ES2335176B1 - SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE TEMPORARY PARAMETERS OF THE MARCH, THE RACE AND THE JUMP BY PHOTODETECTORS. - Google Patents

SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE TEMPORARY PARAMETERS OF THE MARCH, THE RACE AND THE JUMP BY PHOTODETECTORS. Download PDF

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Abstract

Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores.System for measuring the temporal parameters of the march, the race and the jump by means of photodetectors.

Comprende componentes de instrumentación (hardware), componentes lógicos de programación (software), y un conjunto de elementos de detección formados por unos fotodetectores colocados en la suela de la zapatilla deportiva.It includes instrumentation components (hardware), logical programming components (software), and a set of detection elements formed by photodetectors placed on the sole of the sneaker.

El funcionamiento se basa en el registro de los cambios en las señales procedentes de los fotodetectores, en base a una referencia temporal común para todos ellos.Operation is based on the registration of changes in the signals from the photodetectors, based on a common temporary reference for all of them.

Description

Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores.System for measuring the temporal parameters of the march, the race and the jump by means of photodetectors.

Sector de la técnicaTechnical sector

Esta invención se refiere a un instrumento de medida y detección de apoyos durante la marcha, saltos y carreras, basado en el uso de elementos fotodetectores para discriminar los apoyos. Además, utiliza señales de radio, lo que evita el uso de cables que unan al sujeto objeto del estudio, con el ordenador que realiza la medición de las señales, siendo de aplicación en diferentes campos.This invention relates to an instrument of measurement and detection of supports during the march, jumps and races, based on the use of photodetector elements to discriminate props In addition, it uses radio signals, which avoids the use of cables that join the subject under study, with the computer that performs the measurement of the signals, being applicable in Different fields.

Por citar algunos ejemplos de aplicación del sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores podemos mencionar:To cite some examples of application of system for measuring the temporary parameters of the march, the race and jump through photodetectors we can mention:

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En el campo deportivo, para conocer la duración de los apoyos de los sujetos al marchar, correr o realizar saltos verticales u horizontales.At sports field, to know the duration of the support of the subject to march, run or perform vertical jumps or horizontal.

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En el campo de la medicina, para conocer tiempos de contacto y no contacto de una persona durante la locomoción y así poder diferenciar una marcha normal de una patológica.At field of medicine, to know contact and non-contact times of a person during locomotion and thus be able to differentiate a normal gait of a pathological.

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En todos los campos, e incluso en otros no mencionados, permite conocer la frecuencia de paso del sujeto objeto de estudio.In all fields, and even in others not mentioned, allows to know the frequency of passage of the subject under study.
Estado de la técnicaState of the art

Algunos de los métodos utilizados hasta la fecha para la realización de estudios que requieran la medida y detección de apoyos durante la marcha, saltos y carreras, requieren una alta tecnología e instrumentación compleja, mientras que otros utilizan métodos sencillos y con escaso material instrumental.Some of the methods used to date for conducting studies that require measurement and detection of supports during the march, jumps and races, require a high complex technology and instrumentation, while others use simple methods and with little instrumental material.

A continuación se citan algunos de los métodos mas comúnmente utilizados:Below are some of the methods most commonly used:

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Filmar al sujeto objeto del estudio en vídeo Super-VHS, mientras realiza la actividad física (andar, correr o saltar), para posteriormente analizar su movimiento con la ayuda de un ordenador. Este método resulta económicamente caro, incómodo para el investigador y no muy preciso, ya que la filmación en vídeo permite únicamente una precisión de 2 centésimas de segundo. A ello hay que sumar que los resultados no se obtienen de forma inmediata, sino que es necesario un laborioso trabajo posterior.To film to the subject under study in Super-VHS video, while doing physical activity (walking, running or jumping), to subsequently analyze its movement with the help of a computer. This method is economically expensive, uncomfortable for the researcher and not very accurate, since video filming allows only an accuracy of 2 hundredths of a second. To this we must add that the results are not obtained immediately, but that laborious work is necessary later.

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Filmación con cámaras de alta velocidad: Estas cámaras son muy precisas, pero totalmente inaccesibles para el entrenador medio o para un investigador con bajo presupuesto. Permiten filmar a velocidades muy altas, lo cual nos da una precisión de milisegundos, con lo cual se evita el inconveniente de la falta de precisión que presentaba el método anterior, pero continúa presentando otro gran inconveniente, que consiste en la necesidad de realizar el estudio posterior de la grabación, por lo que mediante este método continúa siendo imposible obtener de manera inmediata.Filming with high speed cameras: These cameras are very precise, but totally inaccessible for the average coach or for a researcher with a low budget. They allow filming at very high speeds, which gives us a millisecond accuracy, which avoids the inconvenience of the lack of precision presented by the previous method, but continues to present another major drawback, which consists of the need to carry out the subsequent study of the recording, so that through this method it is still impossible to obtain from immediate way.

