[发明专利]能量采集鞋底

说明书

本发明涉及一种用于具有至少一个模块的鞋子鞋底的系统，所述模块包括至少一个压电元件，所述压电元件适于根据所述至少一个压电元件的机械变形产生电信号。所述电信号适于用作用于得到所述鞋子鞋底的至少一个运动参数的信号。所述系统进一步包括至少第一能量存储器和第二能量存储器，所述至少第一能量存储器和第二能量存储器适于存储从所述电信号获得的电能，并且仅在所述第一能量存储器达到第一能量阈值之后加载所述第二能量存储器。

技术领域

本发明涉及一种用于具有至少一个模块的鞋子鞋底的系统，该模块包括至少一个压电元件。

背景技术

对于许多人，运动是他们生活的必不可少的一部分。例如，人们跑步以改善他们的健康并以健康的方式生活。随着智能手机的出现，在训练期间和训练之后用其检测个人的训练表现以改进训练、并且甚至用于与朋友分享结果(例如通过社交网络)已经变得很普遍。

为此目的，已知由各种方法来获取数据，诸如步数、行进距离、节奏、步速、速度等等。例如，智能手机提供应用程序(apps)，应用程序可以用于通过在智能电话中的诸如GPS传感器和/或运动传感器的集成传感器监测活动。

其他方法涉及放置在人身上或运动服饰上(例如，鞋子)某处的传感器。现有方法涉及放置在鞋子的鞋底中某处以测量至少一些上述参数中的传感器。在锻炼期间或锻炼之后，测量的参数可以随后被传输至诸如智能手机的监测装置。

大部分上述传感器包括电池以能够测量所需的数据。因此，有时电池变空并需要替换新的电池。对于一些传感器模型，甚至可能有必要替换完整的装置。很明显，这些解决方案对环境造成显著的负担。因此，业界已经在考虑进一步的方法。

其他传感器的一个实例涉及用于在锻炼期间产生能量的压电元件，这些能量可以被存储或用于操作对应的传感器。

例如，美国专利申请公开文本US 2013/0028368涉及用于鞋子的计步器。一个电动势单元包括压电元件，当使用者将其脚落在地面上时，该压电元件产生电流响应施加在其上的压力。电流被提供给外部的计步器单元以进行步数的计数。

由Ishida等人发表在IEEE固态电路期刊2013年1月第48卷第1期的论文“具有压电能量采集器和2V有机电路的内底计步器”公开了另一种解决方案，描述了一种鞋内底计步器，其包含压电能量采集器并且包括伪CMOS14比特计步器，该计数器使用采集的电力记录步数。在行走期间每次内底被脚按压，压电能量采集器产生脉冲，该压电能量采集器为卷曲的聚偏氟乙烯(PVDF)片。也包括在鞋底中的其他PVDF卷可以被用作用于有机电路的电源。

美国专利申请公开文本US 2014/0088917也公开了一种具有能量提取功能的计步器。为此目的，计步器装置检测并计数使用者步数。该装置包括换能器，换能器可以为压电类型的，其配置为产生电换能信号响应用户跨步。能量收集系统耦合至换能器以产生电源电压响应该电换能信号。处理单元由电源电压供电。处理单元进一步配置为感测电换能信号并确定是否出现了使用者步数并响应该确定增加计步值。

尽管上述方法某种程度上有助于降低对环境造成的不利影响，从实用的角度来看它们仍然具有多种弊端。例如，这样的传感器制造起来复杂、相对较大并且在多种可能情况下可能不实用。例如，当不使用鞋子时，例如在短暂休息期间或在锻炼之后，可能不能使用传感器或所获取的数据。

因此本发明的根本目的在于提供改进的压电传感器系统以用于监测各种参数，该系统易于生产、小而便于放置在鞋子鞋底内部并且其为运动员提供出众的使用性。

发明内容