[實用新型]一種足底曲面及壓力分布檢測裝置

有效

• 申請號: 201320005147.0
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN203263396U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 張天昌;霍彩紅
• 申請（專利權）人: 張天昌;霍彩紅
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B5/22
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍

技術領域

本實用新型涉及一種足底曲面檢測裝置，屬于足部康復保健檢測設備技術領域，尤其是指一種足底曲面及壓力分布檢測裝置。

背景技術

目前，現有技術中足底測量方法大概具有以下幾種：

一、倒膜法，就是用石膏或其他塑性材料翻倒出被測人的足底模型，但該模型沒有足底的數字信息，精度低，信息量有限，只能提供定性的分析和應用。

二、形狀掃描法，分無壓力掃描和有壓力掃描兩種，無壓力掃描就是被測人赤足懸空，有壓力掃描是赤足踩在透明的玻璃上，運用激光掃描的方法對足底進行掃描，這樣可以得到被測人足底的形狀信息，但此兩種方法沒有或不是對足底施加全面的壓力，因而所測數據有一定的局限性。同時，該方法測量成本較高，操作也比較復雜，應用受到很大的局限。

三、平面成像法，采用CCD或其他平面成像技術，將帶有網格投影的三維曲面圖像采集下來，根據網格的變形，可以推算出三維曲面的立體信息，達到三維信息采集的目的。此方法的成本較低，采集數據的分辨率可以很高，但數據變形嚴重，三維梯度受網格照射角度的限制，不能太大。應用領域受到局限。

四、電感/電容法，利用平面材料發生變形后曲面電容和電感發生變化進行測量，從而達到對被測曲面的測量。但這種方法測量精度較低，并且抗干擾能力較差，因而很難實現實際應用。

五、光柵法，將檢測面排列成光柵矩陣，檢測時光柵矩陣可以記錄下三維曲面垂直于光柵矩陣方向上的位移量，從而可以還原成三維曲面的三維信息。但光柵傳感器體積較大，因而在一定面積中無法大量排列，檢測分辨率受到限制，傳動機構較為復雜。光柵輸出為頻率信號，因而對光柵矩陣的信號檢測要求系統響應要快，對硬件電路要求高。此種方法檢測精度有限，制作成本也偏高。

六、反射式光電掃描法，將檢測面排列成反射式光電管矩陣，反射式光電管接收來自檢測機構傳遞來的反射信號。檢測機構與被測曲面相連，系統采集的反射信號會隨曲面的起伏而變化，這種方法簡單實用。但由于反射信號與位移不是線性關系，器件的離散性較高，給系統的標定帶來一定的困難。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種足底曲面及壓力分布檢測裝置，該檢測裝置能夠實現足底曲面的三維重建，結構簡單，線性及一致性較好，且操作方便，成本低，易于推廣使用。

為了實現上述目的，本實用新型按照以下技術方案實現：

一種足底曲面及壓力分布檢測裝置，包括有殼體、封裝在殼體開口處的頂板、與足底曲面接觸且具有上下往復升降功能的檢測機構、采集檢測機構的升降位移數據且傳送給上位處理系統的檢測電路、及接收檢測電路傳送過來的升降位移數據且分析重建的數據處理系統。

進一步，所述檢測機構包括有踩踏用支承凸柱矩陣、檢測用傳感器導桿矩陣及導向板，其中，上述支承凸柱矩陣裝設于頂板上方，包括有若干橫豎整齊對應排列且具有上下位移的支承凸柱單元；上述傳感器導桿矩陣裝設于頂板下方，包括有若干橫豎整齊對應排列且與支承凸柱單元一一對應的導桿單元；及上述導向板裝設于殼體內部且與頂板留有間距，包括有與導桿單元對應的開孔矩陣。

進一步，所述導桿單元包括有觸頭、導桿及復位彈簧，其中，上述觸頭設置于導桿頂端且其與支承凸柱單元接觸配合；上述導桿下端活動穿設過導向板的開孔矩陣且其底部嵌設有半透明膠片；及上述復位彈簧活動穿套于導桿外部且其兩端分別與觸頭和導向板上表面頂抵接觸。

進一步，所述檢測電路包括有：掃描模塊，用以掃描傳感器導桿矩陣的位移變化；紅外發射模塊，用以將上述掃描模塊的掃描電能轉化為光能并透過半透明膠片傳遞給紅外接收模塊；紅外接收模塊，用以將上述紅外發射模塊傳遞過來的光能轉化成電能；模數轉換模塊，用以將上述紅外接收模塊的電壓模擬量信號轉換成數字量信號；及微處理器模塊，用以將上述數字量信號處理成位移數據并傳送給數據處理系統。

進一步，還包括有光電轉換模塊，用以將掃描電能轉換成光能、再將光能轉換成電能。

進一步，所述微處理器模塊設置有與數據處理系統連接的USB通訊接口。

進一步，所述數據處理系統包括有：數據采集分析模塊，用以接收微處理器模塊傳送過來的位移數據并進行分析；三維曲面重建模塊，用以對上述分析后的位移數據進行曲面重建，實現二維等高圖或三維透視圖的顯示；及數據分類管理模塊，用以對上述處理后的數據進行分類儲存管理。

本實用新型與現有技術相比，其有益效果為：

1、通過紅外發射和接收，可以實現足底三維曲面和壓力分布的檢測和重建，精度高，抗干擾能力強，而且耗電小，成本低；