用于监测人体运动负荷的方法以及实施该方法的鞋垫

摘要

一种用于测量表征人运动活动特征的参数方法可用于记录安装在鞋垫内的负荷传感器生成的信号，每只鞋垫有至少两个负荷传感器，一个安装在脚后跟附近，另一个安装在脚趾附近。运动活动的具体类型可基于来自两鞋垫的负荷传感器信号的时间关系和其值确定。人的体重，包括另外携带的重量，可通过加和来自所述负荷传感器的信号值来确定，这里考虑了运动活动的具体类型；之后，人的运动负荷可基于运动活动的具体类型和人的体重，包括另外携带的重量，进行确定。该方法使得可实时监测人在不同类型的运动活动中的运动负荷，例如跑步、以不同步速步行、站立，这里考虑了人的体重，包括另外携带的重量。

说明书

技术领域

本发明涉及对人体运动活动的参数测量进行监测的领域，具体涉及使用 布置在鞋垫中的负荷传感器的运动负荷测量。

背景技术

已知多种方法可用于借助位于鞋垫中的负荷传感器测量人体运动参数。

例如，专利KR100792327(公开日期2007年12月31日；IPCA43B3/00， A43B5/00)描述了一种借助置于鞋垫下面的压电式传感器测量运动者体重和 打高尔夫球时他身体重心位移的方法。对打高尔夫球时作用在所述传感器上 的力进行测量使得能够获得对运动者的运动模式和运动表现准确性的实时 评估。然而，这种方法没有提供测量该活动过程中的人体运动负荷的手段。

国际专利申请WO2001/035818(公开日2001年5月25日；IPCA61B5/ 103)描述了一种用于测量在跳远和跳高时、在比赛中或者在休闲时由运动 员腿部产生的力的方法。该力通过位于鞋垫中的至少一个负荷传感器测量。 装有天线和电源的收发器被安装在鞋中，以用于将测量的数据传输到外部处 理单元。然而，这种方法不允许基于来自负荷传感器的信号对体育活动中的 人体运动负荷进行评估。

专利FR2873281(公开日2004年7月26日；IPCA43B3/00，A43B5/00， A61B5/103)的概念与本文要求保护的概念最接近；它描述了具有测量装置 的运动鞋，以确定运动的物理参数，并从而计算人体运动负荷。该鞋配备有 布置在人体足部下方的负荷传感器和具有用于显示人体运动负荷相关的信 息的显示器的计算单元。通过这类装置测量物理参数可以使人的步行模式被 识别；对此所述参数包括：步速、速度、加速度、走过的距离、行走时间、 身体代谢速率和与能量消耗相关的其他参数，比如所述人消耗的总能量。这 能对人体运动负荷进行整体监测。然而，这种对运动负荷的评估忽视了另外 的运动重量，即在步行、跑步或其他类型的运动活动中携带的重量，该值在 整个监测期间通常为变化值。所有上述这些将导致对运动负荷的不正确评估， 或者将限制该方法的适用性。此外，这种方法仅能用于步行负荷的测量，不 能被用于其他类型的运动活动例如跑步的监测。

本发明要解决的技术问题是开发一种实时评估人体运动负荷的方法，这 里考虑了人的体重，包括另外携带的重量；所述方法可以适用于多种类型的 运动活动，如跑步、以不同步速步行以及站立。

发明内容

本发明的一个目标是一种监测人的运动负荷的方法，其中由安装在鞋垫 中的负荷传感器产生信号被记录；对此每只鞋垫具有两个负荷传感器：布置 在脚的后跟区域中的第一负荷传感器，布置在脚的脚趾区域中的第二负荷传 感器。运动活动的具体类型基于来自两鞋垫的负荷传感器信号在时间上的对 应关系和所述信号的值进行识别。人的体重以及另外携带的重量通过加和所 述负荷传感器信号和通过所确定的运动活动的类型来确定。此后，所述运动 负荷基于所述运动活动的类型和所述体重，包括另外携带的重量，来确定。

当跑步或步行时，人交替移动双脚，先迈一只脚，然后迈另一只脚。位 于鞋跟区域和脚趾区域中的负荷传感器使得能够确定一个步行或跑步循环 内足与所述基座接触的持续时间(支撑阶段)和跨步的持续时间(跨步阶段)。 因为不同类型的运动活动的特征在于支撑时间和跨步时间在时间上不同的 对应关系，来自不同鞋垫的负荷传感器信号的这种在时间上的对应关系(时 间相关)使得可确定需要被识别的运动活动的模式或类型。

