一种基于神经网络信号的跌倒预警系统技术方案

本发明专利技术涉及特殊人群保护技术领域。目的在于提供一种基于神经网络信号的跌倒预警系统，包括能够安装在平底鞋底部的拆卸式鞋底和设置在鞋底内的位姿调整装置；所述拆卸式鞋底包括呈凹槽状的鞋底主体，鞋底主体的中部内设置有横板，所述横板将鞋底主体分隔为位于上部的、用于承托平底鞋的连接腔和位于下部的安装腔；所述安装腔内设置有横托板，所述横托板前后两端的左右两侧均对称设置有两个条形的安装口，每一个安装口对应的鞋底主体底部设置有一个动作口。本发明专利技术通过调节杆的摆动弹出，能够快速的对鞋底主体形成支撑，改变鞋底主体的位姿，从而起到防止跌倒的功能。从而起到防止跌倒的功能。从而起到防止跌倒的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于神经网络信号的跌倒预警系统


[0001]本专利技术涉及特殊人群保护
，具体涉及一种基于神经网络信号的跌倒预警系统。

技术介绍

[0002]近年来以及接下来的若干年，随着我国人口结构老年化问题越发突出，老年人的安全防护问题将越来越受到关注和重视，老年人跌倒是常见的老年人安全事故之一，严重时其能造成中风瘫痪，甚至死亡的重大影响。
[0003]人体在行走的过程中，足部是最为发力的起始点，是人体行走支撑的根基，在行走的过程中，其受力状况大体可以是，足底压力中心从脚跟逐渐转移至第二指对应的前脚掌区域，然后在离地的瞬间再转移至第一指对应的区域，如此循环往复。因此，通过对足底压力大小及压力中心转移的检测和分析，就能够判断出人体行走步态是否正常，再依此对行走过程中的跌倒风险进行预判。
[0004]目前，这种通过压力信号采集反馈对人体步态进行分析的方式已经广泛的应用在医疗、保健护理等领域中。在此基础上，为了提高判断的准确性，现有技术中甚至还通过阈值判断、神经网络信号判断、或二者相结合的方式，以提高判断的精准性。基于阈值判断，主要是通过压力、频率等独立数据与预设的一个或多个阈值进行比较进行判断，这种方式实施复杂程度低，但检测的精度相对较差，误检率相对较高；基于神经网络信号判断是一种基于机器学习的模式判别的检测方法，其通过提取数据特征，构建神经网络模型，通过神经网络模型自身的深度学习，对数据进行准确分析，从而能够判断出各种复杂状况下的跌倒风险，极大的降低了误判断的可能，提高了可靠率。
[0005]然而，这类跌倒预警系统的核心仍然在于对监护人、医护人员或使用者自身进行预警提醒、定位推送等，但本质上不具备对老年人跌倒的保护性，也就是其并不能直接的降低老年人的跌倒风险，而更多的侧重点在于跌倒后的后续措施和补救措施。同时，基于便于日常生活的需求，这类设备系统往往还不能光从设备功能上进行考虑，还应当综合考虑使用的便捷性和穿戴的有效性，而鞋子作为出行必须的生活资料，其天然具有充单跌倒预警保护系统良载体的优势。
[0006]众所周知，跌倒的主要原因在于重心失衡，且由于老年人身体机能下降，无法及时的对足部支撑进行适应性调节，为此，结合现有的神经网络检测模块对步态、身体姿态的检测，通过一种快速反应的方式实现鞋体对足部的快速调节支撑，将能够极大的降低老年人的跌倒风险，从本质上做到预防和保护。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种反应迅速的、结构紧凑的基于神经网络信号的跌倒预警系统。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于神经网络信号的跌
倒预警系统，包括能够安装在平底鞋底部的拆卸式鞋底和设置在鞋底内的位姿调整装置；
[0009]所述拆卸式鞋底包括呈凹槽状的鞋底主体，鞋底主体的中部内设置有横板，所述横板将鞋底主体分隔为位于上部的、用于承托平底鞋的连接腔和位于下部的安装腔；所述安装腔内设置有横托板，所述横托板前后两端的左右两侧均对称设置有两个条形的安装口，每一个安装口对应的鞋底主体底部设置有一个动作口；
[0010]所述位姿调整装置包括对应设置在每一组安装口和动作口处的调整机构，以及设置在鞋底主体中部的横板和横托板之间的控制器；
[0011]所述调整机构包括设置在安装口左右两侧的横托板上表面的两个滑块，所述滑块与横托板之间形成沿鞋底主体前后方向的滑动配合，所述滑块远离鞋底主体中心的一端设置有第一腰形孔，所述第一腰形孔按竖向延伸且沿左右方向贯穿滑块；
[0012]所述调整机构还包括调节杆和用于驱动滑块沿鞋底主体前后方向运动的驱动组件；所述调节杆中段的上部与安装口的左右两侧壁铰接，调节杆的下端设置支撑横杆，调节杆的上端设置有与第一腰形孔相配合的、沿左右方向延伸的第一转动套，所述第一转动套穿设在第一腰形孔内。
[0013]优选的，所述滑块靠近鞋底主体中心的一端设置有按左右方向延伸且沿竖向贯穿滑块的第二腰形孔，所述滑块靠近鞋底主体中心的一端端面上设置有沿左右方向延伸的让位槽，所述让位槽与第二腰形孔相贯；
[0014]所述驱动组件包括横跨设置在安装口上方的桥接板，所述桥接板的顶部与横板之间设置有两根竖向的销柱，所述销柱在桥接板的两端对称分布；所述驱动组件还包括驱动摆杆，所述驱动摆杆的中段设置有与销柱相配合的销套，所述销套套设在销柱上与销柱构成铰接；所述驱动摆杆的一端设置有竖向的第二转动套，所述第二转动套穿设在第二腰形孔内；所述驱动组件还包括设置在驱动摆杆的另一端、用于驱动驱动摆杆绕销柱摆动的驱动部件；所述驱动部件与控制器电性连接。
