预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统，该健康鞋包括鞋底面、鞋底板、鞋底边和跌倒预防装置，该跌倒预防装置包括信号接收器、压力传感器、微控制器、驱动器和平衡轮子。微控制器根据信号接收器接收的人体加速度信号和人体倾角信号判断老年人是否预跌倒、根据压力传感器感测的鞋底压力信号确定需要迈步的单脚，根据人体倾角信号识别人体预跌倒方向。当老年人预跌倒时，微控制器根据鞋底压力信号开驱动器使平衡轮子从鞋底边两侧的凹槽内弹出。驱动器根据方向控制信号控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒。本发明专利技术能够准确预测老年人跌倒并能够及时有效地防止老年人跌倒发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及保健防护领域，尤其涉及一种预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统。
技术介绍
跌倒在老年人群中非常普遍，严重影响了老年人的身体健康和独立生活能力，并造成了老年人心理上的压力和恐惧。跌倒往往会对老年人的身体带来巨大的损害，有时造成的后果严重危及老年人的生命安全，而造成无法挽救的结果。现有预防跌倒装置，例如预防跌倒鞋子，通常利用足底的压力来控制安装于鞋底中具有弹性垫片组的位置，进而调整鞋底的高低位置来预防人体跌倒。然而，对于体重不同的老年人，弹性垫片组受力要求不一致，例如体重较轻的老年人需要垫片组的弹性受力较小，而体重较重的老年人需要垫片组的弹性受力较大。当体重较轻者预跌倒时，弹性垫片组可能将鞋底位置调节的较高位置，可能会加重人体重心倾斜而加速跌倒；当体重较重者预跌倒时，弹性垫片组可能将鞋底调节的较低位置，可能平衡不了人体重心而起不到有效预防跌倒的效果。因此，这种带有弹性垫片组的预防跌倒鞋子在使用人群上受到限制，不能得到普遍的应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统，旨在解决现有的跌预防跌倒鞋子调整鞋底的高低位置不够准确而无法有效预防老年人跌倒的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种预防老年人跌倒的健康鞋，包括鞋底面、鞋底板、鞋底边以及一个设置在鞋底面与鞋底板之间的跌倒预防装置，该跌倒预防装置包括信号接收器、压力传感器、微控制器、驱动器以及平衡轮子，所述平衡轮子通过驱动器安装在鞋底边两侧的凹槽内，其中:所述信号接收器接收设置在老年人腰部位置上的跌倒侦测装置所侦测的老年人的人体加速度信号和人体倾角信号；所述压力传感器实时感测老年人每一只脚的鞋底压力信号，并将所述的鞋底压力信号发送至微控制器；所述微控制器根据老年人的人体加速度信号和人体倾角信号判断老年人是否预跌倒、根据鞋底压力信号确定需要迈步的单脚，以及根据所述人体倾角信号识别出老年人的人体预跌倒方向；当老年人预跌倒时，所述微控制器根据所述人体预跌倒方向产生一个方向控制信号，并根据鞋底压力信号开启所确定迈步的单脚所穿戴健康鞋内的驱动器使平衡轮子从鞋底边两侧的凹槽内弹出；所述驱动器根据所述方向控制信号控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒。优选地，所述鞋底面与鞋底板之间形成一个凹形空间，所述跌倒预防装置内置在该鞋底面与鞋底板之间形成的凹形空间内。优选地，所述凹槽的位置设置在鞋底边两侧的中间位置处，当所述平衡轮子未被驱动器驱动时，所述平衡轮子内置于所述鞋底边两侧的凹槽内。优选地，所述压力传感器、信号接收器和驱动器分别电气连接至微控制器上，所述平衡轮子与驱动器之间形成机构连接。优选地，当所述驱动器控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步后，所述驱动器控制平衡轮子弹回至鞋底边两侧的凹槽内使所述鞋底板与地面保持水平接触。优选地，所述跌倒预防装置还包括电气连接至所述微控制器上的可充电微型电池，该微型电池对所述跌倒预防装置提供工作电源。本专利技术还提供了一种预防老年人跌倒的控制系统，应用于健康鞋上，该健康鞋包括鞋底面、鞋底板和鞋底边，所述控制系统包括一个设置在老年人腰部位置上的跌倒侦测装置以及一个设置在鞋底面与鞋底板之间的跌倒预防装置，所述跌倒预防装置包括信号接收器、压力传感器、微控制器、驱动器以及平衡轮子，所述平衡轮子通过驱动器安装在鞋底边两侧的凹槽内，其中:所述信号接收器，用于接收所述跌倒侦测装置所采集的老年人的人体加速度信号以及人体倾角信号；所述压力传感器，用于实时感测老年人每一只脚的鞋底压力信号，并将所述的鞋底压力信号发送至微控制器；所述微控制器，用于根据老年人的人体加速度信号和人体倾角信号判断老年人是否预跌倒、根据鞋底压力信号确定需要迈步的单脚，以及根据所述人体倾角信号识别出老年人的人体预跌倒方向；所述微控制器，还用于当老年人预跌倒时根据所述人体预跌倒方向产生一个方向控制信号，并根据鞋底压力信号开启所确定迈步的单脚所穿戴健康鞋内的驱动器使平衡轮子从鞋底边两侧的凹槽内弹出；所述驱动器，用于根据所述方向控制信号控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒。