CN200994779Y - 人体步态运动测量鞋及其能量消耗实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及人体步态运动测量鞋及其能量消耗实时监测装置，该测量鞋包括步态运动测量装置，步态运动测量装置设置于鞋的底部；所述步态运动测量装置包括传感器、电源和传感器信号采集处理控制器；电源连接到传感器和传感器信号采集处理控制器，传感器连接到传感器信号采集处理控制器；监测装置包括人体步态运动测量鞋和无线信号接受处理装置，人体步态运动测量鞋和无线信号接受处理装置通过无线信号相互连接。本实用新型结构简单，测试成本低；能方便、快捷地实现人体的步态识别功能，包括走、跑和跳等模式；可以实时监测该模式下的能量消耗，为建立人体步态运动能量消耗的数学模型提供了信息保证；快速的针对人体健康进行个性化运动指导。
Description
技术领域
本实用新型涉及人体运动测量装置，特别涉及一种人体步态运动测量鞋及其能量消耗实时监测装置，通过该装置可以实现实时无创的监测人体步态运动状态和能量消耗的目的。
背景技术
现代生活中，随着人们生活水平的提高，饮食结构发生了很大的变化，摄取的食物中，高热能的食物越来越多；其次，人们的工作方式也发生了很大变化。人们一方面过量摄入高热量食物，一方面缺乏运动，导致了肥胖人群日益增多，慢性病也日益增多。国内外大量研究证实，改善个人不健康的生活习惯，针对个人健康危险因素干预的个性化运动指导，被证实为治疗和康复这些疾病的最有效的方法之一。个性化运动指导需要实时监控个体的运动行为和能量消耗，且控制人体的能量代谢平衡是重中之重，目前，能量消耗常用科学测试是采用气体代谢分析方法，但是，该方法成本昂贵、需要特定的苛刻的测试环境，还需要复杂的测试流程，因而它只能用在实验室内，无法实现个体在日常生活中简单地实现能量的消耗和监测。
发明内容
本实用新型的目的，提出了一种人体步态运动测量鞋及其能量消耗实时监测装置，通过该装置可以实时无创的监测人体步态运动和能量消耗，实现针对个人健康危险因素干预的个性化运动指导。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种人体步态运动测量鞋，该测量鞋包括步态运动测量装置，所述步态运动测量装置设置于鞋的底部；所述步态运动测量装置包括传感器、电源和传感器信号采集处理控制器；电源连接到传感器和传感器信号采集处理控制器，传感器连接到传感器信号采集处理控制器。
所述步态运动测量装置设置在鞋垫上，所述步态运动测量装置的电源和传感器信号采集处理控制器置于鞋垫的脚掌心处，所述传感器分别设置在鞋垫的脚趾、脚掌和脚后跟处。
所述步态运动测量装置的电源和传感器信号采集处理控制器设置于鞋帮上，所述传感器分别设置在鞋底的脚趾、脚掌和脚后跟处。
所述信号采集处理控制器包括无线发射装置。
所述传感器为触觉阵列传感器。
一种人体步态运动能量消耗实时监测装置，其特征在于，该装置包括人体步态运动测量鞋和无线信号接受处理装置，人体步态运动测量鞋和无线信号接受处理装置通过无线信号相互连接；
所述测量鞋包括步态运动测量装置，所述步态运动测量装置设置于鞋的底部；所述步态运动测量装置包括传感器、电源和传感器信号采集处理控制器；电源连接到传感器和传感器信号采集处理控制器，传感器连接到传感器信号采集处理控制器，所述传感器信号采集处理控制器包括无线信号发射装置。
所述测量信号接收处理装置包括机壳、无线信号接收器、CPU和显示器；无线信号接收器连接到CPU，CPU输出连接到显示器，无线信号接受器、CPU和显示器安装在机壳中。
所述机壳为手表式机壳。
所述无线信号接收处理装置是无线信号接收器和计算机，无线信号接收器通过接口连接到计算机。
本实用新型的有益效果是：
1.测试装置结构简单，测试成本低，可以方便、快捷地实现人体的步态识别功能，其中，步态包括走、跑和跳等模式。
2.基于各种步态模式，本实用新型可以实时监测该模式下的能量消耗，非常方便的、实时无创伤的测试到人体的步态特征，为测定人体的能量消耗、建立人体步态运动能量消耗的数学模型提供了信息保证。
3.通过测量信号接收处理装置，对于用户的各种下肢运动模式可以高效地实现运动能量消耗的监测功能，使得人体健身运动更加科学化、系统化和个性化，快速的针对个人的健康进行个性化运动指导。
下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
附图说明
图1是人体步态运动测量鞋结构及其传感器在鞋垫的布局示意图；
图2是步态运动测量装置分布于鞋帮和鞋底的示意图；
图3是人体步态运动能量消耗实时监测装置示意图；
图4是手表式测量信号接收处理装置示意图；
