CN108324280A - 脚部压力检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脚部压力检测装置，包括具有一开口的脚套，设置于脚套上的用于检测人脚的多个部位承压值的压力检测机构，设置于脚套上并与压力检测机构电连接的用于接收和传输压力信号的信号处理机构，以及设置于脚套上并分别与压力检测机构和信号处理机构电连接的用于供电的供电机构。本发明采用了在脚套上设置压力检测机构，通过压力检测机构对人脚的多个部位所受压力情况进行检测，进而得到整个脚部的承压数据，使得鞋靴设计师能够较为全面地了解人脚的多个部位处于不同运动状态下的承压情况，而不是仅仅了解脚底的承压情况，从而有效地解决了脚部压力检测装置无法对脚部承压情况作全面检测的技术问题，提升了检测数据的完整性。
Description
技术领域
本发明属于人体数据测量设备的技术领域，更具体地说，是涉及一种脚部压力检测装置。
背景技术
人们在日常生活工作中，鞋子作为保护脚部免受硬物伤害、便于行走和御寒防冻而穿用的兼有装饰功能、卫生功能的足装。虽然鞋子只占服饰中很少部分，但是作为人们不可或缺的日常用品，其在人们日常生活中的重要地位是无法取代的。在鞋子的穿着过程中，久站等多种因素都会带来诸如腰椎间盘突出，膝关节、脚踝、足弓劳损等健康隐患，因此，了解脚在穿鞋后的承压情况，如何使脚均匀受力，减少由脚部带来的各种疾患，增强鞋子的舒适度，提升客户满意度，成为鞋靴产品设计的必然需要。
目前，检测脚部承压情况一般是采用一块连接电脑的压力板，人从上面走过或者站立在该压力板上以对脚底的压力分布进行测量，或者采用具有压力监控功能的鞋垫，将该鞋垫装载在鞋子内，以对脚底在人行走过程中的受力情况进行测量，但是，以上两种方式均无法对脚部承压情况作全面的测量分析，无法用于改善脚部受压不均的问题，也就无法满足增强鞋子舒适度的要求，更给不了解决由鞋子设计不合理带来的健康隐患问题的准确的参考数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脚部压力检测装置，以解决现有技术中，脚部压力检测装置无法对脚部承压情况作全面检测的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种脚部压力检测装置，包括具有一开口的脚套，设置于所述脚套上的用于检测人脚的多个部位承压值的压力检测机构，设置于所述脚套上并与所述压力检测机构电连接的用于接收和传输压力信号的信号处理机构，以及设置于所述脚套上并分别与所述压力检测机构和所述信号处理机构电连接的用于供电的供电机构。
进一步地，所述压力检测机构包括分别与所述信号处理机构和所述供电机构电连接的柔性电路板，及分布于所述脚套的内壁上并与所述柔性电路板电连接的压力传感器组。
进一步地，所述压力传感器组包括用于检测脚背承压值的至少六个第一传感器，用于检测脚腰窝承压值的至少两个第二传感器，用于检测踝骨边缘承压值的至少两个第三传感器，用于检测脚掌承压值的至少三个第四传感器，以及用于检测脚跟承压值的至少三个第五传感器。
进一步地，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器和所述第五传感器均为柔性薄膜压力传感器。
进一步地，所述脚部压力检测装置还包括设置于所述脚套上的用于传输数据和充电的传输接口，所述供电机构包括充电电池，及与所述传输接口相接并与所述充电电池电连接的充电模块。
进一步地，所述信号处理机构包括用于接收所述压力传感器组的压力信号的信号接收模块，及用于传输所述压力信号的信号发射模块。
进一步地，所述信号发射模块为无线信号发射模块或与所述传输接口相接的有线信号发射模块。
进一步地，所述脚套为具有弹性的套状件。
进一步地，所述脚部压力检测装置还包括连接于所述脚套开口处的脚腕固定环。
进一步地，所述脚腕固定环的首尾两端分别设置有魔术贴或卡扣或磁扣。
本发明提供的脚部压力检测装置的有益效果在于：采用了在脚套上设置压力检测机构，通过压力检测机构对人脚的多个部位所受压力情况进行检测，进而得到整个脚部的承压数据，使得鞋靴设计师能够较为全面地了解人脚的多个部位处于不同运动状态下的承压情况，而不是仅仅了解脚底的承压情况，便于鞋靴设计师设计出更加舒适、更加符合人体工学的鞋靴以满足客户的需求，从而有效地解决了脚部压力检测装置无法对脚部承压情况作全面检测的技术问题，提升了检测数据的完整性，为解决由鞋子设计不合理带来的健康隐患问题提供了数量依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的脚部压力检测装置的立体透视示意图；
