[發(fā)明專利]一種具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711187980.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107853809A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎杰文;昌贏;陳文明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A43B17/00
• 分類號(hào): A43B17/00;A43B3/00
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能康復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊。

背景技術(shù)

目前全球面臨人口老齡化的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，我國(guó)老年人口數(shù)量已突破2.3億，成為世界老年人口最多的國(guó)家。老年人健康問(wèn)題備受社會(huì)各界的關(guān)注，如何保障老年人的生活質(zhì)量成為重點(diǎn)研究方向。研究表明，老年人由于觸感能力的退化，在行走過(guò)程中容易造成步態(tài)不穩(wěn)定和身體不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，大大增加了跌倒的可能性。此外，除了老年人，糖尿病患者在中國(guó)的人數(shù)也已經(jīng)達(dá)到1.1億，而糖尿病患者和其他患有周圍神經(jīng)病變的病人都存在腳底觸感功能受損的風(fēng)險(xiǎn)。

Stochastic resonance(簡(jiǎn)稱SR，隨機(jī)共振)描述的是一個(gè)在非線性系統(tǒng)中內(nèi)噪聲或外噪聲的存在可以增加系統(tǒng)輸出的響應(yīng)的現(xiàn)象。基于此原理，James J.Collins等人于1996年在《NATURE》上發(fā)表的文章《Noise-enhanced tactile sensation》證明，特定的白噪聲信號(hào)可以提高低于觸感閾值刺激的強(qiáng)度，從而達(dá)到增強(qiáng)觸感的效果。的白噪聲信號(hào)與普通噪聲信號(hào)相比，其功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，低于觸感閾值的白噪聲振動(dòng)可以提高感覺(jué)反饋和行走間搖擺，減少側(cè)面姿勢(shì)不穩(wěn)定性，達(dá)到改善步態(tài)，減少跌倒風(fēng)險(xiǎn)的效果。

目前，國(guó)內(nèi)康復(fù)領(lǐng)域還沒(méi)有出現(xiàn)有類似增強(qiáng)觸感功能的智能鞋墊。因此，一種可以提高人體腳底觸感能力的智能鞋墊將擁有巨大的市場(chǎng)潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊。

本發(fā)明提供了一種具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊，用于通過(guò)提高使用人員腳底部位力的反饋來(lái)增強(qiáng)觸感進(jìn)而改善其步態(tài)和行走間的平衡性，具有這樣的特征，包括：鞋墊本體；信號(hào)發(fā)生裝置，設(shè)置在鞋墊本體上位于與足弓對(duì)應(yīng)的位置處，包括微處理器、在微處理器控制下輸出白噪聲信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器和將白噪聲信號(hào)進(jìn)行放大的信號(hào)放大電路；三個(gè)壓電振動(dòng)裝置，安裝在鞋墊本體上，分別位于與第一跖骨、第五跖骨和跟骨相對(duì)應(yīng)的位置處，同時(shí)與信號(hào)放大電路連接，根據(jù)放大的白噪聲信號(hào)產(chǎn)生白噪聲振動(dòng)；通信器，設(shè)置在鞋墊本體上，與微處理器連接，使用人員根據(jù)其腳底部位觸感在所持移動(dòng)終端上調(diào)整振動(dòng)參數(shù)并通過(guò)通信器進(jìn)行傳輸，微處理器根據(jù)調(diào)整后的振動(dòng)參數(shù)對(duì)壓電振動(dòng)裝置的白噪聲振動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)；以及供電裝置，設(shè)置在鞋墊本體上，用于向信號(hào)發(fā)生裝置、壓電振動(dòng)裝置和通信器提供電能。

在本發(fā)明提供的具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊中，還可以具有這樣的特征：其中，供電裝置為原電池、蓄電池或太陽(yáng)能電池。

在本發(fā)明提供的具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊中，還可以具有這樣的特征：其中，通信器具有藍(lán)牙通信模塊或WIFI通信模塊。

在本發(fā)明提供的具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊中，還可以具有這樣的特征：其中，白噪聲振動(dòng)的最佳強(qiáng)度分別為三個(gè)壓電振動(dòng)裝置所在位置對(duì)應(yīng)的人體觸感閾值的80％～90％，人體觸感閾值為使用人員的腳底部位能感受到最低觸感時(shí)所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)強(qiáng)度。

在本發(fā)明提供的具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊中，還可以具有這樣的特征：其中，移動(dòng)終端為手機(jī)或微型遙控器。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的一種具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊，因?yàn)樾盘?hào)發(fā)生器在微處理器的控制下能產(chǎn)生特定的白噪聲信號(hào)，信號(hào)放大電路進(jìn)行放大并將該放大后的白噪聲信號(hào)傳輸給三個(gè)壓電振動(dòng)裝置，從而使壓電振動(dòng)裝置根據(jù)放大的白噪聲信號(hào)產(chǎn)生白噪聲振動(dòng)。同時(shí)，使用人員能夠根據(jù)其腳底部位觸感在所持移動(dòng)終端上調(diào)整振動(dòng)參數(shù)并通過(guò)通信器進(jìn)行傳輸，從而使微處理器根據(jù)調(diào)整后的振動(dòng)參數(shù)對(duì)壓電振動(dòng)裝置的白噪聲振動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終讓使用者的腳底部位觸感增強(qiáng)，達(dá)到改善步態(tài)，提高行走間平衡性，防跌倒的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊的工作示意框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段與功效易于明白了解，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作具體闡述。

<實(shí)施例>

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，具有觸感增強(qiáng)功能的智能鞋墊100用于增強(qiáng)使用人員的腳底觸感進(jìn)而改善其步態(tài)和行走間的平衡性，包括鞋墊本體10、信號(hào)發(fā)生裝置20、三個(gè)壓電振動(dòng)裝置30、通信器40和供電裝置50。