步行辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种步行辅助系统，包括穿着于用户足部的触觉指示设备和由所述用户携带的视觉指示设备，所述视觉指示设备包括用于在所述用户行走前方地面投射视觉指示光标志的光源，以及所述触觉指示设备包括为所述用户足部提供振动指示的振动源。本发明专利技术可以改善用户的运动情况。

Walking Aid System

【技术实现步骤摘要】
步行辅助系统
本专利技术涉及辅助医疗康复技术，尤其的，涉及一种较佳地适用于如帕金森病患者的步行辅助系统。
技术介绍
帕金森病(PD)是主要影响运动系统的中枢神经系统的长期退行性病症。帕金森病患者通常具有不同程度的运动障碍症状。例如，帕金森病患者常有医学上称为“冻结步态(FreezingofGait,FoG)”的情况，其具体表现为行走变得犹豫不决，甚至可能完全停止。大约26％的轻微帕金森病患者和80％的严重帕金森病患者受到“冻结步态”的影响，这是患者发生跌倒的常见原因。这可能发生在转弯，开始行走，到达门口或厕所等狭窄空间的目的地，以及在听见敲门或电梯门打开等紧张的情况下。它也可能出现在无法预料的没有任何外部触发的情况下。这些不良于行的情况使得患者不太自信，不愿意去户外。一些患者可能不得不使用轮椅，尽管他们的腿可以移动，从而降低了他们的生活质量。患者的行动能力与其认知功能，特别是执行功能和注意力有关。有人认为，与不具有“冻结步态”的PD患者相比，具有“冻结步态”的PD患者的认知功能通常受损。认知注意线索策略通过提供可以是听觉，视觉，触觉等形式的提示，已经显示出在克服FoG方面的改善。它有助于患者的运动学习，在平衡，跌倒风险，冻结，速度和步幅，甚至在节奏减少(一分钟内行进的步数)等方面显示出显著的改善。
技术实现思路
本专利技术提供了一种步行辅助系统，包括穿着于用户足部的触觉指示设备和由所述用户携带的视觉指示设备，所述视觉指示设备包括用于在所述用户行走前方地面投射视觉指示光标志的光源，以及所述触觉指示设备包括为所述用户足部提供振动指示的振动源。在一种实施例中，所述视觉指示设备还包括感知环境光强度的光传感器以及根据所述光传感器感知结果调节光源输出功率的光强度自动调节电路。在一种实施例中，所述视觉指示设备还包括检测所述光源的光束输出口与地面的倾角的倾斜传感器，以及当检测到的倾角大于预定角度时，关闭所述光源的处理器。在一种实施例中，所述视觉指示设备还包括检测用户运动姿态的运动传感器。在一种实施例中，所述视觉指示设备还包括检测用户所处地理位置的GPS模块。在一种实施例中，所述视觉指示设备还包括通信模块，所述通信模块包括与其他设备进行短距通信的蓝牙模块，以及与后台服务器进行长距通信的SIM卡模块。在一种实施例中，所述视觉指示设备包括通过旋转接头与视觉指示设备的壳体连接的底座，所述底座上设置有用于将所述视觉指示设备夹持于用户服饰上的夹具。在一种实施例中，所述触觉指示设备外形为鞋垫形式，所述触觉指示设备包括按预定分布模式分布在所述触觉指示设备上的多个力传感器。在一种实施例中，所述触觉指示设备的振动源包括定时振动的主动振动模式，以及当发现用户脚跟撞击时的被动振动模式，所述视觉指示指示设备包括当检测到用户跌倒时发出跌倒警报的跌倒警报模块。在一种实施例中，所述步行辅助系统，还包括与所述视觉指示设备和/或触觉指示设备通过蓝牙连接的智能移动设备，所述智能移动设备收集来自视觉指示设备和触觉指示设备的所有数据，并通过互联网将数据发送到后台服务器。本专利技术的步行辅助系统，通过视觉指示设备和触发指示设备，分别为用户，例如帕金森病患者行走时提供视觉指示和振动指示，能够促使用户克服例如冻结步态，改善其运动情况。附图说明在下文中，基于各个示例性实施方式的示意图更详细地阐述本专利技术。图1A和1B是本专利技术实施例的步行辅助系统的视觉指示设备的不同方向的外观示意图。图2是本专利技术实施例的步行辅助系统的视觉指示设备的旋转接头分解示意图。图3是本专利技术实施例的步行辅助系统的视觉指示设备的系统结构图。图4是本专利技术实施例的光源控制流程图。图5是本专利技术实施例的步行辅助系统的触觉指示设备的透视图。图6是用户佩戴本专利技术实施例的步行辅助系统的示意图。图7是本专利技术实施例的步行辅助系统的通信架构图。图8是本专利技术实施例的跌倒检测流程图。具体实施方式下文结合附图对本专利技术实施例的步行辅助系统做详细说明。参见图1A-3。图1A-3示出了根据本专利技术的优选实施例的视觉指示设备10。视觉指示设备10可以供用户，例如帕金森病患者佩戴在身上以为其提供视觉指示。视觉指示设备10可以有多种佩戴方式。