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Plataformas de contactos: Consisten en plataformas de longitud variable, que contienen múltiples láminas, que entran en contacto cuando el sujeto objeto del estudio pisa sobre ellas. Estas plataformas suelen extenderse sobre la pista de atletismo o en el interior de laboratorios, debiendo estar conectadas a un ordenador, que detecta la señal generada por el contacto de las láminas de la pista, determinándose así los tiempos de vuelo y de suelo que realiza el deportista durante la carrera. Su principal inconveniente radica en su baja precisión y el rápido deterioro que sufren las láminas anteriormente mencionadas.Contact Platforms: They consist of Variable length platforms, containing multiple sheets, that come into contact when the subject under study steps on about them. These platforms usually extend over the track of athletics or inside laboratories, must be connected to a computer, which detects the signal generated by the contact of the lamellae of the track, thus determining the times of flight and ground that the athlete performs during the race. Its main drawback is its low accuracy and fast deterioration suffered by the sheets before mentioned.

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Plataformas de infrarrojos o con sistema láser: El principio de funcionamiento es similar al sistema anterior, pero instrumentalmente consisten en el uso de dos barreras de sensores de infrarrojos o de láser, separadas a una determinada distancia, entre las cuales discurre el sujeto objeto del estudio. Este método permite cuantificar la duración de los apoyos del sujeto al interferir o no interferir las líneas de infrarrojos/láser creadas por la barrera. Su principal problema continúa siendo la precisión, la cual va a depender del número de sensores utilizados, y la ubicación de los mismos que obliga al sujeto a discurrir por un espacio determinado.Infrared or system platforms Laser: The principle of operation is similar to the system previous, but instrumentally consist of the use of two barriers of infrared or laser sensors, separated to a certain distance, between which the subject of the study runs. This method allows quantifying the duration of the support of the subject to interfering or not interfering with infrared / laser lines created by the barrier. His main problem continues to be the precision, which will depend on the number of sensors used, and their location that obliges the subject to run through A certain space.

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Detectores de apoyos mediante pasillos conductores: Consiste en unas zapatillas instrumentadas con unos componentes metálicos que al contactar con un pasillo conductor cuantifica los tiempos de contacto y no contacto del sujeto al andar, correr o saltar sobre esa superficie metálica. Su principal problema radica en que el desplazamiento del sujeto se limita a esa plataforma o tapiz metálico por lo que no es aplicable en situación real deportiva o en el desplazamiento en superficies no metálicas.Support detectors through aisles Drivers: It consists of shoes instrumented with some metal components that when contacting a conductive corridor quantifies the contact and non-contact times of the subject at walk, run or jump on that metal surface. His main problem is that the displacement of the subject is limited to that metal platform or tapestry so it is not applicable in situation real sports or on surface scrolling no metallic

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Detectores de apoyos mediante acelerómetros: Consisten en unas zapatillas instrumentadas con unos acelerómetros que permiten cuantificar distancias, velocidades y alturas de salto. Los acelerómetros se localizan en la suela de una de las zapatillas del deportista y mediante un transmisor de radiofrecuencia se envían los datos a un receptor localizado en la muñeca para realizar los cálculos pertinentes. Su principal limitación radica en que no discrimina la duración de los apoyos de diversas partes del pié, como puede ser la duración de los apoyos del talón o del antepié. Además, al estar únicamente localizado en una de las zapatillas, sólo se reciben los datos obtenidos por ésta, suponiéndose, erróneamente, que los apoyos realizados con la otra zapatilla deportiva van a ser iguales.Support detectors through Accelerometers: They consist of instrumented slippers with some accelerometers that allow quantifying distances, speeds and jump heights Accelerometers are located on the sole of a of the athlete's shoes and through a transmitter radio frequency data is sent to a receiver located in the wrist to perform the relevant calculations. His main limitation is that it does not discriminate the duration of support from various parts of the foot, such as the duration of the supports Heel or forefoot. In addition, being only located in one of the shoes, only the data obtained by this, assuming, erroneously, that the support made with the Another sneaker will be the same. 

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Por tanto, queda patente la necesidad de idear un método alternativo, que utilice una tecnología que elimine las deficiencias presentadas por los métodos empleados en la actualidad y que permita conocer en tiempo real la duración de los apoyos y tiempos de vuelo de ambos pies, de la marcha, la carrera y el salto, en cualquier tipo de superficie, el cual constituye el objeto de la presente invención.Therefore, the need to devise is clear an alternative method that uses a technology that eliminates deficiencies presented by the methods currently used and that allows to know in real time the duration of the supports and flight times of both feet, of the march, the race and the jump, on any type of surface, which constitutes the object of the present invention. 