优选地，所述跌倒侦测装置包括加速度传感器、倾角传感器以及信号发送器，其中:所述加速度传感器用于实时侦测老年人的人体加速度信号，并将人体加速度信号发送至信号发送器；所述倾角传感器用于实时侦测老年人的人体倾角信号，并将人体倾角信号发送至信号发送器；所述信号发送器用于将所述人体加速度信号和人体倾角信号无线传输至所述跌倒预防装置的信号接收器上。优选地，所述人体预跌倒方向包括向前跌倒、向后跌倒、向左跌倒或向右跌倒，其中:当老年人向前跌倒时，微控制器产生一个引导单脚向前迈步信号，驱动器根据该单脚向前迈步信号控制平衡轮子向前滑动使老年人单脚向前迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒；当老年人向后跌倒时，微控制器产生一个引导单脚向后迈步的信号，驱动器根据该单脚向后迈步信号控制平衡轮子向后滑动使老年人单脚向后迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒；当老年人向左跌倒时，微控制器产生一个引导单脚向左迈步的信号，驱动器根据该单脚向左迈步信号控制平衡轮子向左滑动使老年人单脚向左迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒；当老年人向右跌倒时，微控制器产生一个引导单脚向右迈步信号，驱动器根据该单脚向右迈步信号控制平衡轮子向右滑动使老年人单脚向右迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒。优选地，当所述驱动器还用于控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步后，所述驱动器控制平衡轮子弹回至鞋底边两侧的凹槽内使所述鞋底板与地面保持水平接触。相较于现有技术，本专利技术所述预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统采用了上述技术方案，达到了如下技术效果:本专利技术能够准确预测老年人是否跌倒，在当老年人预跌倒时，能够迅速控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步来平衡身体重心，从而及时有效的防止老年人跌倒发生。【附图说明】图1是本专利技术预防老年人跌倒的健康鞋较佳实施例的结构示意图；图2是本专利技术预防老年人跌倒的健康鞋较佳实施例的立体状态示意图；图3是本专利技术应用于预防老年人跌倒的健康鞋中的控制系统较佳实施例的信号流向图；图4是本专利技术应用于预防老年人跌倒的健康鞋中的控制系统识别人体预跌倒状态所需的三维坐标系的示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。【具体实施方式】为更进一步阐述本专利技术为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术的【具体实施方式】、结构、特征及其功效当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预防老年人跌倒的健康鞋，包括鞋底面、鞋底板和鞋底边，其特征在于，所述健康鞋还包括一个设置在鞋底面与鞋底板之间的跌倒预防装置，该跌倒预防装置包括信号接收器、压力传感器、微控制器、驱动器以及平衡轮子，所述平衡轮子通过驱动器安装在鞋底边两侧的凹槽内，其中：所述信号接收器接收设置在老年人腰部位置上的跌倒侦测装置所侦测的老年人的人体加速度信号和人体倾角信号；所述压力传感器实时感测老年人每一只脚的鞋底压力信号，并将所述的鞋底压力信号发送至微控制器；所述微控制器根据老年人的人体加速度信号和人体倾角信号判断老年人是否预跌倒、根据鞋底压力信号确定需要迈步的单脚，以及根据所述人体倾角信号识别出老年人的人体预跌倒方向；当老年人预跌倒时，所述微控制器根据所述人体预跌倒方向产生一个方向控制信号，并根据鞋底压力信号开启所确定迈步的单脚所穿戴健康鞋内的驱动器使平衡轮子从鞋底边两侧的凹槽内弹出；所述驱动器根据所述方向控制信号控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张贯京，陈兴明，葛新科，张少鹏，方静芳，克里斯基捏·普拉纽克，艾琳娜·古列莎，波达别特·伊万，高伟明，李慧玲，徐之艳，梁昊原，
申请(专利权)人：深圳市前海安测信息技术有限公司，深圳市易特科信息技术有限公司，深圳市贝沃德克生物技术研究院有限公司，深圳市前海康启源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44