專利名稱:一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及生物特征識(shí)別領(lǐng)域,具體為一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
背景技術(shù):
行走(包括站、跑)是最常見的人體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科的重要研究?jī)?nèi)容。在體育科研、生物力學(xué)工程和醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域內(nèi),經(jīng)常需要準(zhǔn)確知道人體行走或運(yùn)動(dòng)時(shí), 人體足底與地面間的三個(gè)方向作用力/力矩、足底與地面的接觸狀況,足底的所受壓力的分布情況,以期獲得步態(tài)分析、體育科研、體育訓(xùn)練指導(dǎo)、醫(yī)療科研、殘?bào)w康復(fù)訓(xùn)練指導(dǎo)的科學(xué)依據(jù)。三維測(cè)力臺(tái)和足底壓力分布測(cè)量裝置正是基于這種需求上開發(fā)的兩種測(cè)量?jī)x器。 目前,測(cè)試足-地界面觸覺信息的方法(裝置)主要基于上述儀器。長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)于步態(tài)觸覺信息的測(cè)試、分析一直是分為兩個(gè)方面進(jìn)行接觸形態(tài)、 矢量接觸力。對(duì)應(yīng)的儀器主要是足底壓力分布、多維測(cè)力臺(tái)。其中,足底壓力分布經(jīng)歷了腳印法、直接形像化技術(shù)、壓力平板、多負(fù)載單元及壓力鞋(墊)等階段。腳印法利用人足在接觸面留下的足印或痕跡,粗略判斷足底各部位受力情況,簡(jiǎn)單易行,歷史悠久,但只能記錄足底的壓力峰值,只能定性,無(wú)法定量。直接形象化技術(shù)利用照相機(jī)拍攝足底在玻璃下的足印影像,通過(guò)圖像分析技術(shù)獲得足底受力的分布情況,受成像環(huán)境制約,獲得的影像灰度變化、分辨率有限,也是一種定性測(cè)量技術(shù),無(wú)法得出準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。壓力平板、壓力鞋(墊)利用力敏傳感技術(shù),通過(guò)力敏傳感器將足底各部位的壓力變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再經(jīng)由信號(hào)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集技術(shù),變成可供計(jì)算機(jī)識(shí)別的數(shù)字信號(hào),計(jì)算機(jī)分析軟件獲取該信號(hào)后,經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算,得出力值,再以圖像、表格等形式展現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)傳感器的工作原理,足底壓力分布測(cè)量傳感器可分為電阻式、壓電式和電容式。根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)形態(tài),可以分為壓力平板和壓力鞋墊兩種。壓力平板用于測(cè)量足一地界面接觸信息,壓力鞋墊則用于足——鞋界面接觸信息檢測(cè)。測(cè)力平臺(tái)同樣利用力敏傳感技術(shù),檢測(cè)作用在臺(tái)面上的空間三維力(Fx,F(xiàn)y, Fz)及其變化信息。并經(jīng)過(guò)專業(yè)軟件的計(jì)算、分析,可以獲三個(gè)力矩(Mx,My,Mz ),作用力中心坐標(biāo)COP,純扭矩Tz、運(yùn)動(dòng)速度、加速度、縱跳高度、功率等多項(xiàng)動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo)。矢量接觸力、接觸形態(tài)是觸覺信息兩個(gè)有機(jī)組成部分。使用上述單個(gè)設(shè)備獲取的信息,不能完整的反映運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的步態(tài)觸覺特征,難以全面、精確描述足部與支撐面接觸狀況的本質(zhì)規(guī)律。為了解決這種不足,研究人員需要同時(shí)選用不同廠商的兩類設(shè)備,通過(guò)外部觸發(fā)同步的辦法獲取完整的步態(tài)觸覺信息。存在測(cè)試條件復(fù)雜、儀器配合不便、同步誤差、分析過(guò)程復(fù)雜等多方面不足。