图2为本发明实施例提供的脚部压力检测装置的另一角度的立体透视示意图；
图3为本发明实施例提供的脚部压力检测装置的底侧透视示意图。
其中，图中各附图标记：
1—人脚、2—脚部压力检测装置、21—脚套、22—压力检测机构、23—信号处理机构、24—供电机构、25—脚腕固定环、221—柔性电路板、222—压力传感器组、2221—第一压力传感器、2222—第二压力传感器、2223—第三压力传感器、2224—第四压力传感器、2225—第五压力传感器。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3，现对本发明提供的脚部压力检测装置进行说明。该脚部压力检测装置2包括脚套21、压力检测机构22、信号处理机构23以及供电机构24，其中，脚套21具有一个开口(未标注)，并且脚套21为仿照人脚1的形状制成，可套设在人脚1上，人脚1可通过该开口伸入脚套21内；压力检测机构22设置在脚套21上，用于检测人脚1的多个部位的承压值；信号处理机构23设置在脚套21上，并且信号处理机构23与压力检测机构22电连接，用于接收和传输压力信号；供电机构24设置在脚套21上，并且供电机构24分别与压力检测机构22和信号处理机构23电连接，用于向压力检测机构22和信号处理机构23供电。
脚部压力检测装置2的工作原理为：先将脚套21套设在人脚1上，供电机构24为压力检测机构22和信号处理机构23提供运行的电源，当人脚1处于不同运动状态时，脚部压力检测装置2通过压力检测机构22对人脚1的多个部位所受压力情况进行检测，接着通过信号处理机构23将压力检测机构22检测到的压力信号发送给外部主机，然后通过外部主机中的计算程序计算出人脚1的多个部位的承压值。
优选地，在本发明提供的实施例中，脚套21为具有弹性的套状件，其由织物或软硅胶等材料制成，并且具有良好弹性，有利于贴附在人脚1上，使得压力检测机构22对人脚1的多个部位所受压力情况的感知更加灵敏，进而提高了脚部压力检测装置2的检测精度。
本发明提供的脚部压力检测装置2，与现有技术相比，有益效果在于：采用了在脚套21上设置压力检测机构22，通过压力检测机构22对人脚1的多个部位所受压力情况进行检测，进而得到整个脚部的承压数据，使得鞋靴设计师能够较为全面地了解人脚1的多个部位处于不同运动状态下的承压情况，而不是仅仅了解脚底的承压情况，便于鞋靴设计师设计出更加舒适、更加符合人体工学的鞋靴以满足客户的需求，从而有效地解决了脚部压力检测装置无法对脚部承压情况作全面检测的技术问题，提升了检测数据的完整性，为解决由鞋子设计不合理带来的健康隐患问题提供了数量依据。
进一步地，请参阅图3，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述压力检测机构22包括柔性电路板221和压力传感器组222，其中，柔性电路板221分别与上述信号处理机构23和上述供电机构24电连接，压力传感器组222分布在脚套21的内壁上，并且压力传感器组222与柔性电路板221电连接。具体地，柔性电路板221(FlexiblePrinted Circuit，简称FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳可挠性的印刷电路板，其具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，可嵌设在脚套21内，或贴覆在脚套21的外壁上，压力传感器组222自柔性电路板221向脚套21内延伸，使得压力传感器组222可直接与人脚1接触，并且压力传感器组222可通过柔性电路板221取得电能和将检测到的压力信号传输给信号处理机构23，进而实现对人脚1的多个部位所受压力情况进行检测。