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Explicación de la invenciónExplanation of the invention.

Actualmente son innumerables los estudios realizados acerca del movimiento humano desde la perspectiva de la medicina, de la veterinaria, la biomecánica, la fisiología y el entrenamiento, pero aún quedan muchos aspectos por estudiar, entre otros la duración de los apoyos realizados, que pueden permitir que mejore aún más su tratamiento, rehabilitación, o incluso su rendimiento.There are currently countless studies made about the human movement from the perspective of the medicine, veterinary medicine, biomechanics, physiology and training, but there are still many aspects to study, between others the duration of the supports made, which may allow further improve your treatment, rehabilitation, or even your performance.

Los campos de aplicación del sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores van desde la perspectiva médica/traumatológica, deportiva, veterinaria, etc.The fields of application of the measurement system of the temporal parameters of the march, the run and the jump via photodetectors go from the perspective medical / traumatological, sports, veterinary, etc.

Desde el punto de vista médico, sobre todo en el campo de la traumatología y la rehabilitación, la marcha humana es muy estudiada, utilizando para ello múltiples instrumentos de medición. From a medical point of view , especially in the field of traumatology and rehabilitation, human gait is very studied, using multiple measuring instruments.

Ya desde los primeros años de su infancia, el ser humano aprende a caminar de forma natural, experimentando con su cuerpo hasta alcanzar un estilo propio. Pese al carácter individual de este proceso, las semejanzas entre sujetos distintos son tales que puede hablarse de un patrón característico de marcha humana normal, así como de las modificaciones que dicho patrón experimenta debido a la influencia de diversos factores, intrínsecos o extrínsecos al sujeto, y, sobre todo, bajo determinadas condiciones patológicas.Since the early years of his childhood, the human being learns to walk naturally, experimenting with your body until you reach your own style. Despite the character individual of this process, the similarities between different subjects they are such that one can speak of a characteristic pattern of gait normal human as well as the modifications that said pattern experience due to the influence of various factors, intrinsic or extrinsic to the subject, and, above all, under certain pathological conditions

El ciclo de marcha, comprende fases de apoyo bipodal y apoyo monopodal derecho e izquierdo cuya cuantificación temporal permitiría la realización de estudios que permitirían la creación de parámetros temporales que en base a determinados coeficientes permitan descubrir un patrón característico de la marcha humana. Dicho patrón temporal permitiría estudiar la evolución del patrón de marcha en sujetos con problemas traumáticos o tras una cirugía reparadora.The running cycle includes support phases bipodal and right and left monopodal support whose quantification temporary would allow the realization of studies that would allow the creation of temporary parameters that based on certain coefficients allow to discover a characteristic pattern of the human march Said temporal pattern would allow studying the evolution of the gait pattern in subjects with traumatic problems or after a repair surgery.

Algunos centros de investigación han desarrollado pasillos instrumentados y plataformas de contactos e infrarrojos, que le han permitido cuantificar tales parámetros. Nuestra invención no necesita ninguna superficie especial para la detección de los apoyos, únicamente una iluminación adecuada. En el caso de elementos fotodetectores sensibles a luz visible basta con luz ambiental. Además, incorpora un sistema vía radio que permitiera prescindir de cables que los uniesen al ordenador.Some research centers have developed instrumented corridors and contact platforms and infrared, which have allowed it to quantify such parameters. Our invention does not need any special surface for support detection, only adequate lighting. At case of photodetector elements sensitive to visible light, just ambient light In addition, it incorporates a system via radio that would allow  dispense with cables that join them to the computer.

Mediante el presente sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores es posible realizar múltiples estudios relacionados con la marcha humana, vía radio y en tiempo real.Through the present measurement system of temporal parameters of the march, the race and the jump by photodetectors it is possible to perform multiple related studies with the human march, via radio and in real time.

Es posible por tanto, estudiar la cadencia de pasos ejecutados en un intervalo de tiempo, tiempos de doble apoyo, tiempos de vuelo y suelo de cada uno de los pies y múltiples parámetros relacionados con la locomoción humana.It is therefore possible to study the cadence of steps executed in a time interval, double support times, flight and ground times of each foot and multiple parameters related to human locomotion.

También es posible el estudio de la marcha de los ancianos, condicionada, por un lado, a los cambios debido a la edad y, por otro, a los efectos de diversas patologías, como la osteoartritis degenerativa y el parkinsonismo, que son más frecuentes a edades avanzadas.It is also possible to study the progress of the elderly, conditioned, on the one hand, to changes due to the age and, on the other, for the purposes of various pathologies, such as degenerative osteoarthritis and parkinsonism, which are more frequent at advanced ages.

