CN106263251B - 便携式人体足底触地状态检测鞋底 - Google Patents

便携式人体足底触地状态检测鞋底 Download PDF

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Abstract

便携式人体足底触地状态检测鞋底，它涉及一种检测鞋底。本发明解决了现有的足底力测量装置对局部凸起接触的识别能力较差、对于复杂路面的测量可靠性较低问题。鞋底缓冲垫上加工有脚掌盘旋式凹槽和脚跟盘旋式凹槽，脚掌压力油管均匀盘旋铺设在脚掌盘旋式凹槽内，脚跟压力油管均匀盘旋铺设在脚跟盘旋式凹槽内，踝座通过踝座底盖固装在底层碳板的上端面上，底层碳板固装在底层钢板的上端面上，压力传感器安装在踝座内，脚掌压力油管的一端穿过与底层钢板与压力传感器相连接，脚掌压力油管的另一端设置有一个油管堵头，脚跟压力油管的一端穿过与底层钢板与压力传感器相连接，脚跟压力油管的另一端设置有一个油管堵头。本发明用于足底触地状态分析。

Description

便携式人体足底触地状态检测鞋底
技术领域
本发明涉及一种能辨识不同触地状态的检测鞋底，尤其是一种能划分摆动相和支撑相的便携式人体足底触地状态检测鞋底。
背景技术
足底触地状态分析是判断人体运动状态的重要途径，现有技术中的足底力测量装置通过安装在部分区域的压力膜传感器来采集触地信号，虽然可以增加传感器数量来增大覆盖面积，但是这会使得数据采集变得复杂。由于压力膜始终无法覆盖整个接触区域，因而对于局部凸起接触的识别能力较差。对于复杂路面，压力膜传感器很容易弯折和破损，使得测量装置的可靠性较低。针对上述问题，提出全新的便携式人体足底触地检测鞋底。
综上，现有的足底力测量装置对局部凸起接触的识别能力较差、对于复杂路面的测量可靠性较低。
发明内容
本发明为解决现有的足底力测量装置对局部凸起接触的识别能力较差、对于复杂路面的测量可靠性较低的问题，进而提供一种便携式人体足底触地状态检测鞋底。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的便携式人体足底触地状态检测鞋底包括鞋底耐磨垫1、鞋底缓冲垫2、底层钢板3、脚掌压力油管4、底层碳板5、踝座底盖6、踝座7、压力传感器、脚跟压力油管8和两个油管堵头9；鞋底耐磨垫1通过胶水粘接在鞋底缓冲垫2的下端面上，底层钢板3通过胶水粘接在鞋底缓冲垫2的上端面上，鞋底缓冲垫2上加工有脚掌盘旋式凹槽和脚跟盘旋式凹槽，脚掌压力油管4均匀盘旋铺设在脚掌盘旋式凹槽内，脚跟压力油管8均匀盘旋铺设在脚跟盘旋式凹槽内，踝座7通过踝座底盖6固装在底层碳板5的上端面上，底层碳板5固装在底层钢板3的上端面上，压力传感器安装在踝座7内，脚掌压力油管4的一端穿过底层钢板3与压力传感器相连接，脚掌压力油管4的另一端设置有一个油管堵头9，脚跟压力油管8的一端穿过底层钢板3与压力传感器相连接，脚跟压力油管8的另一端设置有一个油管堵头9。
进一步地，脚掌压力油管4和脚跟压力油管8均采用高弹性的软管。
进一步地，脚掌压力油管4和脚跟压力油管8均为硅胶管或乳胶管。
进一步地，脚掌压力油管4和脚跟压力油管8内填充有粘度较低的矿物油。
进一步地，脚掌压力油管4和脚跟压力油管8内填充有粘度较低的硅油。
进一步地，脚掌压力油管4的直径和脚跟压力油管8的直径与鞋底缓冲垫2的厚度相等。
进一步地，脚掌压力油管4和脚跟压力油管8嵌在高弹性的发泡橡胶层中。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的鞋底缓冲垫内设置有压力油管，通过布置跖骨区和足跟区的压力传感器即可判断前脚掌和脚跟的触地情况，传感器数量少；
压力油管盘旋铺设在鞋底缓冲垫的脚掌部和脚跟部，即采用了区域覆盖方式，避免了感应不到局部凸起接触的情况；局部抗过载能力强，油管即使被挤扁也不会损坏，同时油管起到了缓冲作用；
本发明具有灵敏度高，能够感应轻微的接触以及造价低的优点。
