一种具有柔性压力采集装置的鞋垫
技术领域
本实用新型涉及鞋垫技术领域，具体为一种具有柔性压力采集装置的鞋垫。
背景技术
日常生活中，总有诸多人群因为走路姿势的不正确，而造成形体畸形或导致疾病，常见的诸如内外八字脚，容易形成O形腿或者X形腿。一般来说，八字脚是走路习惯长期不好而形成的，尽管轻微的内八字或外八字都不会有损骨骼，但是长期这样走路就会影响健康。内八字走路容易使更多压力积聚在脚外侧，脚外侧和地面接触的机会大幅增加，使得脚接触地面的正常部位发生改变，这种潜移默化的改变却不易引起自身的警觉，时间一长就会导致腿部骨骼变形，增大关节的压力和造成疼痛，形成O形腿；外八字走路也是同样，说明脚趾向外的角度过大，久而久之会让膝盖外移，双腿变成X形，导致膝踝关节疼痛和小腿肌群的损伤，加速关节退化。
目前，市面上出现了很多的智能鞋垫，在这些智能鞋垫中往往增加了一些电路装置用于对人体行走过程中的足部压力数据进行采集，而这些电路装置是附着在硬质PCB板上的，从而使得智能鞋垫在穿着过程中会出现整体偏硬的状态，人们在穿着该智能鞋垫时的舒适性大大的降低。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型需要解决的技术问题是：如何提供一种穿着过程中整体偏软，从而提高穿着舒适性的具有柔性压力采集装置的鞋垫。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种具有柔性压力采集装置的鞋垫，包括鞋垫本体和设于所述鞋垫本体内的柔性压力采集装置，所述柔性压力采集装置包括柔性织物PCB板和柔性压力层，所述柔性压力层采用初始状态下各区域阻值均匀分布的压敏材料制成，所述柔性织物PCB板上设有导电织物材料制成的织物导电电路层，所述织物导电电路层上分布有若干个压力采集区，所述柔性压力层上的压敏材料与所述压力采集区相贴，所述织物导电电路层上设有数据输出接口，所述数据输出接口与外部数据处理装置连接。
压敏材料是指受压形变时材料阻抗会相应发生变化的阻抗压敏材料，压敏材料在初始状态下阻值分布均匀，是指压敏材料在没有受压发生形变时各个局部位置的阻值分布是均匀的。
导电织物是一种将连接电子元件的导线与织物结合成一体的材料，可用于代替传统的硬质PCB板，具有织物柔软的特点。
这样，通过在鞋垫本体内设置柔性压力采集装置，通过柔性压力采集装置对人体的足部压力数据进行采集；同时柔性压力采集装置包括柔性织物PCB板和柔性压力层，柔性织物PCB板上设有采用导电织物材料制成的织物导电电路层，使得具有该织物导电电路层的柔性织物PCB板整体呈现出如织物状的柔软的状态；另外，通过在柔性织物PCB板上设置柔性压力层，当人们穿着具有该柔性压力采集装置的鞋垫，当足部未作用在柔性压力层上时，各压力采集区压敏材料的阻值分布是均匀的；当足部作用在柔性压力层上时，各个压力采集区与足部的各个位置是对应的，足部不同位置对压敏材料的施压程度不同，导致压敏材料受压不同的局部位置的阻值相应的发生不同变化，由此，压力采集区不同区域的电压值情况也就反映出了被足部踩踏时脚掌各个不同位置的压力分布情况，从而得到了不同区域的足部压力数据，得到的足部压力数据再通过输出接口传递给外部数据处理装置，从而为后续的数据分析提供基础。由于本方案未采用传统的硬质PCB板，故本方案的鞋垫穿着过程中整体偏软，有效的提高了穿着的舒适性。
优选的，所述压力采集区内成对的设有第一采集点和第二采集点，所述柔性压力层上的压敏材料与对应位置压力采集区内的第一采集点和第二采集点相贴。
这样，通过压力采集区内成对设置的第一采集点和第二采集点，利用对应压力采集区的第一采集点和第二采集点之间分配到的电压值变化情况，来得到压力采集区不同区域的电压值情况，进而得到足部踩踏时脚掌各个不同位置的压力分布情况，从而得到了不同区域的足部压力数据，为后续的数据分析提供基础。
优选的，各所述压力采集区内的第一采集点依次串联后与所述数据输出接口电连接，各压力采集区内的第二采集点分别与所述数据输出接口电连接。
