CN211609797U

CN211609797U - 一种步态分析装置

Info

Publication number: CN211609797U
Application number: CN201922441013.3U
Authority: CN
Inventors: 施宏
Original assignee: NANJING CALOW REHABILITATION MEDICAL ENGINEERING CO LTD
Current assignee: NANJING CALOW REHABILITATION MEDICAL ENGINEERING CO LTD
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2029-12-30

Abstract

本实用新型公开一种步态分析装置，包括测量机构、数据采集机构和步态分析机构，数据采集机构和步态分析机构设于测量机构上，测量机构包括基座和捆绑装置，基座内设有传动装置，传动装置外侧设有皮带，皮带外侧设有成像板，成像板外侧设有记忆海绵，捆绑装置包括伸缩绑带和三维测量装置；数据采集机构包括九轴陀螺仪、成像扫描仪、超声波传感器、压力传感器和微型摄像头；步态分析机构包括无线网关、显示屏、数据处理模块和供电模块，数据采集机构和无线网关无线连接，无线网关和数据处理模块电性连接，数据处理模块和显示屏电性连接。本实用新型结构简单，采集数据多样化，分析模块中有大量步态数据进行比对，提高分析准确度。

Description

一种步态分析装置

技术领域

本实用新型涉及医疗设备领域，具体涉及一种步态分析装置。

背景技术

步行是人类最基本的运动，通过检测人体行走中的运动状态、受力状态等生物力学有关的物理量，可进一步分析影响步态的各种因素，如解剖结构、生理功能甚至精神状态的各种变化，步态分析在医疗、体育、康复、人类学、宇航、工业等方面均有重要的科学意义及应用价值，为此，需要一定的技术手段和设备。

目前，市面上的步态测量分析方法主要有足迹法、视频法、红外光型和超声波型，足迹法使用肉眼观察待测者行走足迹，但耗费人力物力，采集数据较少，分析主观；视频法摄取待测者行走过程，设备简单，但误差较大且分析主观；红外线法通过红外线摄像头接收待测者身上贴的反光点反射的红外线光线，之后进行三维建模，得到人体各部分的三维行走轨迹，但设备昂贵，操作流程复杂，需配备面积较大的测试室，一定程度上限制了推广；超声波型通过超声波传感器测量待测者行走中两脚离超声波传感器的距离，测量待测者的步态数据，但得到的数据只有距离数据和时间数据，测量所得数据较少，对步态的分析有一定影响。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种采集信息多样化、分析精准度高、占用面积较小、可大范围推广的步态分析装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种步态分析装置，包括测量机构、数据采集机构和步态分析机构，所述数据采集机构和所述步态分析机构设于所述测量机构上，所述测量机构包括基座和捆绑装置，所述基座内设有传动装置，所述传动装置外侧设有皮带，所述皮带外侧设有成像板，所述成像板外侧设有记忆海绵，所述基座上设有若干伸缩杆，两侧所述伸缩杆上分别连接有支撑板，横向所述伸缩杆上设有固定板，所述固定板与所述支撑板固定连接且所述支撑板与所述固定板呈n形，所述捆绑装置包括伸缩绑带和三维测量装置，所述伸缩绑带与所述三维测量装置两侧固定连接；所述数据采集机构包括九轴陀螺仪、成像扫描仪、超声波传感器、压力传感器和微型摄像头，所述九轴陀螺仪设于所述三维测量装置内，所述成像扫描仪设于所述基座下表面中心处，所述超声波传感器等距嵌于所述支撑板和所述固定板内，所述压力传感器等距且均匀设于所述记忆海绵内，所述微型摄像头设于所述固定板上所述超声波传感器之间；所述步态分析机构设于所述固定板上，所述步态分析机构包括无线网关、显示屏、数据处理模块和供电模块，所述数据采集机构和所述无线网关无线连接，所述三维测量装置通过所述九轴陀螺仪与所述无线网关无线连接，所述无线网关和所述数据处理模块电性连接，所述数据处理模块和所述显示屏电性连接，便于测量数据的显示，所述数据采集机构、所述无线网关、所述显示屏、所述数据处理模块均和所述供电模块电性连接。

优先地，所述数据处理模块内设有数据库、数据计算模块、分析模块和模式控制模块，所述数据库、所述数据计算模块、所述模式控制模块均与所述分析模块连接。

优先地，所述记忆海绵内侧带有颜色，所述皮带呈透明状，便于待测者采集足迹数据，且获取足底不同部位用力情况，所述成像扫描仪扫描头向上设置，便于扫描所述皮带上步行轨迹。

优先地，所述传动装置包括主动滚轮和从动滚轮，所述皮带套设于所述主动滚轮和所述从动滚轮上，所述主动滚轮连接有电机，便于所述电机驱动所述主动滚轮转动，所述主动滚轮通过所述皮带带动所述从动滚轮转动，所述电机和所述供电模块电性连接，便于根据测量数据对各类型待测者进行针对性训练。

