专利名称：一种足部负荷三维参数的检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，特别是关于一种足部负荷三维参数的检测装置。
背景技术：
足底压力测量在足部疾病诊断、疗效评价、矫形支具设计及运动生物力学研究等 方面应用较为广泛，对于先天性马蹄内翻足等足部畸形疾病来说，由于畸形奇特，形态各 异，采用常规足底压力测量手段难以反映足底压力分布全貌，临床常以外观形态和手感测 力决定手术方式和疗效评价，但是不能较准确的评价足部实际情况。步态分析是对人体行 走时的肢体和关节活动进行运动学观察和动力学分析，提供一系列时间、几何、力学等参数 值和曲线。步态分析已用于协助足部畸形临床诊断、支具或假肢设计、疗效评估及康复评估 等，但是也无法较准确的评价足部实际情况。由于足部特征点主要由解剖学上的足部骨格 突出点或关节的连接点加以定义，但足表面有软组织分布，使足部特征点在足表面不明显， 因而难以准确定位。特别是在足部畸形以及扫描方向和足部矢状面不一致情况下足部特征 点的可靠自动识别困难。为可靠提取特征点，需要自动识别足部矢状面，建立足部坐标系。 足部结构比较复杂，部分参数(如足弓部分的面积和足弓凹陷深度等)自动提取受足部形 状和姿势影响较大。而足部特征点识别是否正确、足部三维参数提取是否准确直接影响疾 病诊断模型的好坏。因此，自动识别足部特征点、提取足部三维参数及检测出较接近足部实 际情况成为亟待解决的问题。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能较精确地获取足部三维参数的足 部负荷三维参数的检测装置。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种足部负荷三维参数的检测 装置，其特征在于它包括一支撑底板，所述支撑底板两侧分别设置有一导轨，两所述导轨 中间设置有一由伺服电机驱动的丝杠；两所述导轨的上部设置有一扫描运动平台，所述扫 描运动平台的两侧设置有与两所述导轨相对应的滑块，所述扫描运动平台与所述丝杠活动 连接；所述支撑底板的四个顶角处分别通过一支柱固定一足部支撑平板；在所述足部支撑 板上设置有一矩形钢化玻璃板，所述钢化玻璃板的四个顶角处分别通过一三维的压力传感 器固定在所述足部支撑板上；所述扫描运动平台的中部两侧分别设置有一支架，两所述支 架将所述足部支撑板固定在中间，各所述支架上设置有摄像机和激光器。所述支架上设置有两横杆和一竖杆，其中一所述横杆位于所述足部支撑板的上 方，另一所述横杆位于所述足部支撑板的下方并靠近所述足部支撑板。各所述支架的横杆的两端均设置有一所述摄像机。所述支架的竖杆上，位于所述竖杆顶部以及所述足部支撑板下方的所述横杆下端 处分别设置有一所述激光器。所述钢化玻璃板与两所述导轨长度相对应。[0009]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型由于采用在 支撑底板上设置有扫描运动平台，在支撑底板顶部与扫描运动平台对应设置带有钢化玻璃 板的足部支撑板，并在扫描运动平台的支架上设置有八个激光扫描器和四个摄像机，利用 激光器和摄像机对足部进行检测，因此能较精确地获取不同负荷下足部三维参数，同时得 到足部负荷的大小以及足底压力重心。2、本实用新型由于采用的激光三维扫描技术，高精 度提取足部三维参数，可实现快速扫描，减小扫描过程中足部晃动对测量精度造成的影响。 3、本实用新型而采用的激光扫描技术，不会对操作人员和被检测人员造成伤害，使用安全、 简便、高效。因此，本实用新型可以广泛应用于各种矫形支具设计、运动员选才及运动鞋设 计等领域。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。如图1所示，本实用新型包括一支撑底板1，支撑底板1两侧分别设置有一导轨2， 两导轨2中间设置有一由伺服电机3驱动的丝杠4 ；两导轨2的上部设置有一扫描运动平 台5，扫描运动平台5的两侧设置有与两导轨2相对应的滑块6，且扫描运动平台5与丝杠 4活动连接，将丝杠4的传动传递给扫描运动平台5，进而实现稻苗运动平台5的水平移动。支撑底板1的四个顶角处分别固设一支柱7，各支柱7顶部固定一足部支撑平板 8。