进一步地，请参阅图1至图3，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述压力传感器组222包括至少六个第一传感器2221、至少两个第二传感器2222、至少两个第三传感器2223、至少三个第四传感器2224以及至少三个第五传感器2225。具体地，第一传感器2221朝向人脚1的脚背部位，并且多个第一传感器2221在对应于人脚1的跖趾围线和背围线的脚套21的内壁上自中间向两边间隔分布，用于检测脚背的承压值，优选地，其中一个第一传感器2221位于大拇指的上方；第二传感器2222朝向人脚1的腰窝部位，并且至少两个第二传感器2222沿脚套21的轴线方向依次排列，用于检测脚腰窝的承压值；第三传感器2223位于脚套21的相对两侧壁上，朝向人脚1的踝骨边缘，用于检测踝骨下边缘的承压值；第四传感器2224朝向人脚1的前掌底面，并且至少三个第四传感器2224沿垂直于脚套21轴线的方向依次排列，用于检测脚掌的承压值；第五传感器2225朝向人脚1的后跟底面，用于检测脚跟的承压值，如此，在人脚1的各个主要的承压点上均对应设置有传感器，提升了数据收集的完整性。
优选地，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述第一传感器2221、第二传感器2222、第三传感器2223、第四传感器2224和第五传感器2225均为柔性薄膜压力传感器。具体地，柔性薄膜压力传感器由聚酰亚胺或聚酯薄膜等材料进行封装，可仿照人的皮肤感知功能，因此，具有检测精度高、性能稳定性好，防水性好等优点，进而提高了数据检测的可靠性。
进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述脚部压力检测装置2还包括传输接口(未图示)，该传输接口设置在脚套21上，用于传输数据和充电，同时，上述供电机构24包括充电电池和充电模块(未图示)，其中，充电模块与传输接口相接，并且与充电电池电连接。具体地，传输接口可为USB接口、Type-C接口或磁吸接口等，充电电池可为锂离子电池、纽扣电池或薄膜电池等，充电模块可通过传输接口与外部电源连接，并且向充电电池供电，保证了脚部压力检测装置2正常运行。当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施例中，充电模块还可通过感应线圈与外部电源实现无线连接，此处不作唯一限定。
优选地，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述供电机构24还包括电源管理模块、电源开关和电量指示灯(未图示)，该电源管理模块分别与充电电池、柔性电路板221和压力传感器组222电连接，当在设定时间内，电源管理模块没有接收到压力传感器组222的压力信号，电源管理模块会自动切断电源，以延长充电电池的续航能力；电源开关分别与电量指示灯、充电电池、柔性电路板221、压力传感器组222和信号处理机构23电连接，用于控制充电电池与电量指示灯、柔性电路板221、压力传感器组222及信号处理机构23的电流通路的打开和关闭；电量指示灯与充电电池和充电模块电连接，用于显示充电电池的电量和充电进程，便于用户了解脚部压力检测装置2的使用状态。
进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述信号处理机构23包括信号接收模块和信号发射模块(未图示)，其中，信号接收模块用于接收上述压力传感器组222的压力信号，并且将该压力信号进行整理、放大、滤波和A/D转换等处理，信号发射模块用于将信号接收模块处理好的压力信号传输到外部主机上，通过安装在主机上的应用程序，将电信号通过算法换算成显示信号，显示信号可以在三维脚型对应的各个位置以不同颜色、渐变线或者以数字形式表示，并且显示信号可通过手机终端、PC或云平台等存储，存储的显示信号可用于分析程序的大数据训练，并通过大数据进一步分析研究，对标准脚型的研究提供数据依据。
进一步地，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述信号发射模块为无线信号发射模块或有线信号发射模块。具体地，当信号发射模块为无线信号发射模块时，信号发射模块通过WiFi、蓝牙、NFC、UWB、ZigBee等传输协议进行数据的无线传输；当信号发射模块为有线信号发射模块时，信号发射模块与上述传输接口相接，并且通过传输接口与外部主机连接进行数据传输。