本发明的方法提供了，基于运动活动的类型(步行、跑步等)和人的体 重，包括另外携带的重量，二者对人的运动负荷进行确定。体重加另外携带 的重量直接在运动活动的过程中进行测量。因此，在具体情况下人的运动负 荷可以更精确地被测量，并且监测该负荷在指定的时间段内可以更高效率地 执行。

在该方法的具体实施方案中，鉴定多种类型的运动活动根据下文描述的 步骤变得可行。

步行这种类型的运动活动在以下情况下被确定：如果来自两鞋垫中的负 荷传感器的信号值都表现出信号值的周期变化，并且来自不同鞋垫的负荷传 感器的信号在时间上部分重叠。

跑步这种类型的运动活动在以下情况下被确定：如果来自两鞋垫中的负 荷传感器的信号值都表现出信号值的周期变化，并且来自不同鞋垫的负荷传 感器的信号在时间上不重叠。

站立这种类型的运动活动在以下情况下被确定：如果来自两鞋垫中的负 荷传感器的信号值都表现出信号值的周期变化，并且来自不同鞋垫的负荷传 感器的信号在时间上重叠。

本发明人已经得到了一系列的经验关系，使得可确定人的体重，包括另 外携带的重量，这里考虑了运动活动的具体类型。

例如，正在以每分钟60步的慢步速步行的人的重量P，包括另外携带 的重量，可以按以下来确定：

P＝K_W·F，

其中：K_W为对于具有已知体重的具体人在步行时确定的校准因子；

F是一个步行周期内足压力的平均值，其中：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

其中：F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

其中一个周期由先一只脚、后另一只脚迈出的连续两步组成。

以每分钟60步或更多步的步速步行的人的重量，包括另外携带的重量， 可以按以下确定：

P＝K_W·F·(1010-1.2·V-0.026·V²)·0.001，

其中：K_W为以最多60步/分钟的步速步行的具有已知体重的给定人的 校准因子；

F是一个步行周期内足压力的平均值，其中：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

其中：F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

V是每分钟的步数，

其中一个周期由先一只脚、后另一只脚迈出的连续两步组成。

跑步的人的体重，包括另外携带的重量，可以通过下式确定：

P＝K_R·F·(1090-4.4·V-0.045·V²)·0.001，

其中：K_R是具有已知体重的给定人在跑步时的校准因子；

F是一个跑步周期内足压力的平均值，其中：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

其中：F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

V是每分钟的步数，

其中一个跑步周期由先一只脚、后另一只脚迈出的连续两步组成。

站立的人的体重，包括另外携带的重量，可以通过下式确定：

P＝K_S·F，

其中：K_S是对于具有已知体重的人在站立时确定的校准因子；

F是站立周期内足压力的平均值，其中：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

其中：F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的足压力的最大值；

具体地，步行时的运动负荷E_W可通过下式确定：

$E_W=e_W\underset{i=1}{\overset{w}{\Sigma }}{P}_i·T_i,$

其中：i是步行活动产生的时间间隔的序号；

w是步行活动产生的时间间隔的数目；

P_i是在第i时间间隔内记录的人的体重，包括另外携带的重量(以kg计)；

T_i是第i时间间隔的持续时间(以分钟计)；

e_W是在步行活动中输入的比能量，以千卡/千克体重/分钟计，表示如下：

e_W＝k_per·(25-0.13·V+0.022·V²+0.00038·V³+0.0000021·V⁴)，

其中：k_per是对给定个人/人预先确定的个体因数；

V是每分钟的步数。

具体地，跑步时的运动负荷E_R可通过下式计算：

