[发明专利]糖尿病足支撑装置

权利要求书

1.一种糖尿病足支撑装置的控制方法，其特征在于：

所述糖尿病足支撑装置包括鞋型外壳、中央控制器、底部支撑衬垫、气囊垫、压力分散垫、表面接触衬垫、鞋头压力传感器、鞋面压力传感器、气泵；

鞋型外壳包括脚踝支撑部和脚部容纳部；鞋型外壳的结构主体材料为复合材料；其具有由镁铝合金或者碳纤维材料形成的芯材以及包裹于该芯材之外的柔性织物材料，上述柔性织物材料为聚酯纤维；

其中，脚部容纳部包括了上部容纳部、下部容纳部以及中间伸缩部；上部容纳部和下部容纳部的外表面分别连接到多个直线驱动器的两端；具体地，上部容纳部连接在直线驱动器推杆的末端，下部容纳部连接在直线驱动器的固定端；在直线驱动器的带动下实现上部容纳部和下部容纳部的相互分离和靠近；上部容纳部和下部容纳部的相互分离和靠近的过程中，中间伸缩部产生拉伸和压缩的效果；

中间伸缩部为多层能够实现折叠的材料层，该多层能够实现折叠的材料层在受到拉伸时，多层材料被至少部分地被拉直变长；当受到压缩时，多层材料被至少部分地被折叠，材料变短；该中间伸缩部的材料为具有预制折叠形状的塑料材料；

在鞋型外壳的脚踝支撑部的外侧侧面上安装了中央控制器，该中央控制器与直线驱动器 的驱动部连接，从而驱动该直线驱动器的推杆向上或向下移动，进而带动中间伸缩部拉伸和收缩；上述连接方式为有线连接或无线连接；

直线驱动器的数量为至少4个，其分别设置在鞋型外壳的左右两个侧面的前方和后方，实现在驱动中间伸缩部伸缩时受力均匀；

在脚部容纳部内部从下至上依次设置了底部支撑衬垫、气囊垫、压力分散垫、表面接触衬垫；

其中，底部支撑衬垫为高分子弹性衬垫，其厚度在4-7mm，其压缩模量控制在45-70％之间；如果厚度过厚或者压缩模量过低会造成穿着过程中对于脚部挤压力过大，而如果厚度过小或者压缩模量过高会造成衬垫支撑力过低，加大足部磨损；

该底部支撑衬垫还具有多个阵列分布的透气孔，能够实现对于足部的通风，进一步降低了感染的风险；

在底部支撑衬垫的上面设置了气囊垫和压力分散垫，该气囊垫的上表面和压力分散垫的下表面通过粘合的方式实现了固定连接；该气囊垫为中空的薄型气囊，在靠近后端设置一通气管，该通气管于小型气泵连接，从而实现气体的排出和输入，从而实现该气囊垫的气体调节；在该气囊垫的上表面固定连接了压力分散垫，该压力分散垫的材料为弹性树脂或者弹性织物材料形成的层，其通过在上述弹性树脂或者弹性织物材料形成的层上形成阵列的切割道来形成，并且在气囊垫上部也形成不贯通的与压力分散垫切割道对应的凹槽；通过设置上述凹槽使得气囊垫在受到压力时更容易产生变形，从而更容易带动其上方固定连接的压力分散垫上由切割道切割形成的柱体的倾斜，从而更加有利于分散压力；

该阵列的切割道为平行排布的多个直线切割道或者成网格排列的多个直线切割道；该压力分散垫在受到压力后下方的气囊垫变形，压力分散垫的多个竖直的柱体能够向侧旁倾斜，从而分散部分向下的压力，避免了脚底局部压力过大；

在压力分散垫的上表面设置表面接触衬垫，该表面接触衬垫的内部靠近上表面的位置上设置了多个压力传感器，该压力传感器与中央控制器连接，并且能够实时监测脚步多个区域的压力并将上述压力传送给中央控制器；

根据该多个压力传感器设置的位置将气囊垫划分为多个与之位置对应的独立的气囊腔体，多个独立的气囊腔体互不干扰，能够实现独立的充放气以及气压调节；上述多个独立的气囊腔体通过独立的气路和阀门独立地连接到气泵上，从而实现对于单个气囊腔体的独立控制；

当中央控制器检测到多个压力传感器中的至少一个的压力值超过阈值，则驱动与该压力传感器对应区域的气囊腔体地气泵进行排气，从而降低该区域的压力，当该压力值降低至阈值之下时停止排气；

在鞋型外壳的前顶端的内侧上壁处设置了鞋面压力传感器， 该传感器能够实时监测鞋面对于脚部的压力，并将该数据传送给中央控制器，当该压力值超过预设阈值时，中央控制器驱动直线驱动器的推杆向上运动，从而实现中间伸缩部的拉伸，增加外壳内 部空间；当该鞋面压力降低至阈值之下时，停止直线驱动器的工作；

在鞋型外壳的前端面内侧表面设置了鞋头压力传感器、该传 感器能够实时监测鞋面对于脚尖的压力，并将该数据传送给中央控制器，当该压力值超过预设阈值时，中央控制器驱动与中央控制器 集成的报警器进行报警，提示使用者更换支架或袜子；

压力传感器、鞋头压力传感器、鞋面压力传感器、气泵、直线驱动器均连接到中央控制器，并进行数据传输和控制；

所述糖尿病足支撑装置的控制方法，包括以下步骤：

第一步，开机后，进行初始化，具体为：

通过中央控制器控制气泵对于气囊衬垫进行充气至预设的初始压力，通过中央控制器控制直线驱动器伸缩至预设的初始长度；

第二步，使用者穿着该支架后，通过多个压力传感器、鞋头压力传感器和鞋面压力传感器检测穿着后的各个压力，根据压力检测结果完成初始调节，具体为：

当多个压力传感器中的至少一个的检测值超过预设底部报警阈值时，中央控制器控制与该压力传感器对应区域的气囊衬垫的气囊腔体进行排气，直至该压力传感器的压力值小于预设底部报警阈值；

当鞋头压力传感器的检测值超过预设鞋头报警阈值时，中央控制器驱动与中央控制器集成的报警器进行报警，提示使用者更换支架或袜子；

当鞋面压力值超过预设鞋面报警阈值时，中央控制器驱动直线驱动器的推杆向上运动，从而实现中间伸缩部的拉伸，增加外壳内部空间；当该鞋面压力降低至预设鞋面报警阈值之下时，停止直线驱动器的工作；

第三步，在长时间使用过程中，持续对多个压力传感器、鞋头压力传感器和鞋面压力传感器的检测值进行实施监控，具体为：

针对压力传感器、鞋头压力传感器和鞋面压力传感器的监测值在一个时间段内的平均压力值超过了预设的累计报警阈值则通过中央控制器进行如下操作：

当多个压力传感器中的至少一个的检测值超过预设的底部累计报警阈值时，中央控制器控制与该压力传感器对应区域的气囊衬垫的气囊腔体进行排气，直至该压力传感器的压力值小于预设的底部累计报警阈值；

当鞋头压力传感器的检测值超过预设的鞋头累计报警阈值时，中央控制器驱动与中央控制器集成的报警器进行报警，提示使用者更换支架或袜子；

当鞋面压力值超过预设的鞋面累计报警阈值，中央控制器驱动直线驱动器的推杆向上运动，从而实现中间伸缩部的拉伸，增加外壳内部空间；当该鞋面压力降低至预设的鞋面累计报警阈值之下时，停止直线驱动器的工作；

其中，初始化时的报警阈值和使用过程中的累计报警阈值是被区分的。