一种足底压力与步态检测装置

本技术属于检测装置，涉及一种足底压力与步态检测装置。

背景技术：

1、足部是人体在正常行走时唯一接触地面的部位。不良的足底受力情况既影响人体行走步态，又可能影响足部的神经和血液循环。例如，皮肤溃烂是糖尿病的并发症之一，足底压力升高已经被认为是糖尿病患者足底溃烂的主要危险因素。糖尿病患者的足部溃烂轻者影响日常活动，重者面临截肢风险，甚至威胁生命。据统计，糖尿病患者的小腿截肢数占全球截肢总数的50％以上，其中三分之二是由于足部创伤性溃烂。随着经济社会的迅速发展和人们对健康的重视程度提高，足底压力检测技术迅速发展，可通过对检测足底不同部位在行走时的压力变化，以检测步数和步态。开发合适的足底压力检测系统具有重要的临床意义和经济价值。

2、但是目前大多数足底压力检测系统是基于压阻材料和压电材料等电子传感器，在现代生活中易受到电磁干扰，且功耗水平较高，不利于市场推广。因此开发结构紧凑、轻便易携带、抗电磁干扰、低功耗的足底压力检测系统具有重要意义。

技术实现思路

1、为了克服已有步态传感器压力检测系统的易受到电磁干扰，且功耗水平较高的不足，本实用新型提供一种结构紧凑、轻便易携带、抗电磁干扰、低功耗的足底压力与步态检测装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种足底压力与步态检测装置，包括步态传感器，所述步态传感器包括传感器基底和压力传感模块，所述压力传感模块分布在传感器基底的测力点位，所述压力传感模块采用光纤布拉格光栅作为主体，所述光纤布拉格光栅呈拱形结构；所述光纤布拉格光栅通过光纤环形器与宽光谱光源连接，所述光纤布拉格光栅的输出光信号接入信号解调系统，经过可调谐光纤滤波器、光电二极管将光信号转化为电信号并获得压力传感模块的受力情况。

4、进一步，所述光纤布拉格光栅位于聚二甲基硅氧烷保护壳内。

5、优选的，所述聚二甲基硅氧烷保护壳呈长方体结构，所述光纤布拉格光栅被封装在聚二甲基硅氧烷保护壳中央处。

6、再进一步，所述测力点位位于足底的后方区域和前方区域。

7、优选的，后方区域设置一个测力点位，前方区域设置三个测力点位。

8、本实用新型的技术构思为：采用光纤布拉格光栅(fbg)作为压力传感模块，制作了一种基于光纤布拉格光栅的足底压力监测系统。

9、采用弹性好、易拉伸、抗腐蚀的聚二甲基硅氧烷(pdms)对光纤布拉格光栅进行封装，起到了良好的保护作用。将封装后的光纤布拉格光栅微弯，形成拱形结构，提高传感模块的应变转化效率并简化压力传感模块制备工艺。

10、本实用新型的有益效果主要表现在：有效解决了传统足底压力传感系统易受电磁干扰的问题，同时降低系统功耗。另外，采用聚二甲基硅氧烷(pdms)对光纤布拉格光栅进行封装，在易成型，简化工艺的同时对光纤光栅具有良好的保护作用。还将施加于光栅的径向压力转化为光纤光栅的轴向应变，提升了应力传导效率与灵敏度。

技术特征：

1.一种足底压力与步态检测装置，其特征在于，所述装置包括步态传感器，所述步态传感器包括传感器基底和压力传感模块，所述压力传感模块分布在传感器基底的测力点位，所述压力传感模块采用光纤布拉格光栅作为主体，所述光纤布拉格光栅呈拱形结构；所述光纤布拉格光栅通过光纤环形器与宽光谱光源连接，所述光纤布拉格光栅的输出光信号接入信号解调系统，经过可调谐光纤滤波器、光电二极管将光信号转化为电信号并获得压力传感模块的受力情况。

2.如权利要求1所述的一种足底压力与步态检测装置，其特征在于，所述光纤布拉格光栅位于聚二甲基硅氧烷保护壳内。

3.如权利要求2所述的一种足底压力与步态检测装置，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷保护壳呈长方体结构，所述光纤布拉格光栅被封装在聚二甲基硅氧烷保护壳中央处。

4.如权利要求1～3之一所述的一种足底压力与步态检测装置，其特征在于，所述测力点位位于传感器基底的后方区域和前方区域。

5.如权利要求4所述的一种足底压力与步态检测装置，其特征在于，后方区域设置一个测力点位，前方区域设置三个测力点位。

技术总结
一种足底压力与步态检测装置，包括步态传感器，所述步态传感器包括传感器基底和压力传感模块，所述压力传感模块分布在传感器基底的测力点位，所述压力传感模块采用光纤布拉格光栅作为主体，所述光纤布拉格光栅呈拱形结构；所述光纤布拉格光栅通过光纤环形器与宽光谱光源连接，所述光纤布拉格光栅的输出光信号接入信号解调系统，经过可调谐光纤滤波器、光电二极管将光信号转化为电信号并获得压力传感模块的受力情况。本技术提供一种结构紧凑、轻便易携带、抗电磁干扰、低功耗的足底压力与步态检测装置。

技术研发人员：周家楠,许恺,张明
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：20230522
技术公布日：2024/1/14