进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，上述脚部压力检测装置2还包括脚腕固定环25，该脚腕固定环25连接在脚套21的开口处。具体地，脚套21的开口对应在人脚1的脚腕部位，脚腕固定环25可围设在脚腕的外周，并且脚腕固定环25沿脚套21的开口边缘延伸，用于将脚套21的开口紧固在脚腕上；此处，脚腕固定环25可为具有弹性且封闭的环状件，或为具有两端且内径可调节的环状件；上述信号处理机构23供电机构24和传输接口均安装在脚腕固定环25上，并且上述柔性电路板221的一端伸入脚腕固定环25内分别与信号处理机构23供电机构24电连接，如此，使得脚部压力检测装置2的结构布局更加紧凑，有效地防止信号处理机构23供电机构24和传输接口发生意外损坏。
进一步地，作为本发明提供的脚部压力检测装置的一种具体实施方式，在上述脚腕固定环25的首尾两端分别设置有魔术贴或卡扣或磁扣(未图示)，即脚腕固定环25为具有两端且内径可调节的环状件，通过魔术贴或卡扣或磁扣可实现脚腕固定环25的首尾两端相接，进而可调节脚套21的开口的内径大小以适应不同脚腕尺寸，提高了脚套21穿着的可靠性。当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施例中，还可通过其它方式实现脚腕固定环25的首尾两端相接，此处不作唯一限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，且并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.脚部压力检测装置，其特征在于：包括具有一开口的脚套，设置于所述脚套上的用于检测人脚的多个部位承压值的压力检测机构，设置于所述脚套上并与所述压力检测机构电连接的用于接收和传输压力信号的信号处理机构，以及设置于所述脚套上并分别与所述压力检测机构和所述信号处理机构电连接的用于供电的供电机构。
2.根据权利要求1所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述压力检测机构包括分别与所述信号处理机构和所述供电机构电连接的柔性电路板，及分布于所述脚套的内壁上并与所述柔性电路板电连接的压力传感器组。
3.根据权利要求2所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述压力传感器组包括用于检测脚背承压值的至少六个第一传感器，用于检测脚腰窝承压值的至少两个第二传感器，用于检测踝骨边缘承压值的至少两个第三传感器，用于检测脚掌承压值的至少三个第四传感器，以及用于检测脚跟承压值的至少三个第五传感器。
4.根据权利要求3所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器和所述第五传感器均为柔性薄膜压力传感器。
5.根据权利要求2所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述脚部压力检测装置还包括设置于所述脚套上的用于传输数据和充电的传输接口，所述供电机构包括充电电池，及与所述传输接口相接并与所述充电电池电连接的充电模块。
6.根据权利要求5所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述信号处理机构包括用于接收所述压力传感器组的压力信号的信号接收模块，及用于传输所述压力信号的信号发射模块。
7.根据权利要求6所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述信号发射模块为无线信号发射模块或与所述传输接口相接的有线信号发射模块。
8.根据权利要求1至7任一项所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述脚套为具有弹性的套状件。
9.根据权利要求8所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述脚部压力检测装置还包括连接于所述脚套开口处的脚腕固定环。
10.根据权利要求9所述的脚部压力检测装置，其特征在于：所述脚腕固定环的首尾两端分别设置有魔术贴或卡扣或磁扣。
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