CN202553940U - 一种步态分析装置 - Google Patents

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应放天
应佳伟
汪军华
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Hangzhou Yinao Intelligence Technology Co Ltd
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应放天
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Abstract

本实用新型涉及一种步态分析装置，包括主控电脑、数据收集模块、多个惯性传感单元、压力传感单元；所述的惯性传感单元与数据收集模块连接，用于采集角速度信号、角位置信号、原始电压信号传递给数据收集模块；所述的压力传感单元与数据收集模块连接，用于采集压力信号并传递给数据收集模块；所述的数据收集模块与主控电脑连接对接收到的信号进行A/D转换并处理后传递给主控电脑；智能完备的系统，能快速、准确的获得病人步态数据，帮助医生准确判断病情和致病原因，从而帮助医生制定正确的治疗方案。

Description

一种步态分析装置
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种步态分析装置。 
背景技术
    这些年来由于急性脑血管病所致的偏瘫患者和由于外伤性精髓损伤所致的偏瘫患者越来越普遍，而这些病症给患者造成了正常人难以想象的精神和肉体痛苦，并且存在步态异常现象。步态是人体结构与功能、运动调节系统、行为及心理活动在行走时的外在表现，但是，其中某个系统或某些方面的功能障碍，都可引起步态异常。人体步态分析是研究人体步行规律的检查方法，通过分析瘫患者、膝关节炎患者、下肢假肢者的步长、步幅、步速、步频、步宽、足偏角、步行周期等步态特征，来揭示人体步态异常的关键环节、影响因素、功能以及帮助医生判断引起病理步态的原因，并指导医生制定准确的治疗方案，并检测病人在治疗过程中的恢复情况。 
传统的步态分析仪器非常简单，如通过卷尺、秒表、量角器等测量工具加上能留下足印的相应物品来测量步距、步速和步频等参数，并加上医生对病人行走姿态的观察来判断病人的病情和病理。然而传统检测方式检测效率较低，检测准确性也较差。 
     因此需要一种步态分析系统，能快速、准确的获得病人步态数据，帮助医生准确判断病情和致病原因，从而帮助医生制定正确的治疗方案。该步态分析系统除了应用在康复装置上，还可以应用于工业现场（如：状态控制、稳定性检测与控制及其导航）、三维娱乐制作、仿真训练以及运动科学研究与产品开发方面。 
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供智能化的一种步态分析装置。 
一种步态分析装置，其特征在于：包括主控电脑、数据收集模块、多个惯性传感单元、压力传感单元； 
所述的惯性传感单元与数据收集模块连接，用于采集角速度信号、角位置信号、原始电压信号传递给数据收集模块；
所述的压力传感单元与数据收集模块连接，用于采集压力信号并传递给数据收集模块；
所述的数据收集模块与主控电脑连接对接收到的信号进行A/D转换并处理后传递给主控电脑。
本实用新型的第一优选方案为，所述的惯性传感单元包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器。 
本实用新型的第二优选方案为，所述的压力传感单元包括多个压力传感器。 
本实用新型的第三优选方案为，所述的压力传感器设于记忆海绵内。 
本实用新型的第四优选方案为，所述的数据收集模块包括A/D转换模块、主控模块、射频单元、电源管理模块；所述的主控模块与射频单元、电源管理模块、A/D转换模块连接；所述的的A/D转换模块接收并A/D转换所述惯性传感单元、压力传感单元信号后传送给主控模块处理，所述射频单元用于主控模块与主控电脑间的无线通信，所述电源管理模块管理数据收集模块工作电源。 
本实用新型的第五优选方案为，所述的数据收集模块还包括USB接口。 
本实用新型的第六优选方案为，所述的数据收集模块还包括RS232接口。 
本实用新型的技术优势在于：智能完备的系统，能快速、准确的获得病人步态数据，帮助医生准确判断病情和致病原因，从而帮助医生制定正确的治疗方案。 
下面结合附图与具体实施例对本实用新型做进一步说明。 
附图说明
图1为本实施例主要功能模块示意图。 
图2为本实施例数据收集模块和第一惯性传感模块连接示意图。 
图3为本实施例记忆海绵设置方式图。 
图4为本实施例主控模块示意图。 
具体实施方式
参考图1、图2，一种步态分析装置，包括主控电脑、数据收集模块、多个惯性传感单元、压力传感单元；惯性传感单元与数据收集模块连接，用于采集角速度信号、角位置信号、原始电压信号传递给数据收集模块；压力传感单元与数据收集模块连接，用于采集压力信号并传递给数据收集模块；数据收集模块与主控电脑连接对接收到的信号进行A/D转换并处理后传递给主控电脑；主控电脑内设有系统软件，智能接收和分析数据收集单元采集的传感器信号。 
惯性传感单元包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器。压力传感单元包括多个压力传感器。压力传感器设于记忆海绵内。 
数据收集模块包括A/D转换模块、主控模块、射频单元、电源管理模块；主控模块与射频单元、电源管理模块、A/D转换模块连接；A/D转换模块接收并A/D转换所述惯性传感单元、压力传感单元信号后传送给主控模块处理，射频单元用于主控模块与主控电脑间的无线通信，电源管理模块管理数据收集模块工作电源。数据收集模块还包括USB接口、RS232接口。USB接口可以用于充电与通信。RS232接口可以用于数据收集模块与主控电脑间的有线通信。 
第一惯性传感单元包括三轴正交的陀螺、倾角仪，所述陀螺实时监测人体在敏感轴方向的角速度信号，所述倾角仪实时测量沿敏感轴方向的角位置信号，并输出与所述角速度信号和所述角位置信号相对应的原始电压信号。所述磁力传感器根据地球南北极的磁场情况来测量位置角度。可根据应用环境，设置N个惯性传感单元。 
参考图3，压力传感单元设置于功能鞋垫内。功能鞋垫由纺织物、记忆海绵、纺织物三部分组成，黑色方框为纺织物，所记忆海绵内嵌入有一个以上用导线连接起来的压力传感单元，所述压力传感单元通过引线将电信号发送给数据收集模块。 
所述数据收集模块主要功能是完成惯性传感单元输出的角速度和角位置模拟信号转换为数字信号并传递给主控电脑。 
参考图4，主控模块包括MCU、DSP、I/O接口、RS232接口，电源管理管理模块为MCU、DSP供电，MCU与DSP共同控制射频单元收发无线信号。MCU通过I/O接口与A/D转换模块连接，MCU可通过RS232接口与主控电脑连接。 
根据测量对象要求，将对应一个以上的惯性传感单元置于测量目标位置（膝盖处），并用绑带固定物固定，压力传感单元置于功能鞋垫的特定位置处，通过有线或无线方式与数据收集模块进行连接后，主控电脑内的分析软件进行原始数据校准后，开始测量，测量完成后，系统自动将测量的特征维数据进行存储和分析。 
虽然本实用新型按照上述实施例做了进一步说明，但是本实用新型的发明思想不仅限于此。 

