一種基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于傳感器檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，步態(tài)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)多基于圖像處理的檢測(cè)方法，這種方法存在著精度不高，無(wú)法三維檢測(cè)等一系列缺點(diǎn)。而利用電信號(hào)傳感器的檢測(cè)雖然精度高，但是目前還沒(méi)有涉及到足底壓力與步態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，本實(shí)用新型提出了一種基于電信號(hào)檢測(cè)方法的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)足底壓力的測(cè)量感知從而實(shí)時(shí)地判斷被測(cè)對(duì)象踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)一步分析被測(cè)對(duì)象所處的步態(tài)情況，同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本，易維護(hù)，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的基于圖像處理和電信號(hào)的檢測(cè)方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不易維護(hù)的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包括:電源單元、壓力檢測(cè)鞋墊、放大電路、AD模塊、上位機(jī)；
[0005]所述電源單元包括薄膜壓力傳感器的參考電壓和運(yùn)算放大器的電源電壓；
[0006]所述壓力檢測(cè)鞋墊包括鞋墊本體及設(shè)置在該鞋墊本體上的第一薄膜壓力傳感器、第二薄膜壓力傳感器、第一薄膜壓力傳感器、第四薄膜壓力傳感器；
[0007]所述放大電路由運(yùn)算放大器和參考電阻組成。
[0008]進(jìn)一步，第一薄膜壓力傳感器、第二薄膜壓力傳感器、第三薄膜壓力傳感器、第四薄膜壓力傳感器分別放置在與足底第五趾區(qū)域、第四節(jié)跖骨區(qū)域、第二節(jié)跖骨區(qū)域和腳跟區(qū)域相接觸的鞋墊的四個(gè)區(qū)域上。
[0009]本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地檢測(cè)被測(cè)試者行走過(guò)程中不同步態(tài)下足底施加力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)；可以更換不同尺碼的壓力檢測(cè)鞋墊滿足不同被測(cè)試者的檢測(cè)需求，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性；可以應(yīng)用到偏癱患者步態(tài)康復(fù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖中:1-電源單元;2-參考電壓;3-電源電壓;4-壓力檢測(cè)鞋墊;5-第一薄膜壓力傳感器;6-第二薄膜壓力傳感器;7-第三薄膜壓力傳感器;8-第四薄膜壓力傳感器;9-鞋墊本體;I O-放大電路；11-AD模塊;12-上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的【實(shí)用新型內(nèi)容】、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包括:電源單元1、壓力檢測(cè)鞋墊4、放大電路10、AD模塊11、上位機(jī)12;
[0014]所述電源單元I包括薄膜壓力傳感器的參考電壓2和運(yùn)算放大器的電源電壓3;
[0015]所述壓力檢測(cè)鞋墊4包括鞋墊本體9及設(shè)置在該鞋墊本體9上的第一薄膜壓力傳感器5、第二薄膜壓力傳感器6、第一薄膜壓力傳感器7、第四薄膜壓力傳感器8;
[0016]所述放大電路10由運(yùn)算放大器MCP6002和參考電阻組成；
[0017]所述AD模塊11選用8路高速高步數(shù)據(jù)采集卡1^8_040_乂?4626;
[0018]所述上位機(jī)12選用PC機(jī)；
[0019]所述檢測(cè)程序是基于C++BUilder6.0軟件編寫的步態(tài)分析程序，可獲得不同步態(tài)下足底施加在四個(gè)檢測(cè)區(qū)域的作用力。
[0020]進(jìn)一步，第一薄膜壓力傳感器5、第二薄膜壓力傳感器6、第三薄膜壓力傳感器7、第四薄膜壓力傳感器8分別放置在與足底第五趾區(qū)域、第四節(jié)跖骨區(qū)域、第二節(jié)跖骨區(qū)域和腳跟區(qū)域相接觸的鞋墊的四個(gè)區(qū)域上，然后將鞋墊置于相應(yīng)尺碼的鞋中，通過(guò)實(shí)際的行走，檢測(cè)不同步態(tài)下足底施加在四個(gè)區(qū)域的作用力。
[0021]通過(guò)運(yùn)算放大器MCP6002和參考電阻Rf，基于比例放大器原理可以建立運(yùn)算放大器輸出電壓Vciut與薄膜壓力傳感器參考電壓VT、薄膜壓力傳感器電阻Rs、參考電阻Rf之間的關(guān)系，可以將薄膜壓力傳感器產(chǎn)生的微弱電壓信號(hào)放大到合適值，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。
[0022]將運(yùn)算放大器輸出的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量，便于PC機(jī)上檢測(cè)軟件的數(shù)據(jù)分析、處理。
