用于监控步态动力的感应系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于监控步态动力的系统和方法。基于弯曲传感器的电阻可以测量与肢体关联的矫正或修复设备或其它设备的性能。特别地为了对准、安全、故障、使用、选择和人工本体感受的目的，收集或处理来自传感器的数据。关于设备的信息可被可视地或音频地输出给个人。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及感应系统和方法，并且尤其涉及用于监控使用 者的步态动力的传感器。
技术介绍
全球成百万的个人依靠修复和/或矫正设备，以补偿诸如截肢手术或 衰弱的残障人士，并帮助受伤肢体的复原。矫正设备包括外部装置，用 于支撑、对准、防止、保护、修正畸形或提高身体的活动部分的功能。 修复设备包括用作诸如臂或腿的缺失身体部分的人造替代物的装置。随 着个人的平均年龄增加，随着诸如糖尿病的使人衰弱的疾病的流行，残 障人士或被截肢者的数目每年均在增加。结果，也增加了对修复和矫正 设备的需要。为了提高可操作性，修复和矫正设备可由受过训练的专业人员适合 地对准，诸如领有执照的修复专业人员。 一种用于正确地对准修复/矫正 设备的传统装置使用激光束以确定穿戴时设备的重心。使人遗憾的是， 使用这种对准方法需要不是很便携的昂贵设备。因此，存在对不仅可负 担得起并且便携的对准修复/矫正设备的技术的需要。这种技术也会对制 造与肢体相关设备的其它工业有价值，诸如制衣和体育设备工业，它们 也缺乏用于合适地对准诸如鞋、滑雪靴等的设备的可负担得起和便携的 技术。一些修复/矫正设备使用传感器以收集关于设备的数据。 一种相关信 息源是步行时作用在诸如假足的修复/矫正设备上的压力量。使人遗憾的 是，附于假足的单个传统传感器通常仅探测或者脚后跟撞击或脚趾负 载。通常，传统的传感器无法定位在假足上以同时测量脚后跟撞击和脚 趾负载。因此，存在对修复/矫正设备的改进传感器的需要。这种传感器 技术也将对制造与肢体相关设备的其它工业有价值，诸如制衣和体育设 备工业，它们也缺乏能够被定位在与脚相关的设备上的传感器，以便允 许在步行、跑步等时同时探测脚后跟撞击和脚趾负载。一些修复/矫正设备具有与设备交互的传感器系统，导致设备基于传 感器读数自动调节自己。使人遗憾的是，传统的传感器系统不提供有效 的、成本高效的技术，用于存储例如关于使用者的步态动力的累计信 息。因此，存在对存储各自设备的累积性能特征的修复/矫正设备的需 要。这种技术也对制造与肢体相关设备的其它工业有价值。一些修复/矫正设备对使用者提供感觉反馈。然而，传统的感觉反馈 系统的一个缺点在于它们涉及电刺激。在其它潜在问题中，这些系统 可能(或至少可能出现)不舒服、不美观和不安全。因此，存在对改进 的感觉反馈系统的需要。改进的感觉反馈系统也对制造与肢体相关设备 的其它工业有价值。目前，存在测量材料的表面张力的传感器。例如，通常己知使用张 力计以测量材料表面中的实际张力。这些张力计可以测量特定张力被应 用于材料时的电阻变化。当张力计被附于材料表面时，张力计典型地仅 测量材料表面处的张力。使用张力计具有许多缺点。例如，传统的张力 计不隔离由于传感器所附表面中的变形所引起的电阻变化。因此，温 度、材料属性、将张力计结合到表面的粘合剂和材料的稳定性均影响探 测的电阻。例如，在修复工业中，诸如假足的个人修复设备可由多种材 料制成。因此，传统的张力计将必须对由不同材料制成的每只脚校准。 另外，甚至需要对由相同材料制成的不同的脚设备校准。这种逐单位的 校准很昂贵并且不实际。传统张力计的另一局限性在于对于诸如附于 假足的特定应用，它们不够柔性。传统的张力计仅测量小范围的表面张 力。诸如用于假足的碳纤维的非常柔性的材料会超出这种范围。调整传 统张力计用于与诸如假足的与肢体相关的柔性设备一起使用可能不实际，并且昂贵，并可具有对设备的功能性不期望的影响。因此，存在对 用于与诸如假足的与肢体相关设备的改进传感器的需要。在这里，并没有试图对本专利技术的实施例针对的现有技术的所有需要 进行分类。本领域的技术人员将理解到下面描述的实施例针对解决上 述需求，以及其它未列出的需求。