这样，当人体足部作用在各压力采集区时，由于不同位置的压力值不同，故采用压敏材料制成的压力传感器在不同位置的电阻的阻值将不同，该电阻阻值的变化表现为第一采集点和第二采集点之间的电压变化，通过将各压力采集区的第一采集点依次串联后与输出接口电连接，将各压力采集区的第二采集点分别与数据输出接口电连接，由此将第一采集点和第二采集点之间的电压变化通过数据输出接口传递给外部数据处理装置，用于对数据进行分析处理。
优选的，所述柔性压力层由对应分布在各所述压力采集区的若干个压敏材料组成。
这样，将柔性压力层由对应分布在各压力采集区的若干个压敏材料组成，再将压力采集区根据数据采集需求分布在不同的位置，使得在满足数据采集的前提下，能有效减小柔性压力层的整体体积，降低使用成本。
优选的，所述柔性织物PCB板上还设有绝缘层，所述绝缘层夹设于所述织物导电电路层和所述柔性压力层之间，所述绝缘层上与所述织物导电电路层的电连接点对应的位置开设有竖向的通孔，所述通孔处设有电连接件，所述柔性压力层和所述织物导电电路层通过所述电连接件进行电连接。
这样，绝缘层用于将织物导电电路层和柔性压力层之间进行绝缘，同时通过电连接件对柔性压力层和织物导电电路层进行电路连接。
优选的，所述绝缘层为上下分布的多层，任意相邻两层所述绝缘层之间均夹设有一层所述织物导电电路层，任意相邻两层所述织物导电电路层电连接，最上层或最下层所述织物导电电路层与所述柔性压力层电连接。
这样，通过设置多层绝缘层，然后在相邻两层绝缘层之间夹设一层织物导电电路层，这样使得织物导电电路层也分为了多层，充分满足织物导电电路层的电路连接较为复杂或是鞋垫本体尺寸的限制使得织物导电电路层的面积较小时的电路连接需求。
优选的，所述压力采集区有M×N个，且以纵向M排横向N列的矩形阵列布置在所述织物导电电路层上。
这样，将压力采集区以纵向M排横向N列的矩形阵列方式进行布置，从而对多个区域可进行压力数据的采集。
优选的，所述压力采集区有两个，且分别位于所述鞋垫本体的前脚掌和后脚跟位置。
这样，人体足部的脚后跟和前脚掌位置是最重要的数据采集点，通过在这两个位置设置压力采集区，保证了这两个位置压力数据的采集。
优选的，所述压力采集区有四个，且分别位于所述鞋垫本体上与人体足部的第一拓趾关节、第二拓趾关节、拇指和后脚跟的位置。
这样，通过在与人体足部的第一拓趾关节、第五拓趾关节、拇指和脚后跟的位置设置压力采集区，是为了使用较少的采集点对人体足部的压力分布进行有效的分析。
优选的，所述柔性压力层与所述鞋垫本体的外形形状相适应。
这样，柔性压力层与鞋垫本体的外形结构相适应，使得柔性压力层能对人体足部的各个位置进行压力数据的采集，同时使得鞋垫整体外形尺寸统一，美观。
优选的，所述鞋垫本体包括面层和底层，所述柔性压力采集装置夹设于所述面层和所述底层之间，所述面层、所述柔性压力采集装置和所述底层两两之间进行粘接。
这样，通过设置面层和底层，可以将柔性压力采集装置夹设在面层和底层之间，面层和底层分别从上下两侧对柔性压力采集装置进行保护，避免了柔性压力采集装置与人体足部和鞋子内部进行直接的接触，提高柔性压力采集装置的使用寿命；同时将面层、柔性压力采集装置和底层之间进行粘接，从而形成一个完整的鞋垫进行使用。
附图说明
为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一中压力采集区分布情况的前部示意图；
图3为本实用新型实施例一中压力采集区分布情况的背部示意图；
图4为本实用新型实施例二的结构示意图。
附图标记说明：柔性压力层1、柔性织物PCB板2、绝缘层21、织物导电电路层22、第一采集点221、第二采集点222、电连接件23、通孔24、面层3、底层4、数据输出接口5。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例一：
如附图1到附图3所示，一种具有柔性压力采集装置的鞋垫，包括鞋垫本体和设于鞋垫本体内的柔性压力采集装置，柔性压力采集装置包括柔性织物PCB板2和柔性压力层1，柔性压力层1采用初始状态下各区域阻值均匀分布的压敏材料制成，柔性织物PCB板2上设有导电织物材料制成的织物导电电路层22，织物导电电路层22上分布有若干个压力采集区，柔性压力层1上的压敏材料与压力采集区相贴，织物导电电路层22上设有数据输出接口5，数据输出接口5与外部数据处理装置连接。
