点阵式足底压力测量装置及其检测方法与流程

本发明涉及一种足底压力测量装置，特别是一种点阵式足底压力测量装置及其检测方法。

背景技术：

中国专利文献号cn103462619a于2013年12月25日公开一种足底压力测量装置，其包括左脚鞋垫和右脚鞋垫，以及信号调理电路、数据采集电路和计算机；所述左脚鞋垫和右脚鞋垫均设有4个压力传感器，左脚鞋垫的4个压力传感器与右脚鞋垫的4个压力传感器对称设置；4个压力传感器的安装位置为：鞋垫的足跟处安装1个，鞋垫的足掌处安装2个，鞋垫的足尖处安装1个；各个压力传感器的信号输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端接数据采集电路的输入端，数据采集电路的输出端接计算机。该结构的压力传感器设置在一个整体的鞋垫上，不能准确测量足底每个位置所产生的压力，另外，压力传感器为膜片压力传感器，所测得的压力值并非绝对值压力，导致采集的数据偏差大。

还有，足底压力测量装置的承托面是固定的，但是足底形状不是平的，所以，当站立在足底压力测量装置上时，导致足底较多部位不能与相应的承托面接触，以致不能精确地测量足底更多位置的压力值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、合理，测量精确、适合不同脚形的测量、足底各个位置都能测到的点阵式足底压力测量装置及其检测方法，以克服现有技术的不足，该装置采集的足底压力数据可广泛应用于医疗行业。

本发明的目的是这样实现的：

一种点阵式足底压力测量装置，包括压力测量装置和电控系统，压力测量装置与电控系统电性连接，其特征在于：所述压力测量装置设有若干个、并阵列设置在一平面上，压力测量装置呈杆状，压力测量装置顶端形成足底承托面，各个足底承托面独立分开，足底承托面随着其承重量的改变而上下运动。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的方案，所述压力测量装置包括伸缩杆和压力传感器，伸缩杆设置在压力传感器上，伸缩杆顶端形成所述足底承托面。由于各个足底承托面均由伸缩杆支撑，所以，各个足底承托面均可以随着其承重量的改变而上下运动。

所述伸缩杆为气动杆，气动杆包括气压筒和活塞杆，气压筒内设有储气腔，储气腔下部设有充气口和所述压力传感器；活塞杆顶面形成所述足底承托面，活塞杆下端插入气压筒的储气腔内，活塞杆下端外周与储气腔内壁密封配合；所述充气口与充气单元连接，充气单元与电控系统电性连接。

各个气动杆的充气口共同与一充气单元连接。

所述压力传感器为气压传感器。

由于充气口需要与充气单元的管路连接，气压传感器需要接线，所以，所述充气口和气压传感器均设置在气压筒底部，更有利于各个压力测量装置靠得更近，即单位面积内可以放置更多的压力测量装置。

所述电控系统包括矩阵测量及a/d数据处理器、带有软件算法运算的主控单元、控制界面和显示屏，矩阵测量及a/d数据处理器、主控单元和显示屏分别与主控单元电性连接，各压力传感器分别与a/d数据处理器电性连接，所述充气单元与主控单元电性连接。

所述压力测量装置的足底承托面上设有软垫，软垫同时覆盖各个足底承托面，使得整个足底压力测量装置的顶面为柔性板面，减少单个压力测量装置对足底产生较大的压强，产生不适感。

所述压力测量装置设有100个以上。理论上说，压力测量装置密度越大，其测量更精密。

所述点阵式足底压力测量装置的检测方法，其特征在于：检测前先由充气单元对气压筒的储气腔充气，储气腔内产生初始气压值p0，此时活塞杆上升；当足部站在阵列设置的多个足底承托面上时，承重的活塞杆会跟据足底形状和受到的重量分布压迫，产生下降形变，形成新的压力值p1，通过主控单元内部软件算法运算可得出足底压力分布绝对值和完成足底三维形状扫描。

本发明的有益效果如下：

（1）此款点阵式足底压力测量装置包括多个呈杆状的压力测量装置，压力测量装置以点阵的方式排布，并且压力测量装置的顶端的高度可以根据承重量不同而改变，所以，可以精确测量足底各个位置的压力，而且，不管足底形状如何，足底大小如何，都可以落入测量范围；

（2）此款点阵式足底压力测量装置由于可以对足底各个点的压力进行测量，因此，可以通过主控单元内部软件算法运算可得出足底压力分布绝对值和完成足底三维形状扫描。

附图说明

图1为本发明一实施例分解结构示意图。

图2为本发明一剖视结构示意图。

图3为本发明一使用状态结构示意图。

图4为本发明电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1至图3所示，一种点阵式足底压力测量装置，包括压力测量装置和电控系统，压力测量装置与电控系统电性连接，所述压力测量装置设有若干个、并阵列设置在一平面上，压力测量装置呈杆状，压力测量装置顶端形成足底承托面23，各个足底承托面23独立分开，足底承托面23随着其承重量的改变而上下运动。

所述压力测量装置包括伸缩杆和压力传感器，伸缩杆设置在压力传感器上，伸缩杆顶端形成所述足底承托面23。所述伸缩杆为气动杆2，气动杆2包括气压筒21和活塞杆22，气压筒21内设有储气腔212，储气腔212下部设有充气口211和所述压力传感器；活塞杆22顶面形成所述足底承托面23，活塞杆22下端插入气压筒21的储气腔212内，活塞杆22下端外周与储气腔212内壁密封配合；所述充气口211与充气单元连接，充气单元与电控系统电性连接。

各个气动杆2的充气口211共同与一充气单元连接。所述充气单元可以是以下结构：充气单元包括气泵和三通电磁阀，三通电磁阀设有进气孔、排气孔和充气孔，进气孔与气泵出气口连通，充气孔与气动杆2的充气口211连通；充气状态时，进气孔与充气孔连通，启动气泵即可对储气腔212进行充气；排气状态时，排气孔与充气孔连通，活塞杆22失去压缩气体的支撑而自动下降。

所述压力传感器为气压传感器1。所述气压传感器1设置在气压筒21底部。虽然本实施例的充气口211不是在气压筒21底部，但是，充气口211也优选是设置在气压筒21底部。

所述压力测量装置的足底承托面23上设有软垫3，软垫3同时覆盖各个足底承托面23。

所述压力测量装置设有100个以上。各个压力测量装置呈矩形阵列设置。

结合图4所示，所述电控系统包括矩阵测量及a/d数据处理器、带有软件算法运算的主控单元、控制界面和显示屏（可以对多个压力数据进行显示），矩阵测量及a/d数据处理器、主控单元和显示屏分别与主控单元电性连接，各压力传感器分别与a/d数据处理器电性连接，所述充气单元与主控单元电性连接。所述主控单元为pc或plc，控制界面为hmi控制界面。图中标记有“足底压力检测板”的方框表示为阵列设置的气动杆2，各个气动杆2由一个充气单元供气，各个气动杆2的压力由相应的气压传感器3矩阵监测。

上述点阵式足底压力测量装置的检测方法，检测前先由充气单元对气压筒2的储气腔212充气，储气腔212内产生初始气压值p0，此时活塞杆22上升；当足部站在阵列设置的多个足底承托面23上时（见图3所示），承重的活塞杆22会跟据足底形状和受到的重量分布压迫，产生下降形变，形成新的压力值p1，通过主控单元内部软件算法运算可得出足底压力分布绝对值和完成足底三维形状扫描。