[发明专利]足底压力分布检测系统及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种足底压力分布检测系统及其制作方法，其能够实时检测人体的足底压力分布。

背景技术

足底压力分布的研究广泛应用于各个领域，如生物力学、医疗临床、康复工程、骨科、矫形外科、体育训练、制鞋业等诸多领域，具有重要的科学意义及应用价值。近年来，足底压力分布检测技术得到快速发展，迄今为止已出现了几十种检测系统。这些检测系统采用的检测技术手段各不相同，其性能各有千秋，大概可分为四类：

一、脚印。利用具有弹性的橡胶或泡沫制成垫子，其上表面平滑，下表面有脊状凸起，每个凸起均匀间隔并涂上墨。当垫子上表面受力时，橡胶或泡沫发生形变，在支撑面留下墨痕线，墨痕线的宽度正比于受力大小。本方法的优点是简单易行、结果直观，但记录的是压力峰值，需进一步转化为定量结果，且测不出瞬时压力。

二、直接形象化技术，也称足压描记器或压力图。该技术是将一定厚度(通常为几毫米)的透明且具有弹性的塑料或橡胶制成垫子，置于刚性的透明材料(如厚玻璃)之上。垫子旁侧放置光源，当垫子受压时，光路也随之改变，从垫子下面看，光强正比于压力。经摄像机摄入、模数转换得到足压数字图象，像素的灰度值正比于此点的受力大小，再经进一步处理得到三维的足压透视图。垫子还可用液晶制成，其颜色随着受力大小而变化(从浅色到深蓝色)，然后将光波长转换为压力值；也可用深色橡胶制成，其底部包含许多椎形凸起，压力越大之处颜色越深。其它材料还有聚苯乙烯泡沫等。该技术可以实时测得压力分布瞬时值、接触区域及面积，其空间分辨率及压力分辨率较高，结果直观，但只能得到单侧一步的压力参数。

三、力板及负载单元。力板用一块平板作支撑面，下面用电阻应变片按一定方式排列，台面受压后电阻应变片因形变而引起电阻值变化，该变化所引起的微弱电流信号输入动态电阻应变仪处理。在此，应变仪与测力板的电阻应变片构成电桥电路，当电阻值发生变化时原来设定的电桥平衡被破坏，产生电流信号经应变仪放大、滤波后输入到放大器，最后得到三维的力矢量。如果将力板分成若干小的测量单元，用压电或压阻晶体制成传感单元，每个单元都能测量作用其上的压力，则整个系统就能测量压力分布。

但是，现有的几种足底压力分布检测技术中，“脚印”方法过于原始，所检测的数据单一，已经很少使用；“直接形象化技术”采用光学技术检测因足底压力造成的材料形变，系统结构复杂、成本较高；“力板及负载单元”方法采用电阻应变片和电桥电路，结构也较复杂。此外，这三种方法通常将检测系统固定在地面，受试者赤脚或穿鞋在系统表面行走，因此使用场所受限。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种足底压力分布检测系统，包括：检测层，被构造为检测足底压力信号，并将检测到的足底压力信号转换成电信号；处理发送模块，被构造为接收所述检测层转换成的电信号，对接收到的电信号进行处理，且将经处理后的电信号发送到外界的接收设备。

进一步地，所述检测层包括：压电驻极体层；若干第一电极，阵列排布在所述压电驻极体层的上表面上；若干第二电极，阵列排布在所述压电驻极体层的下表面上；若干第一导电线，其中，每个第一电极通过其对应的第一导电线电连接至所述处理发送模块；若干第二导电线，其中，每个第二电极通过其对应的第二导电线电连接至所述处理发送模块；其中，所述若干第一电极与所述若干第二电极对称设置；所述若干第一导电线与所述若干第二导电线对称设置。

进一步地，所述压电驻极体层采用的材料为聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。

进一步地，所述足底压力分布检测系统还包括：第一保护层，设置在所述检测层之上。

进一步地，所述足底压力分布检测系统还包括：第二保护层，设置在所述检测层之下。

进一步地，所述足底压力分布检测系统还包括：第一屏蔽层，设置于所述第一保护层与所述检测层之间；第二屏蔽层，设置于所述第二保护层与所述检测层之间。

进一步地，所述第一屏蔽层包括第一导电层、设置于所述第一导电层与所述检测层之间的第一绝缘层、第三导电线，其中，所述第一导电层通过所述第三导电线电连接至向所述处理发送模块提供电源的供电模块的负极；所述第二屏蔽层包括第二导电层、设置于所述第二导电层与所述检测层之间的第二绝缘层、第四导电线，其中，所述第二导电层通过所述第四导电线电连接至向所述处理发送模块提供电源的供电模块的负极。