[发明专利]预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及保健防护领域，尤其涉及一种预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统。

背景技术

跌倒在老年人群中非常普遍，严重影响了老年人的身体健康和独立生活能力，并造成了老年人心理上的压力和恐惧。跌倒往往会对老年人的身体带来巨大的损害，有时造成的后果严重危及老年人的生命安全，而造成无法挽救的结果。

现有预防跌倒装置，例如预防跌倒鞋子，通常利用足底的压力来控制安装于鞋底中具有弹性垫片组的位置，进而调整鞋底的高低位置来预防人体跌倒。然而，对于体重不同的老年人，弹性垫片组受力要求不一致，例如体重较轻的老年人需要垫片组的弹性受力较小，而体重较重的老年人需要垫片组的弹性受力较大。当体重较轻者预跌倒时，弹性垫片组可能将鞋底位置调节的较高位置，可能会加重人体重心倾斜而加速跌倒；当体重较重者预跌倒时，弹性垫片组可能将鞋底调节的较低位置，可能平衡不了人体重心而起不到有效预防跌倒的效果。因此，这种带有弹性垫片组的预防跌倒鞋子在使用人群上受到限制，不能得到普遍的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种预防老年人跌倒的健康鞋及控制系统，旨在解决现有的跌预防跌倒鞋子调整鞋底的高低位置不够准确而无法有效预防老年人跌倒的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种预防老年人跌倒的健康鞋，包括鞋底面、鞋底板、鞋底边以及一个设置在鞋底面与鞋底板之间的跌倒预防装置，该跌倒预防装置包括信号接收器、压力传感器、微控制器、驱动器以及平衡轮子，所述平衡轮子通过驱动器安装在鞋底边两侧的凹槽内，其中：

所述信号接收器接收设置在老年人腰部位置上的跌倒侦测装置所侦测的老年人的人体加速度信号和人体倾角信号；

所述压力传感器实时感测老年人每一只脚的鞋底压力信号，并将所述的鞋底压力信号发送至微控制器；

所述微控制器根据老年人的人体加速度信号和人体倾角信号判断老年人是否预跌倒、根据鞋底压力信号确定需要迈步的单脚，以及根据所述人体倾角信号识别出老年人的人体预跌倒方向；

当老年人预跌倒时，所述微控制器根据所述人体预跌倒方向产生一个方向控制信号，并根据鞋底压力信号开启所确定迈步的单脚所穿戴健康鞋内的驱动器使平衡轮子从鞋底边两侧的凹槽内弹出；

所述驱动器根据所述方向控制信号控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒。

优选地，所述鞋底面与鞋底板之间形成一个凹形空间，所述跌倒预防装置内置在该鞋底面与鞋底板之间形成的凹形空间内。

优选地，所述凹槽的位置设置在鞋底边两侧的中间位置处，当所述平衡轮子未被驱动器驱动时，所述平衡轮子内置于所述鞋底边两侧的凹槽内。

优选地，所述压力传感器、信号接收器和驱动器分别电气连接至微控制器上，所述平衡轮子与驱动器之间形成机构连接。

优选地，当所述驱动器控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步后，所述驱动器控制平衡轮子弹回至鞋底边两侧的凹槽内使所述鞋底板与地面保持水平接触。

优选地，所述跌倒预防装置还包括电气连接至所述微控制器上的可充电微型电池，该微型电池对所述跌倒预防装置提供工作电源。

本发明还提供了一种预防老年人跌倒的控制系统，应用于健康鞋上，该健康鞋包括鞋底面、鞋底板和鞋底边，所述控制系统包括一个设置在老年人腰部位置上的跌倒侦测装置以及一个设置在鞋底面与鞋底板之间的跌倒预防装置，所述跌倒预防装置包括信号接收器、压力传感器、微控制器、驱动器以及平衡轮子，所述平衡轮子通过驱动器安装在鞋底边两侧的凹槽内，其中：

所述信号接收器，用于接收所述跌倒侦测装置所采集的老年人的人体加速度信号以及人体倾角信号；

所述压力传感器，用于实时感测老年人每一只脚的鞋底压力信号，并将所述的鞋底压力信号发送至微控制器；

所述微控制器，用于根据老年人的人体加速度信号和人体倾角信号判断老年人是否预跌倒、根据鞋底压力信号确定需要迈步的单脚，以及根据所述人体倾角信号识别出老年人的人体预跌倒方向；

所述微控制器，还用于当老年人预跌倒时根据所述人体预跌倒方向产生一个方向控制信号，并根据鞋底压力信号开启所确定迈步的单脚所穿戴健康鞋内的驱动器使平衡轮子从鞋底边两侧的凹槽内弹出；

所述驱动器，用于根据所述方向控制信号控制平衡轮子向人体预跌倒方向滑动使老年人单脚迈步来平衡身体重心以防止老年人跌倒。

优选地，所述跌倒侦测装置包括加速度传感器、倾角传感器以及信号发送器，其中：