TWI664924B - 自適性鞋墊系統及其執行方法 - Google Patents

Abstract

一種自適性鞋墊系統，其可藉由移動終端執行應用程式於檢測模式時，依據檔案資料庫與來自智慧鞋墊的多個壓力信號判斷使用者的足型，並顯示足型訊息，用以提供使用者其足型的評估報告。此外，可藉由移動終端執行應用程式於走路模式時，依據檔案資料庫與來自智慧鞋墊的多個壓力信號輸出控制信號，以使智慧鞋墊的至少一充氣區進行充氣或洩氣，用以透過物理力學原理讓使用者的雙腳於走路時能得到適當的協助與保護。

Description

自適性鞋墊系統及其執行方法

本發明涉及一種自適性系統及其執行方法，特別是自適性鞋墊系統及其執行方法。

在現今社會中，一般人每天都會有相當多的時間穿著鞋子，若是長期穿著不適合的鞋子可能造成足部變形或受力不均等問題。因此，許多人會在原有的鞋子內更換新的鞋墊，例如：特殊材質或是特殊設計的鞋墊，以期待能得到適當的協助與保護。

然而，一般鞋墊僅能改善部分的問題，在長時間穿著鞋子時，一般人往往不會注意到足底壓力分佈的狀態是否正常，待足部真正發生問題時，往往已經造成傷害。此外，在現有技術中，需要檢測行走的足底壓力時，人們需要到相關場所才能進行檢測，容易錯過因足底壓力分佈異常而需調整鞋墊的時機。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在因無法/不會注意到足底壓力分佈狀態異常而讓使用者的雙腳無法得到適當的協助與保護之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種自適性鞋墊系統及其執行方法。

首先，本發明揭露一種自適性鞋墊系統，其包含：智慧鞋墊與移動終端，智慧鞋墊包含氣墊層與電路層，氣墊層包含多個充氣區，電路層設置於氣墊層的底部且包含多個壓力感測單元、傳收單元、泵浦單元與控制單元，移動終端設置有應用程式且包含顯示模組與處理模組。其中，該些充氣區分布於前掌、內縱足弓、外縱足弓與後跟對應的位置，每一充氣區具有進氣閥與洩氣閥；該些壓力感測單元分散設置於電路層上，每一壓力感測單元用以感測壓力信號；傳收單元用以傳輸該些壓力信號以及接收控制信號；泵浦單元連通每一充氣區的進氣閥；控制單元連接每一充氣區的進氣閥與洩氣閥以及泵浦單元，用以依據控制信號控制該些進氣閥、該些洩氣閥與泵浦單元對至少一充氣區進行充氣或洩氣。顯示模組用以依據該些壓力信號顯示壓力分佈圖以及接收並顯示足型訊息；處理模組用以執行應用程式，於檢測模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖判斷足型，並於判斷足型後輸出足型訊息；以及於走路模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖輸出控制信號。

此外，本發明揭露一種自適性鞋墊系統的執行方法，其步驟包含：提供智慧鞋墊與移動終端，智慧鞋墊包含氣墊層與電路層，電路層設置於氣墊層的底部，氣墊層包含多個充氣區，該些充氣區分布於前掌、內縱足弓、外縱足弓與後跟對應的位置，每一充氣區具有進氣閥與洩氣閥，電路層包含多個壓力感測單元、傳收單元、泵浦單元與控制單元，該些壓力感測單元分散設置於電路層上，泵浦單元連通每一充氣區的進氣閥，控制單元連接每一充氣區 的進氣閥與洩氣閥以及泵浦單元，移動終端設置有應用程式且包含顯示模組與處理模組；處理模組執行應用程式；每一壓力感測單元感測壓力信號；傳收單元傳輸該些壓力信號；顯示模組依據該些壓力信號顯示壓力分佈圖；處理模組執行應用程式於檢測模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖判斷足型，並於判斷足型後輸出足型訊息；顯示模組接收並顯示足型訊息；處理模組執行應用程式於走路模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖輸出控制信號；傳收單元接收控制信號；以及控制單元依據控制信號控制該些進氣閥、該些洩氣閥與泵浦單元對至少一充氣區進行充氣或洩氣。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過藉由移動終端執行應用程式於檢測模式時，依據檔案資料庫與來自智慧鞋墊的多個壓力信號判斷使用者的足型，並顯示足型訊息；以及移動終端執行應用程式於走路模式時，依據檔案資料庫與來自智慧鞋墊的多個壓力信號輸出控制信號，以使智慧鞋墊的至少一充氣區進行充氣或洩氣。