$E_R=e_R\underset{i=1}{\overset{r}{\Sigma }}{P}_i·T_i,$

其中：i是跑步活动产生的时间间隔的序号；

r是跑步活动产生的时间间隔的数目；

P_i是在第i时间间隔内记录的人的体重，包括另外携带的重量(以kg计)；

T_i是第i时间间隔持续的时间(以分钟计)；

e_R是在跑步活动中输入的比能量，以千卡/千克体重/分钟计，按如下确 定：

e_R＝k_per·(73-2.2·V+0.051·V²+0.000335·V³+0.00000077·V⁴)，

其中：k_per是对给定个人预先确定的个体因数；

V是每分钟的步数。

具体地，站立时的运动负荷E_S可通过下式确定：

$E_S=e_S\underset{i=1}{\overset{s}{\Sigma }}{P}_i·T_i,$

其中：i是站立活动产生的时间间隔的序号；

s是站立活动产生的时间间隔的数目；

P_i是在第i时间间隔内记录的人的体重，包括另外携带的重量(以kg计)；

T_i是第i时间间隔持续的时间(以分钟计)；

e_S是在站立活动中输入的比能量，以千卡/千克体重/每分钟计，按如下 确定：

e_S＝k_per·25，

k_per是对给定个人预先确定的个体因数。

在该方法的一个具体实施方案中，除了所述第一和第二负荷传感器的信 号之外，还检测了来自在所述第一和所述第二负荷传感器之间沿着步行时支 撑反作用力的轨迹布置在每只鞋垫中的另外的负荷传感器的信号。来自另外 的负荷传感器的信号用于与来自所述第一和第二负荷传感器的信号一起进 行计算。这使得对人体重，包括另外携带的重量，的测量更加准确。

本发明的另一目标是一种被设计用于实现所述方法的鞋垫。所述鞋垫包 括至少一个安装在脚跟附近的第一负荷传感器和安装在脚趾附近的第二负 荷传感器，二者都能产生记录人足所施加的压力的信号。

此外，所述鞋垫可以至少配备模-数转换器和收发器，以将来自负荷传 感器的信号转换成数字形式并将它们传送到外部处理单元。

附图说明

通过以下附图对本发明进行说明：

图1是其中安装有负荷传感器的鞋垫的设计的示意图；这里示出了左和 右两鞋垫和步行时负荷传感器相对于支撑反作用力的轨迹的位置。

图2的接线图是用于记录足施加在如图1所示鞋垫中的负荷传感器的力 的示例性测量装置，每个负荷传感器均构成具有四个桥接的应变器的应变换 能器。

图3示出的示例性时序图显示了站立活动时由图2中所示的电路所记录 的来自两鞋垫的负荷传感器信号的时间关系。

图4示出的示例性时序图显示了步行活动时由图2中所示的电路所记录 的来自两鞋垫的负荷传感器信号的时间关系。

图5示出的示例性时序图显示了跑步活动时由图2中所示的电路所记录 的来自两鞋垫的负荷传感器信号的时间关系。

图6示出的电路图是用于记录足施加在如图1所示鞋垫中的负荷传感器 的力的另一示例性测量装置。在该实施方案中，每个负荷传感器构成压电换 能器。

图7示出的示例性时序图显示了步行活动时由图6中所示的电路所记录 的来自两鞋垫的负荷传感器信号的时间关系。

图8示出的示例性时序图显示了跑步活动时由图6中所示的电路所记录 的来自两鞋垫的负荷传感器信号的时间关系。

具体实施方式

通过以下具有应变器和压电换能器形式的负荷传感器的鞋垫的实施方 案对本发明进行说明。

在第一个实施方案中，每只鞋垫1(见图1)均包含位于脚的后跟区域 中的第一负荷传感器2、位于脚的脚趾区域中的第二负荷传感器3和在步行 时实际位于支撑反作用力的轨迹5上的另外两个负荷传感器4。图2示出的 实施方案是用于记录足施加负荷传感器上的力的装置的示意图。在该实施方 案中，负荷传感器2-4由应变换能器(应变仪)7所表示，每个应变换能器 均由4个桥接的应变器8组成。一个桥对角线连接到电源10，而另一个则连 接到微控制器9的输入/输出端口，连接方式是：所有4个应变换能器7(第 一负荷传感器2、第二负荷传感器3和另外的两个负荷传感器4)最后连接 到微控制器9的八个输入/输出端口L1-L8，微控制器9记录来自应变传感器 7的模拟信号并将所述信号转换为数字形式。具有内置收发器的微控制器9 的天线输出G连接于天线11。装置6由电源10供电。微控制器9由来自外 部计算机(图中未示出)的命令接通。所述外部计算机安装在随身装置中， 能够确定运动负荷。

