一种智能防滑鞋、智能家用老年防滑鞋及其防滑控制方法
技术领域
本发明属于老年人防滑设备技术领域，尤其涉及一种智能防滑鞋、智能家用老年防滑鞋及其防滑控制方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：对于老年人，在冬季冰雪路面或湿滑的地面上行走时，发生滑倒的危险性很大，滑倒摔伤已经成为一个威胁老年人健康的主要因素。为此人们专门设计了防滑鞋，防止老年人滑倒，在现有的防滑鞋设计中，主要的手段是鞋底材料的改进和鞋底结构上的改进，其中结构上的改进主要是通过设置各种形状的防滑块，防滑块表面多设有条纹，通过防滑块本身和防滑块的间隔设置增加摩擦力来实现防滑效果。如中国实用新型专利CN201620638158，及中国实用新型专利CN201620674864，都是通过防滑结构形式的改变，来提高防滑效果的。
这种提高防滑性能的方式的不足之处在于，在鞋底与地面摩擦阻力增加的情况下，对于正常行走时，摩阻力也是增加的，这对于本来就行动迟缓的老年人来说，无疑会增加行走的难度。另一方面，防滑鞋穿过一段时间后，鞋底防滑块上的条纹会发生磨损甚至彻底消失，失去了防滑功能。
现有专利CN201720322952.4，公开一种老年防滑鞋，包括鞋身及鞋底，鞋底上设有防滑层，所述防滑层包括块状防滑体及环形防滑体，所述环形防滑体沿鞋底周边设置，环形防滑体及块状防滑体表面均设有防滑条纹，所述块状防滑体均匀设置在环形防滑体内部，块状防滑体形状为沿鞋底长度方向中间厚度大、两端厚度小的菱形，块状防滑体上厚度最小的端部位置与对应的垂直于鞋底长度方向的环形防滑体的位置平齐。
所述块状防滑体沿鞋底长度方向中间最大厚度比端部最小厚度大2至3毫米。
所述环形防滑体宽度为4至5毫米。
所述块状防滑体上设有两道以上的垂直于鞋底长度方向的开槽。
所述块状防滑体的菱形边长为20毫米。
所述上防滑层与鞋底胶接。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有技术中，没有在鞋底加入多个真空吸盘以及不能智能控制真空吸盘与地面接触受压状态。造成鞋的防滑效果差。
(2)合理的防滑结构只能增加鞋底与地面的摩擦系数，不能帮助老人更好的判断路面情况，当前方有台阶，或地面积水，地面上有湿毛巾，湿衣服等异物时，防滑结构不能防止老人摔倒。
(3)普通防滑鞋在积水地面上防滑能力有限，而在光滑砖面上又有损伤地面的风险。有很多老人在做家务事(拖地)时受伤，这是因为拖地后地面水分不能及时蒸发，增加了老人滑倒的风险，而本吸盘鞋在湿润的地面上反而具有更强的吸附力，保证了老人的安全。
(4)一般防滑鞋是为室外活动设计的，重量较重，难于穿脱，鞋底的很多设计如过深的纹理等在室内都是多余的，且硬鞋底也不利于舒适性
(5)对摔倒的物理原理进行分析，摔倒本质是由于人体重心偏离了双脚的支撑范围(不在脚尖到脚掌的范围内)，此时由于脚跟无法保持与地面连接(因为普通鞋底只能提供压力，不能提供拉力)人体就会摔倒，行走中滑倒是因为人体下肢没有从地面获得摩擦力，所以没有加速度，而上半身则由于惯性保持原有速度往前，上下速度不一样所以导致重心偏移摔倒，普通防滑鞋可以通过增大摩擦系数，防止鞋底不能从地面获得摩擦力，但是当人由于撞到桌子，椅子，以及杂物，导致人体重心偏移时，鞋底从地面获得的摩擦力和支持力不能减慢上半身的速度。也就是不能阻止重心偏移。
解决上述技术问题的意义：
(1)吸盘鞋在基本保持原有的鞋底防滑结构的基础上能够增加作用于鞋底的压力(图3a为普通鞋底，图3b为吸盘鞋底)。从而大摩擦力。在地面积水情况下由于水层会减少吸盘内的剩余空气，水膜能够增强吸盘气密性，所以额外的气压更大，有效弥补了摩擦系数降低。
(2)鞋底吸盘使得鞋底可以对人体施加拉力，从而增大了人体重心的移动范围，降低了摔倒风险。
(3)红外测距传感器能够检测人前方和后方的地形变化(由于在做家务事如拖地，扫地时是向后走的，所以后面也设置了传感器)，并提前对使用者发出警报，降低了环境引起的摔倒风险。
(4)本发明提供的防滑鞋装置能够改变人体即将摔倒时的受力状态从而增大人体的可倾斜程度，具体能够增大多少需要看吸盘此时能够提供的吸附力以及小腿的肌肉力量(或者增加一个弹性装置代替肌肉发力)此功能在防止人体侧向摔倒上效果更好。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能防滑鞋、智能家用老年防滑鞋及其防滑控制方法。
