[實用新型]一種基于鞋墊的步態檢測系統

有效

• 申請號: 201520670123.6
• 申請日: 2015-08-29
• 公開（公告）號: CN205215232U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）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（專利權）人: 深圳市第二人民醫院;王春寶;王玉龍
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型屬于傳感器檢測領域，尤其涉及一種基于鞋墊的步態檢測系統。

背景技術

目前，步態運動檢測多基于圖像處理的檢測方法，這種方法存在著精度不高，無法三維檢測等一系列缺點。而利用電信號傳感器的檢測雖然精度高，但是目前還沒有涉及到足底壓力與步態的對應關系。因此，本實用新型提出了一種基于電信號檢測方法的步態檢測系統，該系統可以通過對足底壓力的測量感知從而實時地判斷被測對象踝關節運動狀態，進一步分析被測對象所處的步態情況，同時滿足結構簡單，低成本，易維護，應用范圍廣等優點。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于鞋墊的步態檢測系統，旨在解決現有的基于圖像處理和電信號的檢測方法結構復雜，成本高，不易維護的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種基于鞋墊的步態檢測系統包括：電源單元、壓力檢測鞋墊、放大電路、AD模塊、上位機；

所述電源單元包括薄膜壓力傳感器的參考電壓和運算放大器的電源電壓；

所述壓力檢測鞋墊包括鞋墊本體及設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；

所述放大電路由運算放大器和參考電阻組成。

進一步，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域、第四節跖骨區域、第二節跖骨區域和腳跟區域相接觸的鞋墊的四個區域上。

本實用新型能實時地、準確地檢測被測試者行走過程中不同步態下足底施加力，具有結構簡單、成本低的優點；可以更換不同尺碼的壓力檢測鞋墊滿足不同被測試者的檢測需求，具有很強的適應性；可以應用到偏癱患者步態康復評價系統中，具有很強的應用性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的基于鞋墊的步態檢測系統的結構示意圖；

圖中：1-電源單元；2-參考電壓；3-電源電壓；4-壓力檢測鞋墊；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；10-放大電路；11-AD模塊；12-上位機。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的實用新型內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。

如圖1所示，本實用新型是這樣實現的，一種基于鞋墊的步態檢測系統包括：電源單元1、壓力檢測鞋墊4、放大電路10、AD模塊11、上位機12；

所述電源單元1包括薄膜壓力傳感器的參考電壓2和運算放大器的電源電壓3；

所述壓力檢測鞋墊4包括鞋墊本體9及設置在該鞋墊本體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；

所述放大電路10由運算放大器MCP6002和參考電阻組成；

所述AD模塊11選用8路高速高步數據采集卡USB_DAQ_XF4626；

所述上位機12選用PC機；

所述檢測程序是基于C++Builder6.0軟件編寫的步態分析程序，可獲得不同步態下足底施加在四個檢測區域的作用力。

進一步，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域、第四節跖骨區域、第二節跖骨區域和腳跟區域相接觸的鞋墊的四個區域上，然后將鞋墊置于相應尺碼的鞋中，通過實際的行走，檢測不同步態下足底施加在四個區域的作用力。

通過運算放大器MCP6002和參考電阻R_f，基于比例放大器原理可以建立運算放大器輸出電壓V_out與薄膜壓力傳感器參考電壓V_T、薄膜壓力傳感器電阻R_s、參考電阻R_f之間的關系，可以將薄膜壓力傳感器產生的微弱電壓信號放大到合適值，便于后續的數據分析。

將運算放大器輸出的模擬電壓信號轉換為相應的數字量，便于PC機上檢測軟件的數據分析、處理。

通過上位機12的C++軟件編寫的檢測程序，基于電壓信號和足底施加力之間的函數關系，最后可獲得不同步態下足底施加在鞋墊四個區域的作用力。