[發(fā)明專利]一種康復(fù)鞋及其控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410348692.9
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104102236B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙國如;王永奉;范順成;劉更謙;周曉晨
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;A43B7/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰,楊林

1.一種康復(fù)鞋，包括鞋面、鞋底板、設(shè)置在鞋底板中的調(diào)整機構(gòu)及控制器，所述調(diào)整機構(gòu)和所述控制器設(shè)置在所述鞋底板中，其特征在于，所述調(diào)整機構(gòu)包括固定板、固定外殼和傳動結(jié)構(gòu)；

所述固定板固設(shè)在所述鞋底板上，所述固定外殼連接在所述固定板上，且所述固定板與所述固定外殼包圍形成一容置空間，所述傳動結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述容置空間中；

所述傳動結(jié)構(gòu)包括絲杠、蝸輪、蝸桿、電機和移動支架，所述絲杠下端連接所述固定板，所述絲杠上端固接所述蝸輪，所述蝸輪對應(yīng)連接所述固定外殼，所述蝸桿與所述蝸輪嚙合，所述電機連接于所述蝸桿一端；

所述移動支架包括平臺、支桿和底盤，所述平臺與所述絲杠嚙合，所述支桿上端連接所述平臺，下端連接所述底盤，所述支桿貫穿所述固定板和所述鞋底板，所述底盤與地面接觸；

所述底盤與地面接觸的一端裝有壓力傳感器，所述壓力傳感器用于獲取壓力信號，所述控制器用于處理壓力信號，并控制所述電機運動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的康復(fù)鞋，其特征在于，所述固定板中間開設(shè)有通孔，用于使所述移動支架的支桿穿過，所述固定板上還開設(shè)有第一凹臺，所述絲杠的下端通過軸承連接方式對應(yīng)連接在所述固定板的第一凹臺處，所述固定板兩側(cè)邊上設(shè)有第一螺紋孔，用于使所述固定板通過螺紋連接固設(shè)在所述鞋底板上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的康復(fù)鞋，其特征在于，所述固定外殼為倒U型結(jié)構(gòu)，包括頂壁和兩側(cè)壁，所述固定外殼的頂壁上開設(shè)有第二凹臺，所述蝸輪通過軸承連接方式對應(yīng)連接在所述固定外殼的第二凹臺處，所述固定外殼的一側(cè)壁上開設(shè)有凸臺，所述電機安裝在所述凸臺處，所述固定外殼的另一側(cè)壁上開設(shè)有通孔，所述蝸桿一端貫穿所述通孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的康復(fù)鞋，其特征在于，所述傳動結(jié)構(gòu)還包括聯(lián)軸器，所述電機通過所述聯(lián)軸器與所述蝸桿連接，所述移動支架的平臺上設(shè)有大小與所述絲杠匹配的第二螺紋孔，用于與所述絲杠嚙合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的康復(fù)鞋，其特征在于，所述康復(fù)鞋至少包括兩個所述調(diào)整機構(gòu)，每個所述調(diào)整機構(gòu)至少包括兩個所述絲杠以及與所述絲杠相同數(shù)量的所述蝸輪，所述蝸桿上具有若干螺紋段且所述螺紋段的數(shù)量與所述蝸輪數(shù)量相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的康復(fù)鞋，其特征在于，所述康復(fù)鞋包括三個所述調(diào)整機構(gòu)，每個所述調(diào)整機構(gòu)包括兩個所述絲杠以及與所述絲杠相同數(shù)量的所述蝸輪，所述蝸桿上具有若干螺紋段且所述螺紋段的數(shù)量與所述蝸輪數(shù)量相同。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的康復(fù)鞋，其特征在于，所述固定板、所述移動支架的平臺和所述移動支架的底盤的形狀各自獨立地可以是圓形、橢圓形、矩形、圓角矩形或者五邊形中的一種。

8.一種用于控制康復(fù)鞋的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)用于控制如權(quán)利要求1至7任一項所述的康復(fù)鞋，所述控制系統(tǒng)包括：

信號傳感器，用于獲取足底壓力信號、加速度信號和肌電信號，所述信號傳感器包括壓力傳感器、加速度傳感器和表面肌電傳感器；

位置傳感器，設(shè)置于所述電機內(nèi)，用于在線記錄所述康復(fù)鞋在各個運動時刻的位置信息；

信號采集模塊，用于采集所述足底壓力信號、加速度信號和肌電信號，并將所述足底壓力信號、加速度信號和肌電信號傳輸至計算機模塊，所述信號采集模塊包括壓力信號采集模塊、加速度信號采集模塊和表面肌電信號采集模塊；

計算機模塊，用于接收并處理所述足底壓力信號、加速度信號和肌電信號，發(fā)出控制指令；

驅(qū)動模塊，用于根據(jù)所述計算機模塊發(fā)出的控制指令做出相應(yīng)驅(qū)動動作，所述驅(qū)動模塊包括多軸運動控制卡、驅(qū)動器和電機，所述驅(qū)動器根據(jù)所述多軸運動控制卡的控制指令驅(qū)動所述電機運動。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力傳感器設(shè)置于所述移動支架的底盤上，所述加速度傳感器設(shè)置于人體的腰部，所述加速度傳感器為六軸角加速度傳感器，所述表面肌電傳感器設(shè)置于人體下肢，所述表面肌電傳感器為表面肌電電極。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機模塊包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元包括：

信號處理單元，用于對所述足底壓力信號、加速度信號和肌電信號進(jìn)行放大、整形和濾波；

特征值提取單元，用于對經(jīng)過所述信號處理單元處理后的所述足底壓力信號、加速度信號和肌電信號進(jìn)行特征值提取；

模式識別單元，用于對所提取的所述特征值進(jìn)行描述、辨認(rèn)、分類和解釋；

控制單元，用于根據(jù)所述模式識別單元的處理結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的控制指令。