[0023]通過(guò)上位機(jī)12的C++軟件編寫的檢測(cè)程序，基于電壓信號(hào)和足底施加力之間的函數(shù)關(guān)系，最后可獲得不同步態(tài)下足底施加在鞋墊四個(gè)區(qū)域的作用力。
[0024]基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始工作后，被測(cè)試者通過(guò)在行走過(guò)程中對(duì)鞋墊中的第一薄膜壓力傳感5、第二薄膜壓力傳感6、第三薄膜壓力傳感7、第四薄膜壓力傳感8施加力，薄膜壓力傳感器產(chǎn)生隨動(dòng)的微弱電壓信號(hào)，通過(guò)放大電路10放大，AD模塊11采集，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)上位機(jī)12檢測(cè)程序的分析、處理可得到不同步態(tài)下對(duì)應(yīng)的足底施加力。
[0025]使用本實(shí)用新型的基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，用戶首先將第一薄膜壓力傳感器5、第二薄膜壓力傳感器6、第三薄膜壓力傳感器7分別放置在與足底第五趾區(qū)域、第四節(jié)跖骨區(qū)域、第二節(jié)跖骨區(qū)域相接觸的鞋墊三個(gè)區(qū)域上，將檢測(cè)區(qū)域較大的薄膜壓力傳感器8放置在與足底腳跟區(qū)域相接觸的鞋墊區(qū)域上，然后將搭建好的壓力檢測(cè)鞋墊與放大電路10、AD模塊11、上位機(jī)12正確連接，其中電源單元I為薄膜壓力傳感器提供參考電壓，為放大電路提供工作電壓。足底壓力檢測(cè)開(kāi)始后，被測(cè)試者穿墊有壓力鞋墊的鞋子在測(cè)試區(qū)域內(nèi)以一定速度行走，測(cè)試軟件對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理、分析，最后輸出不同步態(tài)下足底對(duì)四個(gè)檢測(cè)區(qū)域施加的作用力。
[0026]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027](I)能實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地檢測(cè)被測(cè)試者行走過(guò)程中不同步態(tài)下足底施加力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)；
[0028](2)可以更換不同尺碼的壓力檢測(cè)鞋墊滿足不同被測(cè)試者的檢測(cè)需求，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性；
[0029](3)可以應(yīng)用到偏癱患者步態(tài)康復(fù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。
[0030]以上所述僅是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包括:電源單元、壓力檢測(cè)鞋墊、放大電路、AD模塊、上位機(jī)； 所述電源單元包括薄膜壓力傳感器的參考電壓和運(yùn)算放大器的電源電壓； 所述壓力檢測(cè)鞋墊包括鞋墊本體及設(shè)置在該鞋墊本體上的第一薄膜壓力傳感器、第二薄膜壓力傳感器、第一薄膜壓力傳感器、第四薄膜壓力傳感器； 所述放大電路由運(yùn)算放大器和參考電阻組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，第一薄膜壓力傳感器、第二薄膜壓力傳感器、第三薄膜壓力傳感器、第四薄膜壓力傳感器分別放置在與足底第五趾區(qū)域、第四節(jié)跖骨區(qū)域、第二節(jié)跖骨區(qū)域和腳跟區(qū)域相接觸的鞋墊的四個(gè)區(qū)域上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，包括電源單元、壓力檢測(cè)鞋墊、放大電路、AD模塊、上位機(jī)和檢測(cè)程序；電源單元包括薄膜壓力傳感器的參考電壓、放大電路的電源電壓；壓力檢測(cè)鞋墊包括鞋墊和薄膜壓力傳感器；所述放大電路由運(yùn)算放大器和參考電阻組成。本實(shí)用新型提供的基于鞋墊的步態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)在行走過(guò)程中足底對(duì)鞋墊中的薄膜壓力傳感器施加力，產(chǎn)生隨動(dòng)的微弱電壓信號(hào)，通過(guò)放大電路放大，AD模塊采集，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)PC機(jī)上步態(tài)分析程序的處理可得到不同步態(tài)下對(duì)應(yīng)的足底施加力。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本，易維護(hù)，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】A61B5/11
【公開(kāi)號(hào)】CN205215232
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520670123
【發(fā)明人】王春寶, 王玉龍, 段麗紅, 吳正治, 盧志江, 龍建軍, 黃美玲, 李華
【申請(qǐng)人】深圳市第二人民醫(yī)院, 王春寶, 王玉龍
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月29日