CN108113681A - 一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置及采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置及采集方法，本发明的下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，可以保证偏瘫患者在行走途中，能实时、远程采集患者脚部压力信息，实时判断患者的行走状态是否稳定，进而判断患者行走状态的康复、安全程度，实现远程监测与预警；同时对患者及周边环境的音、视频信息进行实时存储，有类似黑匣子的作用，可以很好的用于身体平衡状态参数的记录、分析、通信与安全预警装置；足压即脚部压力，通过足压数据分析，得到偏瘫患者在步行功能方面的康复与安全程度，实现了偏瘫患者远程监测与稳定性预警功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置及采集方法，涉及服务机器人技术领域，尤其是涉及下肢外骨骼机器人技术领域。
背景技术
目前，下肢外骨骼机器人可以有效纠正偏瘫患者的行走步态，促进患者正常步行能力的恢复；偏瘫病人属于高危人群，进行即时的信息跟踪尤为重要。
现有的下肢外骨骼机器人主要有以下问题：
1）没有考虑患者运动信息的采集与分析。
2）不具备患者步态判断、信息远程传输、预警与患者获取救助的功能。
3）不具有足压信息的综合分析功能。
因此，针对以上问题，开发一种适应于偏瘫患者在行走途中，能实时、远程采集患者脚部压力信息，实时判断患者的行走状态是否稳定，进而判断患者行走状态的康复、安全程度，实现远程监测与预警；同时对患者及周边环境的音、视频信息进行实时存储，有类似黑匣子的作用的机器人足压信息采集装置，具有极其重要的作用。
基于此，本发明为下肢外骨骼机器人提供了一种用于身体平衡状态参数的记录、分析、通信与安全预警装置；足压即脚部压力，通过足压数据分析，得到偏瘫患者在步行功能方面的康复与安全程度；实现了偏瘫患者远程监测与稳定性预警功能。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于，其包括分布式足压传感器、信号调理电路、单片机、WiFi通信模块、求助与预警电路和手机终端，其中，所述分布式足压传感器布置于下肢外骨骼机器人的左脚底面和右脚底面上，所述分布式足压传感器通过信号调理电路与所述单片机连接，所述单片机通过所述WiFi通信模块与所述手机终端连接，所述手机终端上还连接有所述求助与预警电路。
进一步，作为优选，分布式足压传感器采用应变式传感器，其中，所述下肢外骨骼机器人的左脚底面上设置有三个左足应变式传感器，所述下肢外骨骼机器人的右脚底面上设置有三个右足应变式传感器，且三个左足应变式传感器与三个右足应变式传感器对称设置。
进一步，作为优选，所述手机终端采用PC机终端代替。
进一步，作为优选，手机终端或者PC机终端上还设置有存储模块。
进一步，作为优选，所述分布式足压传感器通过信号电缆与信号调理电路连接。
进一步，作为优选，所述下肢外骨骼机器人上还设置有拾音器与摄像头组件。
进一步，作为优选，所述下肢外骨骼机器人上还设置有紧急呼叫SOS按键。
进一步，作为优选，本发明还包括振动模块。
进一步，本发明提供了一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置的采集方法，其采用本发明所述的下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置对身体平衡状态参数进行记录、分析、通信与安全预警，其步骤如下：
步骤一：对患者足压信号进行分布式采集；左、右脚，各取三点，分别对应于穴位，共六点。
步骤二：对6路足压瞬时信号进行比较放大、A/D转换，再采用单片机系统进行初步的足压数据分析处理，统计出患者足压瞬时值的峰值，计算出足压瞬时值的均值、变化速度与加速度。
步骤三：通过WiFi通信模块将此信息远传至PC机、手机等终端。
步骤四：通过PC机、手机等终端软件对患者的足压数据进行峰值分析、足压瞬时值分析，分析得出患者行走的稳定性。
步骤五：对非正常的步态下足压做出安全预警，并将预警信号传递至患者所携带的本发明装置和任意指定的手机、计算机终端。
步骤六：对患者现场环境的音、视频信息进行远程存储、监控。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，可以保证偏瘫患者在行走途中，能实时、远程采集患者脚部压力信息，实时判断患者的行走状态是否稳定，进而判断患者行走状态的康复、安全程度，实现远程监测与预警；同时对患者及周边环境的音、视频信息进行实时存储，有类似黑匣子的作用，可以很好的用于身体平衡状态参数的记录、分析、通信与安全预警装置；足压即脚部压力，通过足压数据分析，得到偏瘫患者在步行功能方面的康复与安全程度，实现了偏瘫患者远程监测与稳定性预警功能。
附图说明
图1是下肢外骨骼机器人的信息采集装置的总体布置图。
图2是左足的足压传感器分布图。
图3是右足的足压传感器分布图。
图4是电路的模块布置图。
附图标记说明：1电路处理盒；2信号线缆；3 紧急呼叫SOS按键；4专用鞋垫；5拾音器、摄像头组件；6、7、8左足应变式传感器；9、10、11右足应变式传感器；12信号调理电路；13求助与预警电路；14单片机；15 WIFI通信模块；16 振动模块；17电源；18音、视频信号处理模块；19存储模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其包括分布式足压传感器、信号调理电路12、单片机14、WiFi通信模块15、求助与预警电路13和手机终端，其中，所述分布式足压传感器布置于下肢外骨骼机器人的左脚底面和右脚底面上，所述分布式足压传感器通过信号调理电路与所述单片机14连接，所述单片机14通过所述WiFi通信模块15与所述手机终端连接，所述手机终端上还连接有所述求助与预警电路13。
其中，在本实施例中，如图2-3，分布式足压传感器采用应变式传感器，其中，所述下肢外骨骼机器人的左脚底面上设置有三个左足应变式传感器6、7、8，所述下肢外骨骼机器人的右脚底面上设置有三个右足应变式传感器9、10、11，且三个左足应变式传感器6、7、8与三个右足应变式9、10、11传感器对称设置。
