CN212395611U - 人体步态矫正系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种人体步态矫正系统，本申请中的人体步态矫正系统在至少一个姿态采集设备上设置有电刺激贴片接口，将电刺激贴片通过电刺激贴片接口固定连接在姿态采集设备上。步态运动分析设备在分析确定人体步态异常时，通过数据采集器向连接有电刺激贴片的姿态采集设备发送电刺激信号，该姿态采集设备将电刺激信号通过电刺激贴片接口传输到电刺激贴片，电刺激贴片对用户下肢肌肉进行电刺激，提醒用户当前步态异常，需要进行矫正。
Description
技术领域
本申请涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种人体步态矫正系统。
背景技术
人体行走是一种典型的人体关节性运动，可以被分解为步态循环中的周期性运动。人体的行走循环包括两个阶段：站姿阶段和摆动阶段。在站姿阶段中，脚的一个脚跟落地和另一个脚趾离地；在摆动阶段，脚加速或减速地抬离地面。分析人体步态的方法可以是视觉分析、传感器测量及运用某种运动学系统测量人体各部分的位移、速度、加速度以及关节的角度。近年来，人体步态识别方法的研究越来越成为一个热点，尤其在公共安全、临床医学、室内安防等领域凸显其重要性，且向更多的领域扩展。如在医疗康复环境中，通过步态特征判断当前用户步态是否正常。现有技术中，具有一种人体步态分析系统，姿态采集设备将采集的人体姿态数据发送到步态运动分析设备，步态运动分析设备通过人体姿态数据分析人体步态是否正常，若人体步态不正常，该人体步态分析系统无法有效对用户进行矫正。
实用新型内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种人体步态矫正系统。
本申请的方案如下：
一种人体步态矫正系统，包括：
姿态采集设备，数据采集器，步态运动分析设备，电源电池，电刺激贴片；其中，所述姿态采集设备和所述电刺激贴片均为多个；
所述姿态采集设备包括：腰部姿态采集设备，脚部姿态采集设备，腿部姿态采集设备；其中，所述脚部姿态采集设备，腿部姿态采集设备均为多个；
所述脚部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述腿部姿态采集设备；
所述腿部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述腰部姿态采集设备；
所述腰部姿态采集设备与所述数据采集器通信连接，还通过电源线连接所述电源电池；
所述数据采集器通过数据线连接所述步态运动分析设备；
至少一个所述姿态采集设备上设置有电刺激贴片接口，所述电刺激贴片通过所述电刺激贴片接口固定连接在所述姿态采集设备上。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，每个所述姿态采集设备均设置有一组姿态采集模块；
所述一组姿态采集模块包括陀螺仪、磁场计和加速度计中的一种或多种。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述腰部姿态采集设备与所述数据采集器通过数据线通信连接。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述腰部姿态采集设备包括：腰带；
所述腰带上设置有腰包；
所述陀螺仪、磁场计和加速度计设置在所述腰带内部；
所述数据采集器和所述步态运动分析设备设置在所述腰包内部。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述腰部姿态采集设备设置有第一无线通信模块；
所述数据采集器设置有第二无线通信模块；
所述腰部姿态采集设备与所述数据采集器无线通信连接。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述数据采集器通过通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)数据线连接所述步态运动分析设备；
所述数据采集器设置有USB转串口电路。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，多个所述腿部姿态采集设备包括：第一腿部姿态采集设备，第二腿部姿态采集设备，第三腿部姿态采集设备，第四腿部姿态采集设备；
所述第一腿部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第三腿部姿态采集设备；
所述第二腿部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第四腿部姿态采集设备。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，多个所述脚部姿态采集设备包括：第一脚部姿态采集设备，第二脚部姿态采集设备；
