一种具有触感增强功能的智能鞋垫的制作方法

本发明属于智能康复领域，具体涉及一种具有触感增强功能的智能鞋垫。

背景技术：

目前全球面临人口老龄化的严重挑战，我国老年人口数量已突破2.3亿，成为世界老年人口最多的国家。老年人健康问题备受社会各界的关注，如何保障老年人的生活质量成为重点研究方向。研究表明，老年人由于触感能力的退化，在行走过程中容易造成步态不稳定和身体不协调的现象，大大增加了跌倒的可能性。此外，除了老年人，糖尿病患者在中国的人数也已经达到1.1亿，而糖尿病患者和其他患有周围神经病变的病人都存在脚底触感功能受损的风险。

stochasticresonance(简称sr，随机共振)描述的是一个在非线性系统中内噪声或外噪声的存在可以增加系统输出的响应的现象。基于此原理，jamesj.collins等人于1996年在《nature》上发表的文章《noise-enhancedtactilesensation》证明，特定的白噪声信号可以提高低于触感阈值刺激的强度，从而达到增强触感的效果。的白噪声信号与普通噪声信号相比，其功率谱密度在整个频域内均匀分布。进一步的研究发现，低于触感阈值的白噪声振动可以提高感觉反馈和行走间摇摆，减少侧面姿势不稳定性，达到改善步态，减少跌倒风险的效果。

目前，国内康复领域还没有出现有类似增强触感功能的智能鞋垫。因此，一种可以提高人体脚底触感能力的智能鞋垫将拥有巨大的市场潜力。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种具有触感增强功能的智能鞋垫。

本发明提供了一种具有触感增强功能的智能鞋垫，用于通过提高使用人员脚底部位力的反馈来增强触感进而改善其步态和行走间的平衡性，具有这样的特征，包括：鞋垫本体；信号发生装置，设置在鞋垫本体上位于与足弓对应的位置处，包括微处理器、在微处理器控制下输出白噪声信号的信号发生器和将白噪声信号进行放大的信号放大电路；三个压电振动装置，安装在鞋垫本体上，分别位于与第一跖骨、第五跖骨和跟骨相对应的位置处，同时与信号放大电路连接，根据放大的白噪声信号产生白噪声振动；通信器，设置在鞋垫本体上，与微处理器连接，使用人员根据其脚底部位触感在所持移动终端上调整振动参数并通过通信器进行传输，微处理器根据调整后的振动参数对压电振动装置的白噪声振动强度进行调节；以及供电装置，设置在鞋垫本体上，用于向信号发生装置、压电振动装置和通信器提供电能。

在本发明提供的具有触感增强功能的智能鞋垫中，还可以具有这样的特征：其中，供电装置为原电池、蓄电池或太阳能电池。

在本发明提供的具有触感增强功能的智能鞋垫中，还可以具有这样的特征：其中，通信器具有蓝牙通信模块或wifi通信模块。

在本发明提供的具有触感增强功能的智能鞋垫中，还可以具有这样的特征：其中，白噪声振动的最佳强度分别为三个压电振动装置所在位置对应的人体触感阈值的80％～90％，人体触感阈值为使用人员的脚底部位能感受到最低触感时所对应的振动强度。

在本发明提供的具有触感增强功能的智能鞋垫中，还可以具有这样的特征：其中，移动终端为手机或微型遥控器。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的一种具有触感增强功能的智能鞋垫，因为信号发生器在微处理器的控制下能产生特定的白噪声信号，信号放大电路进行放大并将该放大后的白噪声信号传输给三个压电振动装置，从而使压电振动装置根据放大的白噪声信号产生白噪声振动。同时，使用人员能够根据其脚底部位触感在所持移动终端上调整振动参数并通过通信器进行传输，从而使微处理器根据调整后的振动参数对压电振动装置的白噪声振动强度进行调节，最终让使用者的脚底部位触感增强，达到改善步态，提高行走间平衡性，防跌倒的效果。

附图说明

图1是本发明的实施例中具有触感增强功能的智能鞋垫的结构示意图；

图2是本发明的实施例中具有触感增强功能的智能鞋垫的工作示意框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

<实施例>

图1是本发明的实施例中具有触感增强功能的智能鞋垫的结构示意图。

如图1所示，具有触感增强功能的智能鞋垫100用于增强使用人员的脚底触感进而改善其步态和行走间的平衡性，包括鞋垫本体10、信号发生装置20、三个压电振动装置30、通信器40和供电装置50。

信号发生装置20设置在鞋垫本体10上位于与足弓对应的位置处，包括微处理器21、信号发生器22、信号放大电路23。

微处理器21存储有触感阈值。在本实施例中，触感阈值为使用人员的脚底部位能感受到最低触感时所对应的振动强度，并通过该通信器40将该触感阈值发送到使用人员持有的移动终端上。

信号发生器22在微处理器21的控制下发出白噪声信号。

信号放大电路23将白噪声信号进行放大。

三个压电振动装置30安装在鞋垫本体10上，分别位于与第一跖骨、第五跖骨和跟骨相对应的位置处，同时与信号放大电路23连接，根据放大的白噪声信号产生白噪声振动。

通信器40，设置在鞋垫本体10上，与微处理器21连接，让使用人员根据其脚底部位触感在所持移动终端上调整振动参数并通过通信器40进行传输，微处理器21根据调整后的振动参数对压电振动装置30的白噪声振动强度进行调节。在本实施例中，通信器40具有蓝牙通信模块或wifi通信模块，白噪声振动的最佳强度分别为三个压电振动装置30所在位置对应的人体触感阈值的80％～90％，移动终端为手机或微型遥控器。

供电装置50设置在鞋垫本体10上，与信号发生装置20、压电振动装置30和通信器40连接，用于向信号发生装置20、压电振动装置30和通信器40提供电能。在本实施例中，供电装置50为原电池、蓄电池或太阳能电池。

图2是本发明的实施例中具有触感增强功能的智能鞋垫的工作示意框图。

如图2所示，具有触感增强功能的智能鞋垫100的工作过程如下：

使用者穿戴上具有触感增强功能的智能鞋垫100，根据压电振动装置30对应部位的触感阈值，使用者能在移动终端上调整压电振动装置30的振动参数，通信器40将调整后的振动参数传输至微处理器21，使得微处理器21能够根据调整后的振动参数对压电振动装置30的白噪声振动强度进行调节。

信号发生器22在微处理器21的控制下发出新的白噪声信号，信号放大电路23将该白噪声信号进行放大，压电振动装置30根据放大的白噪声信号产生白噪声振动，使调整后的白噪声震动强度分别为三个压电振动装置30所在位置对应的人体触感阈值的80％～90％，进而在使用者行走过程中，鞋垫本体10所产生的白噪声振动就可以提高脚底部位力的反馈，增强触感，达到改善步态，提高行走间平衡性，减少跌倒风险的效果。

实施例的作用与效果

根据本实施例提供的具有触感增强功能的智能鞋垫，因为信号发生器在微处理器的控制下能产生特定的白噪声信号，信号放大电路进行放大并将该放大后的白噪声信号传输给三个压电振动装置，从而使压电振动装置根据放大的白噪声信号产生白噪声振动。同时，使用人员根据其脚底部位触感在所持移动终端上调整振动参数并通过通信器进行传输，从而使微处理器根据调整后的振动参数对压电振动装置的白噪声振动强度进行调节，最终让使用者的脚底部位触感增强，达到改善步态，提高行走间平衡性，防跌倒的效果。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。