其中，作为另一实施例，所述手机终端采用PC机终端代替。
为了便于对采集数据进行存储，手机终端或者PC机终端上还设置有存储模块19。
所述分布式足压传感器通过信号电缆2与信号调理电路连接。所述下肢外骨骼机器人上还设置有拾音器与摄像头组件5。所述下肢外骨骼机器人上还设置有紧急呼叫SOS按键3。还包括振动模块16。
本发明在使用时，下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置在对身体平衡状态参数进行记录、分析、通信与安全预警时，其步骤如下：
步骤一：对患者足压信号进行分布式采集；左、右脚，各取三点，分别对应于穴位，共六点。
步骤二：对6路足压瞬时信号进行比较放大、A/D转换，再采用单片机系统进行初步的足压数据分析处理，统计出患者足压瞬时值的峰值，计算出足压瞬时值的均值、变化速度与加速度。
步骤三：通过WiFi通信模块将此信息远传至PC机、手机等终端。
步骤四：通过PC机、手机等终端软件对患者的足压数据进行峰值分析、足压瞬时值分析，分析得出患者行走的稳定性。
步骤五：对非正常的步态下足压做出安全预警，并将预警信号传递至患者所携带的本发明装置和任意指定的手机、计算机终端。
步骤六：对患者现场环境的音、视频信息进行远程存储、监控。
本发明的下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，可以保证偏瘫患者在行走途中，能实时、远程采集患者脚部压力信息，实时判断患者的行走状态是否稳定，进而判断患者行走状态的康复、安全程度，实现远程监测与预警；同时对患者及周边环境的音、视频信息进行实时存储，有类似黑匣子的作用，可以很好的用于身体平衡状态参数的记录、分析、通信与安全预警装置；足压即脚部压力，通过足压数据分析，得到偏瘫患者在步行功能方面的康复与安全程度，实现了偏瘫患者远程监测与稳定性预警功能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于，其包括分布式足压传感器、信号调理电路、单片机、WiFi通信模块、求助与预警电路和手机终端，其中，所述分布式足压传感器布置于下肢外骨骼机器人的左脚底面和右脚底面上，所述分布式足压传感器通过信号调理电路与所述单片机连接，所述单片机通过所述WiFi通信模块与所述手机终端连接，所述手机终端上还连接有所述求助与预警电路。
2.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于：分布式足压传感器采用应变式传感器，其中，所述下肢外骨骼机器人的左脚底面上设置有三个左足应变式传感器，所述下肢外骨骼机器人的右脚底面上设置有三个右足应变式传感器，且三个左足应变式传感器与三个右足应变式传感器对称设置。
3.根据权利要求2所述的一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于：所述手机终端采用PC机终端代替。
4.根据权利要求3所述的一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于：手机终端或者PC机终端上还设置有存储模块。
5.根据权利要求4所述的一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于：所述分布式足压传感器通过信号电缆与信号调理电路连接。
6.根据权利要求5所述的一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于：所述下肢外骨骼机器人上还设置有拾音器与摄像头组件。
7.根据权利要求6所述的一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于：所述下肢外骨骼机器人上还设置有紧急呼叫SOS按键。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置，其特征在于：还包括振动模块。
9.一种下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置的采集方法，其特征在于，其采用权利要求1-8任意一项所述的下肢外骨骼机器人的足压信息采集装置对身体平衡状态参数进行记录、分析、通信与安全预警，其步骤如下：
步骤一：对患者足压信号进行分布式采集；左、右脚，各取三点，分别对应于穴位，共六点；
步骤二：对6路足压瞬时信号进行比较放大、A/D转换，再采用单片机系统进行初步的足压数据分析处理，统计出患者足压瞬时值的峰值，计算出足压瞬时值的均值、变化速度与加速度；
步骤三：通过WiFi通信模块将此信息远传至PC机、手机等终端；
步骤四：通过PC机、手机等终端软件对患者的足压数据进行峰值分析、足压瞬时值分析，分析得出患者行走的稳定性；
步骤五：对非正常的步态下足压做出安全预警，并将预警信号传递至患者所携带的本发明装置和任意指定的手机、计算机终端；
步骤六：对患者现场环境的音、视频信息进行远程存储、监控。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109115386A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-01 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种用于穿戴式外骨骼助力机器人的足底压力测量装置 |
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2018
- 2018-02-06 CN CN201810115157.7A patent/CN108113681A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109115386A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-01 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种用于穿戴式外骨骼助力机器人的足底压力测量装置 |
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