【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于康复健身领域,尤其涉及一种步态测量装置及测量方法。
技术介绍
步行是人体基本运动之一,任何步行动作都要通过人体足部与地面的相互作用完成,通过对足底力学分布特征的分析可以揭示人体的步态规律,为研究足部的结构、功能和运动姿态控制提供有用的信息,同时利用这些信息还可以对人体生理疾病做出合理的预测和解释。因此对足部压力信号的检测分析在制鞋、医疗康复、体育、机器人工程等方面均有重要的科学意义及应用价值。目前压力分布测量传感器的主要测量方法是在一个平面上黏附多个微小的压力传感器来确定表面压力的分布情况。其中的典型代表有采用电容传感技术的Xsensor压力测量系统、采用压阻传感技术的Tekscan压力分布测量系统和采用了压电电阻压力传感技术的FSA(ForceSensingArray)压力测试系统,这些均是采用成千个微小压力传感器组成,每个传感器单元只能测一个法向力的大小,位置精度由各个传感器单元的面积决定,精度越高,微小压力传感器单元面积越小,成本更高。同时,这类传感器无法对脚底摩擦力进行测量。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足,提供一种步态测量装置及测量方法,对在步态测量装置上运动的人实现步态及脚底的压力分布、摩擦力的实时检测。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案:本专利技术步态测量装置的结构特点是:多个相同的测力单元在同一平面上呈阵列分布,相邻的测力单元互相独立;所述测力单元是由平板和四个结构相同的支撑梁构成;所述平板为长方形板件,在所述测力单元上建立三维坐标系,是以平板的底面的中心点为坐标原点,沿平板的长度方向为X向,沿平 ...
【技术保护点】
一种步态测量装置,其特征是:多个相同的测力单元(1)在同一平面上呈阵列分布,相邻的测力单元(1)互相独立;所述测力单元(1)是由平板(2)和四个结构相同的支撑梁(3)构成;所述平板(2)为长方形板件,在所述测力单元(1)上建立三维坐标系,是以平板(2)的底面的中心点为坐标原点,沿平板(2)的长度方向为X向,沿平板(2)的宽度方向为Y向,沿平板(2)的厚度方向为Z向,支撑梁(3)设置在平板(2)的底面用于对平板(2)形成Z向支撑,四个支撑梁(3)沿X向设置,且两两对称分布在平板(2)的两端,处在同一端的两个支撑梁(3)相互之间形成有Y向间隔,并以X轴为对称中心相互对称;使四个支撑梁(3)分处在平面坐标XOY的四个象限中,令:处在第一、第二、第三和第四各象限中的支撑梁依次为第一梁(3a)、第二梁(3b),第三梁(3c)和第四梁(3d);各支撑梁(3)的首端与平板(7)固定连接,支撑梁(3)的末端固定在机架上;在所述各测力单元(1)的支撑梁(3)上设置应变片,利用应变片的检测信号实现步态测量。
【技术特征摘要】
1.一种步态测量装置,其特征是:多个相同的测力单元(1)在同一平面上呈阵列分布,相邻的测力单元(1)互相独立;所述测力单元(1)是由平板(2)和四个结构相同的支撑梁(3)构成;所述平板(2)为长方形板件,在所述测力单元(1)上建立三维坐标系,是以平板(2)的底面的中心点为坐标原点,沿平板(2)的长度方向为X向,沿平板(2)的宽度方向为Y向,沿平板(2)的厚度方向为Z向,支撑梁(3)设置在平板(2)的底面用于对平板(2)形成Z向支撑,四个支撑梁(3)沿X向设置,且两两对称分布在平板(2)的两端,处在同一端的两个支撑梁(3)相互之间形成有Y向间隔,并以X轴为对称中心相互对称;使四个支撑梁(3)分处在平面坐标XOY的四个象限中,令:处在第一、第二、第三和第四各象限中的支撑梁依次为第一梁(3a)、第二梁(3b),第三梁(3c)和第四梁(3d);各支撑梁(3)的首端与平板(7)固定连接,支撑梁(3)的末端固定在机架上;在所述各测力单元(1)的支撑梁(3)上设置应变片,利用应变片的检测信号实现步态测量。2.根据权利要求1所述的步态测量装置,其特征是:在所述支撑梁(3)上设置一沿Y向贯通支撑梁(3)的双通孔(5)和一个沿Z向贯通支撑梁(3)的单通孔(4)。所述双通孔(5)是不同X向位置上的两只单孔相并列且相连通,令:两只单孔中处在支撑梁首端一侧的单孔为首端孔,处在支撑梁末端一侧的单孔为末端孔;以坐标原点为对称中心,形成如下各对称结构:第一梁与第二梁中首端孔X向对称,第一梁与第二梁中末端孔X向对称,第三梁与第四梁中首端孔X向对称,第三梁与第四梁中末端孔X向对称,第一梁与第二梁中单通孔X向对称,第三梁与第四梁中单通孔X向对称;第一梁与第四梁中首端孔Y向对称,第一梁与第四梁中末端孔Y向对称,第二梁与第三梁中首端孔Y向对称,第二梁与第三梁中末端孔Y向对称,第一梁与第四梁中单通孔Y向对称,第二梁与第三梁中单通孔Y向对称。3.根据权利要求2所述的步态测量装置,其特征是:对应于双通孔(5)和单通孔(4)所在位置,在各支撑梁(3)的表面粘贴的应变片分别是:对应于第一梁(3a)上首端孔的中心位置,在第一梁(3a)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R31和R32;对应于第一梁(3a)上末端孔的中心位置,在第一梁(3a)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R33和R34;对应于第二梁(3b)上首端孔的中心位置,在第二梁(3b)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R11和R12;对应于第二梁(3b)上末端孔的中心位置,在第二梁(3b)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R13和R14;对应于第三梁(3c)上首端孔的中心位置,在第三梁(3c)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R21和R22;对应于第三梁(3c)上末端孔的中心位置,在第三梁(3c)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R23和R24;对应于第四梁(3d)上首端孔的中心位置,在第四梁(3d)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R41和R42;对应于第四梁(3d)上末端孔的中心位置,在第四梁(3d)的上表面和下表面一一对应贴有Y向应变片R43和R44;对应于四个支撑梁中支撑梁A上的单通孔,在支撑梁A的外侧表面和内侧表面一一对应贴有X向应变片R51和R52,所述应变片R51和R52处在偏离支撑梁A上单通孔的中心的位置上;对应于四个支撑梁中支撑梁B上的单通孔,在支撑梁B的外侧表面和内侧表面一一对应贴有X向应变片R53和R54,所述应变片R53和R54处在偏离支撑梁B上单通孔的中心的位置上;所述支...
【专利技术属性】
技术研发人员:王勇,胡珊珊,王淮阳,陆益民,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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