足底压力测量鞋及足底压力测量方法技术

技术编号:15582609 阅读:140 留言:0更新日期:2017-06-13 19:10
本发明专利技术涉及一种足底压力测量鞋,包括鞋底,连接在鞋底上的鞋帮以及测量支架,所述测量支架设置在鞋底上,所述测量支架包括支架和底板组成,所述底板设置在支架的框面内,所述底板包括前脚掌板、跖骨板和后脚跟板,所述前脚掌板及跖骨板由多个支撑板拼接而成,所述前脚掌板、跖骨板和后脚跟板下方均设置有传感单元,所述传感单元用于检测前脚掌板、跖骨板和后脚跟板的所受的力,本发明专利技术灵活轻便,结构简单,可以直接穿戴,不影响人的正常行为;测得结果精确。测量结果直观可靠,可得到所要测得足底压力;可以为临床医学上的康复效果评价、隐形疾病的发现、脚型矫正、体育训练方案提供可靠依据。

Foot pressure measuring shoes and foot pressure measuring method

The invention relates to a shoe sole plantar pressure measurement, including the connection, the sole and the upper measuring bracket, a measuring bracket is arranged on the sole, the measuring bracket includes a bracket and a bottom plate, the bottom plate is arranged on the bracket frame, the bottom plate comprises a plate, plate and forefoot metatarsal the heel plate, the forefoot metatarsal plate consists of a plurality of plate and support plate splicing, the forefoot metatarsal and heel plate plate, the bottom plate is provided with a sensing element, the sensing unit is used for detecting the forefoot metatarsal and heel plate, plate plate force of the invention. Flexible and lightweight, simple structure, can be directly worn, does not affect the normal behavior of the measured results. The measurement results are visual and reliable, and the plantar pressure can be obtained. It can provide a reliable basis for the evaluation of rehabilitation effect in clinical medicine, the discovery of invisible diseases, foot correction and physical training programs.