本发明是这样实现的，一种智能防滑鞋防滑控制方法，所述智能防滑鞋防滑控制方法包括：
通过红外测距传感器检测真空吸盘与地面接触距离数据；
将检测后的受压数据传输单片机，单片机对当前受压数据进行分析处理，将控制指令发送止通阀，控制止通阀是否打开和关闭，进行吸气和排气的控制。
进一步，止通阀通过止通阀芯开度的大小实现排气或吸气速度的大小。
进一步，单片机对当前受压数据进行分析处理中，若初始状态为左脚支撑，右腿迈出，右腿从滞空到接地过程中用户自身的重量将吸盘内的空气挤出，待用户重心移至右脚时右脚吸盘完成排气过程，然后右脚红外测距传感器控制右脚止通阀关闭；若用户左脚没有接地，右脚的止通阀不打开，右脚吸盘的吸力保证用户在右脚接地，左脚迈出的过程中不摔倒。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述智能防滑鞋防滑控制方法的智能防滑鞋，所述智能防滑鞋设置有：
鞋底；
所述鞋底下部粘接有多个真空吸盘；
所述真空吸盘通过止通阀连通外部；
所述止通阀通过导线连接用于控制止通阀芯打开或关闭开度大小的单片机；
所述单片机通过导线连接用于检测真空吸盘与地面接触距离数据的红外测距传感器；所述红外测距传感器粘贴在鞋底外侧。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述智能防滑鞋防滑控制方法的智能家用老年防滑鞋，所述智能家用老年防滑鞋设置有：
鞋底；
所述鞋底下部粘接有多个真空吸盘；
所述真空吸盘通过止通阀连通外部；
所述止通阀通过导线连接用于控制止通阀芯打开或关闭开度大小的单片机；
所述单片机通过导线连接用于检测真空吸盘与地面接触距离数据的红外测距传感器；所述红外测距传感器粘贴在鞋底外侧。
进一步，所述红外测距传感器为一个或多个。
进一步，止通阀放置到鞋底一侧，止通阀通过导管与吸盘连接，导管埋在鞋底里面；
所述止通阀为一个，多个真空吸盘通过连通管连通止通阀进行空气的吸入和排出。
进一步，所述止通阀为多个。
进一步，所述单片机安装在保护壳体内部，所述保护壳体安装在鞋面一侧。
本发明的另一目的在于提供一种所述智能防滑鞋防滑控制方法的防滑设备。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
(1)额外大气压力能够提供的压力理论值，计算公式为：标准大气压力乘以吸盘有效面积乘以吸盘数量，101.325kpa*(3.14*r*r)*3＝596N，大约相当于60KG的物体的重量(虽然具体使用时真空度达不到完全真空，但是可见吸盘的吸附力很强)。该压力能够使得人体有摔倒倾向时摩擦力加大(596/人体所受重力)倍。
(2)鞋能为人体施加拉力的意义：现在有一些特制鞋也能够与地面达成刚性连接，从而使得人可以斜着站立，辅助其他装置还能达成悬空坐等动作，这都是得益于鞋能够提供拉力。但是这些鞋都只能与特殊的地面配合才能使用，或者会对地面造成破坏。本装置能够在不损坏地面的基础上达成类似效果。本防滑鞋能够与其他产品配合达到更好的保障安全的效果。此外，红外测距传感器能够检测人前方和后方的地形变化(由于在做家务事如拖地，扫地时是向后走的，所以后面也设置了传感器)，并提前对使用者发出警报，降低了环境引起的摔倒风险。
本发明提供的智能防滑鞋在普通鞋的基础上，在鞋底加入多个真空吸盘，真空吸盘通过止通阀控制。另外鞋底布置多个传感器测量吸盘是否与地面接触以及是否处于受压状态。
老人穿上智能家用老年防滑鞋后，在行走过程中，双脚交替接地和离地，假设一个工作行程中老人初始状态为左脚支撑，右腿迈出。右腿从滞空到接地过程中老人自身的重量会将吸盘内的空气挤出，待老人重心移至右脚时右脚吸盘完成排气过程，然后右脚传感器控制右脚止通阀关闭。此时如果老人左脚没有接地，那么右脚的止通阀便不会打开，右脚吸盘的吸力会保证老人在右脚接地，左脚迈出的过程中不会滑倒。如此交替，单片机会保证至少有一条腿上的吸盘与地面是吸紧的，以此达到防滑倒的目的。
本发明提供的智能防滑鞋在基本保持原有的鞋底防滑结构的基础上能够增加作用于鞋底的压力(图3(a)为普通鞋底，图3(b)为吸盘鞋底)。从而大摩擦力。在地面积水情况下由于水层会减少吸盘内的剩余空气，水膜能够增强吸盘气密性，所以额外的气压更大，有效弥补了摩擦系数降低。