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置及測(cè)量方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)的步態(tài)測(cè)量裝置和方法存在的測(cè)試條件復(fù)雜、儀器配合不便、同步誤差、分析過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,包括有計(jì)算機(jī),其特征在于還包括有觸覺信息測(cè)試臺(tái)、 集成式的信號(hào)調(diào)理采集電路,所述觸覺信息測(cè)試臺(tái)包括上、下夾板,所述上、下夾板之間夾持有多個(gè)應(yīng)變式感測(cè)傳感器,所述上夾板上表面設(shè)置有柔性陣列傳感器,所述柔性陣列傳感器為多個(gè)壓敏傳感器構(gòu)成的傳感器陣列,所述信號(hào)調(diào)理采集電路與所述計(jì)算機(jī)通訊連接,信號(hào)調(diào)理采集電路同步采集六分量支撐力測(cè)試臺(tái)中多個(gè)應(yīng)變式感測(cè)傳感器以及柔性陣列傳感器的信號(hào),并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行分析與處理,以提取空間三維力Fx,F(xiàn)y,F(xiàn)z,三維力矩 Mx、My、Mz,作用力中心坐標(biāo)COP,純扭矩Tz、運(yùn)動(dòng)速度、加速度、接觸圖像、壓力圖譜、壓力中心軌跡、最大壓力、壓力-時(shí)間積分以及功率譜。所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,其特征在于所述柔性陣列傳感器的敏感點(diǎn)呈陣列分布,敏感點(diǎn)的點(diǎn)陣密度為4點(diǎn)/cm2。所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,其特征在于所述應(yīng)變式感測(cè)傳感器有四個(gè), 分別夾持在上、下夾板之間位于上、下夾板四角位置,并支撐所述上夾板。所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,其特征在于多個(gè)觸覺信息測(cè)試臺(tái)通過(guò)以太網(wǎng)級(jí)聯(lián)構(gòu)成步態(tài)觸覺信息測(cè)量通道。一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量方法,其特征在于人體在所述上夾板的上表面上行走,足底與所述上夾板的上表面設(shè)置的柔性陣列傳感器接觸;集成式信號(hào)調(diào)理采集電路同時(shí)處理應(yīng)變式感測(cè)傳感器的信號(hào)調(diào)理、放大、濾波,以及柔性陣列傳感器的敏感點(diǎn)掃描驅(qū)動(dòng)、信號(hào)拾取、放大、濾波,并同步采集應(yīng)變式感測(cè)傳感器信號(hào)和柔性陣列傳感器信號(hào),組合成完整步態(tài)觸覺信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī);所述計(jì)算機(jī)中集成有測(cè)試分析軟件模塊,所述測(cè)試分析軟件模塊利用接收到的完整步態(tài)觸覺信號(hào)進(jìn)行人體步態(tài)特征參數(shù)測(cè)試、分析,提取三維接觸力/ 力矩、作用力中心坐標(biāo)COP、速度、加速度、接觸圖像、壓力圖譜、壓力中心軌跡、最大壓力、壓力-時(shí)間積分以及功率譜多項(xiàng)動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo);同時(shí)所述測(cè)試分析軟件模塊利用人體站立、行走過(guò)程中的完整步態(tài)觸覺信號(hào),分析足部在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況,提取足部生物力學(xué)特征參數(shù),建立足部受力模型。一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量方法,其特征在于所提取的足部生物力學(xué)特征參數(shù)包括但不限于足底輪廓、足弓輪廓、足跟中心、足趾位置、跖骨位置、接觸痕跡、接觸時(shí)序、壓力-時(shí)間積分、觸地點(diǎn)、離地點(diǎn)、壓力中心線。一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量方法,其特征在于所建立足部受力模型是指,根據(jù)實(shí)測(cè)觸覺信息,提取足部生物力學(xué)特征參數(shù),建立上述與被測(cè)人體的身高、體重、體態(tài)、穿著鞋型等參數(shù)的映射關(guān)系。