Existen múltiples posibilidades para clasificar las alteraciones de la marcha debidas a patologías, según su etiología, según la zona anatómica afectada, según la fase de la marcha que esté alterada, etc. No obstante, todos los procesos patológicos acaban provocando determinadas alteraciones que son objetivables mediante el presente sistema de análisis y estudio de la marcha humana. Así pues, desde el campo médico se podrían realizar estudios de parámetros relacionados con la locomoción humana y sus posibles alteraciones en pacientes con problemas en el aparato locomotor.There are multiple possibilities to classify gait disturbances due to pathologies, according to their etiology, according to the affected anatomical area, according to the phase of the gear that is altered, etc. However, all processes pathological end up causing certain alterations that are objectifiable through this system of analysis and study of The human march. So, from the medical field you could perform studies of parameters related to locomotion human and its possible alterations in patients with problems in the musculoskeletal system

Desde el punto de vista del deporte, el sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores permite el conocimiento de la duración y frecuencia de los apoyos y va a posibilitar un nuevo nivel de valoración y estudio de la condición física del sujeto. Conociendo los tiempos de apoyo y tiempos de vuelo de los pies en el suelo es posible determinar índices tan importantes en el entrenamiento como son:From the point of view of sport, the system for measuring the temporal parameters of the gait, the stroke and the jump by photodetectors allows the knowledge of the duration and frequency of supports and will enable a new level of assessment and study of the physical condition of the subject. Knowing the support times and flight times of the feet in the soil is possible to determine such important indexes in the training such as:

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La duración fase de impulsión de los apoyos durante la carrera o el salto.The duration of the propulsion phase of the supports during the race or the jump.

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La altura de los saltos: Al conocer el tiempo de vuelo de un salto vertical es posible conocer la altura alcanzada.The jump height: Knowing the flight time of a jump vertical it is possible to know the height reached.

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La frecuencia de zancada y paso en una carrera.The stride frequency and step in a race. 

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Además, al no precisar de pasillo conductor o realizar el movimiento en una zona limitada, se pueden realizar estudios en situación real de competición, como por ejemplo, valorar la capacidad de salto en jugadores de baloncesto o voleibol o cuantificar la duración de los apoyos en una carrera de atletismo.In addition, not requiring a driver's aisle or perform the movement in a limited area, can be performed studies in real competition situation, such as assess the ability to jump in basketball or volleyball players or quantify the duration of support in a career of Athletics.

El conocimiento de estos datos permitirá la elaboración de programas de entrenamiento más eficaces y ajustados a la situación real del sujeto. Se podrá por tanto aumentar el rendimiento del atleta de forma más rápida y precisa, disponiendo en todo momento y en tiempo real de información que permitirá un conocimiento inmediato y determinante con el sujeto.The knowledge of this data will allow the development of more effective and tight training programs to the real situation of the subject. It may therefore increase the athlete's performance faster and more accurately, available in every moment and in real time of information that will allow a immediate and decisive knowledge with the subject.

El sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores permitirá la creación de nuevos tests de condición física, más ajustados a las necesidades reales de valoración y que midan con total precisión los parámetros a estudio.The parameter measurement system of the march, the race and the jump by Photodetectors will allow the creation of new condition tests physical, more adjusted to the real needs of valuation and that measure the parameters under study with total precision.

Entre las ventajas del sistema destaca el hecho de que al realizar la transferencia de los datos vía radio, el sujeto a estudiar no ha de cargar con cables que le unan al ordenador y que pueden interferir en su forma de andar o saltar. Además, al obtener los datos en tiempo real, el examinador puede observar la evolución del sujeto a lo largo de la prueba.Among the advantages of the system highlights the fact that when transferring data via radio, the subject to study should not carry cables that join the computer and that can interfere with the way you walk or jump. In addition, by obtaining the data in real time, the examiner can Observe the evolution of the subject throughout the test.

El sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores comprende componentes de instrumentación (hardware), componentes lógicos de programación (software), y un conjunto de elementos de detección formados por unos fotodetectores colocados en la suela de la zapatilla deportiva.The parameter measurement system of the march, the race and the jump by Photodetectors include instrumentation components (hardware), logical programming components (software), and a set of detection elements formed by placed photodetectors on the sole of the sneaker. 

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1.- Componente software1.- Software component

El módulo software consiste en un programa de ordenador, que cuenta con un interface gráfico y que accede a una base de datos en la cual se almacenan los datos de los individuos y mediante el cual se programan las pruebas a realizar, sensores que se van a utilizar, mediciones, etc.The software module consists of a computer program, which has a graphic interface and access to a database in which the data of the individuals are stored and through which the tests to be performed are programmed, sensors that are going to be use, measurements, etc.