附图说明
图1是本发明实施例提供的智能防滑鞋示意图。
图中：1、鞋底；2、真空吸盘；3、止通阀；4、单片机；5、红外测距传感器。
图2是本发明实施例提供的智能防滑鞋的防滑控制方法流程图。
图3是本发明实施例提供的现有技术普通鞋底与本发明智能防滑鞋作用于鞋底的压力示意图。
图中：(a)为普通鞋底；(b)为本发明智能防滑鞋的吸盘鞋底。
图4是本发明实施例提供的智能防滑鞋的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术中，没有在鞋底加入多个真空吸盘以及不能智能控制真空吸盘与地面接触受压状态。造成鞋的防滑效果差。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能家用老年防滑鞋及其工作方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的一种智能防滑鞋，包括鞋底1，所述鞋底下部粘接有多个真空吸盘2。
所述真空吸盘2通过止通阀3连通外部。
所述止通阀3通过导线连接用于控制止通阀芯打开或关闭开度大小的单片机4。
所述单片机4通过导线连接用于检测真空吸盘与地面接触距离数据的红外测距传感器5；所述红外测距传感器粘贴在鞋底侧面。
如图2所示，本发明实施例提供一种智能防滑鞋的防滑控制方法，所述智能防滑鞋的防滑控制方法包括：
S101，通过红外测距传感器检测真空吸盘与地面接触距离数据。
S102，将检测后的受压数据传输单片机，单片机对当前受压数据进行分析处理，将控制指令发送止通阀，控制止通阀是否打开和关闭，进行排气的控制。
在本发明实施例中，止通阀通过止通阀芯开度的大小实现排气速度的大小。
在本发明实施例中，单片机对当前受压数据进行分析处理中，若初始状态为左脚支撑，右腿迈出，右腿从滞空到接地过程中用户自身的重量将吸盘内的空气挤出，待用户重心移至右脚时右脚吸盘完成排气过程，然后右脚红外测距传感器控制右脚止通阀关闭；若用户左脚没有接地，右脚的止通阀不打开，右脚吸盘的吸力保证用户在右脚接地，左脚迈出的过程中不摔倒。
本发明提供的智能防滑鞋在基本保持原有的鞋底防滑结构的基础上能够增加作用于鞋底的压力(图3(a)为普通鞋底，图3(b)为吸盘鞋底)。从而大摩擦力。在地面积水情况下由于水层会减少吸盘内的剩余空气，水膜能够增强吸盘气密性，所以额外的气压更大，有效弥补了摩擦系数降低。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
本发明实施例提供一种应用于老年在室内光滑或湿润地板上行走安全的智能家用防滑鞋，包括鞋底，所述鞋底下部粘接有多个真空吸盘。
所述真空吸盘通过止通阀连通外部。
所述止通阀通过导线连接用于控制止通阀芯打开或关闭开度大小的单片机。
所述单片机通过导线连接用于检测真空吸盘与地面接触距离数据的红外测距传感器；所述红外测距传感器粘贴在鞋底外侧。
作为优选实施例，所述红外测距传感器为一个或多个。
作为优选实施例，所述止通阀放置到鞋底一侧，止通阀通过导管与吸盘连接，导管埋在鞋底里面；
所述止通阀为一个，多个真空吸盘通过连通管串联后通过止通阀进行空气的排出。
作为优选实施例，所述止通阀为多个。
作为优选实施例，所述单片机安装在保护壳体内部，所述保护壳体安装在鞋面一侧。
本发明提供的智能家用老年防滑鞋在普通鞋的基础上，在鞋底加入多个真空吸盘，真空吸盘通过止通阀控制。另外鞋底布置多个传感器测量吸盘是否与地面接触以及是否处于受压状态。
老人穿上智能家用老年防滑鞋后，在行走过程中，双脚交替接地和离地，假设一个工作行程中老人初始状态为左脚支撑，右腿迈出。右腿从滞空到接地过程中老人自身的重量会将吸盘内的空气挤出，待老人重心移至右脚时右脚吸盘完成排气过程，然后右脚传感器控制右脚止通阀关闭。此时如果老人左脚没有接地，那么右脚的止通阀便不会打开，右脚吸盘的吸力会保证老人在右脚接地，左脚迈出的过程中不会滑倒。如此交替，单片机会保证至少有一条腿上的吸盘与地面是吸紧的，以此达到防滑倒的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
