CN210673322U - 适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，包括柔性薄膜压力垫和数据采集终端，所述适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构还包括两个柔性薄膜压力鞋垫；所述柔性薄膜压力鞋垫设置在所述柔性薄膜压力垫上，所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫之间可分离；所述柔性薄膜压力垫上设置有压力感应区，所述压力感应区与数据采集终端连接，所述柔性薄膜压力鞋垫上设置有多个薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器与数据采集终端连接。本实用新型结构合理，维护方便，而且能够满足平衡功能评定与步态分析在时域和空域的检测要求，本装置成本较低，安装操作方便，适合推广使用。

Description

适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构

技术领域

本实用新型涉及分析设备技术领域，具体地，涉及一种适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，尤其是一种适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构的硬件平台。

背景技术

当前市场上研究平衡功能评定与步态分析的装置主要有电子步态垫和足测力垫。电子步态垫通常采用矩阵式的压力分布传感器制成，感测片均匀分布于垫下，受试者通过该垫时，设备可以直接进行详细的平衡功能评定与步态分析，但是矩阵式的压力分布传感器成本较高，难以制作较长距离的步态分析装置。采用足测力垫是一种较为经济便捷的足底压力评定方法，它通常采用多个分布于足底的压力传感器制作而成，通过算法获得足底的压力分布，进而实现平衡功能评定与步态分析，但是它结构设计不合理，结构维护不方便。

经过对现有技术的检索，申请号为201520803403.X的实用新型公开了一种具有步态分析功能的智能鞋垫，其结构包括运动感知模块、信号压缩机传输芯片、无线发射器及蓄电装置；其中运动感知模块包括压力传感元素、三维加速计、三维回转仪及三维罗盘仪；信号及压缩机传输芯片分别与运动感知模块、无线发射器连接；所述蓄电装置集中为运动感知模块、信号压缩及传输芯片及无线发射装置供电。但是该鞋垫结构设计不合理，结构维护不方便，而且不能够同时满足平衡功能评定与步态分析在时域和空域的检测要求以及左右脚精准对比的需求。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构。

根据本实用新型的一个方面，提供一种适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，包括柔性薄膜压力垫和数据采集终端，所述适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构还包括两个柔性薄膜压力鞋垫；

所述柔性薄膜压力鞋垫设置在所述柔性薄膜压力垫上，所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫之间可分离；当所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫处于分离状态时，所述柔性薄膜压力鞋垫脱离与所述柔性薄膜压力垫的接触；当所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫处于非分离状态时，所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫接触；

所述柔性薄膜压力垫上设置有压力感应区，所述压力感应区与数据采集终端连接，所述柔性薄膜压力鞋垫上设置有多个薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器与数据采集终端连接。

进一步地，所述柔性薄膜压力垫包括封装外壳和安装在封装外壳内的压力感应区，所述压力感应区分为结构相同的两个感应分区，所述感应分区内设有多根条状压力传感器。

进一步地，所述多根条状压力传感器之间相互平行，条状压力传感器的延伸方向与条状压力传感器的排列方向垂直。

进一步地，所述压力感应区内设有16根条状压力传感器，每个感应分区有8根，每根条状压力传感器上有88个感应点。

进一步地，所述压力感应区的尺寸为长130cm，宽40cm，单点感应区尺寸为5mm*5mm。

进一步地，所述封装外壳的尺寸为长150cm，宽50cm，厚度小于0.25mm。

进一步地，所述柔性薄膜压力鞋垫的厚度小于0.35mm。

进一步地，所述薄膜压力传感器有16个，每个柔性薄膜压力鞋垫内设有8个，其中，5个薄膜压力传感器设在前脚掌数据采集部，3个薄膜压力传感器设在后脚掌数据采集部。

进一步地，所述薄膜压力传感器是测试电压为DC3.5v，初始电阻>10MΩ的薄膜压力传感器。

进一步地，所述薄膜压力传感器是响应时间小于1ms，恢复时间小于15ms的薄膜压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型提供的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，结构合理，维护方便。

2、本实用新型提供的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，结构简单，采用价格较低的条状压力传感器构成的柔性薄膜压力垫，再结合左右脚各多个高精度薄膜压力传感器的柔性薄膜压力鞋垫，两者配合使用可同步采集获取得到两组数据作为平衡功能评定与步态分析的输入，通过条状压力传感器和薄膜压力传感器的压力信号的变化，来重构时域信息，能够满足平衡功能评定与步态分析在时域和空域的检测要求，也能满足平衡功能评定与步态分析在左右脚精准对比的需求，并且成本较低，安装操作方便，适合推广使用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型柔性薄膜压力垫的结构示意图；

图2为本实用新型柔性薄膜压力鞋垫的结构示意图；

图3为本实用新型工作原理流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

请同时参阅图1至图2，一种适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，包括柔性薄膜压力垫1和数据采集终端3，还包括两个柔性薄膜压力鞋垫2；

柔性薄膜压力鞋垫2设置在柔性薄膜压力垫1上，柔性薄膜压力鞋垫2与柔性薄膜压力垫1之间可分离；当柔性薄膜压力鞋垫2与柔性薄膜压力垫1处于分离状态时，柔性薄膜压力鞋垫2脱离与柔性薄膜压力垫1的接触；当柔性薄膜压力鞋垫2与柔性薄膜压力垫1处于非分离状态时，柔性薄膜压力鞋垫2与所述柔性薄膜压力垫1接触；

