一种基于混沌算法的步态矫正系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于混沌算法的步态矫正系统，用于偏瘫病人站立、行走时进行康复训练。所述系统包括步态矫正器、服务器和智能终端应用程序。所述步态矫正器包括：鞋子、位于所述鞋子下方的鞋底装置、调整机构、多个压力传感器以及处理器。所述处理器执行如下功能：向智能终端应用程序发送足底压力分布信号以及接收智能终端应用程序下发的适于所述使用者的运动模式；根据所述运动模式基于混沌算法计算得到鞋底装置的高度数据和姿态数据；以及根据计算结果向调整机构发送相应控制信号，以使调整机构根据所述控制信号改变鞋底装置的高度和姿态。所述服务器接收并处理智能终端应用程序上传的足底压力分布信号，并将运动处方下发给智能终端应用程序。发给智能终端应用程序。发给智能终端应用程序。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混沌算法的步态矫正系统


[0001]本专利技术涉及康复鞋
，特别涉及一种基于混沌算法的步态矫正系统。

技术介绍

[0002]中风偏瘫病人出现行走障碍后，康复训练是重塑大脑神经功能、恢复患者行走能力的必要手段。由于医疗资源的缺乏，目前大多数偏瘫患者无法得到专业的训练指导，导致偏瘫病人恢复不理想，所以一个专业的训练康复系统对于广大患者是非常有价值的。
[0003]CN103110239A公开了一种康复鞋，在鞋底中设有橡胶塑料囊及其控制箱，通过控制橡胶塑料胶囊中原料的充放，改变胶囊体积，进而调整鞋底位姿，防止使用者跌倒。
[0004]CN102866640A公开了一种跌倒控制系统及使用该系统的康复鞋，在鞋底的重心调整机构中设有调整垫片，通过调整垫片位置，改变鞋底板的位姿，进而防止人体跌倒。
[0005]但是，现有技术的康复鞋在调整鞋底位姿时存在功能单一的问题，要么只针对足外翻、足内翻、足下垂的脚踝姿势矫正，要么只针对患者的平衡进行干扰训练，没有综合的训练，故康复效果受到限制。此外，现有技术的康复鞋没有运动评估体系，没有针对患者定制化的运动处方来指导患者进行训练，因此疗效不大。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决现有技术中的缺陷，提出了一种基于混沌算法的步态矫正系统。
[0007]本专利技术的一种步态矫正系统，用于偏瘫病人站立、行走时进行康复训练，包括步态矫正器、智能终端应用程序及服务器，
[0008]所述步态矫正器，包括：鞋子，所述鞋子供使用者穿着；位于所述鞋子下方的鞋底装置，用于支撑及固定所述鞋子；调整机构，包括电机及由所述电机驱动的多个伸缩结构，所述多个伸缩结构进行上下伸缩运动以改变鞋底装置的整体高度和姿态；多个压力传感器，用于接受使用者的足底压力并产生足底压力分布信号；处理器，用于执行如下功能：向智能终端应用程序发送所述足底压力分布信号以及接收所述智能终端应用程序下发的适于所述使用者的运动处方；根据所述运动处方基于混沌算法计算得到所述鞋底装置的高度数据和姿态数据；以及根据计算结果向所述调整机构发送相应控制信号，以使所述调整机构根据所述控制信号改变所述鞋底装置的整体高度和姿态，
[0009]所述智能终端应用程序用于执行如下功能：接收所述步态矫正器上传的所述足底压力分布信号，并上传到所述服务器；接收所述服务器下发的运动处方，并下发给所述步态矫正器；以及向使用者展示人机交互界面,提供可视化的训练管理体系，
[0010]所述服务器用于执行如下功能：接收并处理所述智能终端应用程序上传的所述足底压力分布信号；对所述足底压力分布信号提取特征值；将所述特征值与预定值进行比较并根据比较结果判定所述使用者的运动模式；根据所述运动模式,为所述使用者定制所述运动处方；以及将所述运动处方下发给智能终端应用程序。
[0011]本专利技术具有如下有益效果：
[0012]本专利技术的基于混沌算法的步态矫正系统，对偏瘫病人的脚踝姿势矫正、脚踝拉伸、平衡训练、以及重塑大脑功能均有非常好的作用，可以有效缩短偏瘫病人康复的时间。相比于康复医院高昂的康复训练费用，本专利技术的步态矫正系统大大降低了康复成本，可以减轻病人及其家属的负担。此外，本专利技术可以为患者定制个性化的运动处方，有效地提高康复训练效果。
附图说明
[0013]图1是本专利技术一个较佳实施例的步态矫正器的立体图。
[0014]图2是本专利技术一个较佳实施例的步态矫正器的鞋底装置的立体图。
[0015]图3(a)是本专利技术一个较佳实施例的步态矫正器的分解示意图，图3(b)是本专利技术一个较佳实施例的鞋垫安装于鞋子内部的示意图。
[0016]图4是本专利技术一个较佳实施例的步态矫正器的调整机构的立体图。
[0017]图5是本专利技术一个较佳实施例的步态矫正器的伸缩结构的剖面图。
[0018]图6是本专利技术一个较佳实施例的步态矫正系统的构成示意图。
[0019]图7是本专利技术一个较佳实施例的步态矫正系统的云端服务器的工作流程图。
