穿戴式足底壓力檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] ；本實用新型設(shè)及一種可穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，其通過放置在鞋墊 一側(cè)的壓力檢測器采集壓力，并通過腳部動作識別器件采集腳部姿態(tài)信息來方便使用者在 平時走路中不受地點限制，是一種足底壓力檢測設(shè)備和方法。
[0002]
【背景技術(shù)】；足底壓力的分布可W反映出人們不同程度的姿態(tài)，足底壓力可W應(yīng)用 在各個領(lǐng)域中，例如，足底壓力分布可W幫助通過檢測潰瘍高危區(qū)域來區(qū)分糖尿病人與非 糖尿病人、進行骨科的足病診、在康復(fù)訓(xùn)練中檢測行走姿態(tài)判斷病人恢復(fù)程度W及為下肢 疾病康復(fù)提供解決方案等，同時在刑事偵破中，判斷人們身高體重等信息W及地面互動游 戲中都有所應(yīng)用。但目前的檢測設(shè)備都不理想。 【實用新型內(nèi)容】：
[0003] 實用新型目的；本實用新型提供一種穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，其目的是解決W 往的足底檢測裝置不理想的問題，使人們在走路或者運動過程中實時檢測足底壓力信息并 通過壓力、加速度等信息進行姿態(tài)預(yù)測及時反映人體的相關(guān)身體信息，本申請?zhí)峁┮环N在 腳底加入壓力檢測器、加速度計和巧螺儀的可穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，方便人們不受地 點限制隨時可W知道健康預(yù)測狀況，姿態(tài)預(yù)測可W應(yīng)用在一些老人的防摔倒等方面，既可 W在上位機中實時觀察分析結(jié)果，也可W隨身攜帶本設(shè)備。
[0004] 技術(shù)方案：
[0005] 一種穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，包括鞋墊，其特征在于：該設(shè)備包括壓力傳感模 塊，中央處理控制模塊，無線通訊模塊，上位機，巧螺儀，加速度計和信號提示模塊，該壓力 傳感模塊位于鞋墊上與腳接觸的部位，壓力傳感模塊、巧螺儀和加速度計連通過連接線與 中央處理控制模塊連接，中央處理控制模塊，通過無線傳輸與上位機進行通信，上位機連接 信號提示模塊。
[0006] 信號提示模塊由一個L邸顯示燈和一個蜂鳴器組成。
[0007] 優(yōu)點及效果；本實用新型提供一種穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，包括鞋墊，其特征在 于；該設(shè)備包括壓力傳感模塊，中央處理控制模塊，無線通訊模塊，上位機，巧螺儀，加速度 計和信號提示模塊，本申請除了檢測足底的壓力信息，還能根據(jù)巧螺儀和加速度計測得的 角速度分析腳部所呈現(xiàn)的姿態(tài)，簡單的預(yù)測人們行走的趨勢，根據(jù)該些信息預(yù)測使用者想 要開始行走的趨勢，并根據(jù)開始行走的趨勢進行初始化，給出信號提示并且本設(shè)備開始工 作，在與其他可穿戴式設(shè)備一起使用時，避免因為多種設(shè)備的不同時工作而對使用者造成 行走障礙，如果各個設(shè)備之間沒有同時協(xié)調(diào)好而開始工作則會造成摔倒等現(xiàn)象，除此之外 該樣的設(shè)計還可W節(jié)約電源。目前各種可穿戴式設(shè)備的研發(fā)技術(shù)日益先進，可W預(yù)見在不 久的將來各種新式可穿戴設(shè)備將可能改變?nèi)藗兊纳罘绞?。而本實用新型正是一種方便人 們不受地點限制的在人們不論是行走時還是靜止時都可W檢測人們足底壓力的設(shè)備，實現(xiàn) 了可穿戴式足底壓力實時檢測。
【附圖說明】：
[000引圖1為本實用新型中可穿戴式足底壓力檢測設(shè)備力敏電阻排布的俯視圖；
[0009] 圖2為本實用新型中腳底走路所用到主要肌肉分布圖。
[0010] 圖3為本實用新型中腳運動時壓力檢測器的工作原理圖。
[0011] 圖4為本實用新型中中央處理控制模塊與上位機進行通信的工作示意圖。
[0012] 圖5為本實用新型中各模塊連接示意圖。
【具體實施方式】 [0013] ：下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明：
[0014] 本實用新型的外部結(jié)構(gòu)如圖1所示。在外觀上，本實用新型是在鞋墊一側(cè)有八個 壓力檢測電阻排布在人們走路時主要肌肉部位W及解剖特征區(qū)，該樣排布除去了數(shù)據(jù)冗余 又保證了壓力信息的準確性。