本發(fā)明步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置由觸覺信息測(cè)試臺(tái)、柔性陣列傳感器、集成式信號(hào)調(diào)理采集電路和計(jì)算機(jī)中測(cè)試分析軟件模塊組成。其中,觸覺信息測(cè)試臺(tái)由上夾板、下夾板、應(yīng)變式感測(cè)傳感器、柔性陣列傳感器組成。應(yīng)變式感測(cè)傳感器采用三維力傳感器,為四個(gè)獨(dú)立敏感部件,固定在上夾板、下夾板四個(gè)角之間。柔性陣列傳感器設(shè)置在上夾板的上表面。集成式信號(hào)調(diào)理采集電路具有陣列的行列掃描驅(qū)動(dòng)、陣列點(diǎn)的壓力信號(hào)采集、六分量支撐力信號(hào)調(diào)理與采集功能,通過(guò)USB2. 0接口與計(jì)算機(jī)通訊連接。計(jì)算機(jī)中測(cè)試分析軟件模塊通信接口組件、數(shù)據(jù)采集組件、交叉耦合解耦與數(shù)據(jù)融合組件、數(shù)據(jù)存取組件、數(shù)據(jù)分析組件、檔案管理組件、參數(shù)報(bào)表組件以及打印驅(qū)動(dòng)組件。計(jì)算機(jī)中測(cè)試分析軟件模塊通過(guò)
4采集三維力傳感器、柔性陣列傳感器輸出的力信息,通過(guò)分析軟件獲得矢量接觸力信息(力的大小、方向、等效作用點(diǎn)、力矩等)、接觸形態(tài)信息(包括壓力在接觸面的分布情況、壓力中心、最大壓力、壓力-時(shí)間積分以及功率譜信息等)。為步態(tài)分析研究、身份識(shí)別研究、制鞋業(yè)足部生物力學(xué)檢測(cè)與分析、鞋產(chǎn)品舒適性評(píng)價(jià)與個(gè)性化定制、醫(yī)療康復(fù)時(shí)的康復(fù)效果評(píng)估等提供科學(xué)依據(jù)。本發(fā)明中,六分量支撐力測(cè)試臺(tái)的四個(gè)三維力傳感器安裝在上夾板、下夾板之間, 上、下夾板和三維力傳感器之間通過(guò)螺釘緊固連接。本發(fā)明中,柔性陣列傳感器采用絲網(wǎng)印刷工藝和復(fù)合壓制成型工藝生產(chǎn),多個(gè)壓敏傳感器印刷在上下基膜上,上下基膜粘膠、壓合形成柔性陣列傳感器本體,一個(gè)壓敏傳感器為柔性陣列傳感器的一個(gè)敏感點(diǎn)。柔性陣列傳感器再平鋪、粘合在上夾板的上表面。六分量支撐力測(cè)試臺(tái)和柔性陣列傳感器組成完整的觸覺信息感測(cè)部件。本發(fā)明中,集成式信號(hào)調(diào)理采集電路包括三維力信號(hào)放大、濾波、增益控制、零點(diǎn)補(bǔ)償、柔性傳感器的陣列掃描驅(qū)動(dòng)、敏感點(diǎn)信號(hào)拾取、濾波與信號(hào)采集。本發(fā)明中,計(jì)算機(jī)的測(cè)試分析軟件模塊包括通信接口組件、數(shù)據(jù)采集組件、交叉耦合解耦與數(shù)據(jù)融合組件、數(shù)據(jù)存取組件、顯示組件、數(shù)據(jù)分析組件、檔案管理組件、參數(shù)報(bào)表組件以及打印驅(qū)動(dòng)組件等組件單元。通信接口組件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與集成式信號(hào)調(diào)理采集電路的通信規(guī)約與數(shù)據(jù)交換;數(shù)據(jù)采集組件完成原始信號(hào)的數(shù)據(jù)獲取;、交叉耦合解耦與數(shù)據(jù)融合組件實(shí)現(xiàn)多維力信號(hào)的維間耦合消除、柔性陣列傳感器的敏感點(diǎn)間耦合消除以及將多維力信號(hào)和柔性傳感器融合為觸覺信號(hào);數(shù)據(jù)存取組件用于測(cè)試數(shù)據(jù)、分析結(jié)論、提取參數(shù)的保存和讀??;數(shù)據(jù)分析組件完成觸覺信息的應(yīng)用分析,提取空間三維力(Fx,F(xiàn)y,內(nèi))、三個(gè)力矩(Mx,My,Mz),作用力中心坐標(biāo)C0P,純扭矩Tz、運(yùn)動(dòng)速度、加速度、縱跳高度、功率、接觸圖像、壓力圖譜、比例圖譜、壓力中心軌跡、最大壓力、壓力-時(shí)間積分以及功率譜等多項(xiàng)動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo),根據(jù)用戶配置,為基于步態(tài)觸覺信息的應(yīng)用研究提供數(shù)據(jù)分析模板和參數(shù)指標(biāo)體系O本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是