Mediante éste módulo, el usuario podrá definir el tipo de prueba -marcha, carrera, salto- y el protocolo que desea realizar, dependiente de parámetros tales como sensor de inicio y sensor de finalización por medio de fotocélula, utilización de metrónomo que marque un ritmo predeterminado en un test de marcha, número de saltos a realizar, duración de la prueba, sonidos para marcar inicio y fin de prueba, filtro de ruidos eléctricos, distancia de prueba, anular determinados eventos, etc.Through this module, the user can define the type of test - run, run, jump - and the protocol you want perform, dependent on parameters such as start sensor and termination sensor by means of photocell, use of metronome that sets a predetermined pace in a gait test, number of jumps to be performed, duration of the test, sounds for mark start and end of test, electric noise filter, test distance, cancel certain events, etc.

Una vez iniciada la prueba es posible visualizar estadísticas en tiempo real, así como gráficas de los tiempos activos y desactivos de todos los sensores que han sido configurados al inicio de la prueba.Once the test has started it is possible to visualize real-time statistics as well as time charts active and deactivating of all sensors that have been configured at the beginning of the test. 

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2.- Componentes hardware2.- Hardware components

El sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores cuenta con el módulo hardware principal situado sobre el cuerpo del sujeto bajo estudio, que se describe a continuación.The parameter measurement system of the march, the race and the jump by photodetectors has the main hardware module located above the body of the subject under study, described in continuation.

Dicho módulo es una unidad física que admite como entrada la señal procedente de los elementos fotodetectores situados en la suela y que tiene como salida conexión al ordenador tanto por buses de campo físicos (como por ejemplo RS232, USB, etc..) como inalámbrica vía radio. Sus componentes principales son:This module is a physical unit that supports as input the signal from the photodetector elements located on the sole and whose output is connected to the computer both by physical field buses (such as RS232, USB, etc ..) as wireless via radio. Its main components They are:

i.i.
Módulo de alimentación que permite tanto el suministro energético autónomo por baterías o placas solares como de la red eléctrica a través de adaptadores de voltaje convencionales.Power module that allows both autonomous energy supply by batteries or solar panels as of the power grid through voltage adapters conventional.

ii.ii.
Módulos para comunicación con buses e inalámbrica.Modules for communication with buses and wireless

iii.iii.
Módulo de acondicionamiento de las señales procedentes de los fotodetectores para su posterior procesado por sistemas digitales.Signal conditioning module from photodetectors for further processing by digital systems.

iv.iv.
Memoria de datos rápida y de alta capacidad para servir de almacenamiento intermedio hasta la comunicación con el ordenador (por ejemplo, memoria RAM).Fast and high capacity data memory for serve as intermediate storage until communication with the computer (for example, RAM).

v.v.
Una o varias unidades de proceso secundarias o esclavas que gestionan la adquisición de los eventos que marcan los tiempos de apoyo de cada sensor.One or more secondary process units or slaves that manage the acquisition of the events that mark the Support times of each sensor.

vi.saw.
Unidad central de proceso principal o maestra con capacidad para la supervisión de los módulos de alimentación, comunicaciones, el bus principal de datos y la memoria; y los buses de control y las otras unidades de proceso secundarias o esclavas.Central unit of main or master process with ability to monitor the power modules, communications, the main data bus and memory; and the buses of control and the other secondary process units or Slaves 

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El funcionamiento se basa en el registro de los cambios en las señales procedentes de los fotodetectores, en base a una referencia temporal común para todos ellos. El módulo de acondicionamiento evita señales falsas debido a rebotes o interferencias y convierte a digital la información. Cada unidad de procesado secundaria se encarga de recibir y preprocesar dichas señales agrupadas por pie o zona de pie mediante interrupción o captura de flanco del cambio de la señal. La unidad central principal se encarga de supervisar esta tarea evitando que se pierdan eventos simultáneos e indicando el orden de escritura en la memoria de datos. Asimismo, se encarga de marcar una referencia temporal común y de gestionar los paquetes de datos y los protocolos de comunicaciones con el ordenador.Operation is based on the registration of changes in the signals from the photodetectors, based on a common temporary reference for all of them. The module of conditioning prevents false signals due to rebounds or interference and converts information digitally. Each unit of secondary prosecutor is responsible for receiving and preprocessing said signals grouped by foot or foot zone by interruption or edge capture of the signal change. The central unit principal is responsible for supervising this task preventing lose simultaneous events and indicating the order of writing in the data memory It is also responsible for marking a reference Temporary common and manage data packets and communication protocols with the computer.

