[發明專利]足底壓力測量裝置和方法

在審

• 申請號: 201710423366.3
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107260176A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 黃欣;李明智;梁哲;東人
• 申請（專利權）人: 深圳市奇諾動力科技有限公司
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及足底壓力測量技術領域，特別是涉及足底壓力測量裝置和方法。

背景技術

醫療上，人行走時足底的壓力情況對相關疾病的診斷或者康復治療有著重要的作用。對于外骨骼，根據足底壓力的大小及其變化情況能夠識別出外骨骼的當前運動狀態，對其控制提供重要的參考信息。

足底壓力信息的獲取一般采用壓力測試板或者足底壓力測試鞋墊。這些壓力采集系統設備中，應用廣泛的是美國的Takscan公司的F-Scan鞋墊系統、比利時RSscan公司的Footscan平板系統、瑞士Kistler測力臺、德國Novel公司的Emed平板系統和Pedar鞋墊系統。

傳統的這些壓力測試板和測試臺裝置復雜價格高昂，不具備可穿戴性，存在極大的空間局限性。測試系統僅限于專用鞋或裸足使用。不適合測量不同環境下的足底壓力情況。而傳統的壓力鞋墊，只能放置在鞋內使用，而這些壓力鞋墊內需要設置多個壓力傳感器，形成壓力傳感器陣列，由于傳感器數量較多，結構復雜，造價高昂。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的足底壓力測量的設備價格昂貴，不便于穿戴，使用不便，足底壓力測量鞋墊由于傳感器數量較多，造成價格高昂的缺陷，提供一種足底壓力測量裝置和方法。

一種足底壓力測量裝置，包括：電路層和鞋墊，所述電路層設置于所述鞋墊內；

所述電路層包括柔性電路板和若干壓力傳感器，若干所述壓力傳感器均與所述柔性電路板連接；

若干所述壓力傳感器包括第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器、第四傳感器，所述鞋墊包括足尖部、足掌部和足跟部，所述第一傳感器設置于所述足跟部，所述第二傳感器設置于所述足掌部的一側，所述第三傳感器設置于所述足掌部的另一側，所述第四傳感器設置于所述足尖部；

所述柔性電路板用于與測量電路電連接，所述第一傳感器、所述第二傳感器、所述第三傳感器和所述第四傳感器分別用于通過所述柔性電路板與所述測量電路電連接。

在其中一個實施例中，所述鞋墊包括彈性層和支撐層，所述電路層設置于所述彈性層和所述支撐層之間，所述彈性層用于抵接于人體的腳底，所述支撐層用于在人體直立或者行走時抵接于地面。

在其中一個實施例中，所述鞋墊還包括第一黏膠層和第二黏膠層，所述電路層通過所述第一黏膠層與所述彈性層連接，所述電路層通過所述第二黏膠層與所述支撐層連接。

在其中一個實施例中，所述壓力傳感器為薄膜壓力傳感器。

在其中一個實施例中，還包括測量電路，所述測量電路包括數據采集處理模塊，所述第一傳感器、所述第二傳感器、所述第三傳感器和所述第四傳感器分別與所述數據采集處理模塊連接。

在其中一個實施例中，所述測量電路還包括放大電路，每一所述壓力傳感器分別通過所述放大電路與所述數據采集處理模塊電連接；

所述放大電路包括運算放大器和可調電阻，每一所述壓力傳感器連接一所述運算放大器的反相輸入端，且所述壓力傳感器通過所述可調電阻與所述運算放大器的輸出端連接，所述運算放大器的同相輸入端接地。

在其中一個實施例中，所述測量電路還包括通信模塊，所述通信模塊與所述數據采集處理模塊電連接。

一種足底壓力測量方法，包括：

壓力數據獲取步驟：分別獲取足跟部、足掌部外側、足掌部內側和足尖部的第一壓力數據、第二壓力數據、第三壓力數據和第四壓力數據；

壓力程度計算步驟：根據所述第一壓力數據、所述第二壓力數據、所述第三壓力數據和所述第四壓力數據，分別計算獲取所述足跟部的足跟壓力大程度和足跟壓力小程度、所述足掌部外側的掌外壓力大程度和掌外壓力小程度、所述足掌部內側的掌內壓力大程度和掌內壓力小程度以及所述足尖部的足尖壓力大程度和足尖壓力小程度；

周期計算步驟：根據所述足跟壓力大程度、所述足跟壓力小程度、所述掌外壓力大程度、所述掌外壓力小程度、所述掌內壓力大程度、所述掌內壓力小程度、所述足尖壓力大程度和所述足尖壓力小程度分別計算獲取著地期、承重反應期、站立中期、站立末期、預擺期和擺動期對應的相位程度；

步態相位確認步驟：以所述著地期、所述承重反應期、所述站立中期、所述站立末期、所述預擺期和所述擺動期對應的相位程度中最大一個作為當前步態相位。

在其中一個實施例中，所述步態相位確認步驟包括：

以所述著地期、所述承重反應期、所述站立中期、所述站立末期、所述預擺期和所述擺動期對應的相位程度中最大一個作為預選步態相位；