图5是计算机加接口的测量信号接收处理装置示意图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1和图2，人体步态运动测量鞋包括鞋和步态运动测量装置；鞋包括鞋帮1，鞋底2和鞋垫3，在鞋垫3上设置有步态运动测量装置，该装置包括传感器5，电源6和传感器信号采集处理控制器7；电源6连接到传感器5和传感器信号采集处理控制器7为其提供电源，传感器5连接到传感器信号采集控制器7；所述电源6和传感器信号采集处理控制器7置于鞋垫3的脚掌心处，所述传感器5分别设置在鞋垫3的脚趾、脚掌和脚后跟处；鞋垫3上包括一个柔性保护垫4，例如：聚酯膜等，传感器5、电源6和传感器信号采集处理控制器7被封装在柔性保护垫4下；传感器信号采集处理控制器7由CPU中央处理芯片和相应的外围接口芯片组成，该处理控制器7用于采集、处理传送传感器5的信息，该处理控制器7可以独立完成信号的处理并通过CPU及其应用软件对人体步态运动信号进行分析处理，也可以附加一个无线发射装置将传感器信号传出；传感器5一般采用带有柔性连线的应力传感器，本实施例采用的是触觉阵列传感器，该传感器是利用非晶丝合金材料即采用具有应力阻抗效应(SI)的非晶丝作为敏感材料制成的一种集成化、嵌入式的阵列传感器；它可以测量传感大面积敏感面内各点二维的微小应力变化，具有灵敏度高，响应速度快，功耗低等特点。
实施例2：
参见图2，人体步态运动测量鞋包括有鞋帮1、鞋底2、鞋垫3和步态运动测量装置；步态运动测量装置的电源6和传感器信号采集处理控制器7设置于的鞋帮1上，所述传感器5分别设置在鞋底2的脚趾、脚掌和脚后跟处，此种设置将传感器5固定在鞋底2上可以提高所测参数的重复性，同时特别适用于平足人员的使用测试。
实施例3：
参见图3和图4，人体步态运动能量消耗实时监测装置：包括人体步态运动测量鞋8和无线信号接收处理装置9；其中，人体步态运动测量鞋8为实施例1或实施例2所描述的结构，并且，在传感器信号采集处理控制器7中还包括无线信号发射装置；本实施例的无线信号接收处理装置9包括手表式机壳13、无线信号接收器10、CPU11和显示器12；无线信号接收器10连接到CPU11，CPU11输出连接到显示器12，无线信号接受器10、CPU11和显示器12安装在手表式机壳13中；CPU11将无线信号接收器10接收的人体步态运动信号进行分析处理，建立人体步态运动能量消耗的数学模型，给出针对个人健康危险因素的个性化运动指导。
实施例4：
参见图3和图5，人体步态运动能量消耗测量实时监测装置：包括人体步态运动测量鞋8和无线信号接收处理装置9；其中，人体步态运动测量鞋8为实施例1或2所描述的结构，并且，在传感器信号采集处理控制器7中还包括有无线信号发射装置；所述无线信号接收处理装置9是无线信号接收器14和计算机15，无线信号接收器14通过接口连接到计算机15；计算机15将无线信号接收器14接收的人体步态运动信号进行分析处理，建立人体步态运动能量消耗的数学模型，其所使用的算法是基于个性化的步态消耗模型实现的，它具有计算简便、计算结果精度高等优点；给出针对个人健康危险因素的个性化运动指导。
Claims (9)
1.人体步态运动测量鞋，其特征在于，该测量鞋包括步态运动测量装置，所述步态运动测量装置设置于鞋的底部；所述步态运动测量装置包括传感器、电源和传感器信号采集处理控制器；电源连接到传感器和传感器信号采集处理控制器，传感器连接到传感器信号采集处理控制器。
2.根据权利要求1所述的人体步态运动测量鞋，其特征在于，所述步态运动测量装置设置在鞋垫上，所述步态运动测量装置的电源和传感器信号采集处理控制器置于鞋垫的脚掌心处，所述传感器分别设置在鞋垫的脚趾、脚掌和脚后跟处。
3.根据权利要求1所述的人体步态运动测量鞋，其特征在于，所述步态运动测量装置的电源和传感器信号采集处理控制器设置于鞋帮上，所述传感器分别设置在鞋底的脚趾、脚掌和脚后跟处。
4.根据权利要求1所述的人体步态运动测量鞋，其特征在于，所述信号采集处理控制器包括无线发射装置。
5.根据权利要求1所述的人体步态运动测量鞋，其特征在于，所述传感器为触觉阵列传感器。
6.人体步态运动能量消耗实时监测装置，其特征在于，该装置包括权利要求1所述的人体步态运动测量鞋和无线信号接受处理装置，人体步态运动测量鞋和无线信号接受处理装置通过无线信号相互连接；人体步态运动测量鞋所述传感器信号采集处理控制器包括有无线信号发射装置。
7.根据权利要求6所述的人体步态运动能量消耗实时监测装置，其特征在于，所述测量信号接收处理装置包括机壳、无线信号接收器、CPU和显示器；无线信号接收器连接到CPU，CPU输出连接到显示器，无线信号接受器、CPU和显示器安装在机壳中。
8.根据权利要求7所述的人体步态运动能量消耗实时监测装置，其特征在于，所述机壳为手表式机壳。
9.根据权利要求6所述的人体步态运动能量消耗实时监测装置，其特征在于，所述无线信号接收处理装置是无线信号接收器和计算机，无线信号接收器通过接口连接到计算机。
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