根据本发明的运动负荷监测的方法实施如下。

运动活动的类型基于信号处理单元6记录的来自两鞋垫1的应变器7(负 荷传感器2-4)的信号和来自左右鞋垫1上的应变器7的信号的时间关系进 行确定。

例如，站立这种活动由图3所示的信号区分，其中图(a)对应于来自 鞋垫1的应变器7的信号F₁，图(b)对应于来自另一鞋垫1的应变器7的 信号F₂。在这种类型的运动活动中，来自两鞋垫1的应变器7的信号F₁和 F₂的值基本相等，并且特征在时间上基本完全重合。图3显示了，来自鞋垫 1(图(a))的应变器7的信号F₁的值大于来自另一鞋垫1(图(b))的 应变器7的信号F₂的值。这意味着，该人的站立对一条腿的依赖大于另一 条腿。

步行这种类型的运动活动由如图4所示的信号区分，其中图(a)对 应于来自鞋垫1的应变器7的信号F₁，而图(b)对应于来自另一鞋垫1 的应变器7的信号F₂。这种类型的运动活动的特征在于来自两鞋垫1的 应变器7的信号值F₁和F₂的交替变化，并且在时间上存在部分重合(重 叠时间间隔T_L)。

跑步这种类型的运动活动由图5所示的信号区分，其中图(a)对应 于来自鞋垫1的应变器7的信号F₁，而图(b)对应于来自另一鞋垫1的 应变器7的信号F₂。这种类型的运动活动的特征在于来自两鞋垫1的应 变器7的信号值F₁和F₂的交替变化，并且所述信号没有时间重合。相反， 在所述信号之间观察到时间间隙，记作时间间隔T_D。

每只鞋垫中存在至少两个负荷传感器：脚后跟附近的第一传感器2和脚 趾附近的第二传感器3，使得能够不仅确定上述类型的运动活动(步行、跑 步、站立)，而且还确定其他类型的活动，比如坐、骑行、滑雪。然而，这 种方法仅涵盖其中人的体重，包括另外携带的重量，传递到他/她的足的那些 类型的运动活动。

下表1将负荷传感器信号的值和它们的时间关系与具体类型的运动活动 进行匹配(一只鞋垫中有至少两个传感器)。

表1

来自两鞋垫的负荷传感器信号值和它们的时间关系 人运动活动的类型 不可用 坐、卧、脱掉鞋 值基本不变，且时间上几乎完全重叠 站立 周期重复的部分重叠 步行 周期重复无重叠 跑步 来自两鞋垫的传感器信号值周期性且基本同步地变化 跳跃

用于确定(识别)人运动活动的类型的来自负荷传感器2、3和4的类 似信号还可以用于测量人的体重，包括另外携带的重量。术语“另外携带的 重量”是指人负荷的额外的重量，例如携带物品或特殊训练重物。在此，人 的体重必须事先确定，因为根据本发明的方法涉及的人运动负荷监测，这需 要同时考虑运动活动的类型和人的体重，包括该活动过程中另外携带的重量。

与本发明人经验获得的运动活动的类型相关的数学关系可以用于测量 人的体重，包括另外携带的重量。

因此，在站立活动中，体重测量值基本降低到来自两鞋垫的所有负荷传 感器2-4的信号值之和。

在站立时人的重量，包括另外携带的重量，可表示如下：

P＝K_S·F，

其中：K_S是对于具有已知体重的给定人在站立时确定的校准因子；

F是站立时足的压力的平均值。它可在一定时间段内确定，例如5至10 秒，其中：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值。

校准因子K_S，以及用于计算步行或跑步时人的体重的其他校准因子， 可以在系统校准过程进行确定。同时，当已知该人在这个时间点上没有携带 另外的重量，即负荷传感器只承载人的已知自重时，它们也可在监测过程中 被直接确定。

