[实用新型]一种基于压电传感元件的脚底压力时序采集装置

说明书

一种基于压电传感元件的脚底压力时序采集装置，包括检测模块、通信模块、信号处理模块、微处理器和供电模块，检测模块包括压电薄膜传感器，压电薄膜传感器按照脚底前部、中前部、中后部和后部的四个区域内均呈左右并列设置；信号处理模块包括整流电路和双稳态触发器，压电陶瓷薄膜信号依次经整流电路和双稳态触发器后传输给微处理器，供电模块分别与微处理器及信号处理模块电连接。将压电薄膜传感器按照脚底前部、中前部、中后部和后部的四个区域内均呈左右并列设置，并通过信号处理模块和微处理器检测各个压电模块的时序差，从而给后续判断脚部着力点之间的先后顺序，从而判断走路姿势的正确性，采集过程简单。

技术领域

本实用新型涉及智能运动穿戴领域，尤其涉及一种基于压电传感元件的脚底压力时序采集装置。

背景技术

无论是爬山、散步、打球和溜冰等各种运动，均离不开作为人类日常生活必需品的鞋子，尤其是一双合脚的鞋子，而行走使得人们可以探索或征服各种环境。

具体的行走步骤如图1所示，

首先是图1中的A阶段，单腿站立引导肢向前阶段：此时，下腹部收紧保持躯干稳定，髂腰肌收缩屈髋，膕绳肌与小腿收缩屈膝，胫骨前肌和腓骨肌收缩出现踝屈（勾脚动作）。引导肢向前时，对侧肩关节向该侧髋关节靠拢，足趾的伸肌收缩出现勾脚尖动作（趾部伸展）。

其次是图1中的B阶段，足跟与地面接触阶段：此时，屈髋终止，股四头肌收缩伸膝，踝屈和趾伸动作终止。

接着是图1中的C阶段，重心前移，单腿支撑阶段：此时，股四头肌收紧，臀部肌肉开始收缩。

随后是图1中的D阶段，重心继续前移，向前跌倒倾向阶段：此时，臀部收缩伸髋，其余地方维持稳定，小腿及足部肌肉收缩明显（很多人是在这里控制不恰当，并且往往都是臀部力量缺乏与腿部前后侧力量不平衡引起，进而导致各种健康问题）。

再次是图1中的E阶段，推动阶段：此时，臀部继续收紧伸髋，股四头肌继续发力伸膝盖，该侧支撑肢会完全伸展到摆动肢即将着地。摆动过程中，对侧肩会向摆动肢髋关节靠拢，这个阶段的末段是趾长屈肌发力，也就是脚趾头发力。

最后是图1中的F阶段：当摆动肢接触地面时，新的周期开始。

但人们一旦学会行走，便很少有人关注行走的姿势问题。不正确的走路姿势，不仅会使得仪态气质变差，而且还会伤害身体健康，引起身体众多问题的产生或加重，比如：足底疼痛、腰痛、膝盖疼痛、骨盆侧移、椎间盘突出和腿部变形等问题。同时，随着生活水平的提高，人们的消费水平也在不断的提高，尤其对于爱美的女性会买一些价格比较昂贵的鞋，而错误的行走姿势还会造成鞋底磨损严重的不对称，增加生活成本，并且再次穿因磨损而不对称的鞋子会对身体造成的伤害更加严重。

中国发明专利CN201410008823.9提出一种智能鞋，包括鞋底和鞋面，所述的鞋底内部设有将压力转换为电信号输出的压力传感器和控制单元，所述的控制单元包括无线通信模块和控制模块，所述的无线通信模块与控制模块数据相连，控制模块与压力传感器相连。该发明虽然提高了计步、测重准确率和电能转化效率，但是该发明并不能分析出人们的走路姿势及习惯等，进而及时调整不正确的行走姿态，减小对身体造成的伤害。

为此，本领域技术人员致力于开发一种基于压电传感元件的脚底压力时序采集装置，以便能精确分析出行走时脚部的作用力，进而判断出行走姿势，并将其与已存的正确的着力及行走姿势作对比，及时分析出行走者存在的问题，并做出调整。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于压电传感元件的脚底压力时序采集装置。