[发明专利]单假肢行走辅助训练设备

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备技术，具体涉及一种单假肢行走辅助训练设备。

背景技术

单腿截肢病人在安装假肢后，均需要训练使用假肢进行走路，单假肢使用训练是单腿截肢康复的一个重要方面。传统的训练包括：站立位平衡功能训练、迈步训练、步行训练、杠外步行训练和日常应用动作训练等。这些训练存在的问题是持续时间长，效率低，究其原因，是因为使用者不能直接感觉脚底的压力变化及其变化规律，只能通过不断的试探和摸索来达到行走的目的，这无形中会增大训练量和加大训练难度，给使用者带来极大的痛苦和不便。

故如何设计一种可以直观地显示假肢安装者在行走训练时的脚底受力情况，以便于训练者正确调整行走施力的大小和平衡，达到降低训练量和训练难度，使训练者快速适应假肢行走的目的的设备，就成为本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计一种可以直接检测假肢安装者在行走训练时的脚底受力情况，并显示、反馈给训练者的设备，以便于训练者正确调整行走施力的大小和平衡，达到降低训练量和训练难度，使训练者快速适应假肢行走的目的。

本发明的技术方案为：单假肢行走辅助训练设备，其特征在于，包括能感知地面力的医疗鞋，和与所述医疗鞋电连接的显示器；所述医疗鞋底部设有数个力传感器，该力传感器通过电路板和控制器将脚底受力的变化情况经显示器实时显示，受训者根据健肢的脚底受力变化规律，调整假肢侧的运动使假肢脚底的受力规律与健腿接近，从而加速训练过程，降低训练成本。

所述医疗鞋，包括鞋体，设置在鞋体底部前掌和后跟处的若干力传感器，设置于鞋体侧部并与力传感器相连的电源和电路板，与电路板相连的上位机显示器，其中：所述电路板上设置有小信号放大滤波电路、控制器和串口，所述小信号放大滤波电路由五级放大滤波电路构成，其第一级U1A、U1B构成同相输人方式，用于抑制共模干扰，第二级U1C构成差分放大级，用于将差分输入转成单端输出，第三级U1D构成200HZ低通滤波器，用于将高频干扰信号滤除，第四级U2A构成50HZ的带阻滤波器，用于将工频干扰信号滤除，第五级U2B构成同相比例运算电路，用于将力传感器的小信号放大到实际需要的电压信号；所述控制器与小信号放大滤波电路第五级的输出端连接，用于进行模数转换；控制器通过串口与上位机显示器相连进行通讯。

作为本技术方案的进一步优化，所述鞋底前掌和后跟处设置有附加轮胎底，所述力传感器设置于附加轮胎底内部，这样附加轮胎底可以对力传感器起到缓冲保护的作用，当然实际实施时，也可以采用其他的缓冲性能好的材料。

作为本技术方案的进一步优化，所述鞋体侧部设置有保护袋，所述电源和电路板设置于保护袋内，这样可对电源盒电路板起到保护作用。

下面，更加具体、详细地阐述本发明的技术方案：

一种能感知地面力并把脚底受力的变化实时在电脑中显示出来的单假肢行走辅助训练设备，该设备主要由鞋体、力传感器、附加轮胎底、保护袋，电池，电路板，上位机显示器组成。

其中，鞋体为普通市购篮球鞋，在每个鞋体的鞋底挖有12个圆槽。篮球鞋能较好地包裹和保护脚体，有效防止训练的意外伤害，12个圆槽用以嵌入12个力传感器。

力传感器为普通市购传感器，价格低廉，能降低医疗鞋的成本。该传感器通过粘结剂嵌入到鞋底的圆槽中，并通过信号线与电路板连接。该力传感器用于测量脚底各个部位所受地面反力的大小。

附加轮胎底为加厚鞋底用的普通轮胎底，通过强力胶粘结在装好传感器的鞋底，轮胎底与地面接触，即减小了地面反力带来的震动对传感器的的危害，也增强了鞋的耐磨性能，提高了鞋的使用寿命。

保护袋为缝制的长方体帆布袋，在其后侧开有一方孔，该袋缝在鞋的外侧。保护袋对放在其中的电路板和电池提供保护，减小意外损坏的几率。方孔为电路板与上位机进行串口通讯提供了方便。

电池为普通锂电池，提供9伏电压，为运算放大器提供9伏电源，经过电源模块转换，为控制器提供3.3伏电源。