在最多60步/分钟的慢走步速中，人的体重P，包括另外携带的重量， 可用下式计算：

P＝K_W·F，

其中：K_W是对于具有已知体重的步行的人确定的校准因子；

F是一个步行周期内足压力的平均值，其中：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

其中：F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值，

对此，一个周期被认为由先一只脚、后另一只脚迈出的连续两步组成。

在每分钟60步或更多步的步行步速中，人的重量，包括另外携带的重 量，可通过下式得到：

P＝K_W·F·(1010-1.2·V-0.026·V²)·0.001，

其中：K_W为对于以每分钟最多60步的步速步行的具有已知体重的给定 人确定的校准因子；

F是一个步行周期内足压力的平均值，其中：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

其中：F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

V是每分钟的步数，

对此，一个周期被认为包括由先一只脚、后另一只脚迈出的连续两步组 成；

人在跑步时的体重，包括另外携带的重量，可以通过下式确定：

P＝K_R·F·(1090-4.4·V-0.045·V²)·0.001，

其中：K_R是对于具有已知体重的给定人在跑步时确定的校准因子；

F是一个跑步周期内足压力的平均值：

F＝(F_1最大值+F_2最大值)/2，

其中：F_1最大值是由一只鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

F_2最大值是由另一鞋垫的所有负荷传感器记录的总足压力的最大值；

V是在给定跑步步速下每分钟的步数，

对此，一个跑步周期被认为由先一只脚、后另一只脚迈出连续两步组成。

在考虑运动活动的类型和人的体重，包括另外负荷的重量，的情况下， 运动负荷按如下确定。

步行时的运动负荷E_W可通过下式得到：

$E_W=e_W\underset{i=1}{\overset{w}{\Sigma }}{P}_i·T_i,$

其中：i是步行活动产生的时间间隔的顺序编号；

w是步行活动产生的时间间隔的数目；

P_i是在第i时间间隔内记录的人的体重，包括另外携带的重量(以kg计)；

T_i是第i时间间隔的持续时间(以分钟计)；

e_S是在步行活动中输入的比能量，以千卡/千克体重/分钟计，表示如下：

e_W＝k_per·(25-0.13·V+0.022·V²+0.00038·V³+0.0000021·V⁴)，

其中：k_per是对于给定人预先确定的个体因数；

V是在给定步行步速下每分钟的步数。

因子k_per可以如例如Kotz,Y.M.SportsPhysiology.Moscow: PhysicalCultureandSport,1998,p.69中所述进行确定，范围可以从0.6到1.1。 不同年龄的人群可取的k_per的值如下表2中所示。

表2

20-29岁 30-39岁 40-49岁 50-59岁 60岁以上 男性 1.07 1.0 0.93 0.82 0.64 女性 0.94 0.81 0.77 0.68 0.61

在跑步时人的运动负荷E_R如下：

$E_R=e_R\underset{i=1}{\overset{r}{\Sigma }}{P}_i·T_i,$

其中：i是跑步活动产生的时间间隔的顺序编号；

r是跑步活动产生的时间间隔的数目；

P_i是在第i时间间隔内记录的人的体重，包括另外携带的重量(以kg计)；

T_i是第i时间间隔的持续时间(以分钟计)；

e_R是在跑步活动中输入的比能量，以千卡/千克体重/分钟计，表示如下：

e_R＝k_per·(73-2.2·V+0.051·V²+0.000335·V³+0.00000077·V⁴)，

其中：k_per是对于给定人预先确定的个体因数；

V是在给定跑步步速下每分钟的步数。

在站立时人的运动负荷E_S可表示为：

$E_S=e_S\underset{i=1}{\overset{s}{\Sigma }}{P}_i·T_i,$

其中：i是站立活动产生的时间间隔的顺序编号；

s是站立活动产生的时间间隔的数目；

P_i是在第i时间间隔内记录的人的体重，包括另外携带的重量(以kg计)；

T_i是第i时间间隔的持续时间(以分钟计)；

e_S是在站立活动中输入的比能量，以千卡/千克体重/分钟计，表示如下：

e_S＝k_per·25，

其中：k_per是对于给定人预先确定的个体因数；

用于实施使用压电换能器作为负荷传感器的该方法的装置12的另一实 施方案如图6所示。与前述实施方案相似，左右鞋垫1(见图1)包括脚跟 附近的第一负荷传感器2、脚趾附近的第二负荷传感器3和在步行时基本位 于支撑反作用力的轨迹5上的另外两个传感器4。本实施方案中的负荷传感 器2、3和4分别由压电换能器13、14和15组成，经匹配的电阻器R1-R8 连接到微控制器9的输入/输出端口L1-L4。与图2所示的实施方案相似，微 控制器9的天线输出G连接到天线11。

