一种用于足压采集的鞋垫制造技术

本申请公开了一种用于足压采集的鞋垫，包括依次贴合设置的行导线层、电阻式压力传感层和列导线层。行导线层包括多条沿电阻式压力传感层一面的第一方向设置的多条导线，列导线层包括多条沿电阻式压力传感层另一面的第二方向设置的多条导线。由于采用阵列式压力传感器，使得鞋垫的压力传感器结构简单，可以适应不同尺码的鞋子，以简化用于足压采集的鞋垫的结构，降低生产成本。

An insole for foot pressure collection

The present application discloses a shoe insole for foot pressure acquisition, which comprises a row conductor layer, a resistive pressure sensor layer and a row conductor layer which are arranged in sequence. The traveling wire layer comprises a plurality of wires arranged in the first direction of one side of the resistive pressure sensing layer, and the traveling wire layer comprises a plurality of wires arranged in the second direction of the other side of the resistive pressure sensing layer. Because of the use of array pressure sensor, the pressure sensor of insole has simple structure and can adapt to shoes of different sizes, so as to simplify the structure of insole for foot pressure collection and reduce production costs.

【技术实现步骤摘要】
一种用于足压采集的鞋垫
本专利技术涉及足底压力测量
，具体涉及一种用于足压采集的鞋垫。
技术介绍
足底压力是指日常运动活动中，人体足部和支撑表面之间作用的压力场。它不仅是一种表征人体生理健康状况的医学指标数据，而且可以表征受试者步态、平衡等人体运动协调性健康状况，并与人体其他器官健康密切相关。足底压力被广泛应用于现代医学、运动功能检测、机器人感知和现代制鞋业等多个领域。研究发现，糖尿病足溃烂与足部压力分布异常紧密相关，足底压力测量成为该类疾病早期预防及后期治疗的重要方法之一。不仅如此，足底压力也为医生提供了丰富且详实的病人步态及肢体平衡等重要研究数据。在专业运动中，足底压力数据是教练分析运动员姿态动作的重要参考依据之一，用于运动员的动作分析与改进，以获得更加运动表现。在机器人技术中，类人机器人的步态规划大量参考了人体足底压力相关研究。在现代制鞋业中，足底压力是鞋靴设计中的关键因素之一。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。鞋垫式压力传感器由于放置于鞋内，可以测量运动过程中鞋内的足底压力变化，是监测运动过程中人足部承受压力分布状态的重要工具。但现有技术中，为提高鞋垫式压力传感器的空间分辨率与采样率，需要在鞋垫内设置由多个独立的压力传感器，且因鞋子有多个尺码，需要针对不同尺码的鞋子调整鞋垫中传感器的位置，进而使鞋垫式压力传感器的结构复杂，造价高昂。
技术实现思路
本专利技术公开了一种用于足压采集的鞋垫，简化压力传感器的结构，降低生产成本。根据第一方面，一种实施例中提供一种鞋垫，包括依次贴合设置的行导线层、电阻式压力传感层和列导线层；所述行导线层包括多条沿电阻式压力传感层一面的第一方向设置的多条导线；所述列导线层包括多条沿电阻式压力传感层另一面的第二方向设置的多条导线。进一步，还包括：列选择器，与所述列导线层的各导线电连接，用于选通所述列导线层的各列；R-V转换器，与所述行导线层的各导线电连接，用于将所述行导线层的各行在压力作用下导致的电阻变化转换成模拟电压信号；模数转换器，与所述R-V转换器电连接，用于将R-V转换器输出的各行的模拟电压信号转换为数字电压信号。进一步，所述列选择器选通的所述列导线层的导线接地；所述R-V转换器包括多个反相比例运放电路；所述反相比例运放电路的输入端与所述行导线层中的一导线连接；所述鞋垫还包括行选择器，所述行选择器与所述反相比例运放电路的输出端连接，用于选通所述R-V转换器的反相比例运放电路的输出端。进一步，还包括处理器，用于依据所述模数转换器输出的数字电压信号，计算所述鞋垫所感应到的压力的分布值。依据上述实施例的一种鞋垫，由于采用阵列式压力传感器，使得鞋垫的压力传感器结构简单，可以适应不同尺码的鞋子，以简化用于足压采集的鞋垫的结构，降低生产成本。附图说明图1为一种实施例中鞋垫的压力传感器的结构示意图；图2为与各鞋号相对应的鞋垫尺寸示意图；图3为一实施例中不同尺寸鞋垫的压力传感器的裁剪示意图；图4为一实施例中鞋垫的压力传感器在鞋垫封装的位置示意图；图5为一实施例中行导线层的各导线与行引线层的引线连接示意图；图6为一实施例中列导线层的各导线与列引线层的引线连接示意图；图7为一实施例中鞋垫的压力传感器的结构示意图；图8为一实施例中鞋垫的压力传感器的压力感应点编号示意图；图9为一种实施例中鞋垫的压力传感器的局部结构的平面示意图；图10为一种实施例中鞋垫的压力传感器的局部结构的截面示意图；图11为不同量程的传感器单元的压力与电阻变化曲线示意图；图12为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的结构示意图；图13为一种实施例中的R-V转换运放阵列的R-V转换电路单元的结构示意图；图14为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的结构示意图；图15为一种实施例中鞋垫的足压采集电路的工作流程示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本专利技术实施例中，公开了一种用于足压采集的鞋垫，由于采用阵列式的压力传感器，且同行压力感应点共用一个行引出导线，同列压力感应点共用一个列引出导线，进而简化鞋垫的压力传感器的结构，降低生产成本。实施例一：请参考图1，为一种实施例中鞋垫的压力传感器的结构示意图，该鞋垫包括压力传感器，其压力传感器依次包括紧密接触的行引线层31、行导线层21、电阻式压力传感层10、列导线层22和列引线层32。一实施例中，鞋垫的压力传感器可以是柔性片状结构。行导线层21包括多条沿电阻式压力传感层10一面的第一方向设置的多条导线。列导线层22包括多条沿电阻式压力传感层10另一面的第二方向设置的多条导线。一实施例中，第一方向与第二方向垂直，例如第一方向是行方向，第二方向是列方向。本申请的实施例中，第二方向为鞋垫的长轴方向，第一方向为鞋垫的短轴方向。一实施例中，鞋垫的长轴方向可为脚长方向，鞋垫的短轴方向可为脚宽方向。一实施例中，第二方向与鞋垫的长轴方向平行，且第一方向与第二方向垂直。行导线层21和列导线层22中的导线可以是具有预设宽度的带状导体，带状导体可以采用金、银、铜等金属导体来制成。一实施例中，列导线层的每条导线在鞋垫中间与鞋垫前端之间沿第一方向具有一断裂带，该断裂带用于将列导线层的每条导线都断开，其中，列导线层的每条导线在断开处的两端都通过一小于预设的宽度的断裂带引线电连接。一实施例中，行导线层21的导线宽度为5毫米，各导线之间的距离为3毫米。一实施例中，行导线层21的导线数量为35。一实施例中，列导线层22的导线数量为11。电阻式压力传感层10用于当该鞋垫式压力传感器在受到外力作用时，受压处的电阻率会发生变化。一实施例中，电阻式压力传感层10可以采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于足压采集的鞋垫，其特征在于，包括依次贴合设置的行导线层、电阻式压力传感层和列导线层；所述行导线层包括多条沿电阻式压力传感层一面的第一方向设置的多条导线；所述列导线层包括多条沿电阻式压力传感层另一面的第二方向设置的多条导线。

