[发明专利]一种基于压电陶瓷的自发电智能鞋

说明书

本发明公开了一种基于压电陶瓷的自发电智能鞋，包括鞋子本体，所述鞋子本体的底端安装有脚尖压电陶瓷和数据采集单元、PCB板和脚跟压电陶瓷和数据采集单元，鞋子本体的鞋面上安装有USB接口模块。本基于压电陶瓷的自发电智能鞋，压电陶瓷发电模块产生的电能通过信号调理模块处理后为中央处理模块、人体监测模块、预警模块以及无线通信模块供电，并将多余的电能存储在储能电路的充电锂电池中，人体监测模块检测到的动作是信息传输给中央处理模块进行处理，并将处理后得到的信息通过无线通信模块传输给手机终端，以实时监测运动状态；整体发电效率高，可实时监测运动状态。

技术领域

本发明涉及智能器技术领域，具体为一种基于压电陶瓷的自发电智能鞋。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们越来越重视自己的身体健康，因此，户外锻炼越来越为广大人民所喜爱。然而，现阶段，人们的锻炼是盲目的，缺乏指导的，锻炼效果不佳。

近年来，智能器件深受人们的欢迎，例如功能丰富的智能手环和智能跑鞋等，通过内置的高精度加速度传感器检测人手/脚的晃动，从而判断人体的位移进而估算用户的步速、步数、心率等信息。这种方法通过采集储存用户当天的活动数据，在一定程度上计算出了人们的活动状态和相关的活动量，为人们的生活提供了一定的运动指导。

然而，现有的技术还不够完善，仍然存在着以下不足：

1：智能鞋的电量消耗完后，智能鞋就失去了智能，无法及时更换电池，则影响了智能的体验；

2：当前的智能鞋仅对人们的运动信息进行了检测，而人们的定位信息仍然需要依靠GPS等卫星定位系统，无法为卫星覆盖信号不佳地区如山区等区域中，运动迷失路线的用户提供有效的导航；

对于不经常运动或参与跑步的用户，在无人指导的情况下，不正确的运动姿态或超强度的运动很容易造成人体膝关节、踝关节等的损伤，进而影响运动者的身体健康，基于此，提出一种基于压电陶瓷的自发电智能鞋。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于压电陶瓷的自发电智能鞋，具有发电效率高，可实时监测运动状态的优点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于压电陶瓷的自发电智能鞋，包括鞋子本体，所述鞋子本体的底端安装有脚尖压电陶瓷和数据采集单元、PCB板和脚跟压电陶瓷和数据采集单元，鞋子本体的鞋面上安装有USB接口模块；所述鞋子本体的鞋底从下至上依次加装有中间介质下部压电陶瓷加装片、鞋体中间介质中部压电陶瓷加装片和鞋体中间介质上部压电陶瓷加装片，中间介质下部压电陶瓷加装片上加装有鞋体中间介质下部压电陶瓷，鞋体中间介质上部压电陶瓷加装片上加装有鞋体中间介质；所述鞋子本体上加加装有PCB板，PCB板上集成有压电陶瓷发电模块、稳压管、储能电路、信号调理模块、电源管理模块、中央处理模块、人体监测模块、预警模块、无线通信模块，压电陶瓷发电模块与信号调理模块电连接，信号调理模块与稳压管电连接，稳压管与储能电路电连接；所述储能电路与电源管理模块电连接，电源管理模块与中央处理模块电连接，人体监测模块、预警模块、无线通信模块和USB接口模块均与中央处理模块电连接，无线通信模块与手机终端通信。

优选的，所述脚尖压电陶瓷和数据采集单元和脚跟压电陶瓷和数据采集单元的压电陶瓷按压点位于鞋体软介质平面上下两侧。

优选的，所述储能电路采用储电的锂电池以及与锂电池相连的防过冲模块。

优选的，所述信号调理模块包括降压升压电路及整流电路，降压升压电路为自适应电路。

优选的，所述人体监测模块包括了压力检测单元、三轴加速度、陀螺仪单元、磁力计模块及卫星定位模块，卫星定位模块包括GPS或北斗选择模块。

优选的，所述PCB板位于鞋子本体鞋底的中心位置，并采用单组份室温硫化胶粘结剂进行固化。