基于使用压电换能器作为负荷传感器的运动负荷监测的方法可按下述 方式实现。

类似于本发明方法的第一实施方案，来自每只鞋垫1的负荷传感器2、3 和4，这里用压电换能器13、14和15表示，的信号分别被记录。图7示出 的示例性时序图显示了步行活动时来自两鞋垫的负荷传感器信号(例如，压 电换能器13)的时间关系，而图8示出了跑步时相同的情况。与用应变换能 器7的实施方案相反(参见图4和图5)，来自所述压电换能器的信号，由 于其固有的幅频响应，形成明显的峰值，对应于足压被施加到压电换能器并 从所述换能器离开的时刻(反向的信号)。存在相反向的峰值使得能够重构 对应于支撑阶段的持续时间的信号，并且类似于前面的实例，能够确定来自 两鞋垫的压电换能器的信号的时间关系。

因此，步行这种类型的运动活动由图7中所示的信号表征，其中图(a) 对应于来自一只鞋垫1的压电换能器13(也即传感器2)的信号F₁，图(b) 对应于来自另一鞋垫1的压电换能器13(也即传感器2)发出的信号F₂。图 7的图(c)和图(d)分别显示了对应于一只鞋垫和另一鞋垫1的压电换能 器13上的足压力的持续时间的信号P₁和P₂。图7的图(c)和图(d)中的 信号P₁和P₂的上升段分别与图7的图(a)和图(b)中的信号F₁和F₂的正 向部分相关，而图7的图(c)和图(d)中的信号P₁和P₂的下降段分别与图 7的图(a)和图(b)中的信号F₁和F₂的负向部分相关。步行这种类型的 运动活动的特征在于图(c)和图(d)中显示的信号值的交替变化，并且在 于它们存在部分重叠(重叠时间间隔T_L)。

类似地，跑步这种类型的运动活动由图8中所示的信号表征，其中 图(a)对应于来自一只鞋垫1的压电换能器13(也即传感器2)的信号 F₁，图(b)对应于来自另一鞋垫1的压电换能器13(也即传感器2)的 信号F₂。图8的图(c)和图(d)分别显示了对应于一只鞋垫和另一鞋 垫1的压电换能器13上的足压力的持续时间的信号P₁和P₂。图8的图(c) 和图(d)中的信号P₁和P₂的上升段分别与图8的图(a)和图(b)中的 信号F₁和F₂的正向部分相关，而图8的图(c)和图(d)中的P₁和P₂的 下降段分别与图8的图(a)和图(b)中的信号F₁和F₂的负向部分相关。 跑步这种类型的运动活动的特征在于图(c)和图(d)中显示的信号值的 交替变化，无时间重叠。相反，在这些信号之间出现时间间隔，表示为 时间间隔T_D。

为了测量人的体重，包括另外携带的重量，可应用本发明的第一实施方 案中的数学关系。在这种情况下，来自压电换能器的信号F₁和F₂的最大值用 于表示足施加在位于鞋垫中的负荷传感器的压力。在站立的情况下，人的体 重基于站立活动开始时和其终止后压电换能器产生的信号F₁和F₂的值确定。 除此之外，该方法的实施与前面实例中描述的方法类似。

装置6(图2)和12(图6)及其部分可沿着相应的负荷传感器容纳在 鞋垫1内。该装置可由电池10供电，电池10可用可充电电池表示。此外， 该装置可包括步行或跑步时为电池充电的电路，如装置12(见图6)的实例 中所示。这样的充电电路包括二极管16，每个压电换能器13-15各配一个二 极管；存储电容17；和晶闸管18，晶闸管的控制输入端偶联至微控制器9 的输入/输出端口L9。每个二极管16的一端连接到相应的压电换能器13-15， 而所有另一端一块连接到电容器17。在充电的过程中，微控制器9断开由压 电换能器上的足压力产生的信号的记录模式，将所述信号通过二极管16发 送到存储电容器17。在这种模式中，微控制器9开启晶闸管18，从而将充 电电容器17连接到电池10。因此，当人穿着鞋垫中安装有装置12和压电换 能器13-15的鞋步行或跑步时，电池10被充电。

根据本发明的方法能够更准确地评估人的运动活动的类型和持续时间， 以及更精确地计算人一整天的运动负荷，这里考虑了运动活动的类型和人的 体重，包括另外携带的重量。

此外，由安装在鞋垫中的负荷传感器记录的数据，如上文所述，还可用 于检测人的肌肉骨骼系统、扁平足的缺陷，以及用于确定行走面的坡度及其 硬度、穿的鞋的舒适度，识别人特定的步态等。该方法还能够连续监测行走 步速、运动速度和加速度、走过的距离和行走的持续时间。