[發(fā)明專利]一種康復(fù)鞋及其控制系統(tǒng)

有效

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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)防跌倒的康復(fù)鞋和用于控制該康復(fù)鞋的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

足底壓力的不穩(wěn)定性，常常引起人體關(guān)節(jié)的損傷，甚至導(dǎo)致人體跌倒。對(duì)于老年人或一些行動(dòng)不便的患者而言，跌倒可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果，可能造成骨折甚至昏迷。因此，開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，預(yù)測(cè)人體跌倒的可能性，及時(shí)調(diào)整人體位姿，十分必要。

以色列古里安大學(xué)研制出一種Re-Step康復(fù)運(yùn)動(dòng)鞋，該康復(fù)鞋的主要作用是針對(duì)腦中風(fēng)、腦損傷等患者行走，步態(tài)平衡性等進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。其鞋底安裝有突起壓力傳感裝置，根據(jù)測(cè)得的壓力值來(lái)調(diào)整壓力傳感裝置的高度，進(jìn)而調(diào)整鞋底的位姿以確?；颊卟粫?huì)失去平衡。

2011年5月，以色列海法理工學(xué)院研制出一種針對(duì)膝關(guān)節(jié)炎治療的康復(fù)鞋，其特點(diǎn)是改變腳底的壓力重心，來(lái)改善膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

2011年7月，日本研制出一種跌倒的鞋子，其的底部安裝了由橡膠和海綿制成的氣壓傳動(dòng)裝置，在感知到使用者有失去重心的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，鞋底會(huì)迅速做出調(diào)整以確保使用者不會(huì)失去平衡。

CN103110239A公開(kāi)了一種康復(fù)鞋，在鞋底中設(shè)有橡膠塑料囊及其控制箱，通過(guò)控制橡膠塑料膠囊中原料的充放，改變膠囊體積，進(jìn)而調(diào)整鞋底位姿，防止使用者跌倒。

CN102866640A公開(kāi)了一種跌倒控制系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的康復(fù)鞋，在鞋底的重心調(diào)整機(jī)構(gòu)中設(shè)有調(diào)整墊片，通過(guò)調(diào)整墊片位置，改變鞋底板的位姿，進(jìn)而防止人體跌倒。

雖然已有現(xiàn)有技術(shù)對(duì)防止人體跌倒做了一定的研究，但仍存在一些問(wèn)題：

1、調(diào)整方式反應(yīng)遲緩，不能有效防止人體跌倒?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)充放鞋底橡膠膠囊內(nèi)部原料或調(diào)整鞋底墊片等方式調(diào)整鞋底位姿，這些方式的反應(yīng)遲緩，不能快速做出相應(yīng)調(diào)整，故不能有效地防止人體跌倒。

2、控制系統(tǒng)模式單一，不能準(zhǔn)確反應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)情況?，F(xiàn)有技術(shù)中主要通過(guò)監(jiān)測(cè)人體壓力或重心的改變來(lái)判斷人體跌倒的可能性，但實(shí)際上人體正常的蹲起或彎腰動(dòng)作都會(huì)引起壓力或重心的變化，故單一的控制模式會(huì)對(duì)人體的跌倒可能性造成誤判，對(duì)使用者造成不便。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明人在進(jìn)行大量的創(chuàng)造性勞動(dòng)后，完成了本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種康復(fù)鞋，包括鞋面、鞋底板、設(shè)置在鞋底板中的調(diào)整機(jī)構(gòu)及控制器，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)和所述控制器設(shè)置在所述鞋底板中，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)包括固定板、固定外殼和傳動(dòng)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(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述容置空間中；

所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括絲杠、蝸輪、蝸桿、電機(jī)和移動(dòng)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(duì)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(jī)連接于所述蝸桿一端；

所述移動(dòng)支架包括平臺(tái)、支桿和底盤，所述平臺(tái)與所述絲杠嚙合，所述支桿上端連接所述平臺(tái)，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(hào)，所述控制器用于處理壓力信號(hào)，并控制所述電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述固定板中間開(kāi)設(shè)有通孔，用于使所述移動(dòng)支架的支桿穿過(guò)，所述固定板上還開(kāi)設(shè)有第一凹臺(tái)，所述絲杠的下端通過(guò)軸承連接方式對(duì)應(yīng)連接在所述固定板的第一凹臺(tái)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(guò)螺紋連接固設(shè)在所述鞋底板上。

進(jìn)一步地，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(kāi)設(shè)有第二凹臺(tái)，所述蝸輪通過(guò)軸承連接方式對(duì)應(yīng)連接在所述固定外殼的第二凹臺(tái)處，所述固定外殼的一側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有凸臺(tái)，所述電機(jī)安裝在所述凸臺(tái)處，所述固定外殼的另一側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有通孔，所述蝸桿一端貫穿所述通孔。

進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)還包括聯(lián)軸器，所述電機(jī)通過(guò)所述聯(lián)軸器與所述蝸桿連接，所述移動(dòng)支架的平臺(tái)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。

可選地，所述康復(fù)鞋至少包括兩個(gè)所述調(diào)整機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述調(diào)整機(jī)構(gòu)至少包括兩個(gè)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。

優(yōu)選地，所述康復(fù)鞋包括三個(gè)所述調(diào)整機(jī)構(gòu)，每個(gè)所述調(diào)整機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)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。