[发明专利]一种基于肌电采集和云平台分析的多功能智能鞋垫

摘要

本发明公开了一种基于肌电采集和云平台分析的多功能智能鞋垫，包括导航模块、脚型及步态矫正模块、均匀热量模块、锂电池模块、云平台和上位机软件；通过采集足底压力及足底肌电等信号，鞋垫可实时监测足部肌肉和脚趾的运动信息，基于气囊设计对足底步态进行矫正；基于电生热原理，通过控制电刺激刺激强度和通风口开闭，实现足底的均匀热量分布，防止运动抽筋；基于北斗导航，通过电刺激产生智能鞋垫特定部位的震动，实现针对聋哑盲人及方向感较差人群的路径导航；通过与云平台和数据库相连，采用大数据深度挖掘算法，为足部患者进行高效康复医疗及运动员训练提供合理的方案；该鞋垫功能多，简单实用，可满足不同领域人群的需求，便于实际推广。

主权项

1.本发明公开了一种基于肌电采集和云平台分析的多功能智能鞋垫，其结构包括导航模块、脚型及步态矫正模块、均匀热量模块、锂电子电池模块、云平台和上位机软件；所述导航模块、脚型及步态矫正模块、均匀热量模块分别实现导航、脚型及步态矫正和均热功能；其特征在于：所述导航模块包括北斗芯片、小型自动充放气气囊、震动片、蓝牙WIFI模块和控制电路；所述震动片的震动由电刺激仪实现；所述震动片贴在小型自动充放气气囊内侧近体侧；所述智能鞋垫的导航功能主要针对聋哑人群，可用于提示其左右转、前进与后退，采用小型自动充放气气囊提醒和震动片提醒两种提示方式；所述控制电路控制北斗芯片信息传送、小型自动充放气气囊提醒方式与震动片提醒模式的选择与转换；所述脚型及步态矫正模块包括12个小型运动气囊、肌电采集器、足底压力采集器、姿态采集器、电子电路、蓝牙WIFI模块；所述小型运动气囊未启动时是一层薄膜，启动后鼓起，呈小球状，用于挤压肌肉；所述12个小型运动气囊分别位于人体足底7块肌肉和5个脚趾处（踇展肌、拇长屈肌腱、拇短屈肌、小趾展肌、趾短屈肌、小趾短屈肌、蚓状肌及5个脚趾）；所述肌电采集器由12个肌电传感器组成，用于实时监控肌肉状况，通过测定肌肉纤维收缩的波动幅度，并进行云平台分析，来判断身体部位的运动的生理数据；所述足底压力采集器采用压阻式柔性足底压力传感器，用于灵敏采集足底压力信号；所述姿态采集器采用九轴姿态传感器，用于全方位采集人体运动瞬时位置、加速度等运动参数，并与云平台相连进行大数据挖掘分析；所述电子电路和蓝牙WIFI模块实现数据采集控制、数据缓存、数据的无线发送接收和小型运动气囊充放气控制；所述均匀热量模块包括温度传感器、A/D和D/A转换器、嵌入式控制系统、电子电路和8个电刺激发热孔；所述嵌入式控制系统将采集的温度数字信息进行均值加权运算，实现对肌肉块温度的控制；所述8个电刺激发热孔位于脚型及步态矫正模块的小型运动气囊下，其中7个电刺激发热孔位于足底7块肌肉的小型运动气囊下，第8个电刺激发热孔通过导热薄铜片覆盖5个脚趾；所述导航模块、脚型及步态矫正模块、均匀热量模块采用嵌入式系统，功能独立、结构统一。