[0015] 本實用新型所描述的可穿戴式足底壓力檢測設(shè)備如圖3所示。本設(shè)備包括壓力傳 感模塊1，中央處理控制模塊2,無線通訊模塊3,上位機4,巧螺儀5,加速度計6,信號提示 模塊7,壓力傳感模塊、巧螺儀5和加速度計6連通過連接線與中央處理控制模塊連接，該壓 力傳感模塊由八個壓力感應(yīng)器組成并位于鞋墊一側(cè)與腳接觸的部位，通過連接線與中央處 理控制模塊連接，中央處理控制模塊可W自行處理數(shù)據(jù)，也可W通過無線傳輸與上位機進 行通信，上位機進行精密的數(shù)據(jù)計算。信號提示模塊由一個L邸顯示燈和一個蜂鳴器組成。
[0016] 本實用新型所描述可穿戴式足底壓力檢測設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示。壓力傳感 模塊的力敏電阻矩陣、巧螺儀、加速度計、供電模塊連接至中央處理控制模塊，中央處理控 制模塊通過無線傳輸模塊與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸，上位機對數(shù)據(jù)進行計算分析，信號提示 模塊顯示信號。中央處理模塊處理來自力敏電阻、巧螺儀、加速度計的足底壓力分布信息W 及角度姿態(tài)信息，然后判斷是否符合已設(shè)定好的參數(shù)范圍內(nèi)，在使用上位機的情況下通過 上位機繪制曲線，在不使用上位機的情況下由中央處理控制模塊存儲模塊讀取數(shù)據(jù)，判斷 使用者的運動趨勢；供電模塊負責給整個電路供電。
[0017] 本實用新型的實施方法如下：
[0018] (1)當腳掌與鞋墊上的壓力傳感模塊接觸時，壓力傳感模塊內(nèi)所包含的力敏電阻 值R會隨施加在其上的壓力值f而發(fā)生變化，R與f之間根據(jù)電阻材料的不同存在特定的 非線性關(guān)系。壓力傳感模塊與中央處理控制模塊連接，W監(jiān)測腳掌與鞋墊之間產(chǎn)生的壓力 變化，中央處理控制模塊讀取壓力模塊中每個力敏電阻兩端的電壓值V。，并通過公式1計算 出力敏電阻R的值：
[0019] = … R + r
[0020] 其中r為與力敏電阻串聯(lián)的分壓電阻。當力敏電阻上有壓力變化時，中央處理模 塊會實時返回一個介于0到N之間的數(shù)值，其中，N的值與處理器的位數(shù)n有關(guān)（N = 2D-1)， 而Vi為中央處理模塊可W檢測的電壓的最大值，因此壓力傳感模塊檢測到的電壓值與其電 阻呈現(xiàn)W下關(guān)系：
[002U 民=:' 。） Vj - N
[0022] 人們在抬腿、走路等呈現(xiàn)不同姿態(tài)時，腳踩在壓力傳感模塊的力度不同，力敏電阻 采集到的壓力信息隨著人們腳部的運動有所變化，通過采集由多個力敏電阻排布構(gòu)成壓力 傳感模塊上的壓力分布值，便可得到足底壓力分布信息。
[0023] (2)利用巧螺儀與加速度計互相配合，加速度計在較長時間測量精準，而在較短時 間內(nèi)由于信號噪聲而有誤差存在，巧螺儀在較短時間內(nèi)比較精準，但是在較長時間則會有 漂移而產(chǎn)生的誤差，因此兩者結(jié)合可W在時間點與時間段內(nèi)都準確測量人們行走時在x、y、 Z軸上的角速度0,，0y，及加速度ay，ay，a,，利用中央處理控制模塊使用ARIA計算模 型迭代，計算如下：
【主權(quán)項】
1. 一種穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，包括鞋墊，其特征在于：該設(shè)備包括壓力傳感模塊 (1)，中央處理控制模塊（2)，無線通訊模塊（3)，上位機（4)，陀螺儀（5)，加速度計（6)和信 號提示模塊（7)，該壓力傳感模塊位于鞋墊上與腳接觸的部位，壓力傳感模塊、陀螺儀（5) 和加速度計（6 )通過連接線與中央處理控制模塊連接，中央處理控制模塊，通過無線傳輸與 上位機進行通信，上位機連接信號提示模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，其特征在于：信號提示模塊由一 個LED顯示燈和一個蜂鳴器組成。
【專利摘要】本實用新型提供一種穿戴式足底壓力檢測設(shè)備，包括鞋墊，其特征在于：該設(shè)備包括壓力傳感模塊，中央處理控制模塊，無線通訊模塊，上位機，陀螺儀，加速度計和信號提示模塊，本實用新型正是一種方便人們不受地點限制的在人們不論是行走時還是靜止時都可以檢測人們足底壓力的設(shè)備，實現(xiàn)了可穿戴式足底壓力實時檢測。
【IPC分類】G01L1-20, A61B5-22, A61B5-11
【公開號】CN204293160
【申請?zhí)枴緾N201420391945
【發(fā)明人】辛義忠, 劉楚紅
【申請人】辛義忠
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年7月15日