压敏材料是指受压形变时材料阻抗会相应发生变化的阻抗压敏材料，压敏材料在初始状态下阻值分布均匀，是指压敏材料在没有受压发生形变时各个局部位置的阻值分布是均匀的。
导电织物是一种将连接电子元件的导线与织物结合成一体的材料，可用于代替传统的硬质PCB板，具有织物柔软的特点。
这样，通过在鞋垫本体内设置柔性压力采集装置，通过柔性压力采集装置对人体的足部压力数据进行采集；同时柔性压力采集装置包括柔性织物PCB板和柔性压力层，柔性织物PCB板上设有采用导电织物材料制成的织物导电电路层，使得具有该织物导电电路层的柔性织物PCB板整体呈现出如织物状的柔软的状态；另外，通过在柔性织物PCB板上设置柔性压力层，当人们穿着具有该柔性压力采集装置的鞋垫，当足部未作用在柔性压力层上时，各压力采集区压敏材料的阻值分布是均匀的；当足部作用在柔性压力层上时，各个压力采集区与足部的各个位置是对应的，足部不同位置对压敏材料的施压程度不同，导致压敏材料受压不同的局部位置的阻值相应的发生不同变化，由此，压力采集区不同区域的电压值情况也就反映出了被足部踩踏时脚掌各个不同位置的压力分布情况，从而得到了不同区域的足部压力数据，得到的足部压力数据再通过输出接口传递给外部数据处理装置，从而为后续的数据分析提供基础。由于本方案未采用传统的硬质PCB板，故本方案的鞋垫穿着过程中整体偏软，有效的提高了穿着的舒适性。
在本实施例中，压力采集区内成对的设有第一采集点221和第二采集点222，柔性压力层1上的压敏材料与对应位置压力采集区内的第一采集点221和第二采集点222相贴。
这样，通过在压力采集区内成对设置的第一采集点和第二采集点，利用对应压力采集区的第一采集点和第二采集点之间分配到的电压值变化情况，来得到压力采集区不同区域的电压值情况。
当足部未作用在柔性压力层上时，各压力采集区压敏材料的阻值分布是均匀的，因此各个压力采集区内的第一采集点和第二采集点之间分配到相应的电压值也都是均匀的；当足部作用在柔性压力层上时，各个压力采集区与足部的各个位置是对应的，足部不同位置对压敏材料的施压程度不同，导致压敏材料受压不同的局部位置的阻值相应的发生不同变化，从而使得对应压力采集区的第一采集点和第二采集点之间分配到的电压值也发生相应变化，由此，压力采集区不同区域的电压值情况也就反映出了被足部踩踏时脚掌各个不同位置的压力分布情况，从而得到了不同区域的足部压力数据。
在本实施例中，各压力采集区内的第一采集点221依次串联后与数据输出接口5电连接，各压力采集区内的第二采集点222分别与数据输出接口5电连接。
这样，当人体足部作用在各压力采集区时，由于不同位置的压力值不同，故采用压敏材料制成的压力传感器在不同位置的电阻的阻值将不同，该电阻阻值的变化表现为第一采集点和第二采集点之间的电压变化，通过将各压力采集区的第一采集点依次串联后与输出接口电连接，将各压力采集区的第二采集点分别与数据输出接口电连接，由此将第一采集点和第二采集点之间的电压变化通过数据输出接口传递给外部数据处理装置，用于对数据进行分析处理。
在本实施例中，柔性压力层1由对应分布在各压力采集区的若干个压敏材料组成。
这样，将柔性压力层由对应分布在各压力采集区的若干个压敏材料组成，再将压力采集区根据数据采集需求分布在不同的位置，使得在满足数据采集的前提下，能有效减小柔性压力层的整体体积，降低使用成本。
在本实施例中，柔性织物PCB板2上还设有绝缘层21，绝缘层21夹设于织物导电电路层22和柔性压力层1之间，绝缘层21上与织物导电电路层22的电连接点对应的位置开设有竖向的通孔24，通孔24处设有电连接件23，柔性压力层1和织物导电电路层22通过电连接件23进行电连接。
这样，绝缘层21用于将织物导电电路层22和柔性压力层1之间进行绝缘，同时通过电连接件23对柔性压力层1和织物导电电路层22进行电路连接。
在本实施例中，绝缘层21为上下分布的多层，任意相邻两层绝缘层21之间均夹设有一层织物导电电路层22，任意相邻两层织物导电电路层22电连接，最上层或最下层织物导电电路层22与柔性压力层1电连接。
