[發明專利]一種腳掌應力動態測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201711025618.3
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107822641A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 趙栓峰;劉敏;郭衛
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/103
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于人體健康監測領域，尤其是涉及一種腳掌應力動態測量裝置及方法。

背景技術

近年來人們越來越關注身體的健康狀況，腳掌作為整個人體的支撐，承受著整個身體的壓力，其健康狀況更是受到人們的重視。一般的腳掌壓力測量系統是將傳感器安裝在測量鞋的鞋底(5)或鞋墊(6),受試者穿上此鞋可以正?；顒佣粫绊懫渥匀徊綉B，但其只能測量出腳掌所受壓力的大小。不能反映腳掌不同部位的具體受力情況，更不能對腳底受力情況進行實時成像顯示，不能對不良走姿進行預警，矯正步態；另外，通過對不同個體的腳底應力分布進行研究，還可以實現身份的鑒別，對刑事偵破提供了新的手段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種腳掌應力動態測量裝置，通過在鞋底與鞋墊之間布設電阻率隨應力變化的導電墊，并采用沿導電墊的外邊緣線布設在導電墊上并與導電墊接觸的N個測量電極實現應力分布測量，能簡便、準確且實時測量腳掌真實應力分布狀態。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種腳掌應力動態測量裝置及方法，包括墊裝在鞋底與鞋墊之間的導電墊、N個均布設在導電墊上的測量電極和與N個所述測量電極連接的應力測量裝置，所述導電墊的形狀與鞋墊的形狀相同；N個所述測量電極沿導電墊的外邊緣線進行布設，相鄰兩個所述測量電極之間的間距均相同；其中，N為正整數且N≥6；每個所述測量電極的一端均與應力測量裝置連接且其另一端均與導電墊緊密接觸。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：所述導電墊為導電橡膠墊。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：所述應力測量裝置布設在鞋底上。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：還包括與應力測量裝置連接的無線發射裝置。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：所述無線發射裝置布設在鞋底上。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：N個所述測量電極的結構和尺寸均相同；所述測量電極為圓片狀電極，所述測量電極通過緊固件固定在導電墊上。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：每個所述測量電極與應力測量裝置之間均通過導線進行連接。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：所述應力測量裝置包括激勵源、控制器和壓差測量單元，N個所述測量電極中任意相鄰兩個所述測量電極均與激勵源連接并組成一個激勵電路，N個所述測量電極與激勵源組成N個所述激勵電路，N個所述激勵電路均由控制器進行通斷控制，N個所述激勵電路均與控制器連接；

N個所述測量電極中任意相鄰兩個所述測量電極均與壓差測量單元連接并組成一個壓差測量電路，N個所述測量電極與壓差測量單元組成N個所述壓差測量電路，N個所述壓差測量電路均由控制器進行通斷控制，N個所述壓差測量電路均與控制器連接；所述壓差測量單元為對與其連接的兩個所述測量電極之間的電壓差值進行測量的測量單元。

上述一種腳掌應力動態測量裝置，其特征是：所述應力測量裝置還包括與壓差測量單元連接的信號放大電路；

所述控制器通過第一多路轉換開關對N個所述激勵電路進行通斷控制，N個所述激勵電路均與第一多路轉換開關連接；

所述控制器通過第二多路轉換開關對N個所述壓差測量電路進行通斷控制，N個所述壓差測量電路均與第二多路轉換開關連接；

所述第一多路轉換開關和第二多路轉換開關均由控制器進行控制且二者均與控制器連接。

同時，本發明還公開了一種方法步驟簡單、設計合理且使用操作簡便、使用效果好的腳掌應力動態測量方法，其特征在于：采用所述腳掌應力動態測量裝置且按照預先設定的時間間隔T_測對行走過程中待測腳掌的應力分布進行測量，并獲得各測量時刻待測腳掌的應力分布測量結果；各測量時刻所述待測腳掌的應力分布測量方法均相同；

對任一測量時刻待測腳掌的應力分布進行測量時，包括以下步驟：

步驟一、數據采集：通過控制器對N個所述激勵電路分別進行通斷控制，由先至后完成N種不同激勵狀態下的數據采集過程；每種激勵狀態下N個所述激勵電路中均有一個所述激勵電路處于接通狀態且其余N-1個所述激勵電路均處于斷開狀態；

N種激勵狀態下的數據采集過程均相同；任一種激勵狀態下的數據采集過程如下：

步驟101、激勵電路通斷控制：通過控制器對N個所述激勵電路分別進行通斷控制，使該種激勵狀態下處于接通狀態的一個所述激勵電路接通，并使該種激勵狀態下處于斷開狀態的其余N-1個所述激勵電路均斷開；