Un posible diseño se basa en la característica modular que posee el hecho de poder sumar más o menos unidades de proceso secundarias según el número de fotodetectores incluidos en las suelas.A possible design is based on the characteristic modular that has the fact of being able to add more or less units of secondary processes according to the number of photodetectors included in the soles

El módulo hardware principal posee una serie de pulsadores en el panel frontal, cuya misión es la de proporcionar las señales de inicio, fin y marcas de prueba. Cuenta además con diodos led que proporcionan información sobre el estado de la alimentación, de la comunicación con el ordenador y de la conexión radio con el ordenador. Este módulo posee los elementos necesarios para su fijación al sujeto bajo estudio.The main hardware module has a series of push buttons on the front panel, whose mission is to provide Start, end and test marks. It also has LEDs that provide information on the status of the power, communication with the computer and connection Radio with the computer. This module has the necessary elements for fixing to the subject under study. 

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3.- Elemento de detección: Fotodetectores localizados en la suela del calzado3.- Detection element: Photodetectors located in shoe sole

Se compone de elementos fotodetectores (por ejemplo, fotodiodos, fototransistores) que pueden operar tanto en el rango visible como en el infrarrojo (en este caso se incluyen emisores de infrarrojos) situados en la suela del calzado. Al apoyar y levantar la suela, el nivel de luz procedente de la reflexión con el suelo o por incidencia directa varía en el fotodetector, modificándose su salida. Esta modificación constituye el cambio que se procesa para señalar la dinámica del pie. Con fotodetectores trabajando en el visible la luz ambiente es la responsable de sus cambios de corriente de salida. Si se trabaja en el infrarrojo, ya no es necesaria la luz ambiente y en este caso, el fotodetector va acompañado de un emisor de infrarrojos que al levantar la suela y mediante reflexión con el suelo o incidencia directa lo activa. Este emisor de infrarrojos puede situarse junto al fotodetector o ser una fuente externa.It consists of photodetector elements (by example, photodiodes, phototransistors) that can operate in both the visible range as in the infrared (in this case they are included infrared emitters) located on the sole of the footwear. By supporting and raise the sole, the level of light from reflection with the ground or by direct incidence varies in the photodetector, Modifying its output. This modification constitutes the change that It is processed to signal foot dynamics. With photodetectors working in the visible ambient light is responsible for their Output current changes. If you work in the infrared, already ambient light is not necessary and in this case, the photodetector goes accompanied by an infrared emitter that when lifting the sole and through reflection with the ground or direct incidence activates it. This infrared emitter can be placed next to the photodetector or Be an external source.

Estos sensores situados en la suela están conectados al módulo hardware principal mediante finos cables conductores, soldados por dentro de la suela de la zapatilla, de tal forma que están protegidos de los rozamientos con el suelo o lugar de desplazamiento.These sensors located in the sole are connected to the main hardware module by thin cables drivers, soldiers inside the sole of the shoe, of such  way they are protected from friction with the ground or place of displacement. 

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Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Figura 1.- Módulo Hardware principalFigure 1.- Main Hardware Module

Figura 2.- Diagrama de bloques del módulo hardware principal donde se señalan los elementos más relevantes de una posible realización de la invención. La comunicación al computador por cable o inalámbrica se ha marcado con líneas discontinuas indicando comunicación complementaria y/o alternativa.Figure 2.- Module block diagram main hardware where the most relevant elements of a possible embodiment of the invention. Communication to wired or wireless computer has been marked with lines discontinuous indicating complementary communication and / or alternative.

Figura 3.- Fotodetectores de la suela.Figure 3.- Photodetectors of the sole.

Figura 4.- Zapatilla conectada al módulo hardware.Figure 4.- Shoe connected to the module hardware. 

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Manera en que la invención es susceptible de aplicación industrialWay in which the invention is applicable industrial

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.It is not considered necessary to extend this description so that any subject matter expert understands the scope of the invention and the advantages thereof drift

Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación, siempre y cuando ello no suponga una alteración a la esencialidad del invento.The materials, shape, size and layout of the elements will be susceptible to variation, as long as this does not imply an alteration to the essentiality of the invention.

Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo.The terms in which this report has been described they should always be taken broadly and not limitative.

Claims (15)

1. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, que comprende:1. Parameter measurement system of the march, the race and the jump by photodetectors, comprising:
\bullet?
un módulo lógico (software), que debe estar instalado en el ordenador que se utilice para descargar los datos de la prueba realizada, procedentes del módulo hardware, que consiste en un programa de ordenador, que cuenta con un interfaz gráfica y que accede a una base de datos en la cual se almacenan los datos de los individuos, y mediante el cual se programan las pruebas a realizar, los sensores que se van a utilizar y las mediciones a realizar.a logical module (software), which must be installed on the computer used to download the data of the test performed, coming from the hardware module, which consists of a computer program, which has an interface graphical and that accesses a database in which they are stored the data of the individuals, and by means of which the tests to be performed, the sensors to be used and the measurements to be made.
\bullet?
Un módulo físico (hardware), compuesto por una serie de elementos que reciben, mediante bus físico o vía radio, y almacenan los datos recogidos por los sensores situados en el calzado.A physical module (hardware), composed of a series of elements that receive, by bus physically or via radio, and store the data collected by the sensors  located in footwear.
\bullet?
Una pluralidad de elementos de detección que consisten en una serie de sensores de fotodetección colocados en la suela de un calzado.A plurality of elements of detection consisting of a series of photodetection sensors placed on the sole of a shoe. 
         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
2. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicación 1, caracterizado porque el módulo lógico permite al usuario definir, entre otros parámetros, el tipo de prueba -marcha, carrera, salto- y el protocolo que desea realizar, dependiente de parámetros tales como sensor de inicio y sensor de finalización por medio de fotocélulas, utilización de metrónomo que marque un ritmo predeterminado en un test de marcha, la duración de la prueba, los sonidos para marcar inicio y fin de prueba, aplicación de filtro de ruidos eléctricos, la distancia de prueba y anular determinados eventos.2. Measurement system of the temporary parameters of the march, the run and the jump by means of photodetectors, according to claim 1, characterized in that the logical module allows the user to define, among other parameters, the type of test -drive, stroke, jump- and the protocol you want to perform, depending on parameters such as start sensor and end sensor by means of photocells, use of a metronome that sets a predetermined pace in a gait test, the duration of the test, the sounds to mark start and end of test, application of electric noise filter, test distance and cancel certain events. 3. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque una vez iniciada la prueba, mediante el módulo lógico, es posible visualizar estadísticas en tiempo real, así como gráficas de los tiempos activos y desactivos de todos los sensores que han sido configurados al inicio de la prueba.3. System for measuring the temporal parameters of the march, the run and the jump by means of photodetectors, according to claims 1 and 2, characterized in that once the test has been initiated, by means of the logic module, it is possible to visualize statistics in real time, as well as graphs of the active and inactive times of all the sensors that have been configured at the beginning of the test. 4. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicación 1, caracterizado porque el módulo hardware principal consiste en una unidad física que admite como entrada la señal procedente de los elementos fotodetectores situados en la suela del calzado, y que tiene como salida conexión al ordenador tanto por buses de campo físicos (como por ejemplo RS232, USB, etc..) como inalámbrica vía radio.4. System for measuring the temporal parameters of the march, the stroke and the jump by means of photodetectors, according to claim 1, characterized in that the main hardware module consists of a physical unit that admits as input the signal from the photodetector elements located in the sole of the footwear, and that has as output connection to the computer both by physical field buses (such as RS232, USB, etc.) and wireless via radio. 5. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque el módulo hardware comprende los siguientes componentes5. System for measuring the temporal parameters of the march, the stroke and the jump by means of photodetectors, according to claims 1 and 4, characterized in that the hardware module comprises the following components
i.i.
Módulo de alimentación que permite tanto el suministro energético autónomo por baterías o placas solares como de la red eléctrica a través de adaptadores de voltaje convencionales.Power module that allows both autonomous energy supply by batteries or solar panels as of the power grid through voltage adapters conventional.
ii.ii.
Módulos para comunicación con buses e inalámbrica.Modules for communication with buses and wireless
iii.iii.
Módulo de acondicionamiento de las señales procedentes de los fotodetectores para su posterior procesado por sistemas digitales.Signal conditioning module from photodetectors for further processing by digital systems.
iv.iv.
Memoria de datos rápida y de alta capacidad para servir de almacenamiento intermedio hasta la comunicación con el ordenador (por ejemplo, memoria RAM).Fast and high capacity data memory for serve as intermediate storage until communication with the computer (for example, RAM).
v.v.
Unidad central de proceso principal o maestra, que por ella misma, o mediante una o varias unidades de proceso esclavas, gestione la adquisición de los eventos que marcan los tiempos de apoyo de cada sensor. Además, tendrá la capacidad para la supervisión de los módulos de alimentación, comunicaciones, el bus principal de datos y la memoria; y los buses de control y las otras unidades de proceso secundarias o esclavas.Central unit of main or master process, which by itself, or by one or several process units slaves, manage the acquisition of the events that mark the Support times of each sensor. In addition, it will have the capacity to supervision of power modules, communications, the main data bus and memory; and control buses and other secondary or slave process units. 
