[发明专利]足底压力测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及足底压力测量技术领域，特别是涉及足底压力测量装置和方法。

背景技术

医疗上，人行走时足底的压力情况对相关疾病的诊断或者康复治疗有着重要的作用。对于外骨骼，根据足底压力的大小及其变化情况能够识别出外骨骼的当前运动状态，对其控制提供重要的参考信息。

足底压力信息的获取一般采用压力测试板或者足底压力测试鞋垫。这些压力采集系统设备中，应用广泛的是美国的Takscan公司的F-Scan鞋垫系统、比利时RSscan公司的Footscan平板系统、瑞士Kistler测力台、德国Novel公司的Emed平板系统和Pedar鞋垫系统。

传统的这些压力测试板和测试台装置复杂价格高昂，不具备可穿戴性，存在极大的空间局限性。测试系统仅限于专用鞋或裸足使用。不适合测量不同环境下的足底压力情况。而传统的压力鞋垫，只能放置在鞋内使用，而这些压力鞋垫内需要设置多个压力传感器，形成压力传感器阵列，由于传感器数量较多，结构复杂，造价高昂。

发明内容

基于此，有必要针对传统的足底压力测量的设备价格昂贵，不便于穿戴，使用不便，足底压力测量鞋垫由于传感器数量较多，造成价格高昂的缺陷，提供一种足底压力测量装置和方法。

一种足底压力测量装置，包括：电路层和鞋垫，所述电路层设置于所述鞋垫内；

所述电路层包括柔性电路板和若干压力传感器，若干所述压力传感器均与所述柔性电路板连接；

若干所述压力传感器包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器，所述鞋垫包括足尖部、足掌部和足跟部，所述第一传感器设置于所述足跟部，所述第二传感器设置于所述足掌部的一侧，所述第三传感器设置于所述足掌部的另一侧，所述第四传感器设置于所述足尖部；

所述柔性电路板用于与测量电路电连接，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器和所述第四传感器分别用于通过所述柔性电路板与所述测量电路电连接。

在其中一个实施例中，所述鞋垫包括弹性层和支撑层，所述电路层设置于所述弹性层和所述支撑层之间，所述弹性层用于抵接于人体的脚底，所述支撑层用于在人体直立或者行走时抵接于地面。

在其中一个实施例中，所述鞋垫还包括第一黏胶层和第二黏胶层，所述电路层通过所述第一黏胶层与所述弹性层连接，所述电路层通过所述第二黏胶层与所述支撑层连接。

在其中一个实施例中，所述压力传感器为薄膜压力传感器。

在其中一个实施例中，还包括测量电路，所述测量电路包括数据采集处理模块，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器和所述第四传感器分别与所述数据采集处理模块连接。

在其中一个实施例中，所述测量电路还包括放大电路，每一所述压力传感器分别通过所述放大电路与所述数据采集处理模块电连接；

所述放大电路包括运算放大器和可调电阻，每一所述压力传感器连接一所述运算放大器的反相输入端，且所述压力传感器通过所述可调电阻与所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同相输入端接地。

在其中一个实施例中，所述测量电路还包括通信模块，所述通信模块与所述数据采集处理模块电连接。

一种足底压力测量方法，包括：

压力数据获取步骤：分别获取足跟部、足掌部外侧、足掌部内侧和足尖部的第一压力数据、第二压力数据、第三压力数据和第四压力数据；

压力程度计算步骤：根据所述第一压力数据、所述第二压力数据、所述第三压力数据和所述第四压力数据，分别计算获取所述足跟部的足跟压力大程度和足跟压力小程度、所述足掌部外侧的掌外压力大程度和掌外压力小程度、所述足掌部内侧的掌内压力大程度和掌内压力小程度以及所述足尖部的足尖压力大程度和足尖压力小程度；

周期计算步骤：根据所述足跟压力大程度、所述足跟压力小程度、所述掌外压力大程度、所述掌外压力小程度、所述掌内压力大程度、所述掌内压力小程度、所述足尖压力大程度和所述足尖压力小程度分别计算获取着地期、承重反应期、站立中期、站立末期、预摆期和摆动期对应的相位程度；

步态相位确认步骤：以所述着地期、所述承重反应期、所述站立中期、所述站立末期、所述预摆期和所述摆动期对应的相位程度中最大一个作为当前步态相位。

在其中一个实施例中，所述步态相位确认步骤包括：

以所述着地期、所述承重反应期、所述站立中期、所述站立末期、所述预摆期和所述摆动期对应的相位程度中最大一个作为预选步态相位；