[0015]优选的，所述驱动部件为电磁铁。
[0016]优选的，所述鞋底主体左右两侧壁与电磁铁相对的位置还设置有永磁铁，所述永磁铁与电磁铁相对一端的磁极属性与电磁铁在带动驱动组件的两根驱动摆杆合拢时的磁极属性相同。
[0017]优选的，所述驱动摆杆与电磁铁相对的一端设置有U形的安装架，所述安装架的两个分叉之间设置有旋转调节架，所述旋转调节架上下两端的销轴穿设在安装架的两个分叉上，并与分叉构成转动配合；所述电磁铁固定设置在旋转调节架内。
[0018]优选的，所述支撑横杆外套设有橡胶防滑套。
[0019]优选的，所述滑块的高度与横托板和横板的间距相配合，滑块顶部和底部的左右两侧均设置有沿鞋底主体前后方向延伸的滑动槽，所述横托板和横板上对应设置有与滑动槽相配合的导轨，所述导轨卡设在滑动槽内。
[0020]优选的，所述拆卸式鞋底的前部设置有三根用于与平底鞋鞋面连接的第一捆带，后部设置有一根用于与平底鞋鞋跟连接的第二捆带。
[0021]优选的，所述第一捆带和第二捆带为粘扣式捆带。
[0022]优选的，所述鞋底主体的底部还设置有防滑层。
[0023]本专利技术的有益效果集中体现在：通过调节杆的摆动弹出，能够快速的对鞋底主体
形成支撑，改变鞋底主体的位姿，从而起到防止跌倒的功能。具体而言，本专利技术在使用过程中，通过基于神经网络信号的检测分析装置对使用者的跌倒风险进行准确的评估，这与现有技术一致；在检测到准确的跌倒风险后，控制器控制驱动组件动作，驱动组件控制滑块运动，进而通过滑块的运动带动调节杆运动，使得调节杆的下端迅速弹出，形成支撑，通过多根调节杆协同，进而改变鞋底主体的位姿，为使用者的脚部提供辅助支撑，防止其跌倒。本专利技术由于采用调节杆的摆动来进行位姿调节，反应速度极为迅速。同时在调节杆摆动的过程中本质上提供的是一个斜向支撑力，而不是传统方式的垂直支撑力，因此其防跌倒效果更好。另外，通过滑块的在鞋底主体前后方向上的运动来驱动调节杆动作，因此，总体的布局更加的紧凑，降低了拆卸式鞋底的整体厚度，使用更加便利。
附图说明
[0024]图1为平底鞋和平底鞋安装本专利技术后的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的内部结构示意图；
[0026]图3为图2中A部放大图；
[0027]图4为图2中所示结构的B
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络信号的跌倒预警系统，包括能够安装在平底鞋底部的拆卸式鞋底(1)和设置在鞋底内的位姿调整装置；其特征在于：所述拆卸式鞋底(1)包括呈凹槽状的鞋底主体(2)，鞋底主体(2)的中部内设置有横板(3)，所述横板(3)将鞋底主体(2)分隔为位于上部的、用于承托平底鞋的连接腔(4)和位于下部的安装腔(5)；所述安装腔(5)内设置有横托板(6)，所述横托板(6)前后两端的左右两侧均对称设置有两个条形的安装口(7)，每一个安装口(7)对应的鞋底主体(2)底部设置有一个动作口(8)；所述位姿调整装置包括对应设置在每一组安装口(7)和动作口(8)处的调整机构，以及设置在鞋底主体(2)中部的横板(3)和横托板(6)之间的控制器(9)；所述调整机构包括设置在安装口(7)左右两侧的横托板(6)上表面的两个滑块(10)，所述滑块(10)与横托板(6)之间形成沿鞋底主体(2)前后方向的滑动配合，所述滑块(10)远离鞋底主体(2)中心的一端设置有第一腰形孔(11)，所述第一腰形孔(11)按竖向延伸且沿左右方向贯穿滑块(10)；所述调整机构还包括调节杆(12)和用于驱动滑块(10)沿鞋底主体(2)前后方向运动的驱动组件；所述调节杆(12)中段的上部与安装口(7)的左右两侧壁铰接，调节杆(12)的下端设置支撑横杆(13)，调节杆(12)的上端设置有与第一腰形孔(11)相配合的、沿左右方向延伸的第一转动套(14)，所述第一转动套(14)穿设在第一腰形孔(11)内。2.根据权利要求1所述的基于神经网络信号的跌倒预警系统，其特征在于：所述滑块(10)靠近鞋底主体(2)中心的一端设置有按左右方向延伸且沿竖向贯穿滑块(10)的第二腰形孔(15)，所述滑块(10)靠近鞋底主体(2)中心的一端端面上设置有沿左右方向延伸的让位槽(16)，所述让位槽(16)与第二腰形孔(15)相贯；所述驱动组件包括横跨设置在安装口(7)上方的桥接板(17)，所述桥接板(17)的顶部与横板(3)之间设置有两根竖向的销柱(18)，所述销柱(18)在桥接板(17)的两端对称分布；所述驱动组件还包括驱动摆杆(19)，所述驱动摆杆(19)的中段设置有与销柱(18)相配合的销套(20)，所述销套(20)套设在销柱(18)上与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，何永琴，张玉梅，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院，
类型：发明
国别省市：