穿戴式足底压力检测设备的制造方法
【技术领域】 [0001] ；本实用新型设及一种可穿戴式足底压力检测设备，其通过放置在鞋垫 一侧的压力检测器采集压力，并通过脚部动作识别器件采集脚部姿态信息来方便使用者在 平时走路中不受地点限制，是一种足底压力检测设备和方法。
[0002]
【背景技术】；足底压力的分布可W反映出人们不同程度的姿态，足底压力可W应用 在各个领域中，例如，足底压力分布可W帮助通过检测溃瘍高危区域来区分糖尿病人与非 糖尿病人、进行骨科的足病诊、在康复训练中检测行走姿态判断病人恢复程度W及为下肢 疾病康复提供解决方案等，同时在刑事侦破中，判断人们身高体重等信息W及地面互动游 戏中都有所应用。但目前的检测设备都不理想。 【实用新型内容】：
[0003] 实用新型目的；本实用新型提供一种穿戴式足底压力检测设备，其目的是解决W 往的足底检测装置不理想的问题，使人们在走路或者运动过程中实时检测足底压力信息并 通过压力、加速度等信息进行姿态预测及时反映人体的相关身体信息，本申请提供一种在 脚底加入压力检测器、加速度计和巧螺仪的可穿戴式足底压力检测设备，方便人们不受地 点限制随时可W知道健康预测状况，姿态预测可W应用在一些老人的防摔倒等方面，既可 W在上位机中实时观察分析结果，也可W随身携带本设备。
[0004] 技术方案：
[0005] 一种穿戴式足底压力检测设备，包括鞋垫，其特征在于：该设备包括压力传感模 块，中央处理控制模块，无线通讯模块，上位机，巧螺仪，加速度计和信号提示模块，该压力 传感模块位于鞋垫上与脚接触的部位，压力传感模块、巧螺仪和加速度计连通过连接线与 中央处理控制模块连接，中央处理控制模块，通过无线传输与上位机进行通信，上位机连接 信号提示模块。
[0006] 信号提示模块由一个L邸显示灯和一个蜂鸣器组成。
[0007] 优点及效果；本实用新型提供一种穿戴式足底压力检测设备，包括鞋垫，其特征在 于；该设备包括压力传感模块，中央处理控制模块，无线通讯模块，上位机，巧螺仪，加速度 计和信号提示模块，本申请除了检测足底的压力信息，还能根据巧螺仪和加速度计测得的 角速度分析脚部所呈现的姿态，简单的预测人们行走的趋势，根据该些信息预测使用者想 要开始行走的趋势，并根据开始行走的趋势进行初始化，给出信号提示并且本设备开始工 作，在与其他可穿戴式设备一起使用时，避免因为多种设备的不同时工作而对使用者造成 行走障碍，如果各个设备之间没有同时协调好而开始工作则会造成摔倒等现象，除此之外 该样的设计还可W节约电源。目前各种可穿戴式设备的研发技术日益先进，可W预见在不 久的将来各种新式可穿戴设备将可能改变人们的生活方式。而本实用新型正是一种方便人 们不受地点限制的在人们不论是行走时还是静止时都可W检测人们足底压力的设备，实现 了可穿戴式足底压力实时检测。
【附图说明】：
[000引图1为本实用新型中可穿戴式足底压力检测设备力敏电阻排布的俯视图；
[0009] 图2为本实用新型中脚底走路所用到主要肌肉分布图。
[0010] 图3为本实用新型中脚运动时压力检测器的工作原理图。
[0011] 图4为本实用新型中中央处理控制模块与上位机进行通信的工作示意图。
[0012] 图5为本实用新型中各模块连接示意图。
【具体实施方式】 [0013] ：下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0014] 本实用新型的外部结构如图1所示。在外观上，本实用新型是在鞋垫一侧有八个 压力检测电阻排布在人们走路时主要肌肉部位W及解剖特征区，该样排布除去了数据冗余 又保证了压力信息的准确性。