在足部支撑板8上设置有一与两导轨2长度相对应的矩形钢化玻璃板9，钢化玻璃板9 的四个顶角处分别通过一三维的压力传感器10固定在足部支撑板8上，由压力传感器10 来获取足部在三个方向的作用力以及足底压力重心。扫描运动平台5的中部两侧分别设置有一具有两横杆和一竖杆的支架11，两支架 11将足部支撑板8固定在中间，且其中一支架11的横杆位于足部支撑板8的上方，另一横 杆位于足部支撑板8的下方并靠近足部支撑板8。各横杆的两端均设置有一摄像机12，用 于采集钢化玻璃板9上的足部参数信息。在各支架11的竖杆上，位于竖杆顶部以及位于足 部支撑板8下方的横杆下端处分别设置有一激光器13，四个激光器13在钢化玻璃板9上的 足部周围形成闭合的激光条纹，八个摄像机12从各个方向采集足底和足面的二维图像，将 各摄像机图像中激光条纹变换到同一坐标系下拼接，获得闭合的激光条纹，实现足部无盲 区测量。本实用新型在使用时，由扫描运动平台5带动所有激光器13和摄像机12对足部 进行快速扫描，得到足部各个切面的二维图像，从而可以获得足部三维点云数据。本实用新 型利用激光三维扫描技术，高精度提取足部三维参数，可实现快速扫描，减小扫描过程中足 部晃动对测量精度造成的影响。而且本实用新型采用激光扫描技术，不会对操作人员和被 检测人员造成伤害，使用安全、简便、高效，使得仪器设备成本和检查费用大大降低。上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以 有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在 本实用新型的保护范围之外。
权利要求1.一种足部负荷三维参数的检测装置，其特征在于它包括一支撑底板，所述支撑底 板两侧分别设置有一导轨，两所述导轨中间设置有一由伺服电机驱动的丝杠；两所述导轨 的上部设置有一扫描运动平台，所述扫描运动平台的两侧设置有与两所述导轨相对应的滑 块，所述扫描运动平台与所述丝杠活动连接；所述支撑底板的四个顶角处分别通过一支柱 固定一足部支撑平板；在所述足部支撑板上设置有一矩形钢化玻璃板，所述钢化玻璃板的 四个顶角处分别通过一三维的压力传感器固定在所述足部支撑板上；所述扫描运动平台的 中部两侧分别设置有一支架，两所述支架将所述足部支撑板固定在中间，各所述支架上设 置有摄像机和激光器。
2.如权利要求1所述的一种足部负荷三维参数的检测装置，其特征在于所述支架上 设置有两横杆和一竖杆，其中一所述横杆位于所述足部支撑板的上方，另一所述横杆位于 所述足部支撑板的下方并靠近所述足部支撑板。
3.如权利要求1所述的一种足部负荷三维参数的检测装置，其特征在于各所述支架 的横杆的两端均设置有一所述摄像机。
4.如权利要求2所述的一种足部负荷三维参数的检测装置，其特征在于各所述支架 的横杆的两端均设置有一所述摄像机。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种足部负荷三维参数的检测装置，其特征在于 所述支架的竖杆上，位于所述竖杆顶部以及所述足部支撑板下方的所述横杆下端处分别设 置有一所述激光器。
6.如权利要求1所述的一种足部负荷三维参数的检测装置，其特征在于所述钢化玻 璃板与两所述导轨长度相对应。
专利摘要本实用新型涉及一种足部负荷三维参数的检测装置，它包括支撑底板，支撑底板两侧分别设置有导轨，两导轨中间设置有由伺服电机驱动的丝杠；两导轨的上部设置有扫描运动平台，扫描运动平台的两侧设置有与两导轨相对应的滑块，扫描运动平台与丝杠活动连接；支撑底板的四个顶角处分别通过支柱固定足部支撑平板；在足部支撑板上设置有矩形钢化玻璃板，钢化玻璃板四个顶角处分别通过三维的压力传感器固定在足部支撑板上；扫描运动平台的中部两侧分别设置有支架，两支架将足部支撑板固定在中间，各支架上设置有摄像机和激光器。本实用新型能较精确地获取不同负荷下足部三维参数，同时得到足部负荷的大小以及足底压力重心。本实用新型能广泛应用于各种矫形支具设计、运动员选才及运动鞋设计等领域。
文档编号A61B5/22GK201879707SQ20102066189
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者刘国忠, 张建中, 李萍 申请人:刘国忠