【技术实现步骤摘要】
足底压力测量鞋及足底压力测量方法
本专利技术涉及足底压力测量
,具体涉及一种足底压力测量鞋及足底压力测量方法。
技术介绍
对于需要步态测量的情况,需要了解脚部细节信息,对于脑卒中偏瘫患者、脊髓损伤、多发性硬化等中枢神经系统损伤患者康复时,为达到对康复患者的康复情况的了解,需要及时获知脚部的主要部位的受力点情况,针对脚部主要部位的受力点情况,能够基本获知康复患者的下肢恢复情况,对于患者的进一步康复治疗有较为科学的参考价值。现有技术中,由于还不存在方便检测康复患者脚部的装置,使得康复患者在实际康复训练时,由于无法获知较为科学的脚部受力情况,也就无法给出康复患者更为科学的康复建议,导致患者康复缓慢。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提供一种足底压力测量鞋及足底压力测量方法,能够准确获知康复患者的脚部受力情况,为患者康复提供临床指导。为实现上述目的,本专利技术测量鞋采用的技术方案是:足底压力测量鞋,包括鞋底,环绕在鞋底周围的鞋帮以及测量支架,所述测量支架设置在鞋底上,所述测量支架包括支架和底板组成,所述底板设置在支架的框面内,所述底板包括前脚掌板、跖骨板和后脚跟板,所述前脚掌板及跖骨板由多个支撑板段拼接而成,所述前脚掌板、跖骨板和后脚跟板下方均设置有传感单元,所述传感单元用于检测前脚掌板、跖骨板和后脚跟板的所受压力。本专利技术还存在下列技术特征:所述后脚跟板的板面下方设置有第一支撑梁,所述跖骨板的板面下方设置有第二支撑梁,所述前脚掌板的板面下方设置有第三支撑梁,所述第一、第二、第三支撑梁固定在支架上,所述第一、第二、第三支撑梁固定在支架上均设置有敏感元件,所述敏感元件并构成传感单元。所述第一支撑梁为条杆状结构,第一支撑梁的两端分别固定在后脚跟板下板面所在的支架两侧内壁,所述敏感元件设置在第一支撑梁杆身上且构成传感单元,所述第二支撑梁为条杆状结构,第二支撑梁的两端分别固定在跖骨板下板面所在的支架两侧内壁,所述敏感元件设置在第二支撑梁杆身上且构成传感单元,所述第三支撑梁为条杆状结构,第三支撑梁的两端分别固定在前脚掌板下板面所在的支架两侧内壁,所述敏感元件设置在第三支撑梁杆身上且构成传感单元。所述第一支撑梁的一端固定在后脚跟板下板面所在的支架内壁且另一端水平悬伸,所述敏感元件设置在第一支撑梁的悬伸端且与第一支撑梁构成传感单元,所述第二支撑梁的一端固定在跖骨板下板面所在的支架内壁且另一端水平悬伸,所述敏感元件设置在第二支撑梁的悬伸端且与第二支撑梁构成传感单元,所述第三支撑梁的一端固定在前脚掌板下板面所在的支架内壁且另一端水平悬伸,所述敏感元件设置在第三支撑梁的悬伸端且与第三支撑梁构成传感单元。所述第一、第二、第三支撑梁的杆身中段分别向上延伸设置有第一、第二、第三凸条板,所述敏感元件设置在第一、第二、第三支撑梁的杆上并构成传感单元。所述前脚掌板包括第一、第二支撑板,所述跖骨板包括第三、第四、第五、第六、第七、第八支撑板,第一、第二支撑板与所述第三、第四、第五支撑板间隙布置,所述第三、第四、第五支撑板与所述第六、第七、第八支撑板之间通过柔性连接件连接,所述第六、第七、第八支撑板与后脚跟板之间间隙布置。所述柔性连接件为波浪板结构。为实现上述目的,本方法专利技术采用的技术方案是:足底压力测量方法,其特征在于:所述足底压力测量方法采用了上述的足底压力测量鞋,所述足底压力测量方法步骤如下:A、在测量支架上的前脚掌板、跖骨板和后脚跟板各受力个区域施加力Fi,检测到第一、第二支撑梁设置的传感器测得应变信号εi,根据检测εi和施加的力Fi,建立的模型αi*Fi=εi,得到系数αi;B、设定康复患者足部踩在前脚掌板、跖骨板和后脚跟板上时,测得测量支架上第一、第二、第三支撑梁的应变εi;C、所述被测力为:作用于第一趾骨区的力为F1、作用于第2~5趾骨位置的力F2、作用于第1跖骨头位置的力F3、作用于第2跖骨区中心位置的力F4、作用于第三到五跖骨区中心位置的力F5、作用于足跟区的力F6;D、①站立时,根据模型αi*Fi=εi,,利用Fi=εi/αi式,计算获得各作用力F1’、F2’、F3’、F4’、F5’、F6’,F7’、F8’、F9’、F10’;即得到所要测得脚底主要部位所受的力:F1=F1,F2=F2’,F3=F3’+F6’,F4=F4’+F7’,F5=F5’+F8’,F6=F9’+F10’;②行走时,根据数学模型αi*Fi=εi,利用Fi=εi/αi式,计算获得各作用力F1”、F2”、F3”、F4”、F5”、F6”,F7”、F8”、F9”、F10”;实时得到足部各个主要部位的受力,行走时脚掌着地时,F1=F1”,F2=F2”,行走时脚跟着地时,F6=F9”+F10”;根据角度关系,跖骨测出为矢量和,趾骨处的力的大小为其模的大小;上述εi为ε1、ε2、ε3、ε4、ε5、ε6、ε7、ε8、ε9和ε10,即分别为所述第一、第二、第三支撑梁的处的传感单元获得的应变信号。与已有技术相比,本专利技术的有益效果体现在:本专利技术设有柔性连接机构,符合人体结构。结构简单。灵活轻便,结构简单,可以直接穿戴行走,不影响人的正常行为;本专利技术对足底主要受力进行了分割。即对测量区域进行分割,所测量结果相互之间没有干扰,测得结果更精确。本专利技术与柔性阵列传感器相比,可得到脚底板压力大小,测量结果直观可靠,可得到所要测得足底压力;本专利技术可以为步态检测提供支撑,如:临床医学上的康复效果评价、隐形疾病的发现、脚型矫正、体育训练方案等提供可靠依据。附图说明图1是足底压力测量鞋的立体结构示意图;图2是专利技术中的支架的第一种实施例的结构仰视图;图3是专利技术中的支架的第一种实施例的结构平面图;图4是专利技术中的支架的第二种实施例的结构仰视图;图5是专利技术中的支架的第二种实施例的结构平面图;图6是专利技术中的支架的第三种实施例的结构仰视图;图7是专利技术中的支架的第三种实施例的结构平面图。具体实施方式结合图1至图7,对本专利技术作进一步地说明:足底压力测量鞋,包括鞋底10,环绕在鞋底10周围的鞋帮20以及测量支架30,其特征在于:所述测量支架30设置在鞋底10上,所述测量支架30包括支架31和底板组成,所述底板设置在支架31的框面内,所述底板包括前脚掌板、跖骨板和后脚跟板32,所述前脚掌板及跖骨板由多个支撑板段拼接而成,所述前脚掌板、跖骨板和后脚跟板32下方均设置有传感单元,所述传感单元用于检测前脚掌板、跖骨板和后脚跟板32的所受压力;结合图1至图7所示,穿戴者穿戴上述的测量鞋,在实际奔跑、行走以及站立时,可使得述前脚掌板及跖骨板的支撑板及后脚跟板段32下方的支撑梁35、36、37产生一定程度的弹性形变,前脚掌板及后脚跟板32的下方设置的传感单元可方便检测到上述述前脚掌板及跖骨板及后脚跟板32的形变量,进而换成所检测的压力值,通过测定穿戴者脚部的各个位置传感单元测定的压力,从而获知穿戴者的脚步各部分的受力情况,即可判断脚步的康复情况;上述的述前脚掌板及跖骨板由若干个支撑板拼接而成,并且相邻支撑板之间通过柔性连接件构成柔性连接或者间隙布置,在确保对康复患者脚部受力准确测量的同时,还能能够方便实现对测量鞋的折叠,从而避免测量支架30的折断,可显著提高整个测量鞋的使用寿命。作为本专利技术的优选方案,所述后脚跟板32的板面本文档来自技高网...
足底压力测量鞋及足底压力测量方法