附图说明
图1是本发明的便携式人体足底触地状态检测鞋底整体结构示意图；
图2是本发明具体实施方式鞋底耐磨垫1和鞋底缓冲垫2的的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～2所示，本实施方式的便携式人体足底触地状态检测鞋底包括鞋底耐磨垫1、鞋底缓冲垫2、底层钢板3、脚掌压力油管4、底层碳板5、踝座底盖6、踝座7、压力传感器、脚跟压力油管8和两个油管堵头9；鞋底耐磨垫1通过胶水粘接在鞋底缓冲垫2的下端面上，底层钢板3通过胶水粘接在鞋底缓冲垫2的上端面上，鞋底缓冲垫2上加工有脚掌盘旋式凹槽和脚跟盘旋式凹槽，脚掌压力油管4均匀盘旋铺设在脚掌盘旋式凹槽内，脚跟压力油管8均匀盘旋铺设在脚跟盘旋式凹槽内，踝座7通过踝座底盖6固装在底层碳板5的上端面上，底层碳板5固装在底层钢板3的上端面上，压力传感器安装在踝座7内，脚掌压力油管4的一端穿过底层钢板3与压力传感器相连接，脚掌压力油管4的另一端设置有一个油管堵头9，脚跟压力油管8的一端穿过底层钢板3与压力传感器相连接，脚跟压力油管8的另一端设置有一个油管堵头9。
数据监测电路安装于踝座7中，数据监测电路与压力传感器连接，数据监测电路位于压力传感器的正上方。
具体实施方式二：如图1所示，本实施方式脚掌压力油管4和脚跟压力油管8均采用高弹性的软管。如此设计，局部抗过载能力强，油管即使被挤扁也不会损坏，同时油管起到了缓冲作用。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图1所示，本实施方式脚掌压力油管4和脚跟压力油管8均为硅胶管或乳胶管。如此设计，局部抗过载能力强，油管即使被挤扁也不会损坏，同时油管起到了缓冲作用。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：如图1所示，本实施方式脚掌压力油管4和脚跟压力油管8内填充有粘度较低的矿物油。如此设计，鞋底缓冲垫内设置有压力油管，通过布置跖骨区和足跟区的压力传感器即可判断前脚掌和脚跟的触地情况。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：如图1所示，本实施方式脚掌压力油管4和脚跟压力油管8内填充有粘度较低的硅油。如此设计，鞋底缓冲垫内设置有压力油管，通过布置跖骨区和足跟区的压力传感器即可判断前脚掌和脚跟的触地情况。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：如图1和图2所示，本实施方式脚掌压力油管4的直径和脚跟压力油管8的直径与鞋底缓冲垫2的厚度相等。如此设计，具有灵敏度高，能够感应轻微的接触。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或五相同。
具体实施方式七：如图1和图2所示，本实施方式脚掌压力油管4和脚跟压力油管8嵌在高弹性的发泡橡胶层中。如此设计，使得油管起到了缓冲作用。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。
工作原理：
所述压力油管铺设于穿戴设备足底与地面接触主要区域，油管内填充低粘度的矿物油，当足底与地面接触时压力油管受到挤压，导致其内部油压升高，通过压力传感器将油管内压力信号变换成电压信号并传输给数据监测电路即可判断足底的触地状态。在足底的前脚掌和脚跟区域均铺设一根呈螺旋形的装满液压油的油管，油管的一端通过堵头堵死，另一端与压力传感器相连。当足端着地时，由于足底承受压力，便会压迫油管，使得油管内压力增加，使压力传感器输出电位升高，控制系统可据此判断已经触地。如果足底完全着地，则前后两段油管内的压力都会升高，可判断为全脚掌着地。如果只有脚跟处油管压力升高，而前脚掌油管压力没有升高，可判断为脚跟着地。而如果只有前段油管内的压力升高，可判断为前脚掌着地。

Claims (7)

