[發明專利]一種穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統

無效

• 申請號: 201010141413.3
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN101843497A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 宋全軍;鄭成聞;佟麗娜;姚俊章;田雙太;陳煒;李珊紅;馬婷婷;汪步云;丁俊香;王以俊;孫玉蘋;葛運建
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: A61B5/22
• 分類號: A61B5/22;G06F3/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

1.一種穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，由助力機器人左右足的足底壓力分布信息采集裝置與信息傳輸處理單元兩部分組成；其特征在于所述足底壓力分布信息采集裝置包括分層結構的助力機器人柔性足部和由分布于助力機器人柔性足部的壓力信號采集點構成的壓力信號傳感單元；所述信息傳輸處理單元包括信號調理電路、信號采集單元和上位機控制處理單元。

2.根據權利要求1所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述分層結構的助力機器人柔性足部由上、中、下三層構成，最下層為足型橡膠層，中間層，由后半部分剛性板與前半部分的柔性橡膠組成，最上層采用柔性橡膠，整個三層結構采用縫線方式結合在一起，側邊利用搭扣與人體足部進行固定。

3.根據權利要求2所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述中間層的后半部分剛性板與前半部分的柔性橡膠通過螺釘連接。

4.根據權利要求1所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述壓力信號傳感單元的各采集點傳感器分布于助力機器人柔性足部的中層，傳感器上下兩側貼有導力圈，所述導力圈為上下兩層柔性橡膠結構。

5.根據權利要求4所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述助力機器人柔性足部安設6-12個壓力信號采集點，各點上的傳感器分別布于大腳趾，第2～3趾，第4～5趾，第1趾骨頭，第2趾骨頭，第3～4趾骨頭，-第5趾骨頭，腳弓外側A，腳弓外側B，腳后跟外側，腳后跟內側和腳后跟末端。

6.根據權利要求4或5所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述傳感器選用flexiforce?A201、B201、ps-01、ps-02、ps-03系列、fsr-400、fsr-402、fsr-406或fsr-408。

7.根據權利要求1所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述信號調理電路，包括對多路壓力采集信號的增益，保持，提供電流信號轉換為電壓信號的功能，為后續的信號采集處理單元提供合適的電壓信號；其中R1為柔性壓力傳感單元，其滿載阻值大于等于10kΩ，R2為10kΩ的貼片電阻，集成運算放大器U1為lm324，參考電壓VREF設為2.5V，lm324的供電電壓為5V，電壓輸出值在0～2.5V之間。

8.根據權利要求1或7所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述傳感單元和所述信號調理電路的電路板之間采用多芯的屏蔽線連接。

9.根據權利要求1所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述采集單元，包括進行多路的A/D轉換，按時序控制對所采集的模擬信號進行轉換，為上位機提供低冗余，高精度的數字控制信號；A/D轉換采用集成的采集卡，采集卡模擬輸入端端口數大于兩足的傳感點數量。

10.根據權利要求9所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述采集單元采樣率大于50kS/s，分辨率大于12-bit。

11.根據權利要求1所述的穿戴型助力機器人足底壓力分布信息采集處理系統，其特征在于所述上位機控制處理單元可采用微處理MCU、可編程控制器PLC、數字信號處理器DSP或工控機。