康复鞋制造技术

本发明专利技术涉及一种康复鞋，包括鞋面、鞋底板、以及设置于人体腰部的用于产生加速度和角速度信号的六轴惯性传感器，所述鞋底板设有橡胶塑料囊控制箱以及橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊控制箱设有原料装置、导向软管、电机、通过联轴器与所述电机连接的马达以及设有多向换向阀的连接所述马达的控制系统，所述导向软管通过所述多向换向阀中空管道连接所述橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊表面设有用于检测人体脚底压力信号的压力传感器；本发明专利技术的康复鞋可以实时调整鞋底的位姿，预防人体跌倒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种康复鞋，尤其涉及一种预防跌倒的康复鞋。
技术介绍
现有的防跌倒康复鞋，主要依靠压力或者重心来进行调整鞋底位姿，进而预防人体跌倒，调整动平台的方式过于单一，不能够适用于大部分足底压力异常的人群。另外，其控制模式过于简便，很少采用人工智能的方式来控制鞋底各种位姿模式。日本研制出一种跌倒的鞋子，其根据判断患者有失去重心风险时，采用气压传动装置使得鞋底做出快速的调整，确保使用者不会失去平衡。但实际上，其控制策略信号源是重心信号，并不是反应足底运动情况的压力信号，不够直接和充分反应人体有跌倒的趋势。以色列古里安大学的康复运动鞋，其控制信号时采用足底的压力信号，但调整鞋底的方式过于单一，不能适应各种不同人群的需求，以色列海法理工学院研制出一种针对膝关节炎治疗的康复鞋，其调节方式较古里安大学的防跌倒鞋灵活，但其没有控制系统。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供一种可以调整鞋底的位姿从而预防人体跌倒的康复鞋，包括鞋面、鞋底板、以及设置于人体腰部的用于产生加速度和角速度信号的六轴惯性传感器，所述鞋底板设有橡胶塑料囊控制箱以及橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊控制箱设有原料装置、导向软管、电机、通过联轴器与所述电机连接的马达以及连接所述马达的控制系统，所述控制系统设有多向换向阀以及数据采集装置，所述导向换向阀设有中空管道，所述导向软管穿过所述多向换向阀中空管道连接所述橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊表面设有用于检测人体脚底压力信号的压力传感器。优选地，所述橡胶塑料囊的数量至少为I个。优选地，所述橡胶塑料囊的数量为6个。优选地，所述电机为直流伺服电机。优选地，所述电机设有用于固定所述电机的紧靠所述橡胶塑料囊控制箱内壁的电机支撑板。优选地，所述原料装置中的原料包括气体、液体、固体中的一种或多种。本专利技术的康复鞋，通过对所述鞋底板上的橡胶塑料胶囊充放所述原料装置中的原料，从而改变橡胶塑料胶囊的体积，进而调整鞋底的位姿，防止使用者跌倒；通过采用压力传感器以及六轴惯性传感器来对人体位姿进行正确的判断，并快速控制所述电机，通过驱动马达来改变所述橡胶塑料胶囊中原料的供给。附图说明图1为本专利技术一实施例康复鞋示意图；图2为本专利技术一实施例康复鞋橡胶塑料囊控制箱示意图。具体实施例方式下面将结合附图以及具体实施例来对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，为本专利技术一实施例康复鞋示意图，包括包括鞋面1、鞋底板2、以及设置于人体腰部的用于产生加速度和角速度信号的六轴惯性传感器(未图示)，所述鞋底板2设有橡胶塑料囊控制箱3以及橡胶塑料囊4 7，所述橡胶塑料囊控制箱3设有原料装置11、导向软管12、电机16、通过联轴器15与所述电机16连接的马达14以及设有多向换向阀(未图示)的连接所述马达14的带有数据采集装置(未图示)的控制系统13，所述多向换向阀设有中空管道(未图示)，所述导向软管12通过所述多向换向阀中空管道连接所述橡胶塑料囊4 7，所述橡胶塑料囊4 7表面设有用于检测人体脚底压力信号的压力传感器10，所述电机16设有用于固定所述电机16的紧靠所述橡胶塑料囊控制箱3内壁的电机支撑板17。在上述实施例中，所述橡胶塑料囊包括橡胶塑料囊4、橡胶塑料囊5、橡胶塑料囊6以及橡胶塑料囊7，在其它实施例中，所述橡胶塑料囊的数量可以随穿戴康复鞋的患者的需要而改变，但橡胶塑料囊的数量至少为I个；本实施例中的电机16可以为直流伺服电机，也可以为其它任何形式的适用于人体康复鞋的微型电机；所述原料装置11中的原料可以为气体、液体、固体中的一种或多种，本实施例中，所述原料为气体或者液体，电机16安置于鞋底板2上，电机16通过联轴器15与马达14相连，通过马达14控制多向换向阀的气体或者液体原料的流量输入与输出，根据控制信号，以控制脚底各部位橡胶所料囊4 7的充放气体或者液体，进而调整鞋底板2的位姿，从而改变人体踝关节的运动情况来预防跌倒。