CN103110235A - 一种能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够提高身体平衡稳定性以及能够连续记录步态的多功能鞋。本发明集成了足底压电材料振子，连续步态记录装置以及微型发电机，能够实现步态的连续记录，自充电以及提高使用者平衡能力的功能。压电材料振子在随机噪声的驱动下对使用者的足底产生感觉阈下的刺激，使相关的运动控制的神经元出现随机共振现象，从而提高了平衡能力。步态记录装置连续记录的步态数据则为使用者以及康复机构评估自身和客户的身体健康状态提供了客观的证据，能够帮助其制定更为准确的锻炼计划，维护身体的健康。本发明提出的一种能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋性价比高，效果明显，具有广泛的应用范围和巨大的受众群，非常值得推广，极具社会价值和经济价值。

Description

一种能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋

技术领域

本发明涉及一种能够提高身体平衡稳定性以及能够连续记录步态的多功能鞋。

背景技术

根据世界卫生组织统计数据表明，跌伤是世界各地意外或非故意伤害死亡的第二大原因，每年42.4万人会由此而丧失生命。另外，现在，我国的老龄化现象日益严重，2011年4月公布的第六次全国人口普查显示，中国60岁及以上人口已占13.26％，65岁及以上老年人已达到1.5亿。中国在21实际上半叶将一直是世界上老年人口最多的国家。根据我国卫生部2011年的全国疾病监测系统死因监测数据显示：跌倒在我国65岁以上的老年人伤害死亡原因中占居首位。

静态平衡功能减退和步态的动态稳定性下降是引发老年人跌倒的主要原因。与此同时，老年人为弥补其活动能力的下降，很容易采取更为谨慎地缓慢踱步行走，造成步幅变短、行走不连续、脚不能抬到一个合适的高度，反而更容易引发跌倒。实际上，包括在老年人中常见的神经退行性病变在内的神经系统病变、本体感觉下降、肌肉和关节力量减弱、前庭系统失调等诸多因素，都会导致平衡性下降。其中，老年人中枢控制能力下降，对比感觉降低，躯干摇摆较大，反应能力下降、反应时间延长，也更容易导致平衡能力和协同运动能力下降，从而增加跌倒的可能性。

而利用随机噪声驱动的振子来刺激足底的方法已经被证明可以提高人体的平衡能力。当振子的振动调节至感觉阈下时，其振动的频率和强度和神经传递信息时神经元的振动一致，出现随机共振现象，加强了神经元的活跃程度，从而使神经调节的过程更加迅速，使人体平衡的控制更加灵敏和迅速，表现为平衡控制能力的提高。

另一方面，人的步态也包含了许多的生理信息。当人体运动控制的某个器官或者某个部位出现问题时，往往能够直接的从步态上面反映出来。因此，通过连续记录的步态数据，可以让专业的康复机构对使用者提出健康建议，制定锻炼计划，改善身体机能，可以避免更多严重的健康问题出现。

发明内容

本发明提供一种能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋，既能提高人体动态和静态的平衡能力，同时还能连续的记录步态，作为身体健康程度的评价依据。

本发明设计的鞋同普通的鞋外形一致，利用振子实现弱小的随机振动来刺激足底提高平衡能力，同时集成步态记录装置和微型发电机，实现机械能到电能的转化，使本发明可以自充电的进行步态的连续记录。

本发明中振子采用压电材料置于鞋底，具体位置由足底压力测试仪测试的结果来安放。振子振动频率和强度是连续可调的，使用者可以根据自身的感受来进行调节。

本发明中的微型发电机置于脚后跟护套处。步行时脚后跟会出现运动，产生机械能，利用微型发电机将机械能转换为电能即可使相关的设备工作。

本发明中采用的步态记录装置能够连续的记录使用者的步态数据，然后存储并由可导出至计算机进行分析。其电源来自微型发电机产生的电能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋的结构示意图。图2是足底压力测试的结果图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

图1为本发明的结构示意图。本发明提供的提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋集成了三个模块，包括微型发电机1，连续步态记录装置2，压电材料振子3。

这三部分模块均位于鞋面和鞋里之间的夹层中，包括电路等。

微型发电机能够将步行时脚后跟肌腱运动产生的机械能转换成电能，进行存储和传输，实现本发明的自充电功能

步态记录装置利用发电机产生的电能进行工作，其包括了传感器单元和存储单元，能够实时记录使用者的步态数据，包括步频，步速，步距等，并且实时的存储至存储模块。然后可以导出至计算机中进行进一步的分析。

足底的振子采用了压电材料，可以将变化的压力转换为振动的机械能。本模块还包括控制和调节单元。控制单元已经输入预先设定的振动模式，其特征为：随机白噪声驱动，频带和频率可调。调节单元则能实现噪声参数的连续调节。压电材料位置的布置可根据足底压力测试仪的测试结果来确定。如图2所示，普通人的足底压力分布主要集中在脚掌前部后脚后跟处，因此可以在相应的位置安放压电材料。若有足底异常的用户，可以进行个性化的设计。

使用者在穿上本发明提出的鞋后，可以根据自身的感受调节振动的强度至感觉阈以下，然后开始正常的步行或者站立。此时，微型发电机和步态记录装置开始工作，连续记录使用者的步态。使用者可以将记录的步态数据交由康复中心进行分析，由其进行锻炼计划的制定和根据步态数据发现使用者潜在的健康风险，提供客观，准确的结论。

本发明提出的一种能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋性价比高，无副作用，主观感受好，见效快，均有非常广阔的应用范围和适用人群，极具社会价值和经济价值。

Claims (7)

1.一种能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋，其通过振子来提高身体平衡稳定性，利用发电机进行能量转换，具有自充电的特点，步态记录装置则能连续的记录步态的信息，多种参数。

2.如权利要求1所述，利用振子来刺激足底，提高平衡能力，振子材料包括压电材料等。

3.如权利要求2所述，振子的振动特征为由随机噪声驱动的感觉阈下的振动，其振动特性是连续可调的。

4.如权利要求1所述，发电机安放于鞋的后跟护套处，将机械能转换为电能。

5.如权利要求1所述，步态记录装置安置于鞋底后跟处，记录步态信息并存储。

6.如权利要求11所述，步态信息记录为步距，步频，步速。

7.如权利要求1所述，鞋功能模块放置于鞋里和鞋面之间夹层，不影响使用者脚的舒适度。

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