[发明专利]一种足部运动状况检测装置

说明书

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，具体是涉及一种足部运动状况检测装置。

背景技术

人体足部的受力情况能够反映有关足的结构、功能、运动状况以及整个身体姿态控制的相关情况。通过检测人体足部的受力情况，可以分析得到有关足部的运动状况，而足部的运动状况在中风患者的康复训练、人工机器助力系统、长期足部负荷监测、宇航、军事装备等领域中均有重大的应用意义。目前，国内外已有大量研究所、高等院校、公司等机构进行相关方面的研究。国外方面，相关的应用如美国（FCAN）的步态分析仪测力鞋垫系统、德国（NOVEL）测力板系统等，他们的设备价格昂贵，且其中的核心技术没有公开；而在国内，已有的成果里如袁刚等人开发的装置，大多成本较高，或是如李炜等人的足底压力测量装置，仅能检测足底压力和应用环境，有较大的局限性。

如申请号为201310149966.7的中国专利申请公开了一种检测足底压力的脚踏板及足底力检测装置，既可单独使用，测量人体静态下的足底力分布，又可联合使用，检测患者步行状态下足底关键区域力的变化情况，但该装置的结构略显复杂且仅限于测量足底压力。

又如专利号为ZL200820171654.0的中国专利公开了一种鞋垫式足底压力测量装置，采用三维力测量传感器，设置在鞋垫对应于足部需要检测压力的位置上，将测量到的足底压力经过处理后显示出来。专利号为ZL201120084573.9的中国专利公开了一种基于足底压力的无线步态测量仪，采用薄膜压阻型压力传感器放置在左右两只鞋垫内的足底压力点，将采集到的数据发送给PC，通过软件进行信号处理以及三维显示，为康复训练医生提供定量的步态测量数据，医生则可以根据这些测得的数据制订最适合患者个体的训练计划。但是，这些技术都只是测量了足底部的压力并显示压力的大小，并没有对足部的运动状况进行分析的功能。

专利号为ZL201210150499.5的中国专利公开了一种基于足底压力的步态分析方法，通过四个压力传感器采集脚底压力信号，对采集到的脚底压力信号进行步态相位分析；比较四个压力传感器采集到的压力和与预设阈值的大小，当四个压力传感器采集到的压力和小于预设阈值时，脚底处于摆动相；反之，脚底处于支撑相。但同样只测量足底压力，并且所能分析的步状情况非常有限。

发明内容

本发明目的在于针对上述存在问题和不足，提出一种轻巧、便携、使用舒适、结构简单、成本低、测量准度高的足部运动状况检测装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的足部运动状况检测装置，其特点是包括鞋底、安装在鞋底上的至少二条长度可调的用于将鞋底固定在脚掌上的柔性带子、分别安装在鞋底和各柔性带子上的具有高灵敏度的呈薄片状结构的应力压力传感器及与各应力压力传感器电连接的用于检测各应力压力传感器的受力情况并将检测到的电压信号经处理后判断出足部的运动状况的数据处理电路单元，所述数据处理电路单元可将电压信号处理后形成的压力数据以及判断出的足部运动状况一并发送到主机或控制端作进一步的分析使用。

其中，上述数据处理电路单元包括电源模块及与电源模块电连接的足部受力检测模块、信号处理模块和微处理器模块，其中所述足部受力检测模块用于检测应力压力传感器的受力情况，所述信号处理模块包括一个多路复用模块和一个电压处理模块，其中所述多路复用模块通过微处理器模块的控制将足部受力检测模块检测到的电压信号经选择处理后传送给电压处理模块进行处理形成为压力数据，所述微处理器模块自带有AD采集模块和无线发射模块，所述电压处理模块将电压信号处理后形成的压力数据传送到AD采集模块并通过AD采集模块对数据进行分析处理后传送给无线发射模块，所述无线发射模块可将处理后的压力数据发送给主机或控制端作进一步的分析使用。

为了增大各应力压力传感器与足部接触位置的作用力，以增大检测的灵敏度，上述鞋底和各柔性带子对应其上应力压力传感器的位置处分别设置有一层弹性物质层。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：