[發(fā)明專利]一種用于足壓采集的鞋墊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811360592.2
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109349737A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王墨;王新安;何春舅;陳紅英;黃繼攀;趙天夏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: A43B17/00
• 分類號: A43B17/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

本申請公開了一種用于足壓采集的鞋墊，包括依次貼合設(shè)置的行導(dǎo)線層、電阻式壓力傳感層和列導(dǎo)線層。行導(dǎo)線層包括多條沿電阻式壓力傳感層一面的第一方向設(shè)置的多條導(dǎo)線，列導(dǎo)線層包括多條沿電阻式壓力傳感層另一面的第二方向設(shè)置的多條導(dǎo)線。由于采用陣列式壓力傳感器，使得鞋墊的壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單，可以適應(yīng)不同尺碼的鞋子，以簡化用于足壓采集的鞋墊的結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及足底壓力測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于足壓采集的鞋墊。

背景技術(shù)

足底壓力是指日常運動活動中，人體足部和支撐表面之間作用的壓力場。它不僅是一種表征人體生理健康狀況的醫(yī)學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)，而且可以表征受試者步態(tài)、平衡等人體運動協(xié)調(diào)性健康狀況，并與人體其他器官健康密切相關(guān)。足底壓力被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、運動功能檢測、機器人感知和現(xiàn)代制鞋業(yè)等多個領(lǐng)域。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病足潰爛與足部壓力分布異常緊密相關(guān)，足底壓力測量成為該類疾病早期預(yù)防及后期治療的重要方法之一。不僅如此，足底壓力也為醫(yī)生提供了豐富且詳實的病人步態(tài)及肢體平衡等重要研究數(shù)據(jù)。在專業(yè)運動中，足底壓力數(shù)據(jù)是教練分析運動員姿態(tài)動作的重要參考依據(jù)之一，用于運動員的動作分析與改進，以獲得更加運動表現(xiàn)。在機器人技術(shù)中，類人機器人的步態(tài)規(guī)劃大量參考了人體足底壓力相關(guān)研究。在現(xiàn)代制鞋業(yè)中，足底壓力是鞋靴設(shè)計中的關(guān)鍵因素之一。

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(tǒng)設(shè)備中，應(yīng)用廣泛的是美國的Takscan公司的F-Scan鞋墊系統(tǒng)、比利時RSscan公司的Footscan平板系統(tǒng)、瑞士Kistler測力臺、德國Novel公司的Emed平板系統(tǒng)和Pedar鞋墊系統(tǒng)。傳統(tǒng)的這些壓力測試板和測試臺裝置復(fù)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(tǒng)僅限于專用鞋或裸足使用，不適合測量不同環(huán)境下的足底壓力情況。

鞋墊式壓力傳感器由于放置于鞋內(nèi)，可以測量運動過程中鞋內(nèi)的足底壓力變化，是監(jiān)測運動過程中人足部承受壓力分布狀態(tài)的重要工具。但現(xiàn)有技術(shù)中，為提高鞋墊式壓力傳感器的空間分辨率與采樣率，需要在鞋墊內(nèi)設(shè)置由多個獨立的壓力傳感器，且因鞋子有多個尺碼，需要針對不同尺碼的鞋子調(diào)整鞋墊中傳感器的位置，進而使鞋墊式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高昂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種用于足壓采集的鞋墊，簡化壓力傳感器的結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)第一方面，一種實施例中提供一種鞋墊，包括依次貼合設(shè)置的行導(dǎo)線層、電阻式壓力傳感層和列導(dǎo)線層；所述行導(dǎo)線層包括多條沿電阻式壓力傳感層一面的第一方向設(shè)置的多條導(dǎo)線；所述列導(dǎo)線層包括多條沿電阻式壓力傳感層另一面的第二方向設(shè)置的多條導(dǎo)線。

進一步，還包括：

列選擇器，與所述列導(dǎo)線層的各導(dǎo)線電連接，用于選通所述列導(dǎo)線層的各列；

R-V轉(zhuǎn)換器，與所述行導(dǎo)線層的各導(dǎo)線電連接，用于將所述行導(dǎo)線層的各行在壓力作用下導(dǎo)致的電阻變化轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述R-V轉(zhuǎn)換器電連接，用于將R-V轉(zhuǎn)換器輸出的各行的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號。

進一步，所述列選擇器選通的所述列導(dǎo)線層的導(dǎo)線接地；

所述R-V轉(zhuǎn)換器包括多個反相比例運放電路；所述反相比例運放電路的輸入端與所述行導(dǎo)線層中的一導(dǎo)線連接；

所述鞋墊還包括行選擇器，所述行選擇器與所述反相比例運放電路的輸出端連接，用于選通所述R-V轉(zhuǎn)換器的反相比例運放電路的輸出端。

進一步，還包括處理器，用于依據(jù)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓信號，計算所述鞋墊所感應(yīng)到的壓力的分布值。

依據(jù)上述實施例的一種鞋墊，由于采用陣列式壓力傳感器，使得鞋墊的壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單，可以適應(yīng)不同尺碼的鞋子，以簡化用于足壓采集的鞋墊的結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本。