CN202408922U - 一种足弓测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种足弓测量仪，其特征在于，包含有：压电传感器（1）、分析处理系统（2）、显示装置（3）；所述分析处理系统（2）连接有多个压力传感器（1），其还连接有显示装置（3）。本实用新型是采用压电传感器连接电脑分析处理的方法。通过多点布置压电传感器，测量被测人足底相关位置处的压力，通过电路生成信号，采集到电脑内进行分析处理。压电传感器具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长、价格便宜；多个压电传感器同时测量可以保证测量的精度。从而本实用新型克服了现有技术中存在的操作繁琐，成本高的缺陷，能精确、便捷地进行足弓测量。

Description

一种足弓测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种医疗测量器具，特别是一种足弓测量仪。 

背景技术

足弓是由足底肌肉、韧带将各个足骨联接在一起而形成的拱形结构，足弓的功能是承载全身重量，保持运动的灵活性，吸收震荡，保护脑、脊柱和胸部、腹部等器官，从而被视为“天然减震器”。若足弓降低或消失，站立时足弓塌陷，内缘接近地面，即为扁平足。扁平足可造成长时间站立或行走时易于疲劳，足和小腿酸胀疼痛，严重时还可造成腰部和膝关节不适，从而影响劳动和运动能力。 

测量足弓是判断是否存在扁平足的先决条件，现行的测量足弓的方法主要有印记法与X线诊断法，印记法足底蘸滑石粉或水在地面上形成足印，测量足印获得，这种方法相对繁琐；X线诊断法主要缺点是价格贵且不便捷。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在的操作繁琐，成本高的缺陷，提供一种操作简单，成本低廉适于大众的足弓测量仪。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为： 

一种足弓测量仪，其特征在于，包含有：压电传感器、分析处理系统、显示装置；分析处理系统连接有多个压电传感器，其还连接有显示装置。

作为一种改进，所述压电传感器排列为若干组矩阵，包含有：前足部压电传感器矩阵、中足部压电传感器矩阵、后足部压电传感器矩阵。 

本实用新型达到的有益效果为： 

（1）采用压电传感器进行测量，其具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长、价格便宜等特点，便捷地进行足弓测量。

（2）采用多个压电传感器同时测量，能保证测量的精确度。 

因而，使用上述技术方案，降低了测量仪的成本，并操作简单，而且精确度高，适于大众。 

附图说明

图1是本实用新型基本结构示意图； 

图2是本实用新型压电传感器基本结构示意图；

图3是本实用新型一种实施方式前足部压电传感器矩阵示意图；

图4是本实用新型一种实施方式中足部压电传感器矩阵示意图；

图5是本实用新型一种实施方式后足部压电传感器矩阵示意图；

图6是本实用新型另一种实施方式中足部压电传感器示意图。

具体实施方式

下面结合附图和两种实施方式对本实用新型作进一步说明： 

本实用新型采用的是压电传感器连接电脑分析处理的方法。通过多点布置压电传感器，测量被测人足底相关位置处的压力，通过电路生成信号，采集到电脑内进行分析处理。

其中，压电传感器是由敏感元件、转换元件和其他辅助部件组成。敏感元件受压力作用后，其内载流子的运动能力发生变化而导致电阻改变，因而可以感受到压力信息；转换元件能将敏感元件所感受出的信息直接转换成电信号；而信号调节电路是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。 

接口电路便是接在所述敏感元件上，用于把从传感器得到的模拟信号转换为计算机可读的数字信号的部件，其组成包含有：信号调节电路、采样保持电路、A/D转换器和I/O接口。优选地，还可以包括多路模拟电路。 

接口电路中的信号调节电路可以将压电传感器产生的模拟信号调整到符合A/D转换器工作所需要的数值，满足A/D转换器的分辨率，同时可以滤出信号中的不需要部分。 

优选的多路模拟开关可以解决实际中有许多独立的模拟信号源的问题；采样保持电路可以保证A/D转换器的精度。 

经过分析处理系统分析得出的结果，通过显示装置输出，确定出被测人的足弓生长情况：正常、轻度扁平足、中度扁平足和重度扁平足，并且显示有关信息结果。 

图1显示的是本实用新型基本结构示意图，图2显示的本实用新型压电传感器基本结构示意图。 

如图所示： 

分析处理系统2连接有多个压电传感器1，还连接有显示装置3；

压电传感器1为接口电路5与敏感元件4连接，而接口电路5中依次连接有信号调节电路、多路模拟开关、采样保持电路、A/D转换器和I/O接口。

作为一种优选，敏感元件4为用银粉导电胶，如S-Y71银粉导电胶把导电橡胶贴在底板的极片上，柔性的塑料上板面盖在导电橡胶上面。通过上下板面分别设计接口电路5，可以将导电橡胶的受力信号接出。而调整导电橡胶的尺寸即可调整压电传感器的尺寸。 