其一,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)完整觸覺信息(矢量接觸力、接觸形態(tài))的同步、集成測(cè)量與分析。其二,本發(fā)明將六分量支撐力測(cè)試與足底壓力分布測(cè)試的傳感器在結(jié)構(gòu)上合二為一、同步感測(cè)觸覺信號(hào),并集成采集。所提出的完整觸覺信息(矢量接觸力、接觸形態(tài))集成測(cè)量裝置與分析方法為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)。其三,相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言,不同于采用生物力學(xué)測(cè)試平臺(tái)和運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)相結(jié)合的傳統(tǒng)辦法,本發(fā)明首次提出利用完整步態(tài)觸覺信息進(jìn)行人體步態(tài)特征參數(shù)測(cè)試、分析, 形成全新的基于步態(tài)觸覺特征的人體建模方法。其四,本發(fā)明利用人體站立、行走過(guò)程中的完整足部觸覺信息,分析足部在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況,提取足部生物力學(xué)特征參數(shù),建立足部受力模型,促進(jìn)制鞋業(yè)的鞋產(chǎn)品舒適性評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)、鞋產(chǎn)品個(gè)性化設(shè)計(jì)、矯形鞋具的設(shè)計(jì)與效能評(píng)估。
圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明觸覺信號(hào)感測(cè)原理示意圖。
圖3為本發(fā)明集成式信號(hào)調(diào)理采集電路原理框圖。圖4為本發(fā)明計(jì)算機(jī)測(cè)試分析軟件功能流程圖。圖5為本發(fā)明計(jì)算機(jī)測(cè)試分析軟件功能模塊圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示。六分量支撐力測(cè)試臺(tái)1和柔性陣列傳感器2在結(jié)構(gòu)上融為一體,分別用于接觸力和接觸形態(tài)的檢測(cè),構(gòu)成完整的觸覺信息獲取裝置,四個(gè)三維力傳感器1-3安裝在上夾板1-1、下夾板1-2之間,上、下夾板1-1、1-2和三維力傳感器1-3之間通過(guò)螺釘緊固連接。一種實(shí)施方案里,集成式信號(hào)調(diào)理采集電路3安裝在步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置本體內(nèi),在其它實(shí)施方案中,集成式信號(hào)調(diào)理采集電路3可外置,通過(guò)連接器/信號(hào)線與觸覺信息獲取裝置本體連接。步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置本體感應(yīng)的觸覺信號(hào)經(jīng)過(guò)集成式信號(hào)調(diào)理采集電路3放大、濾波及預(yù)處理后,通過(guò)USB或10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡與安裝有測(cè)試分析軟件模塊的計(jì)算機(jī)4連接。如圖2所示。赤足經(jīng)過(guò)觸覺信息獲取裝置本體時(shí),足部與本體接觸信息示意圖。 一方面,足部作為整體會(huì)對(duì)接觸面產(chǎn)生三個(gè)方向作用力和力矩,另一方面,足底經(jīng)過(guò)接觸面時(shí),會(huì)在不同時(shí)刻產(chǎn)生不同印跡,觸覺信息獲取裝置分別通過(guò)六分量支撐力測(cè)試臺(tái)1和柔性陣列傳感器2同時(shí)感應(yīng)這兩種信息,并經(jīng)集成式信號(hào)調(diào)理采集電路3送入計(jì)算機(jī)的測(cè)試分析軟件模塊4進(jìn)行分析、處理。如圖3所示。應(yīng)變電阻在六分量支撐力測(cè)試臺(tái)1中組成惠斯通電橋形式。受力時(shí), 電橋兩臂平衡被破壞,產(chǎn)生差分輸出信號(hào),集成式信號(hào)調(diào)理采集電路上的差分放大器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大,再經(jīng)過(guò)低通濾波器濾波,接入模擬選擇開關(guān),由微處理器分時(shí)選通進(jìn)入ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,透過(guò)通信接口向計(jì)算機(jī)傳輸。