[實用新型]一種檢測步行時足底三軸力的傳感器

有效

• 申請號: 201921044738.2
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN210697637U
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 高碩;代晏寧;劉潔
• 申請（專利權）人: 北京中碩眾聯智能電子科技有限公司
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 徐安蓮;劉麗麗

本實用新型公開了一種檢測步行時足底三軸力的傳感器，包括信號采集部分和后端電路，信號采集部分的信號輸出端與后端電路的信號輸入端相連，信號采集部分包括自上而下依次設置的第一器件保護層、采集單元和第二器件保護層；采集單元包括自下而上依次設置的第四電極、第三壓電薄膜、第三電極以及于第三電極之上并列且間隔設置的第一電極和第二電極，第一電極與第三電極之間設置有第一壓電薄膜，第二電極與第三電極之間設置有第二壓電薄膜。本實用新型在測出正應力的同時，可測出足底切應力的大小、方向的變化，彌補了現有產品的缺陷，為足底壓力的測量提供了更豐富、全面的數據。本實用新型適用于醫療設備技術領域。

技術領域

本實用新型屬于醫療設備技術領域，用于檢測步行時足底正應力和切應力，具體地說是一種檢測步行時足底三軸力的傳感器。

背景技術

隨著生活水平的提高，人體健康成為人們關注的重要問題。據生物全息理論，足部關聯著人體的五臟六腑和各個器官，并有其相應的反射區，由此可見，足部與人體健康長壽存在著密切的關系。

人體足底壓力的分布情況可以反映下肢的功能和身體姿態的變化。對足底各點壓力參數進行測試和分析，可以獲取人體在不同運動狀態下的生理學和病理學參數，這對臨床疾病診斷、術后效果評價、康復程度評估等研究均有重要的意義。傳統的足底壓力測量設備大多只能測量正應力，無法提供切應力的數據，然而很多疾病已被證明與后者密切相關。例如，授權公告號為CN 208511028U的中國實用新型專利公開了一種足底壓力信號采集裝置，其通過設置的縱向導電帶和橫向導電帶的交叉點作為信號采集點，采集足底壓力的分布。上述技術只能簡單采集足底壓力的分布，無法提供切應力的數據。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種檢測步行時足底三軸力的傳感器，可以同時測量足底的正應力、前后方向的切應力和內外方向的切應力。

本實用新型為實現上述目的，所采用的技術方案如下：

一種檢測步行時足底三軸力的傳感器，它包括信號采集部分和后端電路，信號采集部分的信號輸出端與后端電路的信號輸入端相連；

（一）信號采集部分

所述信號采集部分包括自上而下依次設置的第一器件保護層、采集單元和第二器件保護層；

所述采集單元包括自下而上依次設置的第四電極、第三壓電薄膜、第三電極以及于第三電極之上并列且間隔設置的第一電極和第二電極，第一電極與第三電極之間設置有第一壓電薄膜，第二電極與第三電極之間設置有第二壓電薄膜；

所述第一壓電薄膜以橫向壓電效應為主，其壓電常數滿足d_31（1） d_33（1） d_32（1）；第二壓電薄膜均以橫向壓電效應為主，其壓電常數滿足d_31（2） d_33（2） d_32（2）；第三壓電薄膜以縱向壓電效應為主，其壓電常數滿足d_33（3） d_31（3） d_32（3）；

所述第一電極、第一壓電薄膜和第三電極一起組成第一切應力采集組，第二電極、第二壓電薄膜和第三電極一起組成第二切應力采集組，第四電極、第三壓電薄膜和第三電極一起組成正應力采集組；

所述采集單元的數量為至少一個。

作為限定：所述后端電路包括串接的信號處理電路、通訊設備和上位機；

所述信號處理電路包括并聯的第一～第三信號處理電路；

所述第一信號處理電路包括第一電荷放大器和第一模數轉換器，第一電荷放大器的輸入端與第一切應力采集組的信號輸出端相連，第一電荷放大器的輸出端通過第一模數轉換器與通訊設備的第一輸入端相連；