透過上述的技術手段，本發明可於移動終端執行應用程式於檢測模式時，提供使用者其足型的評估報告；於移動終端執行應用程式於走路模式時，透過物理力學原理讓使用者的雙腳於走路時能得到適當的協助與保護。

10‧‧‧充氣區

12‧‧‧進氣閥

14‧‧‧洩氣閥

20‧‧‧壓力感測單元

30‧‧‧傳收單元

40‧‧‧泵浦單元

50‧‧‧控制單元

60‧‧‧陀螺儀單元

70‧‧‧供電單元

75‧‧‧壓電單元

80‧‧‧檔案資料庫

90‧‧‧應用程式

100‧‧‧自適性鞋墊系統

110‧‧‧智慧鞋墊

112‧‧‧氣墊層

114‧‧‧電路層

120‧‧‧移動終端

122‧‧‧顯示模組

124‧‧‧處理模組

126‧‧‧充電單元

128‧‧‧連線模組

步驟210‧‧‧提供智慧鞋墊與移動終端，智慧鞋墊包含氣墊層與電路層，電路層設置於氣墊層的底部，氣墊層包含多個充氣區，該些充氣區分布於前掌、內縱足弓、外縱足弓與後跟對應的位 置，每一充氣區具有進氣閥與洩氣閥，電路層包含多個壓力感測單元、傳收單元、泵浦單元與控制單元，該些壓力感測單元分散設置於電路層上，泵浦單元連通每一充氣區的進氣閥，控制單元連接每一充氣區的進氣閥與洩氣閥以及泵浦單元，移動終端設置有應用程式且包含顯示模組與處理模組

步驟220‧‧‧處理模組執行應用程式

步驟230‧‧‧每一壓力感測單元感測壓力信號

步驟240‧‧‧傳收單元傳輸該些壓力信號

步驟250‧‧‧顯示模組依據該些壓力信號顯示壓力分佈圖

步驟260‧‧‧處理模組執行應用程式於檢測模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖判斷足型，並於判斷足型後輸出足型訊息

步驟270‧‧‧顯示模組接收並顯示足型訊息

步驟280‧‧‧處理模組執行應用程式於走路模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖輸出控制信號

步驟290‧‧‧傳收單元接收控制信號

步驟300‧‧‧控制單元依據控制信號控制該些進氣閥、該些洩氣閥與泵浦單元對至少一充氣區進行充氣或洩氣

第1圖為本發明自適性鞋墊系統之一實施例系統示意圖。

第2圖為本發明自適性鞋墊系統之一實施例系統方塊圖。

第3A圖為第1圖之智慧鞋墊的氣墊層一實施例系統示意圖。

第3B圖為第1圖之智慧鞋墊的電路層一實施例系統示意圖。

第4圖為第1圖的自適性鞋墊系統的執行方法之一實施例方法流程圖。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

