[发明专利]一种模仿行走动力模式的康复气垫鞋

说明书

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域的装置，具体地，涉及一种模仿行走动力模式的康复气垫鞋。

背景技术

我国目前约有卒中患者近700万，年新发卒中病例达150万人，脊髓损伤年新发病例可达10余万人。随着经济建设和诊疗水平的提高，中枢神经系统损伤患者的死亡率明显下降，但最终仍有80％以上致残，其中运动功能障碍最为常见。下肢功能直接决定了患者的站立、转移以及行走能力，从而决定患者的生活活动范围，以及社会参与范围和生活质量，因此对于中枢神经系统损伤的患者，恢复行走能力是他们参加康复训练的首要目标之一。

如今常用的步态训练设备是减重步态训练器。在训练过程中，患者由于生理和心理因素限制，其下肢通常不能够支撑自己的体重。减重步态训练器中利用一个悬吊系统减轻患者下肢的负重，然后患者在减重的状态下训练踏步运动。然而，临床研究结果多次强调脚底压力对步态康复的促进作用。在直立步态训练过程中，脚底刺激增加了患者下肢肌肉活动强度。步态训练中有节奏的脚底压力有助于激活压力感受器，增加感知信息输入，有促进步行功能恢复的潜能。所以患者在利用减重步态训练器训练时，需要一双动力鞋系统，实时模拟正常步行中脚底所受的动力学特征，让患者脚底接收完全负重的正常行走时的动力刺激。

经过对现有技术的检索发现，申请号201220193875.4的中国专利，名称：一种气囊式缓震足底压力鞋，该技术包括鞋帮装置和由脚前掌对应部、脚后跟对应部及中间连接部一体的鞋底装置。鞋底的脚前掌对应部位于第一跖趾和第五跖趾间设置有气囊式缓震弹性体。该系统可平衡足底压力，保护脚底不受伤害；但是不能给脚前掌和后跟不同大小的压力。申请号201020215450.X的中国专利，名称：缓解压力鞋，该技术包括鞋面、鞋底和鞋帮。鞋底前后两端设有弹性缓冲导管，并与鞋底边缘处设置的多个通气孔相连，并且在鞋面内侧的脚趾部位设有5个独立的凹槽。该系统可使脚趾感觉舒适，鞋内有良好的透气性，缓解冲击压力及按摩作用。但是此按摩作用与日常步行过程中脚底接受的压力模式相差甚远，不能给脚掌和脚跟不同大小的压力模仿步行的动态反馈。所以上述专利的结构和性能还有改进的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种模仿行走动力模式的康复气垫鞋，所述康复气垫鞋能够让有行走障碍的患者在进行减重的踏步训练时，脚底依然能接受如完全负重的正常行走过程中一样的压力刺激，促进患者的步行功能康复。

为实现以上目的，本发明提供一种模仿行走动力模式的康复气垫鞋，包括鞋支架模块、气垫系统模块、动力系统模块和控制系统模块，其中：

鞋支架模块，用于支撑整只脚的底面；

气垫系统模块，用于给脚掌及脚跟提供压力刺激的气动元件；

控制系统模块，该模块根据鞋支架模块的运动角度信息，发出控制鞋支架模块的压力大小和刺激速度的信号；

动力系统模块，该模块根据控制系统模块发出的信号准确控制鞋支架模块上气垫系统模块所产生的压力大小和刺激速度，最终达到如正常行走一般的脚底压力刺激。

优选地，所述鞋支架模块包含有脚掌支撑板和脚跟支撑板；所述气垫系统模块包含有气垫、气缸和气缸头部固定板；所述鞋支架模块的脚掌支撑板及脚跟支撑板上分别平放着气垫系统模块中的气垫；所述动力系统模块设有电机，该电机安装在气垫系统模块中的气缸头部固定板上，并根据控制系统模块的信号，推动气垫系统模块中的气缸活塞，实现对气缸的充气与抽气，最终达到控制鞋支架模块的脚掌支撑板及脚跟支撑板上的压力刺激大小和压力刺激速度。

优选地，所述的鞋支架模块还包括：脚趾支撑板、小腿固定架、踝关节固定板、气垫固定板、支撑板旋转轴、支撑板连接杆、角度传感器、压力传感器，其中：脚趾支撑板通过支撑板旋转轴与脚掌支撑板相连；脚掌支撑板通过支撑板连接杆与脚跟支撑板连接，并通过支撑板连接杆调节康复气垫鞋的总长度；脚跟支撑板的后部安装有小腿固定架、中部两外侧位置分别安装有踝关节固定板；在脚掌支撑板和脚跟支撑板的两侧分别设置有用于固定气垫的气垫固定板；支撑板旋转轴上设置有用以记录转动角度的角度传感器；脚掌支撑板和脚跟支撑板上各设置有一个用于记录脚底板上压力的压力传感器。

优选地，所述的气垫系统模块还包括：通气管、气缸出气口、气缸尾部固定板、气缸活塞和活塞推动板，其中：通气管的一端连接气垫、另一端连接到气缸出气口上；气缸通过气缸尾部固定板和气缸头部固定板限位；气缸的头端连接气缸活塞；气缸活塞的顶端连接活塞推动板。