所述第一脚部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第一腿部姿态采集设备；
所述第二脚部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第二腿部姿态采集设备。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述腰带上还设置有电池槽；
所述电源电池设置在所述电池槽内。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述数据线和电源线包覆在软质绝缘穿线管内。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的人体步态矫正系统包括：腰部姿态采集设备，数据采集器，步态运动分析设备，电源电池，多个脚部姿态采集设备，多个腿部姿态采集设备，多个电刺激贴片。脚部姿态采集设备通过数据线和电源线连接腿部姿态采集设备，腿部姿态采集设备通过数据线和电源线连接腰部姿态采集设备，腰部姿态采集设备与数据采集器通信连接，还通过电源线连接述电源电池，数据采集器通过数据线连接步态运动分析设备。由于本申请中的人体步态矫正系统在至少一个姿态采集设备上设置有电刺激贴片接口，将电刺激贴片通过电刺激贴片接口固定连接在姿态采集设备上。步态运动分析设备在分析确定人体步态异常时，通过数据采集器向连接有电刺激贴片的姿态采集设备发送电刺激信号，该姿态采集设备将电刺激信号通过电刺激贴片接口传输到电刺激贴片，电刺激贴片对用户下肢肌肉进行电刺激，提醒用户当前步态异常，需要进行矫正。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种人体步态矫正系统的结构示意图；
图2是本申请另一个实施例提供的一种人体步态矫正系统的结构示意图。
附图说明：腰部姿态采集设备-1；数据采集器-2；步态运动分析设备-3；脚部姿态采集设备-4；第一脚部姿态采集设备-41；第二脚部姿态采集设备-42；腿部姿态采集设备-5；第一腿部姿态采集设备-51；第二腿部姿态采集设备-52；第三腿部姿态采集设备-53；第四腿部姿态采集设备-54。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是本申请一个实施例提供的一种人体步态矫正系统的结构示意图，参照图1，一种人体步态分析系统，包括：
姿态采集设备，数据采集器2，步态运动分析设备3，电源电池，电刺激贴片；其中，姿态采集设备和电刺激贴片均为多个；
姿态采集设备包括：腰部姿态采集设备1，脚部姿态采集设备4，腿部姿态采集设备5；其中，脚部姿态采集设备4，腿部姿态采集设备5均为多个；
脚部姿态采集设备4通过数据线和电源线连接腿部姿态采集设备5；
腿部姿态采集设备5通过数据线和电源线连接腰部姿态采集设备1；
腰部姿态采集设备1与数据采集器2通信连接，还通过电源线连接电源电池；
数据采集器2通过数据线连接步态运动分析设备3；
至少一个姿态采集设备上设置有电刺激贴片接口，电刺激贴片通过电刺激贴片接口固定连接在姿态采集设备上。
优选的，每个姿态采集设备均设置有一组姿态采集模块；
一组姿态采集模块包括陀螺仪、磁场计和加速度计中的一种或多种。
可以通过三维陀螺仪测试用户的三维角旋转速度，通过三维加速度计测试用户的三维加速度，通过鼓三维磁场计测量用户的三维磁场强度。
由于地球具有一个垂直指向地心的加速度，使用加速度计测量该加速度从而根据该值判断测量用户的俯仰角度与横滚角度。由于地球具有一个恒定的南北磁场，使用磁场计测量空间磁场可以根据该值判定用户的航向角度。由于加速度计和磁场计测量稳定速度较慢且容易受到外部设备干扰，陀螺仪可以测量用户的角速度通过对角速度积分可计算出用户当前空间的三维角度(俯仰角、翻滚角、航向角)，但是陀螺仪在积分过程中会引入误差，所以为了抵消陀螺仪的积分误差需要使用加速度计和磁场计的各自特性对用户的俯仰角、翻滚角、航向角进行校正。从而测得用户正确空间三维角度。
在用户腰部安装腰部姿态采集设备1，在用户腿部多个部位分别安装腿部姿态采集设备5，在在用户脚部多个部位分别安装脚部姿态采集设备4，从而测得用户下肢各个躯干的姿态角。
脚部姿态采集设备4将测得的数据通过数据线发送到腿部姿态采集设备5；腿部姿态采集设备5将测得的数据和脚部姿态采集设备4发送的数据通过数据线发送到腰部姿态采集设备1；腰部姿态采集设备1将测得的数据和腿部姿态采集设备5发送的数据(包括腿部姿态采集设备5将测得的数据和脚部姿态采集设备4测得的数据)发送到通信连接的数据采集器2。数据采集器2将数据进行整合，发送到步态运动分析设备3。
步态运动分析设备3根据躯干姿态角计算出用户下肢各个关节的旋转角度。
步态运动分析设备3可以为搭载步态运动分析程序的台式电脑，或者平板电脑。