优先地，所述基座下设有若干滚轮，所述滚轮一侧设有刹车杆，便于所述步态分析装置的移动和固定。

优先地，所述支撑板上与所述伸缩杆连接处设有按钮，所述伸缩杆采用三节伸缩杆，可按动所述按钮调节所述伸缩杆的长度。

本实用新型的有益效果是：

1.数据采集机构中，成像扫描仪采集足迹及足底不同部位施力数据，超声波传感器测量步态距离信息，摄像头采集待测者行走姿态信息，九轴陀螺仪采集三维步态信息，采集信息多样化，提高步态分析精准度；

2.步态分析机构中，数据处理模块可将测试信息与数据库中健康步态信息与病态步态信息进行比对，进一步提供分析资料；

3.测量机构设有伸缩杆，可调节超声波传感器和微型摄像头的高度，便于根据待测者的身高采集行走姿态和步态数据。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的俯视图；

图2是本实用新型调升高度的侧视图；

图3是本实用新型压缩高度的侧视图；

图4是本实用新型的捆绑装置示意图；

图5是本实用新型的结构示意图；

图6是本实用新型的步行轨迹示意图。

图中标记为：1.测量机构，11.基座，111.传动装置，1111.主动滚轮，1112.从动滚轮，1113.电机，112.皮带，113.成像板，114.记忆海绵，115.伸缩杆，116.支撑板，1161.按钮，117.固定板，118.滚轮，1181.刹车杆，12.捆绑装置，121.伸缩绑带，122.三维测量装置，2.数据采集机构，21.九轴陀螺仪，22.成像扫描仪，23.超声波传感器，24.压力传感器，25.微型摄像头，3.步态分析机构，31.步长，32.跨步长，33.步宽，34.足夹角。

具体实施方式

两侧所述伸缩杆上分别连接有支撑板，横向所述伸缩杆上设有固定板，所述固定板与所述支撑板固定连接且所述支撑板与所述固定板呈n形，所述捆绑装置包括伸缩绑带和三维测量装置，所述伸缩绑带与所述三维测量装置两侧固定连接；

如图1-5所示，一种步态分析装置，包括测量机构1、数据采集机构2和步态分析机构3，数据采集机构2和步态分析机构3设于测量机构1上，测量机构1包括基座11和捆绑装置12，基座11内设有传动装置111，传动装置111外侧设有皮带112，皮带112外侧设有成像板113，成像板113外侧设有记忆海绵114，基座11上设有若干伸缩杆115，两侧伸缩杆115上分别设有支撑板116，横向伸缩杆115上设有固定板117，固定板117与支撑板116固定连接且支撑板116与固定板117呈n形，捆绑装置12包括伸缩绑带121和三维测量装置122，伸缩绑带121与三维测量装置122两侧固定连接；数据采集机构2包括九轴陀螺仪21、成像扫描仪22、超声波传感器23、压力传感器24和微型摄像头25，九轴陀螺仪21设于三维测量装置122内，成像扫描仪22设于基座11下表面中心处，超声波传感器23等距嵌于支撑板116和固定板117内，压力传感器24等距且均匀设于记忆海绵114内，微型摄像头25设于固定板117上超声波传感器23之间；步态分析机构3设于固定板117上，步态分析机构3包括无线网关、显示屏、数据处理模块和供电模块，数据采集机构2和无线网关无线连接，三维测量装置122通过九轴陀螺仪21与无线网关无线连接，无线网关和数据处理模块电性连接，数据处理模块和显示屏电性连接，数据采集机构2、无线网关、显示屏、数据处理模块均和供电模块电性连接。

具体的，如图5所示，数据处理模块内设有数据库、数据计算模块、分析模块和模式控制模块，数据库、数据计算模块、模式控制模块均与分析模块连接，数据库中设有若干大量步态数据和步形姿态，便于分析模块将测量数据与数据库中健康步态和病态步态数据进行对比，模式控制模块设有各种速度可调的训练模式，便于根据测量数据对各类型待测者进行训练。

具体的，如图2-3所示，记忆海绵114内侧带有颜色，皮带112呈透明状，便于待测者采集足迹数据，且获取足底不同部位用力情况，成像扫描仪22扫描头向上设置，便于扫描皮带112上步行轨迹。

具体的，如图1-3所示，传动装置111包括主动滚轮1111和从动滚轮1112，皮带112套设于主动滚轮1111和从动滚轮1112上，主动滚轮1111连接有电机1113，便于电机1113驱动主动滚轮1111转动，主动滚轮1111通过皮带112带动从动滚轮1112转动，电机1113和供电模块电性连接，便于根据测量数据对各类型待测者进行针对性训练。