請先參閱「第1圖」至「第3B圖」，「第1圖」為本發明自適性鞋墊系統之一實施例系統示意圖，「第2圖」為本發明自適性鞋墊系統之一實施例系統方塊圖，「第3A圖」為「第1圖」之智慧鞋墊的氣墊層一實施例系統示意圖，「第3B圖」為「第1圖」之智慧鞋墊的電路層一實施例系統示意圖。自適性鞋墊系統100包含：智慧鞋墊110與移動終端120，智慧鞋墊110包含氣墊層112與電路層114，氣墊層112包含多個充氣區10，電路層114設置於氣墊層112的底部且包含多個壓力感測單元20、傳收單元30、泵浦單元40與控制單元50，移動終端120設置有應用程式90且包含顯示模組122與處理模組124。其中，該些充氣區10分布於前掌、內縱足弓、外縱足弓與後跟對應的位置(如「第3A圖」所示)，每一充氣區10具有進氣閥12(如「第1圖」之圓形虛線所示)與洩氣閥14(如「第1圖」之方形虛線所示)，且該些進氣閥12與該些洩氣閥14位於氣墊層112的底部以利與電路層114連接；該些壓力感測單元20分散設置於電路層114上；泵浦單元40連通每一充氣區10的進氣閥12；控制單元50連接每一充氣區10的進氣閥12與洩氣閥14以及泵浦單元40。需注意的是，為避免「第1圖」之智慧鞋墊的圖面過於複雜，所有的連接關係省略不加以繪製。

在本實施例中，移動終端120可為但不限於智慧型手機，充氣區10的數量可為但不限於四個，壓力感測單元20的數量可為但不限於二十九個，但本實施例並非用以限定本發明，可依據實際需求進行調整。需注意的是，充氣區10的數量越多，代表氣墊層112可進行充氣與洩氣調整的區域越多，越能貼近使用者的需求，但當充氣區10的數量過多時，電路層114之泵浦單元40與控制單元50與充氣區10之間的連接會因過於複雜而可能造成電路層114散熱不易的問題；壓力感測單元20的數量越多，代表其感測到的使用者足部壓力分布更加精準，但當壓力感測單元20的數量過多時可能造成電路層114散熱不易或需要的電能變多的問題。需注意的是，為避免「第2圖」之圖面過於複雜，僅繪製兩個壓力感測單元20為代表，且氣墊層112與電路層114之間的連接關係省略不加以繪製。

在本實施例中，每一壓力感測單元20可用以感測壓力信號；傳收單元30可用以傳輸該些壓力信號以及接收控制信號；控制單元50可用以依據控制信號控制該些進氣閥12、該些洩氣閥14與泵浦單元40對至少一充氣區10進行充氣或洩氣；顯示模組122可用以依據該些壓力信號顯示壓力分佈圖以及接收並顯示足型訊息；處理模組124可用以執行應用程式90，於檢測模式時，依據檔案資料庫80與壓力分佈圖判斷足型，並於判斷足型後輸出對應的足型訊息；以及於走路模式時，依據檔案資料庫80與壓力分佈圖輸出控制信號。其中，檔案資料庫80可儲存有在每一坡度登山時標準的足壓分佈情形(即不同坡度對應不同的標準足壓分佈情形)、走路時標準的足壓分佈情形以及靜態時不同的足壓分佈情形所對應的足型訊息(例如：正常足弓、高足弓、扁平足弓)，使得處理模組124執行應用程式90於檢測模式時，依據靜態時不同的足壓分佈情形所對應 的足型訊息以及實際量測到的壓力分佈圖判斷出使用者的足型，並於判斷足型後輸出對應的足型訊息；處理模組124執行應用程式90於走路模式時，依據走路時標準的足壓分佈情形以及實際量測到走路時的壓力分佈圖判斷出需對哪一些/哪一個充氣區10進行充氣或洩氣，以使氣墊層112可提供使用者的雙腳於走路時能得到適當的協助與保護，進而讓實際量測到的壓力分佈圖呈現為檔案資料庫80所儲存之走路時標準的足壓分佈情形。

