一种融合多传感器的康复用鞋垫的制作方法

1.本实用新型涉及属于康复医疗领域，具体涉及一种融合多传感器的康复用鞋垫。


背景技术：

2.由于下肢是行走活动的主要肢体，其功能障碍可导致严重的生活质量下降，而早期功能康复锻炼有助于最大程度恢复患侧肢体功能。因而需要一定的康复训练强度刺激，以促进骨折愈合或组织修复，且一定的行走训练可调整患者在换肢后的不适应症，便于提前适应出院生活。
3.目前医疗资源有限的情况下，医生及康复师不能实时监督病人，掌握患者的锻炼情况，且临床上患者术后不同时期训练强度的量化难以实现，缺乏相应的康复记录仪器，因而不能对患者的康复实时监测，并对接下来的训练强度作出合理的安排，因而需要设计一款新型康复鞋垫。
4.此外，现有对下肢功能障碍术后康复的康复用鞋垫，都是将各个模块分开在不同鞋垫层布置，使得鞋垫总体厚实，对收集患者踩踏的数据信息不准确。
5.为解决上述问题，本实用设计的一种融合多传感器的康复用鞋垫。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种融合多传感器的康复用鞋垫，通过置入患者鞋内，实现收集和分析患者在一定训练强度下的足底姿态数据，并将鞋垫收集到的数据与医生手机端和电脑端连接，达到医生对患者康复训练数据实时监测的目的。
7.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种融合多传感器的康复用鞋垫，包括垫体，其特征在于：所述垫体底部的足跟处设有足底垫，所述足底垫设为弹性条状物质，且条状物质内部设有通孔，所述垫体内设有凹槽装设微处理器和单片机，所述微处理器分别与电阻式温湿度传感器、无线通信模块、gps导航模块和六轴传感器电性连接，所述单片机通过电路槽电性连接第1跖骨部、第2跖骨部、第3跖骨部、第4跖骨部、第5跖骨部和足弓部，所述足底垫的弹性条状物质采用凝胶硅、eva材质，所述六轴传感器由三轴加速器和三轴陀螺仪组成。
8.进一步地，所述第1跖骨部、第2跖骨部、第3跖骨部、第4跖骨部、第5跖骨部和足弓部内设有柔性电阻式薄膜压力传感器；所述柔性电阻式薄膜压力传感器采用fsr-a406型号。
9.进一步地，所述第1跖骨部、第2跖骨部、第3跖骨部、第4跖骨部、第5跖骨部和足弓部外端面设有硅胶隔膜，所述足底垫的弹性条状物质采用凝胶硅、eva材质。
10.进一步地，所述微处理器另连接储蓄电源模块，所述无线通信模块采用wifi模块、gprs/cdma模块、irda模块或uwb模块。
11.与现有技术相比，
a406型号；当患者在行走时，前脚掌悬空后脚跟先踩地，第六柔性电阻式薄膜压力传感器将压力信号储存于单片机中，而后前脚掌踩地后脚跟悬空，则第1跖骨部21、第2跖骨部22、第3跖骨部23、第4跖骨部24、第5跖骨部25对应的第一至第五柔性电阻式薄膜压力传感器将压力信号储存于单片机中，完成一次换脚，单片机将压力信号传输给微处理器。
23.微处理器接收足弓部18压力值、三轴加速度值和三轴角速度值后，对数据进行滤波、放大、模数转换形成数据包，同时微处理器还将电阻式温湿度传感器对患者足部温度变化的数据以及gps导航模块对患者的行动路程和时间形成数据包，通过无线通信模块15将数据包传送至移动终端进行监测分析，医护人员通过移动终端接收、解析数据包，全方位分析，通过多传感器所获取的数据融合，可多角度、多维度反应患者步态特征，获得准确的识别分析结果，从而针对患者的康复状态实时调整训练方案。