步态运动分析程序可以参照现有技术中的步态运动分析程序。
本实施例中，脚部姿态采集设备4通过数据线和电源线连接腿部姿态采集设备5，腿部姿态采集设备5通过数据线和电源线连接腰部姿态采集设备1，腰部姿态采集设备1与数据采集器2通信连接，还通过电源线连接电源电池。上述连接方式使电源电池可以直接对腰部姿态采集设备1进行供电，通过腰部姿态采集设备1对腿部姿态采集设备5进行供电，通过腰部姿态采集设备1和腿部姿态采集设备5对脚部部姿态采集设备进行供电。电源电池不直接向各个姿态采集设备进行供电，避免了电源线过多过长，影响用户活动的问题。
同时，姿态采集设备之间采用数据线逐个连接的方式，将各个姿态采集设备采集的数据最后整合到腰部姿态采集设备1处，再通过腰部姿态采集设备1发送到数据采集器2。相对于在各个姿态采集设备上均设置无线通信模块，各个姿态采集设备将采集的数据通过无线通信模块发送到数据采集器2的方式成本更低。
优选的，将数据线和电源线包覆在软质绝缘穿线管内，减少对用户活动的影响，同时防止数据线和电源线漏电对用户身体造成损害。
电刺激贴片可以参照现有技术中的电刺激贴片。
优选的，本实施例中，在至少一个姿态采集设备上设置电刺激贴片接口。
可以在腰部姿态采集设备1，脚部姿态采集设备4，或腿部姿态采集设备5上均设置电刺激贴片接口，也可以只选择在腰部姿态采集设备1上设置电刺激贴片接口。如在脚部姿态采集设备4，或腿部姿态采集设备5上设置电刺激贴片接口，需要选择对称的脚部姿态采集设备4，或腿部姿态采集设备5。
本实施例中的人体步态矫正系统包括：腰部姿态采集设备1，数据采集器2，步态运动分析设备3，电源电池，多个脚部姿态采集设备4，多个腿部姿态采集设备5，多个电刺激贴片。脚部姿态采集设备4通过数据线和电源线连接腿部姿态采集设备5，腿部姿态采集设备5通过数据线和电源线连接腰部姿态采集设备1，腰部姿态采集设备1与数据采集器2通信连接，还通过电源线连接述电源电池，数据采集器2通过数据线连接步态运动分析设备3。本申请中的人体步态矫正系统在至少一个姿态采集设备上设置有电刺激贴片接口，将电刺激贴片通过电刺激贴片接口固定连接在姿态采集设备上。步态运动分析设备3在分析确定人体步态异常时，通过数据采集器2向连接有电刺激贴片的姿态采集设备发送电刺激信号，该姿态采集设备将电刺激信号通过电刺激贴片接口传输到电刺激贴片，电刺激贴片对用户下肢肌肉进行电刺激，提醒用户当前步态异常，需要进行矫正。
一些实施例中的人体步态分析系统，腰部姿态采集设备1与数据采集器2通过数据线通信连接。
进一步的，腰部姿态采集设备1包括：腰带；
腰带上设置有腰包；
陀螺仪、磁场计和加速度计设置在腰带内部；
数据采集器2和步态运动分析设备3设置在腰包内部。
腰部姿态采集设备1包括：腰带。腰部姿态采集设备1通过腰带固定在用户腰部。
在腰带上设置腰包，将陀螺仪、磁场计和加速度计设置在腰带内部。将数据采集器2和步态运动分析设备3设置在腰包内部，腰部姿态采集设备1与数据采集器2通过数据线通信连接。
本实施例中的步态运动分析设备3为平板电脑。
本实施例中的人体步态分析系统为一体式结构，整个人体步态分析系统均穿戴在用户身上。一体式结构成本较低，利于生成。
优选的，腰带上还设置有电池槽；
电源电池设置在电池槽内。
一些实施例中的人体步态分析系统，腰部姿态采集设备1设置有第一无线通信模块；
数据采集器2设置有第二无线通信模块；
腰部姿态采集设备1与数据采集器2无线通信连接。
本实施例中腰部姿态采集设备1与数据采集器2无线通信连接。分体式的设计可以减少用户身上穿戴的设备数量，减轻用户的负担。
本实施例中的步态运动分析设备3可以为平板电脑也可以为台式电脑。
进一步的，数据采集器2通过USB数据线连接步态运动分析设备3；
数据采集器2设置有USB转串口电路。
数据采集器2通过USB数据线与电脑连接后，通过该转换电路数据采集器2可以直接以TTL串口与电脑进行通信。
一些实施例中的人体步态分析系统，数据采集器2也可以通过其他接口的数据线连接步态运动分析设备3，同时，数据采集器2设置有对应的接口转串口电路。
一些实施例中的人体步态分析系统，参照图2，多个腿部姿态采集设备5包括：第一腿部姿态采集设备51，第二腿部姿态采集设备52，第三腿部姿态采集设备53，第四腿部姿态采集设备54；
第一腿部姿态采集设备51通过数据线和电源线连接第三腿部姿态采集设备53；
第二腿部姿态采集设备52通过数据线和电源线连接第四腿部姿态采集设备54。
第一腿部姿态采集设备51可以设置在用户左小腿处，第二腿部姿态采集设备52可以设置在用户右小腿处，第三腿部姿态采集设备53可以设置在用户左大腿处，第四腿部姿态采集设备54可以设置在用户右大腿处。
腿部姿态采集设备5可以但不限于通过腕带穿戴在用户腿部。
进一步的，多个脚部姿态采集设备4包括：第一脚部姿态采集设备41，第二脚部姿态采集设备42；