考虑到人足底受力的不均匀性，作为一种改进，将压电传感器1排列为若干组矩阵，包含有：前足部压电传感器矩阵、中足部压电传感器矩阵、后足部压电传感器矩阵。而这3个矩阵在检测时分别对应3个检测部位：前足部，中足部和后足部。由于受力主要集中在前足部和后足部，故优选地，将这两部分的压电传感器的数目设计得多一些，而中部相应少一些： 

如图3所示，前足部压电传感器矩阵设置有196个大小为5mm×5mm的压电传感器1，分为14×14的矩阵，其间横纵向点距为7mm，其总大小设置为10cm×10cm，受测时对应脚的前足部；

如图4所示，中足部压电传感器矩阵设置有20个大小为1mm×12mm的压电传感器1，分为4×5的矩阵，其间横向点距为2.5cm，纵向点距为1.4cm，其总大小设置为10cm×7cm，受测时对应脚的中足部；

如图5所示，后足部压电传感器矩阵设置有35个大小为7mm×7mm的压电传感器1，分为7×5的矩阵，其间横纵向点距为1cm，其总大小设置为7cm×5cm，受测时对应脚的后足部。

数字信号形成后，分析处理系统3分析足底压力，得出足内弓的情况，并可以基于如下标准来分析出结果： 

首先使用5分型标准：从足跟中点到中趾趾骨中心的连线为第一线，足跟内侧缘与第一骨内侧缘的切线为第二线，第一线与第二线的交角做三等分，其射线由外到内为第三线和第四线。

采用上述5分型标准来分析：（1）足内弓在第一线以外（含第一线上）为正常；（2）足内弓在第一线与第三线之间为轻度扁平足；（3）足内弓在第三线与第四线之间为中度扁平足；（4）足内弓超过第四线为重度扁平足。 

分析结果在显示装置3上显示出来。 

还可以再进一步地改进，优选一种更加简便的测试方法。由于人的足弓是在足底的中足部，如图6所示，将测量仪中，中足部压电传感器矩阵的数量设为25个，为5×5的矩阵，受测时对应脚的中足部。 

使用此改进时，分析处理系统可以基于如下标准来分析出结果： 

少于15个传感器受压为正常足；

16至18个传感器受压为轻度扁平足；

19至21个传感器受压为中度扁平足；

多于22个传感器受压为重度扁平足。

分析结果在显示装置3上显示出来。 

上面结合附图对本实用新型作了详细的说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本技术领域的技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。 

Claims (1)

1.一种足弓测量仪，其特征在于，包含有：压电传感器（1）、分析处理系统（2）、显示装置（3）；所述分析处理系统（2）连接有多个压电传感器（1），所述分析处理系统（2）还连接有显示装置（3）。

2.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于，所述压电传感器（1）排列为若干组矩阵，包含有：前足部压电传感器矩阵、中足部压电传感器矩阵、后足部压电传感器矩阵。

3.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于：所述前足部压电传感器矩阵有196个压电传感器（1）；所述中足部压电传感器矩阵有20个压电传感器（1）；所述后足部压电传感器矩阵有35个压电传感器（1）。

4.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于：所述中足部压电传感器矩阵有25个压电传感器（1）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的测量仪，其特征在于：所述压电传感器（1）为接口电路（5）与敏感元件（4）连接。

6.根据权利要求5所述的测量仪，其特征在于：所述敏感元件（4）为在底板的极片上贴有导电橡胶，其间涂有银粉导电胶，导电橡胶上面盖有柔性的塑料上板面，所述接口电路连接在其上下板面上。

7.根据权利要求5所述的测量仪，其特征在于：所述接口电路（5）依次连接有信号调节电路、采样保持电路、A/D转换器和I/O接口。

8.根据权利要求7所述的测量仪，其特征在于：所述接口电路（5）还包括多路模拟开关，连接在信号调节电路和采样保持电路之间。

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