[发明专利]一种穿戴式足底压力实时检测系统

说明书

本发明公开了一种穿戴式足底压力实时检测系统，涉及人体足底压力检测技术领域，包括压力鞋底，顶部设有多个限位槽；多组压力采集模块，分别设置在多个限位槽内部，用于实时采集多个维度的足底压力，并将多个维度的足底压力转化为多个电信号；足底压力在线解算模块，与多组压力采集模块电连接，用于将多个电信号转换为多个实时的足底压力数据；足底压力无线传输与分析模块，与足底压力在线解算模块电连接，用于接收多个实时的足底压力数据，根据多个实时的足底压力数据进行解算，得到足底合成力和合成力矩。本发明所使用的足底压力实时采集模块可以分别采集三个维度的力和力矩，能够获取更加准确和全面的足底受力情况。

技术领域

本发明涉及人体足底压力检测技术领域，特别是涉及一种穿戴式足底压力实时检测系统。

背景技术

当代医学研究表明，人体运动过程中足底压力的分布和变化可以较为准确地反映不同个体足部的生物特性差异。因此准确的检测和分析足底压力有利于获取不同个体在各个运动姿态下的生物力学参数，通过分析足底压力的分布和变化情况即可判断人体的下肢功能是否正常。

关于足底压力实时检测，现有的技术包含两种主流采集方案。一种是外置式足底压力采集系统，其原理是采集安装在三维测力台或测力板下方的六维力压力传感器在局部坐标系下的三轴力和力矩，通过力和力矩合成得到受试者行走过程中足底压力中心点的三维力和力矩。这种方案具备较高的灵敏度、良好的重复性和稳定性，但由于外置式足底压力采集系统只能在实验室区域使用，而且系统体积大、成本高、多块组合才能实现完整步态周期压力采集故不具备便携性。另一种是穿戴式足底压力采集系统，该系统通常将压力传感器安装在鞋底，进行穿戴式足底压力测量，相较于外置式足底压力采集系统便携性有了很大的提高，并可以实现穿戴式实时测量。但由于大多数足底压力鞋结构设计简单，没有充分考虑压力传感器的布置和固定问题导致其只能测量正向足底压力，即垂直于压力传感器上平面的压力，重复采集精度较低，负载匹配误差较大。

发明内容

本发明实施例提供了一种穿戴式足底压力实时检测系统，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供一种穿戴式足底压力实时检测系统，包括：

压力鞋底，顶部设有多个限位槽；

多组压力采集模块，分别设置在多个限位槽内部，用于实时采集多个维度的足底压力，并将多个维度的足底压力转化为多个电信号；

足底压力在线解算模块，与多组压力采集模块电连接，用于将多个电信号转换为多个实时的足底压力数据；

足底压力无线传输与分析模块，与足底压力在线解算模块电连接，用于接收多个实时的足底压力数据，根据多个实时的足底压力数据进行解算，得到足底合成力和合成力矩。

优选的，多个所述限位槽分别位于所述压力鞋底的前足部掌、足底中部和足跟部，每组压力采集模块均包括：

限位结构，固定设置在所述限位槽内部；

限位片，设置在所述限位结构内部；

压力传感器，固定设置在所述限位片顶部；

支撑板，固定设置在所述压力传感器顶部，所述限位片、压力传感器和支撑板通过固定螺钉连接；

多个所述压力传感器的尺寸均不相同。

优选的，所述限位片的圆周直径与压力传感器的圆周直径相同。

优选的，所述压力鞋底顶部设有弹性鞋垫。

优选的，所述压力鞋底两侧设有用于固定绑带的沉头槽。

优选的，所述足底压力在线解算模块包括：

电压放大模块，用于将多个电信号进行放大；