Claims (7)

1.一种步态分析装置，其特征在于：包括主控电脑、数据收集模块、多个惯性传感单元、压力传感单元；
所述的惯性传感单元与数据收集模块连接，用于采集角速度信号、角位置信号、原始电压信号传递给数据收集模块；
所述的压力传感单元与数据收集模块连接，用于采集压力信号并传递给数据收集模块；
所述的数据收集模块与主控电脑连接对接收到的信号进行A/D转换并处理后传递给主控电脑。
2.根据权利要求1所述的一种步态分析装置，其特征在于：所述的惯性传感单元包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种步态分析装置，其特征在于：所述的压力传感单元包括多个压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种步态分析装置，其特征在于：所述的压力传感器设于记忆海绵内。
5.根据权利要求1所述的一种步态分析装置，其特征在于：所述的数据收集模块包括A/D转换模块、主控模块、射频单元、电源管理模块；所述的主控模块与射频单元、电源管理模块、A/D转换模块连接；所述的A/D转换模块接收并A/D转换所述惯性传感单元、压力传感单元信号后传送给主控模块处理，所述射频单元用于主控模块与主控电脑间的无线通信，所述电源管理模块管理数据收集模块工作电源。
6.根据权利要求5所述的一种步态分析装置，其特征在于：所述的数据收集模块还包括USB接口。
7.根据权利要求5所述的一种步态分析装置，其特征在于：所述的数据收集模块还包括RS232接口。
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