1.一种便携式人体足底触地状态检测鞋底，所述便携式人体足底触地状态检测鞋底包括鞋底耐磨垫(1)、鞋底缓冲垫(2)、底层钢板(3)、脚掌压力油管(4)、底层碳板(5)、踝座底盖(6)、踝座(7)、压力传感器、脚跟压力油管(8)和两个油管堵头(9)；其特征在于：鞋底耐磨垫(1)通过胶水粘接在鞋底缓冲垫(2)的下端面上，底层钢板(3)通过胶水粘接在鞋底缓冲垫(2)的上端面上，鞋底缓冲垫(2)上加工有脚掌盘旋式凹槽和脚跟盘旋式凹槽，脚掌压力油管(4)均匀盘旋铺设在脚掌盘旋式凹槽内，脚跟压力油管(8)均匀盘旋铺设在脚跟盘旋式凹槽内，踝座(7)通过踝座底盖(6)固装在底层碳板(5)的上端面上，底层碳板(5)固装在底层钢板(3)的上端面上，压力传感器安装在踝座(7)内，脚掌压力油管(4)的一端穿过底层钢板(3)与压力传感器相连接，脚掌压力油管(4)的另一端设置有一个油管堵头(9)，脚跟压力油管(8)的一端穿过底层钢板(3)与压力传感器相连接，脚跟压力油管(8)的另一端设置有一个油管堵头(9)。
2.根据权利要求1所述的便携式人体足底触地状态检测鞋底，其特征在于：脚掌压力油管(4)和脚跟压力油管(8)均采用高弹性的软管。
3.根据权利要求2所述的便携式人体足底触地状态检测鞋底，其特征在于：脚掌压力油管(4)和脚跟压力油管(8)均为硅胶管或乳胶管。
4.根据权利要求1、2或3所述的便携式人体足底触地状态检测鞋底，其特征在于：脚掌压力油管(4)和脚跟压力油管(8)内填充有粘度较低的矿物油。
5.根据权利要求4所述的便携式人体足底触地状态检测鞋底，其特征在于：脚掌压力油管(4)和脚跟压力油管(8)内填充有粘度较低的硅油。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的便携式人体足底触地状态检测鞋底，其特征在于：脚掌压力油管(4)的直径和脚跟压力油管(8)的直径与鞋底缓冲垫(2)的厚度相等。
7.根据权利要求6所述的便携式人体足底触地状态检测鞋底，其特征在于：脚掌压力油管(4)和脚跟压力油管(8)嵌在高弹性的发泡橡胶层中。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI810699B (zh) * 2021-11-02 2023-08-01 任源企業股份有限公司 鞋底的測試治具

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106859651B (zh) * 2017-04-01 2023-09-15 合肥工业大学 穿戴式足底压力测定鞋及足底压力测量方法
CN109676584A (zh) * 2018-12-11 2019-04-26 上海航天控制技术研究所 一种外骨骼用液压敏感式传感鞋
CN109895065A (zh) * 2019-03-14 2019-06-18 布法罗机器人科技（成都）有限公司 基于油压传感器的测压智能鞋及测压方法
CN110132474A (zh) * 2019-06-10 2019-08-16 哈尔滨理工大学 一种液体式触地检测足端

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1480079A (zh) * 2002-09-04 2004-03-10 张志远 一种运动鞋
KR20070090474A (ko) * 2006-03-03 2007-09-06 김철운 공기압을 이용한 공기압 교정 안창 및 그를 위한 족부압력 측정장치및 족부압력 측정방법
CN102266140A (zh) * 2010-06-07 2011-12-07 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 鞋子
CN104905804A (zh) * 2015-06-24 2015-09-16 中国北方车辆研究所 一种测力与支撑结构
CN204730963U (zh) * 2015-06-30 2015-10-28 公安部上海消防研究所 一种智能鞋垫式消防员防护靴足底应力分布采集测试系统
CN105249970A (zh) * 2015-11-16 2016-01-20 北京机械设备研究所 一种穿戴式脚底压力采集装置
RO131257A0 (ro) * 2015-12-29 2016-07-29 Silviu Valentin Vlad Talonet plantar cu geometrie variabilă, metodă de corecţie lent progresivă a diformităţilor piciorului şi algoritm pentru tratamentul dezechilibrelor de statică şi dinamică ale aparatului locomotor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1480079A (zh) * 2002-09-04 2004-03-10 张志远 一种运动鞋
KR20070090474A (ko) * 2006-03-03 2007-09-06 김철운 공기압을 이용한 공기압 교정 안창 및 그를 위한 족부압력 측정장치및 족부압력 측정방법
CN102266140A (zh) * 2010-06-07 2011-12-07 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 鞋子
CN104905804A (zh) * 2015-06-24 2015-09-16 中国北方车辆研究所 一种测力与支撑结构
CN204730963U (zh) * 2015-06-30 2015-10-28 公安部上海消防研究所 一种智能鞋垫式消防员防护靴足底应力分布采集测试系统
CN105249970A (zh) * 2015-11-16 2016-01-20 北京机械设备研究所 一种穿戴式脚底压力采集装置
RO131257A0 (ro) * 2015-12-29 2016-07-29 Silviu Valentin Vlad Talonet plantar cu geometrie variabilă, metodă de corecţie lent progresivă a diformităţilor piciorului şi algoritm pentru tratamentul dezechilibrelor de statică şi dinamică ale aparatului locomotor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI810699B (zh) * 2021-11-02 2023-08-01 任源企業股份有限公司 鞋底的測試治具

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