在本實施例中，自適性鞋墊系統100的執行方法可參閱「第4圖」，「第4圖」為「第1圖」的自適性鞋墊系統的執行方法之一實施例方法流程圖，其步驟包含：提供智慧鞋墊與移動終端，智慧鞋墊包含氣墊層與電路層，電路層設置於氣墊層的底部，氣墊層包含多個充氣區，該些充氣區分布於前掌、內縱足弓、外縱足弓與後跟對應的位置，每一充氣區具有進氣閥與洩氣閥，電路層包含多個壓力感測單元、傳收單元、泵浦單元與控制單元，該些壓力感測單元分散設置於電路層上，泵浦單元連通每一充氣區的進氣閥，控制單元連接每一充氣區的進氣閥與洩氣閥以及泵浦單元，移動終端設置有應用程式且包含顯示模組與處理模組(步驟210)；處理模組執行應用程式(步驟220)；每一壓力感測單元感測壓力信號(步驟230)；傳收單元傳輸該些壓力信號(步驟240)；顯示模組依據該些壓力信號顯示壓力分佈圖(步驟250)；處理模組執行應用程式於檢測模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖判斷足型，並於判斷足型後輸出足型訊息(步驟260)；顯示模組接收並顯示足型訊息(步驟270)；處理模組執行應用程式於走路模式時，依據檔案資料庫與壓力分佈圖輸出控制信號(步驟280)；傳收單元接收控制信號(步驟290)；以及控制單元依據控制信號控 制該些進氣閥、該些洩氣閥與泵浦單元對至少一充氣區進行充氣或洩氣(步驟300)。

透過上述步驟，即可於移動終端執行應用程式於檢測模式時，提供使用者其足型的評估報告(即足型訊息)；於移動終端執行應用程式於走路模式時，透過物理力學原理(對哪一些/哪一個充氣區10進行充氣或洩氣，以使氣墊層112可)讓使用者的雙腳於走路時能得到適當的協助與保護。

請繼續參閱「第1圖」至「第3B圖」，在本實施例中，電路層114還可設置有陀螺儀單元60，當處理模組124執行應用程式90於登山模式時，陀螺儀單元60感測智慧鞋墊110的姿態以傳輸姿勢信號予移動終端120，使移動終端120取得坡度資訊，移動終端120依據檔案資料庫80、壓力分佈圖與坡度資訊輸出控制信號。更詳細地說，移動終端120可將來自陀螺儀單元60的姿勢信號進行濾波處理後估計路面坡度，以取得坡度資訊，再依據檔案資料庫80所儲存之在每一坡度登山時標準的足壓分佈情形(即不同坡度對應不同的標準足壓分佈情形)、量測到的壓力分佈圖與坡度資訊判斷出需對哪一些/哪一個充氣區10進行充氣或洩氣(即對至少一充氣區10進行充氣或洩氣)，以使氣墊層112可提供使用者的雙腳於登山時能得到適當的協助與保護，進而讓實際量測到的壓力分佈圖呈現為檔案資料庫80所儲存之在該坡度登山時標準的足壓分佈情形。因此，自適性鞋墊系統100的執行方法還可包含：提供陀螺儀單元，設置於電路層(未繪製)；當處理模組執行應用程式於登山模式時，陀螺儀單元感測智慧鞋墊的姿態以傳輸姿勢信號予移動終端(未繪製)；以及移動終端依據姿勢信號取得坡度資訊，並依據檔案資料庫、壓力分佈圖與坡度資訊輸出控制信號(未繪製)。 透過上述步驟，即可於移動終端120執行應用程式於登山模式時，提供使用者的雙腳於登山時能得到適當的協助與保護。

在本實施例中，移動終端120還可包含充電單元126，電路層114還可包含供電單元70，充電單元126用以傳輸電力信號予供電單元70，以對供電單元70進行充電，供電單元70供電予該些壓力感測單元20、傳收單元30、泵浦單元40與控制單元50。因此，自適性鞋墊系統100的執行方法還可包含：提供充電單元與供電單元，充電單元設置於移動終端，供電單元設置於電路層(未繪製)；以及充電單元傳輸電力信號予供電單元(未繪製)。透過上述步驟，移動終端120可提供電力予電路層114，以避免電路層114沒電而無法讓該些壓力感測單元20、傳收單元30、泵浦單元40與控制單元50運行。