技术实现思路
本专利技术的特定实施例涉及用于监控步态动力的系统和方法。在一个 实施例中，智能足使用沿该足的一部分的柔性传感器，以测量足的弯 曲。基于特定范围，从传感器(或数个传感器)收集的数据可例如由受 训的修复专业人员使用，以探测假足上的连续脚后跟撞击和/或脚趾负载 的发生或样式。例如，该数据可被用于对准(或者静态或动态)或选择 合适的假足。另外，它也可用于预测并防止设备的潜在故障，以及其它 潜在安全问题。此外，它还可被用于训练修复设备的使用者以认识和将 探测的步态动力与通过佩戴设备导致的相关压力相关联。虽然下述附图 和描述经常通过假足描述本专利技术，本专利技术并不局限于这种应用。本专利技术 的实施例可包括许多不同的修复和矫正设备的应用，诸如但不局限于躯 干、手臂、颈部、腿、手等。另外地，本专利技术的实施例可包括与肢体关 联的其它设备的应用，诸如例如服装物品(例如鞋)和体育用品装备 (例如，滑雪鞋)。本专利技术的一个实施例包括用于测量矫正或修复设备的性能的系 统，包含矫正或修复设备，该设备能够在使用时弯曲；和传感器，其中 传感器被配置以随着使用中的设备弯曲，并且其中该传感器产生与设 备的弯曲相关的电阻输出。本专利技术的另一个实施例包括一种用于测量与 肢体关联的矫正或修复设备的弯曲的方法，包括提供具有与其关联的至 少一个传感器的修复或矫正设备；在设备使用、所述传感器随着设备弯 曲时，利用所述传感器测量传感器的弯曲；并传输关于所述弯曲的信 息。本专利技术的另一个实施例包括用于测量与下部肢体关联的设备的性能 的系统，包括与下部肢体关联的设备，该设备能够在使用时弯曲；和 传感器，其中传感器被配置以随使用中的设备弯曲，并且其中该传感器产生与设备的弯曲相关的电阻输出。另一实施例包括假足系统，所述假足系统包括假足；至少一个传感器，所述至少一个传感器包括沿假 足的一部分设置的电阻条，该电阻条被配置以在使用足时随着假足弯 曲；和用于将所述传感器测量的弯曲信息传输到个人的装置。本专利技术的一个实施例包括一种收集关于假足的信息的方法，包括 提供具有与其关联的至少一个传感器的假足；利用所述传感器测量使用时所述设备的性能特征；并将所述传感器测量的对应于性能特征的数据 存储在存储器中。本专利技术的另一个实施例包括一种收集有关与肢体关联 的设备的信息的方法，包括提供具有与其关联的至少一个传感器的与 肢体关联的设备；利用所述传感器测量使用时所述设备的脚趾负载值和 脚后跟撞击值；并确定所述脚趾负载值和脚后跟撞击值中的至少一个是 否落入代表使用者步态的不同状态的预定范围内。本专利技术的另一个实施 例包括 一种评估与肢体关联的设备是否处于合适工作条件的方法，包 括提供具有与其关联的至少一个传感器的与肢体关联的设备；利用所 述传感器测量使用时所述设备的生物力学特征；将来自所述传感器的信 息传输到处理器；并处理所述信息以确定所述设备是否处于合适的工作 条件或不处于合适的工作条件；并提供指示所述设备处于合适的工作条 件或不处于的信号。本专利技术的另一个实施例包括用于附于肢体的设备， 包括与设备关联的至少一个传感器，所述传感器用以测量使用时所述 设备的生物力学特征；处理器，所述处理器被配置以处理从传感器选择 的信息，以确定所述设备是否满足从对准，安全和故障构成的组中选择 的期望条件，和用于指示所述设备是否满足条件的用户界面。再一实施 例包括 一种假足系统，包括假足；设置在假足上的至少一个传感 器，所述传感器被配置以测量使用时所述足的性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量矫正或修复设备的性能的系统，包括：　　　　矫正或修复设备，所述设备能够在使用时弯曲；和　　　　传感器，其中：所述传感器被配置以在使用时随设备弯曲，并且其中：所述传感器产生与设备的弯曲相关的电阻输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿林比约诺维戈克劳森，马格纳斯奥德森，
申请(专利权)人：奥瑟HF公司，
类型：发明
国别省市：IS[冰岛]