【技术特征摘要】
1.一种用于足压采集的鞋垫，其特征在于，包括依次贴合设置的行导线层、电阻式压力传感层和列导线层；所述行导线层包括多条沿电阻式压力传感层一面的第一方向设置的多条导线；所述列导线层包括多条沿电阻式压力传感层另一面的第二方向设置的多条导线。2.如权利要求1所述的鞋垫，其特征在于，所述第二方向为鞋垫的长轴方向，所述第一方向为鞋垫的短轴方向。3.如权利要求2所述的鞋垫，其特征在于，所述列导线层的每条导线具有预设的宽度；所述列导线层的每条导线在所述鞋垫中间与鞋垫前端之间沿第一方向具有一断裂带，该断裂带用于将列导线层的每条导线都断开，其中列导线层的每条导线在断开处的两端都通过一小于所述预设的宽度的断裂带引线电连接。4.如权利要求3所述的鞋垫，其特征在于，还包括多个柔性电路板接口；柔性电路板接口与所述行导线层中各导线电连接，用于作为行导线层的输出接口；柔性电路板接口与所述列导线层中各导线电连接，用于作为列导线层的输入接口。5.如权利要求4所述的鞋垫，其特征在于，还包括贴合设置在所述行导线层上的行引线层和贴合设置在所述列导线层上的列引线层；所述行引线层包括多条行引线，用于将所述行导线层中各导线与所述柔性电路板接口电连接，每条所述行引线与所述行导线层的一根导线电连接；所述列引线层包括多条列引线，用于将所述列导线层中各导线与所述柔性电路板接口电连接，每条所述列引线与所述列导线层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王墨，王新安，何春舅，陈红英，黄继攀，赵天夏，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44