具有防摔倒功能的矫形鞋的制作方法

本发明涉及一种矫形鞋，尤其是一种可以预防老年人摔倒并且具有自我充电功能的矫形鞋，属于预防老年人摔倒的矫形鞋技术领域。

背景技术：

目前，中国已经步入了老龄化社会，老龄化现象非常严重。由于老年人的组织结构、生理代谢功能和身体机能都会随着年龄的增长开始衰退，导致其平衡功能变差，应变能力降低，引发的意外摔倒事故的概率也在不断增加。

目前关于具有预防老年人摔倒功能的矫形鞋的研究很少，市场上尚未出现一款这类产品，大多是关于在老年人摔倒后的检测系统的研究，但是这些研究只能让老年人在摔倒后得到及时的救治，不能从根本上解决老年人摔倒的问题。最新提出的一款具有防摔倒功能的矫形鞋也还处在研究阶段，并未走出市场，应用到人们的生活中，并且根据研究者给出的信息，这款矫形鞋是采用电池供电，在使用者外出时，可能会发生没电的情况，在这种状态下，由于心理作用，老年人会更容易发生摔倒的现象。根据调查显示，很多老年人在经历过一次摔倒后，会在心理上留下负面影响，后期会导致情绪上的不稳定、消极、忧虑、自信心下降、日常活动减少等现象的发生。为了使老年人在身体和心理上都能够健康发展，研究一款能够预防老年人摔倒的产品是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有自我发电和预防老年人摔倒功能的矫形鞋，该矫形鞋可以在使用者的重心发生偏移时通过压力传感器数据收集模块和齿轮传动模块对使用者的重心进行调整，从而达到肢体重新平衡的效果；在使用者正常运动时，可以通过自励模块对电池充电，不用担心电池没电的情况发生，进一步降低老年人摔倒的现象发生。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：一种具有防摔倒功能的矫形鞋，包括鞋底、鞋帮、鞋垫、电池和处理器、齿轮传动模块，压力传感器数据收集模块、自励模块，所述齿轮传动模块安置在鞋底后跟的位置，压力传感器数据收集模块中的薄膜压力传感器置于矫形鞋内部的鞋垫的中间层，自励模块通过铆钉安装在矫形鞋外侧的鞋帮上，电池和处理器安置在鞋底中部的电池箱内，所述压力传感器数据收集模块采集人体的足底压力和重心信息，当使用者重心发生偏移时，所述压力传感器数据收集模块通过电池和处理器输出驱动信号给齿轮传动模块，驱动齿轮传动模块的运动，带动使用者的脚跟随矫形鞋一起运动，所述自励模块安装在鞋帮的一侧，当使用者正常行走时，所述自励模块将人体足部的机械能收集并转化为电能存储在电池中。

所述齿轮传动模块包括电机、电机箱、直齿轮、转向斜齿轮、中心斜齿轮、齿形带，所述电机的传动轴上安装中心斜齿轮，中心斜齿轮与两个转向斜齿轮啮合连接，转向斜齿轮通过轴b连接直齿轮，直齿轮通过齿形带传动连接另一个直齿轮，另一个直齿轮通过轴c与电机箱连接，由转向斜齿轮驱动直齿轮带动齿形带运动，从而带动人体脚部运动。

所述自励模块包括自励模块箱体、中心齿轮、传动齿轮、磁铁转子，线圈转子盘，线圈定子，支座，滑块，连杆、弹簧气管、气管、弹力气垫，所述弹力气垫置于矫形鞋的鞋垫下方，并通过气管和弹簧气管驱动连接滑块，滑块通过连杆传动连接安装在支座上的传动齿轮，传动齿轮啮合连接中心齿轮，中心齿轮通过轴a连接磁铁转子，线圈定子、线圈定子盘，使用时，所述弹力气垫把脚步的机械能通过气管和弹簧气管传递到滑块，滑块通过连杆和传动齿轮将运动传递到中心齿轮处，从而带动磁铁转子转动，与线圈定子发生切割磁感线运动，从而产生电流，将电能存储到电池中去。

所述鞋垫的下层是硬性材料，上层是软性材料。

所述弹簧气管内部设置弹簧b，使滑块弹出后能够返回初始位置，所述弹力气垫内部设置五个弹簧a，所述滑块通过导轨安装在自励模块箱体内。

本发明的有益效果是：本发明是专供易摔倒老年人群使用的康复辅助器具，它可以实现预防老年人摔倒的目的，使得老年人在身体和心理两方面都不会造成伤害，让老年人的生活更加安全、舒适、自信，除此之外，这款矫形鞋还能够达到自己发电的功能，使用者在外出情况下永远不用担心电池电量耗尽的情况，这使得更多的老年人走出家门，融入到社会，心灵上得到解放，同时国家在老年人摔倒方面所支出的医疗费用也将大大减少，从而产生极大的社会效益。

