計步鞋的研制及輔助功能的研究.pdf

1、目的：
　　步行和慢跑作為全世界最受歡迎的健身運動項目，引領(lǐng)著大眾的生活方式。相對于其它健身方式，具有經(jīng)濟、有效、不受場地限制的優(yōu)勢，因而一直備受人們的青睞。為了讓走、跑健身者更簡便、準確的自我監(jiān)控運動負荷，通過科學運動促進健康，本研究研制了一款足底壓力檢測多項輔助功能的計步鞋，并對其功能進行了測試和驗證，旨在為全民健身和運動訓練設(shè)計提供新型的簡便的計步器械。
　　研究方法與步驟：
　　1）研制階段：通過文獻檢索、專家

2、訪談等方法，與華南理工大學研究生院合作，依據(jù)本研究的專利設(shè)計，通過計算機編程，把程序再置入到計步鞋的硬件模塊中。
　　2）計步鞋功能的測試和驗證階段：選取8名大學生穿本研究研制的計步鞋，通過測試所測得的數(shù)據(jù)與芬蘭產(chǎn)的計步器以及實際數(shù)值之間比較來驗證計步鞋相關(guān)功能（包括顯示步數(shù)、時間、距離）的準確性；選取16名在廣州體育學院就讀的在校大學生，穿本研究研制的計步鞋走、跑800米，同時通過 MAX-Ⅱ心肺功能測試系統(tǒng)測試其實際能量消耗，

3、把所測的數(shù)據(jù)與計步鞋顯示的能量消耗數(shù)據(jù)做準確性比較，從而對其準確性進行驗證與評定。
　　研究結(jié)果：
　　本研究研制的計步鞋在鞋底內(nèi)設(shè)置有電子感應(yīng)計數(shù)器，能直接感應(yīng)足部壓力，不僅能對步行者的步數(shù)進行準確計數(shù)，而且能準確地應(yīng)用于跑步計步；在鞋內(nèi)同時裝有無線信號發(fā)射裝置，信號接收裝置置于佩戴在手腕的手表上，手表有電子顯示屏裝置，能夠顯示和提示被測者的步數(shù)和所用時間，通過公式換算出被測者的能量消耗，并同步顯示出來。通過對計步鞋功能準

4、確性的測試，不論是慢走還是慢跑的情況下，計步鞋顯示的測量步數(shù)與工作人員實際記錄的步數(shù)一致。在走路的情況下，計步鞋顯示的能量消耗與 MAX-Ⅱ心肺功能測試系統(tǒng)實際測得的能量消耗基本一致，無顯著性差異(P>0.05)，但是在跑步情況下計步鞋顯示的能量消耗與 MAX-Ⅱ心肺功能測試系統(tǒng)實際測得的能量消耗相差較大，有顯著性差異(P<0.05)。
　　研究結(jié)論：
　　計步鞋樣鞋研制順利完成，且已獲得國家實用新型專利（專利號：10101

5、5399）；本研究研制的計步鞋，在測量步數(shù)、距離等方面具有高的準確性和穩(wěn)定性，與市面上的計步器相比準確性顯著提高，克服了它們在步行和跑步時步數(shù)測量不準確的缺陷，也相應(yīng)增加一些新的輔助功能，比如能量消耗測量模塊、距離等。計歩鞋的能耗計算采用戴劍松等研究的公式，即步行能量消耗(kcal)=0.43×身高(cm)+0.57×體重(kg)+0.26×步頻(步/min)+0.92×時間(min)-108.44。通過實驗研究，在速度較慢(步行)的情

6、況下，計歩鞋的通過該公式計算后顯示的能耗與MAX-Ⅱ心肺功能測試系統(tǒng)測試結(jié)果基本一致，說明此公式能較準確應(yīng)用于步行的能量消耗計算。但是在速度快（跑步）時計歩鞋的顯示能耗與 MAX-Ⅱ心肺功能測試系統(tǒng)測試結(jié)果相差較大，具有顯著性差異，說明戴劍松的研究公式可能不適合用來計算跑步時的能量消耗。因此，本研究認為在計歩鞋中應(yīng)輸入兩套能量消耗計算公式，即在步行的情況下繼續(xù)應(yīng)用戴劍松等研究的公式，而在跑步時，則應(yīng)采用本實驗測試所得公式：Y（能量消耗）