【技术保护点】
足底压力测量鞋,包括鞋底(10),连接在鞋底(10)上的鞋帮(20)以及测量支架(30),其特征在于:所述测量支架(30)设置在鞋底(10)上,所述测量支架(30)包括支架(31)和底板组成,所述底板设置在支架(31)的框面内,所述底板包括前脚掌板、跖骨板和后脚跟板(32),所述前脚掌板及跖骨板由多个支撑板拼接而成,所述前脚掌板、跖骨板和后脚跟板(32)下方均设置有传感单元,所述传感单元用于检测前脚掌板、跖骨板和后脚跟板(32)上的脚部的受力。

【技术特征摘要】
1.足底压力测量鞋,包括鞋底(10),连接在鞋底(10)上的鞋帮(20)以及测量支架(30),其特征在于:所述测量支架(30)设置在鞋底(10)上,所述测量支架(30)包括支架(31)和底板组成,所述底板设置在支架(31)的框面内,所述底板包括前脚掌板、跖骨板和后脚跟板(32),所述前脚掌板及跖骨板由多个支撑板拼接而成,所述前脚掌板、跖骨板和后脚跟板(32)下方均设置有传感单元,所述传感单元用于检测前脚掌板、跖骨板和后脚跟板(32)上的脚部的受力。2.根据权利要求1所述的足底压力测量鞋,其特征在于:所述后脚跟板(32)的板面下方设置有第一支撑梁(35),所述跖骨板的板面下方设置有第二支撑梁(36),所述前脚掌板的板面下方设置有第三支撑梁(37),所述第一、第二、第三支撑梁(35、36、37)固定在支架(31)上,所述第一、第二、第三支撑梁(35、36、37)上均设置有敏感元件构成传感单元。3.根据权利要求2所述的足底压力测量鞋,其特征在于:所述第一支撑梁(35)为条杆状结构,第一支撑梁(35)的两端分别固定在后脚跟板(32)下板面所在的支架(31)两侧,所述敏感元件设置在第一支撑梁(35)杆身上且构成传感单元,所述第二支撑梁(36)为条杆状结构,第二支撑梁(36)的两端分别固定在跖骨板下板面所在的支架(31)两侧,所述敏感元件设置在第二支撑梁(36)杆身上且构成传感单元,所述第三支撑梁(37)为条杆状结构,第三支撑梁(37)的两端分别固定在前脚掌板下板面所在的支架(31)两侧,所述敏感元件设置在第三支撑梁(37)杆身上且构成传感单元。4.根据权利要求2所述的足底压力测量鞋,其特征在于:所述第一支撑梁(35)的一端固定在后脚跟板(32)下板面所在的支架(31)内壁且另一端水平悬伸,所述敏感元件设置在第一支撑梁(35)的悬伸端且构成传感单元,所述第二支撑梁(36)的一端固定在跖骨板下板面所在的支架(31)内壁且另一端水平悬伸,所述敏感元件设置在第二支撑梁(36)的悬伸端且构成传感单元,所述第三支撑梁(37)的一端固定在前脚掌板下板面所在的支架(31)内壁且另一端水平悬伸,所述敏感元件设置在第三支撑梁(37)的悬伸端且构成传感单元。5.根据权利要求3所述的足底压力测量鞋,其特征在于:所述第一、第二、第三支撑梁(35、36、37)的杆身中段分别向上延伸设置有第一、第二、第三凸条板(351、361、371),所述敏感元件设置在第一、第二、第三支撑梁(35、36、37)的杆上并构成传感单元。6.根据权利要求1至5任意一项所述的足底压力测量鞋,其特征在于:所述前脚掌板包括第一、第二支撑板(331、332),所述跖骨板包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员:王勇张素才梁启松黄长建陆益民陈恩伟刘正士
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:安徽,34

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