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6. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1 y 5, caracterizado porque el diseño del módulo hardware principal se basa en la característica modular que lo dota de la capacidad de poder sumar más o menos unidades de proceso secundarias, según el número de fotodetectores incluidos en las suelas.6. System for measuring the temporal parameters of the march, the stroke and the jump by means of photodetectors, according to claims 1 and 5, characterized in that the design of the main hardware module is based on the modular characteristic that gives it the ability to add more or less secondary process units, depending on the number of photodetectors included in the soles. 7. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1, 5 y 6, caracterizado porque el módulo hardware principal posee una serie de pulsadores, cuya misión es la de proporcionar las señales de inicio, fin y marcas de prueba.7. System for measuring the temporal parameters of the march, the stroke and the jump by means of photodetectors, according to claims 1, 5 and 6, characterized in that the main hardware module has a series of buttons, whose mission is to provide the signals of Start, end and test marks. 
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8. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1, 5, 6 y 7, caracterizado porque el módulo hardware principal posee diodos led que proporcionan información sobre el estado de la alimentación, de la comunicación con el ordenador y de la conexión radio con el ordenador.8. System for measuring the temporal parameters of the march, the stroke and the jump by means of photodetectors, according to claims 1, 5, 6 and 7, characterized in that the main hardware module has LED diodes that provide information on the state of the power supply, of communication with the computer and of the radio connection with the computer. 9. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1, 5, 6, 7 y 8, caracterizado porque el módulo hardware principal posee los elementos necesarios para su fijación al sujeto bajo estudio.9. System for measuring the temporal parameters of the march, the run and the jump by means of photodetectors, according to claims 1, 5, 6, 7 and 8, characterized in that the main hardware module has the necessary elements for its fixation to the subject under study . 10. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicación 1, caracterizado porque los elementos fotodetectores se sitúan en lugares estratégicos de la suela del calzado, que permiten determinar el lugar y la duración del apoyo mediante la detección del cambio en la intensidad luminosa bajo la suela, tanto en el visible como fuera de él, durante el proceso de apoyo del pie.10. Measurement system of the temporary parameters of the march, the run and the jump by means of photodetectors, according to claim 1, characterized in that the photodetector elements are located in strategic places of the sole of the footwear, which allow to determine the place and the duration of the support by detecting the change in light intensity under the sole, both in the visible and outside it, during the foot support process. 11. Sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1 y 10, caracterizado porque los fotodetectores situados en la suela están conectados al módulo hardware principal mediante finos cables conductores, soldados por dentro de la suela de la zapatilla, de tal forma que están protegidos de los rozamientos con el suelo o lugar de desplazamiento.11. System for measuring the temporary parameters of the march, the run and the jump by means of photodetectors, according to claims 1 and 10, characterized in that the photodetectors located in the sole are connected to the main hardware module by means of fine conductor cables, welded inside the sole of the shoe, so that they are protected from friction with the ground or place of movement. 12. Uso del sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1 a 11, para conocer la duración de los apoyos de personas al marchar, correr o realizar saltos verticales u horizontales.12. Use of the measurement system of temporal parameters of the march, the race and the jump by photodetectors, according to claims 1 to 11, to know the duration of the support of people when marching, running or performing vertical or horizontal jumps. 13. Uso del sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1 a 11, para conocer tiempos de apoyo y no apoyo de una persona durante la locomoción y así poder diferenciar una marcha normal de una patológica.13. Use of the measurement system of temporal parameters of the march, the race and the jump by photodetectors, according to claims 1 to 11, to know times of support and non-support of a person during locomotion and so to be able to differentiate a normal march from a pathological one. 14. Uso del sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones 1 a 11, para conocer la frecuencia de paso de una persona objeto de estudio.14. Use of the measurement system of temporal parameters of the march, the race and the jump by photodetectors, according to claims 1 to 11, to know the frequency of passage of a person under study. 15. Un método de uso del sistema de medición de los parámetros temporales de la marcha, la carrera y el salto mediante fotodetectores, según reivindicaciones anteriores, que consiste en establecer a través de un ordenador que tiene instalado un programa, que denominamos módulo lógico, el tipo de prueba a realizar, los sensores a utilizar y las mediciones a realizar, y dotar al sujeto objeto del estudio de un par de calzados, cuyas suelas contienen una serie de elementos de fotodetección que obtienen los datos de los apoyos de los pies del sujeto cuando estos se desplazan sobre el suelo, y los transmiten al módulo hardware, el cual los almacena hasta que son transferidos al programa ordenador que ordenó el comienzo de la prueba, para que mediante una interfaz gráfica, se muestre una estadísticas en tiempo real, así como gráficas de los tiempos activos y desactivos de todos los sensores que han sido configurados al inicio de la prueba.15. A method of using the measurement system of the temporal parameters of the march, the run and the jump by photodetectors, according to previous claims, which is to establish through a computer that has installed a program, which we call logical module, the type of test a perform, the sensors to be used and the measurements to be made, and provide the subject under study with a pair of shoes, whose soles contain a series of photodetection elements that get the data of the support of the subject's feet when these move on the ground, and transmit them to the module hardware, which stores them until they are transferred to computer program that ordered the start of the test, so that through a graphical interface, statistics are shown in time real as well as graphs of the active and inactive times of all sensors that have been configured at the beginning of the proof.
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