参见图1A-2，视觉指示设备10具有壳体11，其形成用于容纳视觉指示设备10的组成部件的容纳空间。壳体11可以通过旋转接头70在底座15上水平旋转。参见图2，旋转接头包括安装在底座15上的杯体71，杯体71用于保持球体72。球体72上具有可供杆74插入的孔。盖73安装在杯体71上以将球体72固定于球体72上。光源12设置在支架75上，由螺钉76将光源12固定就位在支架75。支架75被安装在杆74上。杯体71、球体72、盖73和杆74提供了3个自由度(DOF)，而支架75提供了1个自由度，从而光源12共有4个自由度。需要理解的是，图2所示结构仅仅是旋转接头的一个示例，旋转接头的结构不限于此，其可以有其他形式的为光源提供多个自由度的结构。光源的自由度也不限于4个，也可以根据需要设置为更多或更少的自由度。可以在底座15上设置夹具14，以将视觉指示设备10夹持到用户的服饰，例如裤子或者腰带上。夹具14可以从底座15上拆卸下来。视觉指示设备10还可以例如在底座15上设置头带，以将视觉指示设备10佩戴于用户头部。视觉指示设备10也可以提供夹扣或绑带，以将其夹持或者绑在用户手持的拐杖上。视觉指示设备10的电源电路，例如包括锂电池，以及充放电电路，可以设置在壳体11内，也可以设置在底座15上。视觉指示设备10可以包括：光源12，光传感器13，处理器16、光强度自动调节电路16a，倾斜传感器17a、运动传感器17b、GPS模块18、通信模块19。光源12用于向地面投射视觉指示光束，以便在地面形成视觉指示光标志。据医学研究发现，若在帕金森病患者行走前方出现障碍物或提示，会刺激患者大脑产生想要跨过它的意愿，从而能够改善患者的“冻结步态”。光源12投射出的视觉指示光标志可以起到这样的作用。视觉指示光标志的形状并不受限，其例如可以是光线(例如垂直于用户前行方向的横直光线，或者是半圆弧光线)，光点，光环(圆环、方形环等等各种形状)。该视觉指示光标志被投射于视觉指示设备用户的前方。用户可以踩至该光标志或迈步越过该光标志。用户的脚和光标志之间的距离是可调的。该光标志因而可以辅助用户开始行走并保持步幅。光源12发出的视觉指示光束的光强度可以通过光强度自动调节电路16a来调节，其取决于周围的光强度。光传感器13可以检测周边环境的光强度，例如，当在室外阳光充足环境下，基于光传感器13检测的环境强光信号，处理器16可以发出控制信号，控制光强度自动调节电路16a提高光源12发出的视觉指示光束的光强度，以在强光环境下提供足够亮度的视觉指示光标志，以便用户能够在此环境下看清视觉指示光标志。当在室内环境下，基于光传感器13检测的环境弱光信号，处理器16可以发出控制信号，控制光强度自动调节电路16a降低光源12发出的视觉指示光束的光强度，降低室内弱光环境下视觉指示光标志的亮度，从而保护用户的眼睛。这样的光强度自动调节也能确保视觉指示设备10的电源，如锂电池中的储能被合理使用。此外，光源12的开关间隔时间也可以进行调整，例如，光源12可以打开5秒后再关闭5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步行辅助系统，其特征在于，包括穿着于用户足部的触觉指示设备和由所述用户携带的视觉指示设备，所述视觉指示设备包括用于在所述用户行走前方地面投射视觉指示光标志的光源，以及所述触觉指示设备包括为所述用户足部提供振动指示的振动源。

【技术特征摘要】
1.一种步行辅助系统，其特征在于，包括穿着于用户足部的触觉指示设备和由所述用户携带的视觉指示设备，所述视觉指示设备包括用于在所述用户行走前方地面投射视觉指示光标志的光源，以及所述触觉指示设备包括为所述用户足部提供振动指示的振动源。2.根据权利要求1的步行辅助系统，其特征在于，所述视觉指示设备还包括感知环境光强度的光传感器以及根据所述光传感器感知结果调节光源输出功率的光强度自动调节电路。3.根据权利要求1的步行辅助系统，其特征在于，所述视觉指示设备还包括检测所述光源的光束输出口与地面的倾角的倾斜传感器，以及当检测到的倾角大于预定角度时，关闭所述光源的处理器。4.根据权利要求1的步行辅助系统，其特征在于，所述视觉指示设备还包括检测用户运动姿态的运动传感器。5.根据权利要求1的步行辅助系统，其特征在于，所述视觉指示设备还包括检测用户所处地理位置的GPS模块。6.根据权利要求1的步行辅助系统，其特征在于，所述视觉指示设备还包括通信模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：禤彦勋，黎学深，谢景俊，
申请(专利权)人：盖亚尔控股有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81