[0015] 本实用新型所描述的可穿戴式足底压力检测设备如图3所示。本设备包括压力传 感模块1，中央处理控制模块2,无线通讯模块3,上位机4,巧螺仪5,加速度计6,信号提示 模块7,压力传感模块、巧螺仪5和加速度计6连通过连接线与中央处理控制模块连接，该压 力传感模块由八个压力感应器组成并位于鞋垫一侧与脚接触的部位，通过连接线与中央处 理控制模块连接，中央处理控制模块可W自行处理数据，也可W通过无线传输与上位机进 行通信，上位机进行精密的数据计算。信号提示模块由一个L邸显示灯和一个蜂鸣器组成。
[0016] 本实用新型所描述可穿戴式足底压力检测设备的硬件结构如图4所示。压力传感 模块的力敏电阻矩阵、巧螺仪、加速度计、供电模块连接至中央处理控制模块，中央处理控 制模块通过无线传输模块与上位机进行数据传输，上位机对数据进行计算分析，信号提示 模块显示信号。中央处理模块处理来自力敏电阻、巧螺仪、加速度计的足底压力分布信息W 及角度姿态信息，然后判断是否符合已设定好的参数范围内，在使用上位机的情况下通过 上位机绘制曲线，在不使用上位机的情况下由中央处理控制模块存储模块读取数据，判断 使用者的运动趋势；供电模块负责给整个电路供电。
[0017] 本实用新型的实施方法如下：
[0018] (1)当脚掌与鞋垫上的压力传感模块接触时，压力传感模块内所包含的力敏电阻 值R会随施加在其上的压力值f而发生变化，R与f之间根据电阻材料的不同存在特定的 非线性关系。压力传感模块与中央处理控制模块连接，W监测脚掌与鞋垫之间产生的压力 变化，中央处理控制模块读取压力模块中每个力敏电阻两端的电压值V。，并通过公式1计算 出力敏电阻R的值：
[0019] = … R + r
[0020] 其中r为与力敏电阻串联的分压电阻。当力敏电阻上有压力变化时，中央处理模 块会实时返回一个介于0到N之间的数值，其中，N的值与处理器的位数n有关（N = 2D-1)， 而Vi为中央处理模块可W检测的电压的最大值，因此压力传感模块检测到的电压值与其电 阻呈现W下关系：
[002U 民=:' 。） Vj - N
[0022] 人们在抬腿、走路等呈现不同姿态时，脚踩在压力传感模块的力度不同，力敏电阻 采集到的压力信息随着人们脚部的运动有所变化，通过采集由多个力敏电阻排布构成压力 传感模块上的压力分布值，便可得到足底压力分布信息。
[0023] (2)利用巧螺仪与加速度计互相配合，加速度计在较长时间测量精准，而在较短时 间内由于信号噪声而有误差存在，巧螺仪在较短时间内比较精准，但是在较长时间则会有 漂移而产生的误差，因此两者结合可W在时间点与时间段内都准确测量人们行走时在x、y、 Z轴上的角速度0,，0y，及加速度ay，ay，a,，利用中央处理控制模块使用ARIA计算模 型迭代，计算如下：
【主权项】
1. 一种穿戴式足底压力检测设备，包括鞋垫，其特征在于：该设备包括压力传感模块 (1)，中央处理控制模块（2)，无线通讯模块（3)，上位机（4)，陀螺仪（5)，加速度计（6)和信 号提示模块（7)，该压力传感模块位于鞋垫上与脚接触的部位，压力传感模块、陀螺仪（5) 和加速度计（6 )通过连接线与中央处理控制模块连接，中央处理控制模块，通过无线传输与 上位机进行通信，上位机连接信号提示模块。
2. 根据权利要求1所述的穿戴式足底压力检测设备，其特征在于：信号提示模块由一 个LED显示灯和一个蜂鸣器组成。
【专利摘要】本实用新型提供一种穿戴式足底压力检测设备，包括鞋垫，其特征在于：该设备包括压力传感模块，中央处理控制模块，无线通讯模块，上位机，陀螺仪，加速度计和信号提示模块，本实用新型正是一种方便人们不受地点限制的在人们不论是行走时还是静止时都可以检测人们足底压力的设备，实现了可穿戴式足底压力实时检测。
【IPC分类】G01L1-20, A61B5-22, A61B5-11
【公开号】CN204293160
【申请号】CN201420391945
【发明人】辛义忠, 刘楚红
【申请人】辛义忠
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年7月15日