充压，使足跟区外侧弹性柱上移位置高于内侧弹性柱，通过压力调控模块调节足跟区外侧气囊对应的凸起点的突出高度达到0.5cm，控制足跟区内侧气囊对应的凸起点的突出高度在0‑0.4cm之间选择，给与足跟外侧较大的支撑力，增加内侧的受力，减轻足跟不均衡受力情况；针对足外翻的使用者，则采取相反的方式，通过调节内侧气囊充压大于内侧充压，使内侧弹性柱上移位置高于外侧弹性柱，调节足跟区内侧气囊对应的凸起点的突出高度达到0.5cm，控制足跟区外侧气囊对应的凸起点的突出高度在0‑0.4cm之间选择，从而增加足跟区外侧的受力，改善走路姿势；
拇外翻使用者由于先天或者后天因素导致拇趾骨和一跖骨的关节严重倾斜，严重者足底形态构造会发生改变，可通过调节跖骨区外侧气囊压力大于内侧充压，将第三、四跖骨头的负重作用减弱了，调节跖骨区外侧气囊对应的凸起点的突出高度达到0.5cm，控制跖骨区内侧气囊对应的凸起点的突出高度在0‑0.4cm之间选择，使前足外侧凸起点支撑力大于内侧，让原本外移的压力重心重新转移到前足内侧，达到正常的足底负荷平衡状态；
针对扁平足使用者，足弓塌陷，足的内侧比外侧底，足内侧底即影响到脚后跟的内侧也会低，通过增加足弓区内侧气囊压力以及足跟区内侧气囊增压大于外侧气囊气压的方式进行调节，增加足弓区和足跟区内侧的凸起点外露高度，调节足弓区气囊对应的凸起点的突出高度达到0.7cm，控制足跟区内侧气囊对应的凸起点的突出高度在0‑0.7cm之间选择，增加对足弓内侧的支撑力，使受力均衡；
长时间站立或行走，均会产生疼痛劳累感，严重影响走路姿势，不仅需要对足底各部位进行精准的受力调节，按摩功能也显得尤为重要，选择按摩模式，气囊上的凸起点正好对应人体的一些穴位，通过对气囊充压卸压的过程，凸起点对足底产生规则的挤压运动，通过控制气囊充压压力大小，控制凸起点对足底产生的压力大小，按照每次充压保持时间10s的频率，每次按摩时长10min，达到缓解疲劳的功效。

[0031] 本发明中的多个气囊可独立调节控制，通过调控足底不同受力部位的凸起点的高低位置变化，平衡脚部落地时产生的不均衡受力，从而减轻运动疲劳，也起到矫正走路姿势的作用，避免长时间错误走姿对身体带来的损伤。

[0032] 实施例三本发明的智能鞋垫在足跟处的储能单元，可为压力传感器、温度传感器、运动监测模块和主控模板的运转提供能量支持，主控模块的输出信号通过无线传输装置与手机客户端进行连接，各压力传感器和温度传感器、运动监测系统采集到的信息可同时通过主控模块传递到手机端；运动监测模块内设有数据库包含静走、慢跑、快跑、跳跃多种运动状态的信息，主要通过步幅、步频、足底压力数值进行运动状态识别，从而辅助选择相匹配状态下的压力调控模式，根据设定的不同运动状态下的受力数值范围进行调节。通过对比足底压力变化分析，选择相匹配的运动状态进行针对性调节，进行鞋垫各区域气垫的高度调整。

[0033] 温度调控模块在手机端进行关闭或启动工作，运动监测模块通过温度感应器监测到足底温度过低时启动报警模块，在手机端进行报警显示，随后手机端发送信号至运动监测模块启动温度调控模块，避免由足底过冷或过热引起的身体不适，在升温过程中，温度传感器监测足底温度达到调节的温度后，即停止继续升温，进入保温状态。温度调控模块的温度调节范围在25‑42℃之间，可选择阶段式升温。当使用者处于较低的环境温度下，足底温度低于25℃时，先将温度升至25℃，再继续升温；当足底温度在25‑37℃时，先升温至37℃，然后在37‑42℃之间进行自主温度调控，便于使用者对足底温度的灵活调控。在启动按摩模块时，为了达到更好的按摩效果，一般会将温度设置稍微高于人体温度，最高不超过42℃，可在手机端电极启动温度调控模块控制升温，通过对足底温度调节，有效缓解疲劳。

[0034] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。