再者，為了避免使用者穿上具有自適性鞋墊系統100的鞋子時忘記啟動移動終端120的應用程式90，而造成無法注意到足底壓力分佈的狀態是否正常。因此，在本實施例中，電路層114還可包含壓電單元75，壓電單元75因受力(使用者穿鞋子會踩踏智慧鞋墊110)而產生連線信號予移動終端120，以使處理模組124執行應用程式90。在本實施例中，自適性鞋墊系統100的執行方法還可包含：提供壓電單元，設置於電路層(未繪製)；以及壓電單元因受力而產生連線信號予移動終端，以使處理模組執行應用程式(未繪製)。

在本實施例中，移動終端120還可包含連線模組128，用以判斷距離移動終端120預定範圍內是否有智慧鞋墊110存在，當判斷距離移動終端120預定範圍內不存在智慧鞋墊110時，使顯示模組122顯示斷線訊息；當判斷距離移動終端120預定範圍內存在智慧鞋墊110時，使移動終端120與智慧鞋墊110相互連線通信。因此，自適性鞋墊系統100的執行方法還可包含：提供連線模組，設 置於移動終端(未繪製)；以及當連線模組判斷距離移動終端預定範圍內不存在智慧鞋墊時，使顯示模組顯示斷線訊息(未繪製)。其中，預定範圍可依據實際需求進行調整。