24.通过设定圆点o取在人体重心处， x轴正向为患者前进方向，y轴正向指向患者双肩所在平行线，z轴垂直x轴、y轴并指向朝下，其中，三轴加速器用于计算三个方向上面的加速度值；三轴陀螺仪用于计算三个方向上面的角速度值，当患者在行走时，前脚掌悬空后脚跟先踩地，第六柔性电阻式薄膜压力传感器将压力信号储存于单片机中，而后前脚掌踩地后脚跟悬空，则第1跖骨部21、第2跖骨部22、第3跖骨部23、第4跖骨部24、第5跖骨部25对应的第一至第五柔性电阻式薄膜压力传感器将压力信号储存于单片机中，完成一次换脚，单片机将压力信号传输给微处理器。
25.微处理器接收足弓部18压力值、三轴加速度值和三轴角速度值后，对数据进行滤波、放大、模数转换形成数据包，同时微处理器还将电阻式温湿度传感器对患者足部温度变化的数据以及gps导航模块对患者行动路程和时间的数据，一起通过无线通信模块15将数据传送至移动终端进行监测分析，医护人员通过移动终端接收、解析数据，从而针对患者的康复状态实时调整训练方案。
26.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种融合多传感器的康复用鞋垫，包括垫体（1），其特征在于：所述垫体（1）底部的足跟处设有足底垫（11），所述足底垫（11）设为弹性条状物质，且条状物质内部设有通孔，所述垫体（1）设有凹槽装设微处理器和单片机（12），所述微处理器与电阻式温湿度传感器（14）、无线通信模块（15）、gps导航模块（16）和六轴传感器（17）分别电性连接，所述单片机（12）通过电路槽（2）电性连接第1跖骨部（21）、第2跖骨部（22）、第3跖骨部（23）、第4跖骨部（24）、第5跖骨部（25）和足弓部（18）。2.根据权利要求1所述的一种融合多传感器的康复用鞋垫，其特征在于：所述第1跖骨部（21）、第2跖骨部（22）、第3跖骨部（23）、第4跖骨部（24）、第5跖骨部（25）和足弓部（18）内设有柔性电阻式薄膜压力传感器。3.根据权利要求2所述的一种融合多传感器的康复用鞋垫，其特征在于：所述第1跖骨部（21）、第2跖骨部（22）、第3跖骨部（23）、第4跖骨部（24）、第5跖骨部（25）和足弓部（18）外端面设有硅胶隔膜。4.根据权利要求2或3所述的一种融合多传感器的康复用鞋垫，其特征在于：所述柔性电阻式薄膜压力传感器采用fsr-a406型号。5.根据权利要求1所述的一种融合多传感器的康复用鞋垫，其特征在于：所述六轴传感器（17）由三轴加速器和三轴陀螺仪组成。6.根据权利要求1所述的一种融合多传感器的康复用鞋垫，其特征在于：所述微处理器另连接储蓄电源模块（13）。7.根据权利要求1所述的一种融合多传感器的康复用鞋垫，其特征在于：所述足底垫（11）的弹性条状物质采用凝胶硅、eva材质。8.根据权利要求1所述的一种融合多传感器的康复用鞋垫，其特征在于：所述无线通信模块（15）采用wifi模块、gprs/cdma模块、irda模块或uwb模块。

技术总结
本实用提供了一种融合多传感器的康复用鞋垫，包括垫体，所述垫体底部的足跟处设有足底垫，所述足底垫设为弹性条状物质，且条状物质内部设有通孔，所述垫体内设有凹槽装设微处理器和单片机，所述微处理器分别与电阻式温湿度传感器、无线通信模块、GPS导航模块和六轴传感器电性连接，本实用通过设定跖骨部、足弓部与柔性电阻式薄膜压力传感器电性连接获得踩踏压力值，通过三轴加速器和三轴陀螺仪计算三个方向上面的加速度值和角速度值，电阻式温湿度传感器对患者足部温度变化的监测，多传感器所获取的数据融合，可多角度、多维度反应患者步态特征，获得准确的识别分析结果，实现对不同时期训练强度的量化，从而针对患者的康复状态实时调整训练方案。态实时调整训练方案。态实时调整训练方案。


技术研发人员：华盈 戴茵茵 俞婉莲
受保护的技术使用者：杭州市萧山区第一人民医院
技术研发日：2022.01.11
技术公布日：2022/5/24