柔性薄膜压力垫1上设置有压力感应区，压力感应区与数据采集终端3连接，柔性薄膜压力鞋垫2上设置有多个薄膜压力传感器，薄膜压力传感器与数据采集终端3连接。

使用时，两个柔性薄膜压力鞋垫2踩在柔性薄膜压力垫1上，柔性薄膜压力垫1和柔性薄膜压力鞋垫2将各自测得的数据通过蓝牙传输模块传输至数据采集终端3，数据采集终端3通过串口通信模块将接收的数据传输至PC机4；PC机通过控件接收数据处理芯片传输的数据，然后进行处理分析。

柔性薄膜压力垫1包括封装外壳11和安装在封装外壳内的压力感应区12，感应区的尺寸为长130cm，宽40cm，封装外壳的尺寸为长150cm，宽50cm，厚度小于0.25mm；

封装外壳的上表面为踩踏承载面，踩踏承载面为平坦面，封装外壳内设有信号线96根，线宽0.6mm，线与线间距0.4mm，信号线引出封装长度为7cm，采用FPC接口，FPC接口增强板厚度为0.3mm增厚板，长度为4cm。压力感应区分为结构相同的两个感应分区，记为第一分区和第二分区。每个感应分区有8根条状压力传感器5，8根条状压力传感器之间相互平行，条状压力传感器的延伸方向与条状压力传感器的排列方向的夹角大于0度小于等于90度。每根条状压力传感器上有88个感应点，一共16*88＝1408个感应点，单点感应区尺寸为5mm*5mm。

压力感应区的第一分区中相邻的条状压力传感器之间的间隔为第一间隔；压力感应区的第二分区中相邻的条状压力传感器之间的间隔为第二间隔；第一分区中最靠近第二分区的条状压力传感器，与第二分区中最靠近第一分区的条状压力传感器之间的间隔，记为第三间隔，第三间隔大于第一间隔，第一间隔等于第二间隔。

柔性薄膜压力鞋垫2的厚度小于0.35mm；柔性薄膜压力鞋垫内设有16个薄膜压力传感器6，每个柔性薄膜压力鞋垫内设有8个，其中，5个薄膜压力传感器设在前脚掌数据采集部，3个薄膜压力传感器设在后脚掌数据采集部。薄膜压力传感器的测试电压为DC3.5v，初始电阻>10MΩ；薄膜压力传感器的响应时间小于1ms，恢复时间小于15ms，响应点<150g，耐久性>100万次，工作温度为-20～60℃。

如图3所示，步态分为站立、摆动、触地等阶段；站立时，支撑面采集数据通过柔性薄膜压力鞋垫发送给数据采集终端，并同时将压力传递到柔性薄膜压力垫；摆动再触地后，触地面数据通过柔性薄膜压力鞋垫发送给数据采集终端，并同时将压力传递到柔性薄膜压力垫，柔性薄膜压力垫把从站立、摆动到触地的时间因子和距离因子数据发送给数据采集终端，从而实现平衡功能评定与步态分析的数据采集分析处理。

本实用新型提供的适用于平衡功能评定与步态分析装置的数据采集设备，采用价格较低的16列条形压力传感器构成的柔性薄膜压力垫，再结合左右脚各8个高精度压力传感器的柔性薄膜压力鞋垫，通过同步数据采集，能够满足平衡功能评定与步态分析在时域和空域的检测要求，也能满足平衡功能评定与步态分析在左右脚精准对比的需求，并且成本较低，安装操作方便，数据处理简单，适合推广使用。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，包括柔性薄膜压力垫和数据采集终端，所述适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构还包括两个柔性薄膜压力鞋垫；

所述柔性薄膜压力鞋垫设置在所述柔性薄膜压力垫上，所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫之间可分离；当所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫处于分离状态时，所述柔性薄膜压力鞋垫脱离与所述柔性薄膜压力垫的接触；当所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫处于非分离状态时，所述柔性薄膜压力鞋垫与所述柔性薄膜压力垫接触；

所述柔性薄膜压力垫上设置有压力感应区，所述压力感应区与数据采集终端连接，所述柔性薄膜压力鞋垫上设置有多个薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器与数据采集终端连接。

2.根据权利要求1所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述柔性薄膜压力垫包括封装外壳和安装在封装外壳内的压力感应区，所述压力感应区分为结构相同的两个感应分区，所述感应分区内设有多根条状压力传感器。

3.根据权利要求2所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述多根条状压力传感器之间相互平行，条状压力传感器的延伸方向与条状压力传感器的排列方向垂直。

4.根据权利要求2所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述压力感应区内设有16根条状压力传感器，每个感应分区有8根，每根条状压力传感器上有88个感应点。

5.根据权利要求2所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述压力感应区的尺寸为长130cm，宽40cm，单点感应区尺寸为5mm*5mm。

6.根据权利要求2所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述封装外壳的尺寸为长150cm，宽50cm，厚度小于0.25mm。

7.根据权利要求1所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述柔性薄膜压力鞋垫的厚度小于0.35mm。

8.根据权利要求1所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述薄膜压力传感器有16个，每个柔性薄膜压力鞋垫内设有8个，其中，5个薄膜压力传感器设在前脚掌数据采集部，3个薄膜压力传感器设在后脚掌数据采集部。

9.根据权利要求1所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述薄膜压力传感器是测试电压为DC3.5v，初始电阻>10MΩ的薄膜压力传感器。

10.根据权利要求1所述的适用于平衡功能评定与步态分析的装置结构，其特征在于，所述薄膜压力传感器是响应时间小于1ms，恢复时间小于15ms的薄膜压力传感器。

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