这样，通过设置多层绝缘层21，然后在相邻两层绝缘层21之间夹设一层织物导电电路层22，这样使得织物导电电路层22也分为了多层，充分满足织物导电电路层22的电路连接较为复杂或是鞋垫本体尺寸的限制使得织物导电电路层22的面积较小时的电路连接需求。
在本实施例中，柔性压力层1设于柔性织物PCB板2的上方，绝缘层21为上下分布的N层，织物导电电路层22为N-1层，除最下层外的其余各层绝缘层21上与织物导电电路层22的电连接点对应的位置均开设有竖向的通孔24，各层绝缘层21的各通孔24处均设有电连接件23，任意相邻两层织物导电电路层22通过电连接件23进行电连接，最上层织物导电电路层22通过电连接件23与柔性压力层1电连接。
这样，在织物导电电路层22整体比较复杂，且面积较小时，通过将绝缘层21设置为N层，织物导电电路层22设置为N-1层，相邻两层织物导电电路层22上的织物导电电路通过电连接件23进行连接，使得各层的织物导电电路层22能有效的连接呈一个整体，然后在通过最上层织物导电电与柔性压力层1进行电连接，从而满足在织物导电电路层22复杂，面积较小时的数据采集需求。
在本实施例中，压力采集点区四个，且分别位于鞋垫本体上与人体足部的第一拓趾关节、第二拓趾关节、拇指和后脚跟的位置。
这样，通过在鞋垫本体上与人体足部的第一拓趾关节、第五拓趾关节、拇指和脚后跟的位置设置压力采集点，是为了使用较少的采集点对人体足部的压力分布进行有效的分析。
在本实施例中，鞋垫本体包括面层3和底层4，柔性压力采集装置夹设于面层3和底层4之间，面层3、柔性压力采集装置和底层4两两之间进行粘接。
这样，通过设置面层3和底层4，可以将柔性压力采集装置夹设在面层3和底层4之间，面层3和底层4分别从上下两侧对柔性压力采集装置进行保护，避免了柔性压力采集装置与人体足部和鞋子内部进行直接的接触，提高柔性压力采集装置的使用寿命；同时将面层3、柔性压力采集装置和底层4之间进行粘接，从而形成一个完整的鞋垫进行使用。
在本实施例中，电连接件23采用导电织物材料制成，电连接件23的外轮廓形状与通孔24的尺寸相贴合适配。
这样，将电连接件23的外轮廓形状与通孔24的尺寸相贴合适配，最大的保证电连接件23与织物导电电路层22的有效接触面积，提高连接的可靠性，同时使得整体的外形较为美观，避免在通孔24处出现孔洞等现象。
实施例二：
在本实施例中，柔性压力层11设于柔性织物PCB板22的下方，绝缘层21为上下分布的N层，织物导电电路层22为N-1层，除最上层外的其余各层绝缘层21上与织物导电电路层22的电连接点对应的位置均开设有竖向的通孔24，各层绝缘层21的各通孔24处均设有电连接件23，任意相邻两层织物导电电路层22通过电连接件23进行电连接，最下层织物导电电路层22通过电连接件23与柔性压力层11电连接。
这样，在织物导电电路层22整体比较复杂，且面积较小时，通过将绝缘层21设置为N层，织物导电电路层22设置为N-1层，相邻两层织物导电电路层22上的织物导电电路通过电连接件23进行连接，使得各层的织物导电电路层22能有效的连接呈一个整体，然后在通过最下层织物导电电与柔性压力层11进行电连接，从而满足在织物导电电路层22复杂，面积较小时的数据采集需求。
实施例三：
在本实施例中，压力采集区有M×N个，且以纵向M排横向N列的矩形阵列布置在织物导电电路层上。
这样，将压力采集区以纵向M排横向N列的矩形阵列方式进行布置，从而对多个区域可进行压力数据的采集。
实施例四：
在本实施例中，压力采集区有两个，且分别位于鞋垫本体的前脚掌和后脚跟位置。
这样，人体足部的脚后跟和前脚掌位置是最重要的数据采集点，通过在这两个位置设置压力采集点，保证了这两个位置压力数据的采集。
实施例五：
在本实施例中，柔性压力层与鞋垫本体的外形形状相适应。
这样，柔性压力层与鞋垫本体的外形形状相适应，使得柔性压力层能对人体足部的各个位置进行压力数据的采集，同时使得鞋垫整体外形尺寸统一，美观。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照优选实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