人体在进行日常的运动过程中，双脚各自置于康复鞋内，可根据实时采集所述压力传感器10的压力信号，腰部六轴惯性传感器的六轴加、角速度信号，进行实时分析处理，作为电机16的控制信号，快速准确地驱动电机16的转动，进而调整鞋底的位姿来防止人体跌倒。如图2所示，为本专利技术一实施例康复鞋橡胶塑料囊控制箱示意图，本实施例的橡胶塑料囊控制箱3设有原料装置11、导向软管12、电机16、通过联轴器15与所述电机16连接的马达14以及设有多向换向阀(未图示)的连接所述马达14的带有数据采集装置(未图示)的控制系统13，所述导向软管12的数量与所述橡胶塑料囊的数量保持一致，本实施例，有六根导向软管12，分别控制六个橡胶塑料囊的充放气体或者液体；所述数据采集装置用于对控制信号进行信号处理、信号优化以及信号分类，信号处理包括信号滤波、放大、线性化处理以及特征值提取，信号分类包括神经网络、支持向量机等分类器。具体实施例:使用者穿戴上康复鞋，压力传感器10内置于鞋底板2橡胶塑料囊表面，六轴惯性传感器传感器安放于人体的腰部，通过数据采集装置进行控制信号的采集。在使用此康复鞋之前，现需要对使用者足底的压力进行标定，这主要是为了确定橡胶塑料囊的数量以及橡胶塑料囊中气体或者液体的比例，具体步骤为，(I)使用者双脚穿戴此康复鞋，测得足底的压力分布数据；(2)根据足底压力分布数据与正常人标准的足底压力数据进行比对；(3)通过改变橡胶塑料囊的数量或者橡胶塑料囊中气体或者液体的比例，使得足底压力数据和正常人标准的足底压力数据差异相对较小。当人体位姿发生异常时(如跌倒)，人体鞋底板2橡胶塑料囊表面压力传感器10测得的压力信号、腰部六轴惯性传感器测得的加、角速度信号将会有显著的变化，通过数据采集装置对这些信号进行处理(放大、整形、滤波、特征值提取等)、优化、分类(神经网络、支持向量机等分类器)，对人体位姿进行正确地判断，并快速控制电机16，通过驱动马达14来改变调整鞋底各橡胶塑料囊的充放气体或者液体，进而调整鞋底板2的位姿以防止人体跌倒。如判断人体向前跌倒时，双足的前部分压力传感器10测得的压力信号增大，腰部的六轴惯性传感器测得的加、角速度信号向前的加速度信号向前的分量增大，这时数据采集装置对这些信号进行采集并融合分析，做出正确的判断，快速地输出合适的控制信号给电机16，以对前脚掌两个橡胶塑料囊进行充气体或者液体，并对足跟的两或三个橡胶塑料囊进行放气体或者液体，使得鞋底板2的位姿发生改变，进而调整人体踝关节的位姿来防止人体跌倒。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本专利技术的技术构思做出其他各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本专利技术权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种康复鞋，包括鞋面、鞋底板、以及设置于人体腰部的用于产生加速度和角速度信号的六轴惯性传感器，其特征在于：所述鞋底板设有橡胶塑料囊控制箱以及橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊控制箱设有原料装置、导向软管、电机、通过联轴器与所述电机连接的马达以及连接所述马达的控制系统，所述控制系统设有多向换向阀以及数据采集装置，所述导向换向阀设有中空管道，所述导向软管穿过所述多向换向阀中空管道连接所述橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊表面设有用于检测人体脚底压力信号的压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种康复鞋，包括鞋面、鞋底板、以及设置于人体腰部的用于产生加速度和角速度信号的六轴惯性传感器，其特征在于:所述鞋底板设有橡胶塑料囊控制箱以及橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊控制箱设有原料装置、导向软管、电机、通过联轴器与所述电机连接的马达以及连接所述马达的控制系统，所述控制系统设有多向换向阀以及数据采集装置，所述导向换向阀设有中空管道，所述导向软管穿过所述多向换向阀中空管道连接所述橡胶塑料囊，所述橡胶塑料囊表面设有用于检测人体脚底压力信号的压...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国如，王永奉，梁丁，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44