第一脚部姿态采集设备41通过数据线和电源线连接第一腿部姿态采集设备51；
第二脚部姿态采集设备42通过数据线和电源线连接第二腿部姿态采集设备52。
第一脚部姿态采集设备41可以穿戴在用户左脚处，第二脚部姿态采集设备42可以穿戴在用户右脚处。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种人体步态矫正系统，其特征在于，包括：
姿态采集设备，数据采集器，步态运动分析设备，电源电池，电刺激贴片；其中，所述姿态采集设备和所述电刺激贴片均为多个；
所述姿态采集设备包括：腰部姿态采集设备，脚部姿态采集设备，腿部姿态采集设备；其中，所述脚部姿态采集设备，腿部姿态采集设备均为多个；
所述脚部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述腿部姿态采集设备；
所述腿部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述腰部姿态采集设备；
所述腰部姿态采集设备与所述数据采集器通信连接，还通过电源线连接所述电源电池；
所述数据采集器通过数据线连接所述步态运动分析设备；
至少一个所述姿态采集设备上设置有电刺激贴片接口，所述电刺激贴片通过所述电刺激贴片接口固定连接在所述姿态采集设备上。
2.根据权利要求1所述的人体步态矫正系统，其特征在于，每个所述姿态采集设备均设置有一组姿态采集模块；
所述一组姿态采集模块包括陀螺仪、磁场计和加速度计中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的人体步态矫正系统，其特征在于，所述腰部姿态采集设备与所述数据采集器通过数据线通信连接。
4.根据权利要求3所述的人体步态矫正系统，其特征在于，所述腰部姿态采集设备包括：腰带；
所述腰带上设置有腰包；
所述陀螺仪、磁场计和加速度计设置在所述腰带内部；
所述数据采集器和所述步态运动分析设备设置在所述腰包内部。
5.根据权利要求2所述的人体步态矫正系统，其特征在于，所述腰部姿态采集设备设置有第一无线通信模块；
所述数据采集器设置有第二无线通信模块；
所述腰部姿态采集设备与所述数据采集器无线通信连接。
6.根据权利要求5所述的人体步态矫正系统，其特征在于，所述数据采集器通过USB数据线连接所述步态运动分析设备；
所述数据采集器设置有USB转串口电路。
7.根据权利要求1所述的人体步态矫正系统，其特征在于，多个所述腿部姿态采集设备包括：第一腿部姿态采集设备，第二腿部姿态采集设备，第三腿部姿态采集设备，第四腿部姿态采集设备；
所述第一腿部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第三腿部姿态采集设备；
所述第二腿部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第四腿部姿态采集设备。
8.根据权利要求7所述的人体步态矫正系统，其特征在于，多个所述脚部姿态采集设备包括：第一脚部姿态采集设备，第二脚部姿态采集设备；
所述第一脚部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第一腿部姿态采集设备；
所述第二脚部姿态采集设备通过数据线和电源线连接所述第二腿部姿态采集设备。
9.根据权利要求4所述的人体步态矫正系统，其特征在于，所述腰带上还设置有电池槽；
所述电源电池设置在所述电池槽内。
10.根据权利要求1所述的人体步态矫正系统，其特征在于，所述数据线和电源线包覆在软质绝缘穿线管内。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112987944A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-18 | 东莞市攀星智能运动科技有限公司 | 基于脚部姿势交互的音乐播放控制方法 |
| CN114916935A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-08-19 | 南京慧智灵杰信息技术有限公司 | 一种基于矫正人员矫正过程的体态分析的辅助矫正系统 |
| CN115486837A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-20 | 北京戴来科技有限公司 | 一种步态分析方法、系统以及改善行走障碍的装置 |
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2020
- 2020-03-18 CN CN202020346125.0U patent/CN212395611U/zh active Active
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