需要特別注意的是，上述自適性鞋墊系統的執行方法中除了有說明其因果關係之外，可以依照任何順序執行上述步驟。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過移動終端執行應用程式於檢測模式時，依據檔案資料庫與來自智慧鞋墊的多個壓力信號判斷使用者的足型，並顯示足型訊息；以及移動終端執行應用程式於走路模式時，依據檔案資料庫與來自智慧鞋墊的多個壓力信號輸出控制信號，以使智慧鞋墊的至少一充氣區進行充氣或洩氣，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而於移動終端執行應用程式於檢測模式時，提供使用者其足型的評估報告；於移動終端執行應用程式於走路模式時，透過物理力學原理讓使用者的雙腳於走路時能得到適當的協助與保護。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種自適性鞋墊系統，其包含： 一智慧鞋墊，包含： 一氣墊層，包含多個充氣區，該些充氣區分布於前掌、內縱足弓、外縱足弓與後跟對應的位置，每一該充氣區具有一進氣閥與一洩氣閥；以及 一電路層，設置於該氣墊層的一底部，包含： 多個壓力感測單元，分散設置於該電路層上，每一該壓力感測單元用以感測一壓力信號； 一傳收單元，用以傳輸該些壓力信號以及接收一控制信號； 一泵浦單元，連通每一該充氣區的該進氣閥；以及 一控制單元，連接每一該充氣區的該進氣閥與該洩氣閥以及該泵浦單元，用以依據該控制信號控制該些進氣閥、該些洩氣閥與該泵浦單元對至少一該充氣區進行充氣或洩氣；以及 一移動終端，設置有一應用程式，該移動終端包含： 一顯示模組，用以依據該些壓力信號顯示一壓力分佈圖以及接收並顯示一足型訊息；以及 一處理模組，用以執行該應用程式，於一檢測模式時，依據一檔案資料庫與該壓力分佈圖判斷一足型，並於判斷該足型後輸出該足型訊息；以及於一走路模式時，依據該檔案資料庫與該壓力分佈圖輸出該控制信號。
2. 根據申請專利範圍第1項之自適性鞋墊系統，其中，該電路層還設置有一陀螺儀單元，當該處理模組執行該應用程式於一登山模式時，該陀螺儀單元感測該智慧鞋墊的姿態以傳輸一姿勢信號予該移動終端，使該移動終端取得一坡度資訊，該移動終端依據該檔案資料庫、該壓力分佈圖與該坡度資訊輸出該控制信號。
3. 根據申請專利範圍第1項之自適性鞋墊系統，其中，該移動終端還包含一充電單元，該電路層還包含一供電單元，該充電單元用以傳輸一電力信號予該供電單元。
4. 根據申請專利範圍第1項之自適性鞋墊系統，其中，該電路層還包含一壓電單元，該壓電單元因受力而產生一連線信號予該移動終端，以使該處理模組執行該應用程式。
5. 根據申請專利範圍第1項之自適性鞋墊系統，其中，該移動終端還包含一連線模組，用以判斷距離該移動終端一預定範圍內是否有該智慧鞋墊存在，當判斷距離該移動終端該預定範圍內不存在該智慧鞋墊時，使該顯示模組顯示一斷線訊息。
6. 一種自適性鞋墊系統的執行方法，其步驟包含： 提供一智慧鞋墊與一移動終端，該智慧鞋墊包含一氣墊層與一電路層，該電路層設置於該氣墊層的一底部，該氣墊層包含多個充氣區，該些充氣區分布於前掌、內縱足弓、外縱足弓與後跟對應的位置，每一該充氣區具有一進氣閥與一洩氣閥，該電路層包含多個壓力感測單元、一傳收單元、一泵浦單元與一控制單元，該些壓力感測單元分散設置於該電路層上，該泵浦單元連通每一該充氣區的該進氣閥，該控制單元連接每一該充氣區的該進氣閥與該洩氣閥以及該泵浦單元，該移動終端設置有一應用程式且包含一顯示模組與一處理模組； 該處理模組執行該應用程式； 每一該壓力感測單元感測一壓力信號； 該傳收單元傳輸該些壓力信號； 該顯示模組依據該些壓力信號顯示一壓力分佈圖； 該處理模組執行該應用程式於一檢測模式時，依據一檔案資料庫與該壓力分佈圖判斷一足型，並於判斷該足型後輸出一足型訊息； 該顯示模組接收並顯示該足型訊息； 該處理模組執行該應用程式於一走路模式時，依據該檔案資料庫與該壓力分佈圖輸出一控制信號； 該傳收單元接收該控制信號；以及 該控制單元依據該控制信號控制該些進氣閥、該些洩氣閥與該泵浦單元對至少一該充氣區進行充氣或洩氣。
7. 根據申請專利範圍第6項之自適性鞋墊系統的執行方法，其中，該自適性鞋墊系統的執行方法還包含： 提供一陀螺儀單元，設置於該電路層； 當該處理模組執行該應用程式於一登山模式時，該陀螺儀單元感測該智慧鞋墊的姿態以傳輸一姿勢信號予該移動終端；以及 該移動終端依據該姿勢信號取得一坡度資訊，並依據該檔案資料庫、該壓力分佈圖與該坡度資訊輸出該控制信號。
8. 根據申請專利範圍第6項之自適性鞋墊系統的執行方法，其中，該自適性鞋墊系統的執行方法還包含： 提供一充電單元與一供電單元，該充電單元設置於該移動終端，該供電單元設置於該電路層；以及 該充電單元傳輸一電力信號予該供電單元。
9. 根據申請專利範圍第6項之自適性鞋墊系統的執行方法，其中，該自適性鞋墊系統的執行方法還包含： 提供一壓電單元，設置於該電路層；以及 該壓電單元因受力而產生一連線信號予該移動終端，以使該處理模組執行該應用程式。
10. 根據申請專利範圍第6項之自適性鞋墊系統的執行方法，其中，該自適性鞋墊系統的執行方法還包含： 提供一連線模組，設置於該移動終端；以及 當該連線模組判斷距離該移動終端一預定範圍內不存在該智慧鞋墊時，使該顯示模組顯示一斷線訊息。