具体的，如图2-3所示，基座11下设有若干滚轮118，滚轮118一侧设有刹车杆1181，便于步态分析装置的移动和固定。

具体的，如图1-3所示，支撑板116上与伸缩杆115连接处设有按钮1161，伸缩杆115采用三节伸缩杆115，可按动按钮1161调节伸缩杆115的长度。

如图1-6所示，本实用新型的工作原理是：将捆绑装置12绑在待测者脚部，按动按钮1161，根据待测者身高调节固定板117与支撑板116的高度，调节刹车杆1181固定装置，开启步态分析机构3开关，微型摄像头25摄取待测者从远处步行至步行分析装置前的步行过程，待测者脱鞋走上记忆海绵114，步行开始时数据处理模块中计时器开始计时，待测者步行带动皮带112转动，进而带动主动滚轮1111和从动滚轮1112转动；步行过程中，压力传感器24采集足底各部位施力数据，待测者步行挤压记忆海绵114，从而在成像板113上留下步行轨迹，成像扫描仪22通过透明皮带112扫描成像板113上步行轨迹，若干超声波传感器23采集左右两脚足尖、足跟和足左右两侧离超声波传感器23的距离数据，九轴陀螺仪21分别从X、Y、Z轴三个方向上的加速度、足夹角34和角速度等三维空间数据，采集的数据通过无线网关上传至数据处理模块。

数据计算模块根据采集的数据计算步长31、跨步长32、步宽33等距离数据，根据计时器计算平均单步时间、平均跨步时间、步频、步速等时间数据，计算的数据传送至分析模块，将视频数据、计算所得数据、足底施力数据等和数据库中健康步态和病态步态数据进行对比分析，并将数据传输至显示屏进行显示；分析后，可根据测量情况选择对应训练模式，控制电机1113转速，电机1113驱动主动滚轮1111转动，主动滚轮1111带动皮带112转动，皮带112带动从动滚轮1112转动，进行针对性的步态训练。

本实用新型的优点：结构简单，采集数据多样化，分析模块中有大量步态数据进行比对，提高分析准确度，采集装置高度可调，可针对不同高度人士使用，且装置占用面积较小，方便移动，提高装置推广范围。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种步态分析装置，其特征在于：包括测量机构、数据采集机构和步态分析机构，所述数据采集机构和所述步态分析机构设于所述测量机构上，所述测量机构包括基座和捆绑装置，所述基座内设有传动装置，所述传动装置外侧设有皮带，所述皮带外侧设有成像板，所述成像板外侧设有记忆海绵，所述基座上设有若干伸缩杆，两侧所述伸缩杆上分别连接有支撑板，横向所述伸缩杆上设有固定板，所述固定板与所述支撑板固定连接且所述支撑板与所述固定板呈n形，所述捆绑装置包括伸缩绑带和三维测量装置，所述伸缩绑带与所述三维测量装置两侧固定连接；所述数据采集机构包括九轴陀螺仪、成像扫描仪、超声波传感器、压力传感器和微型摄像头，所述九轴陀螺仪设于所述三维测量装置内，所述成像扫描仪设于所述基座下中心处，所述超声波传感器等距嵌于所述支撑板和所述固定板内，所述压力传感器等距且均匀设于所述记忆海绵内，所述微型摄像头设于所述固定板上所述超声波传感器之间；所述步态分析机构设于所述固定板上，所述步态分析机构包括无线网关、显示屏、数据处理模块和供电模块，所述数据采集机构和所述无线网关无线连接，所述三维测量装置通过所述九轴陀螺仪与所述无线网关无线连接，所述无线网关和所述数据处理模块电性连接，所述数据处理模块和所述显示屏电性连接，所述数据采集机构、所述无线网关、所述显示屏、所述数据处理模块均和所述供电模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的步态分析装置，其特征在于：所述数据处理模块内设有数据库、数据计算模块、分析模块和模式控制模块，所述数据库、所述数据计算模块、所述模式控制模块均与所述分析模块连接。

3.根据权利要求1所述的步态分析装置，其特征在于：所述记忆海绵内侧带有颜色，所述皮带呈透明状，所述成像扫描仪扫描头向上设置。

4.根据权利要求1所述的步态分析装置，其特征在于：所述传动装置包括主动滚轮和从动滚轮，所述皮带套设于所述主动滚轮和所述从动滚轮上，所述主动滚轮连接有电机，所述电机和所述供电模块电性连接。

5.根据权利要求1所述的步态分析装置，其特征在于：所述基座下设有若干滚轮，所述滚轮一侧设有刹车杆。

6.根据权利要求1所述的步态分析装置，其特征在于：所述支撑板上与所述伸缩杆连接处设有按钮，所述伸缩杆采用三节伸缩杆。