具体实施方式
[0020]以下将结合说明书附图对本专利技术的实施方式予以说明。需要说明的是，本说明书中所涉及的实施方式不是穷尽的，不代表本专利技术的唯一实施方式。以下相应的实施例只是为了清楚的说明本专利技术专利的
技术实现思路
，并非对其实施方式的限定。对于该领域的普通技术人员来说，在该实施例说明的基础上还可以做出不同形式的变化和改动，凡是属于本专利技术的技术构思和
技术实现思路
并且显而易见的变化或变动也在本专利技术的保护范围之内。
[0021]如图6所示为本专利技术一个较佳实施例的步态矫正系统的示意图。如图6所示，本专利技术基于混沌算法的步态矫正系统包括步态矫正器A、智能终端应用程序B以及云端服务器C。
[0022]其中，步态矫正器A供使用者穿着、并根据智能终端应用程序B提供的运动处方(或称为训练方案)通过混沌原理(混沌算法)改变鞋底装置的整体高度和姿态来对使用者进行康复训练，起到校正脚踝姿势、脚踝拉伸训练及平衡训练的作用。
[0023]智能终端应用程序B，将步态矫正器A产生的数据上传至云端服务器C，以及将云端服务器C生成的运动处方下发至所述步态矫正器A。以及，智能终端应用程序B具有人机交互界面，用于向使用者提供直观的、可视化的训练管理体系。较佳地，智能终端应用程序B通过手机信号连接云端服务器C，并通过蓝牙连接步态矫正器A。本专利技术中，智能终端可以是计算机，例如为个人计算机或笔记本电脑。智能终端也可以是移动通讯装置，例如为智能手机。当智能终端为智能手机时，智能终端应用程序为智能手机APP。
[0024]云端服务器C根据智能终端应用程序B上传的使用者的足底压力分布评估其偏瘫程度，并根据偏瘫程度为步态矫正器A提供适于该使用者的定制化的运动处方。运动处方包括矫正器运动模式、训练强度、训练频率和训练时长等。同时，云端服务器C也为智能终端应用程序提供训练数据管理服务，通过智能终端应用程序B为使用者提供训练指导和咨询服务。
[0025]下面对结合附图对本专利技术的步态矫正系统中的步态矫正器A进行详细说明。
[0026]如图1
‑
3所示，本专利技术的一种步态矫正器A，包括：鞋子1、鞋底装置2、调整机构6、多个压力传感器12及处理器5。
[0027]鞋子1供使用者穿着。位于所述鞋子1下方的鞋底装置2，用于支撑及固定所述鞋子1。较佳地，鞋子1与鞋底装置2之间通过卡扣方式连接。所述鞋子1里面具有鞋垫11。鞋底装置2具有外壳3及盖板4。所述外壳3具有例如鞋底板的形状，包括底板及周边侧壁，上部呈开口状。本实施例中，外壳3的内部还用于容纳处理器5及调整机构6的一部分。外壳3的上部开口由盖板4配合覆盖。较佳地，外壳3的边缘与盖板4的边缘通过螺纹连接的方式固定在一起。
[0028]调整机构6，包括电机61及由所述电机61驱动的多个伸缩结构65，所述多个伸缩结构65进行上下伸缩运动以改变鞋底装置2的高度和姿态。调整机构6的具体结构将在下文进行详细说明。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌算法的步态矫正系统，用于偏瘫病人站立、行走时进行康复训练，其特征在于，包括步态矫正器、智能终端应用程序及服务器，所述步态矫正器，包括：鞋子，所述鞋子供使用者穿着；位于所述鞋子下方的鞋底装置，用于支撑及固定所述鞋子；调整机构，包括电机及由所述电机驱动的多个伸缩结构，所述多个伸缩结构进行上下伸缩运动以改变鞋底装置的整体高度和姿态；多个压力传感器，用于接受使用者的足底压力并产生足底压力分布信号；处理器，用于执行如下功能：向智能终端应用程序发送所述足底压力分布信号以及接收所述智能终端应用程序下发的适于所述使用者的运动处方；根据所述运动处方基于混沌算法计算得到所述鞋底装置的高度数据和姿态数据；以及根据计算结果向所述调整机构发送相应控制信号，以使所述调整机构根据所述控制信号改变所述鞋底装置的整体高度和姿态，所述智能终端应用程序用于执行如下功能：接收所述步态矫正器上传的所述足底压力分布信号，并上传到所述服务器；接收所述服务器下发的运动处方，并下发给所述步态矫正器；以及向使用者展示人机交互界面,提供可视化的训练管理体系，所述服务器用于执行如下功能：接收并处理所述智能终端应用程序上传的所述足底压力分布信号；对所述足底压力分布信号提取特征值；将所述特征值与预定值进行比较并根据比较结果判定所述使用者的运动模式；根据所述运动模式,为所述使用者定制所述运动处方；将所述运动处方下发给智能终端应用程序。2.根据权利要求1所述的步态矫正系统，其特征在于，所述特征值为基于足底压力数值获得的使用者患肢的重心坐标分布范围，所述预定值为使用者健肢的重心坐标分布范围。3.根据权利要求1所述的步态矫正系统，其特征在于，所述运动模式限定所述鞋底装置的整体高度、...

【专利技术属性】
技术研发人员：方明微，程鹏辉，柯鹏飞，
申请(专利权)人：上海途滕智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：