附图说明

图1为本发明的具有防摔倒功能的矫形鞋整体结构示意图；

图2为本发明的具有防摔倒功能的矫形鞋结梦爆炸图；

图3为齿轮传动模块结构示意图；

图4为自励模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1至图4所示，本发明的具有防摔倒功能的矫形鞋，包括鞋底1，鞋帮2，电池箱3，鞋底前脚掌4，自励模块箱体5，电池箱盖6，轴a7，轴承b8，中心齿轮9，传动齿轮10，磁铁转子12，线圈转子盘11，线圈定子13，支座14，导轨15，滑块16，连杆17，直齿轮18，轴承a19，电机20，电机箱21，转向斜齿轮22，中心斜齿轮23，轴b24，轴c25，六角螺母a26，六角螺母b27，齿形带28，弹簧a29，弹簧气管30，弹簧b31，薄膜压力传感器32，鞋垫33，气管34，弹力鞋垫35。

本发明的整体结构是由鞋底1，鞋帮2，齿轮传动模块，压力传感器数据处理模块和自励模块构成。齿轮传动模块安置在鞋底1后跟的位置，压力传感器数据收集模块中的薄膜压力传感器32置于放置于矫形鞋内部的鞋垫33的中间层，自励模块通过铆钉安装在矫形鞋外侧的鞋帮2上，电池和处理器安置在鞋底1中部的电池箱3内，所述压力传感器数据收集模块采集人体的足底压力和重心信息，当使用者重心发生偏移时，压力传感器数据收集模块通过电池和处理器输出驱动信号给齿轮传动模块，驱动齿轮传动模块的运动，带动使用者的脚跟随矫形鞋一起运动，当使用者正常行走时，所述自励模块将人体足部的机械能收集并转化为电能存储在电池中。曲柄滑块机构和线圈发电机构位于鞋外侧的鞋帮2处，外部由自励模块箱体5包覆，鞋底中部设置了电池箱3，外部由电池箱盖6封装，在保证摩擦力足够的情况下，对前脚掌4进行平滑处理。矫形鞋的鞋底1中部设置了电池箱3，用来放置电池和处理器，外部设置电池箱盖6进行封装。

齿轮传动模块包括电机20、电机箱21、直齿轮18、转向斜齿轮22、中心斜齿轮23、齿形带28，所述电机20的传动轴上安装中心斜齿轮23，中心斜齿轮23与两个转向斜齿轮22啮合连接，转向斜齿轮22通过轴b24连接直齿轮18，直齿轮18通过齿形带28传动连接另一个直齿轮18，另一个直齿轮18通过轴c25与电机箱21连接，由转向斜齿轮22通过轴b24和轴c25将运动传递到直齿轮18，其中直齿轮18的位置由六角螺母a26和六角螺母b27确定，轴b24中部安装轴承a19，与电机箱21配合，直齿轮18带动齿形带28运动，从而达到带动人体脚部运动的目的。

压力传感器数据收集模块是利用薄膜压力传感器32对人体足部的压力和人体重心进行检测，为了保证薄膜压力传感器32的寿命，将其安装在鞋垫33的中间层，其中鞋垫33的下层是硬性材料，上层是软性材料。

自励模块包括自励模块箱体5、中心齿轮9、传动齿轮10、磁铁转子12，线圈转子盘11，线圈定子13，支座14，导轨15，滑块16，连杆17、弹簧气管30、气管34、弹力气垫35。弹力气垫35置于矫形鞋的鞋垫33下方，并通过气管34和和弹簧气管30驱动连接滑块16，滑块16通过连杆17传动连接安装在支座14上的传动齿轮10，传动齿轮10啮合连接中心齿轮9，中心齿轮9通过轴a7连接磁铁转子12，线圈定子13、线圈定子盘11。自励模块中将人体对弹力气垫35的压力通过气管34和弹簧气管30传递到滑块16处，为了使滑块16弹出后能够返回初始位置，在弹簧气管内部设置了弹簧31，弹力气垫35内部设置了五个弹簧a29，弹力气垫35外延出一个气管34，连接弹簧气管30一端，弹簧气管30内部安装一个弹簧b31，弹簧气管30另一端与滑块16固定，滑块16与传动齿轮10之间由连杆17相连接，传动齿轮10与中心齿轮9相配合，轴a7将中心齿轮9、线圈定子13、线圈定子盘11和磁铁转子12约束在固定位置，其中滑块16由导轨15固定，传动齿轮10由支座14固定。使用时，所述弹力气垫35把脚步的机械能通过气管34和弹簧气管30传递到滑块16，滑块16通过连杆17和传动齿轮10将运动传递到中心齿轮9处，从而带动磁铁转子12转动，与线圈定子13发生切割磁感线运动，从而产生电流，将电能存储到电池中去。

本发明通过安装在鞋垫33中间层的薄膜压力传感器32对使用者足底压力和重心进行测量，在发生重心偏移情况时，齿轮传动模块中的电机20会驱动中心斜齿轮23转动，中心斜齿轮23与转向斜齿轮22齿轮配合，转向斜齿轮22通过轴b24与直齿轮18做同步运动，其中转向斜齿轮22和直齿轮18通过六角螺母a26和六角螺母b27定位，直齿轮18与齿形带28配合，从而实现使用者的脚跟随着矫形鞋一起运动，在电机20和转向齿轮组外部安装着电机箱21来保证安全性；在使用时，矫形鞋的鞋垫33下方会放置弹力气垫35，通过弹力气垫35把脚步的机械能传递到滑块16，滑块16通过连杆17和传动齿轮10将运动传递到中心齿轮9处，从而带动磁铁转子12转动，与线圈定子13发生切割磁感线运动，从而产生电流，将电能存储到电池中去。