如圖4所示。測(cè)試分析軟件模塊啟動(dòng)后,首先根據(jù)用戶項(xiàng)目設(shè)置情況,讀取設(shè)備規(guī)格參數(shù)和運(yùn)行配置參數(shù),等待用戶控制指令;接收到開始采集指令后,輸出敏感單元驅(qū)動(dòng)信號(hào),先采集敏感單元的輸出,再對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行暫存、顯示,在對(duì)已獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、 參數(shù)分析。如圖5所示。計(jì)算機(jī)的測(cè)試分析軟件模塊主要功能模塊包括平臺(tái)管理、用戶輸入、 數(shù)據(jù)采集、顯示管理、集成分析、應(yīng)用解析等。其核心是集成分析模塊,以項(xiàng)目模板和數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),分析計(jì)算觸覺信息中的接觸力、接觸狀態(tài)的各種數(shù)學(xué)參數(shù)。作為上述實(shí)施實(shí)例的應(yīng)用,本發(fā)明可用于生物特征識(shí)別領(lǐng)域,促進(jìn)基于步態(tài)觸覺信息的身份識(shí)別研究。測(cè)試分析軟件利用完整步態(tài)觸覺信息進(jìn)行人體步態(tài)特征參數(shù)測(cè)試、 分析,計(jì)算運(yùn)動(dòng)人體步相參數(shù)、支持相、擺動(dòng)相占空比、步行速度、步相角、觸地沖量、平衡擺動(dòng)力矩、壓力中心移動(dòng)軌跡、行走足底痕跡、移步習(xí)慣等。作為上述實(shí)施實(shí)例的應(yīng)用,本發(fā)明還可用于制鞋業(yè)的鞋產(chǎn)品舒適性評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)、 鞋產(chǎn)品個(gè)性化設(shè)計(jì)、矯形鞋具的設(shè)計(jì)與效能評(píng)估。測(cè)試分析軟采集人體站立、行走過(guò)程中的完整足部觸覺信息,分析足部在行走運(yùn)動(dòng)過(guò)程中腳后跟、足弓區(qū)、跖骨關(guān)節(jié)、腳趾區(qū)等區(qū)的受力情況,提取足部生物力學(xué)特征參數(shù),建立足部受力模型。上述實(shí)施方式是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施實(shí)例,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施實(shí)例進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍,倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,包括有計(jì)算機(jī),其特征在于還包括有觸覺信息測(cè)試臺(tái)、集成式的信號(hào)調(diào)理采集電路,所述觸覺信息測(cè)試臺(tái)包括上、下夾板,所述上、下夾板之間夾持有四個(gè)應(yīng)變式感測(cè)傳感器,所述上夾板上表面設(shè)置有柔性陣列傳感器,所述柔性陣列傳感器為多個(gè)壓敏傳感器構(gòu)成的傳感器陣列,所述信號(hào)調(diào)理采集電路與所述計(jì)算機(jī)通訊連接,信號(hào)調(diào)理采集電路同步采集觸覺信息測(cè)試臺(tái)中四個(gè)應(yīng)變式感測(cè)傳感器以及柔性陣列傳感器的信號(hào),并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行分析與處理,以提取空間三維力Fx,F(xiàn)y, 1 ,三維力矩Mx、 My, Mz,作用力中心坐標(biāo)C0P,純扭矩Tz、運(yùn)動(dòng)速度、加速度、接觸圖像、壓力圖譜、壓力中心軌跡、最大壓力、壓力-時(shí)間積分以及功率譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,其特征在于所述柔性陣列傳感器的敏感點(diǎn)呈陣列分布,敏感點(diǎn)的點(diǎn)陣密度為4點(diǎn)/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,其特征在于所述應(yīng)變式感測(cè)傳感器有四個(gè),分別夾持在上、下夾板之間位于上、下夾板四角位置,并支撐所述上夾板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置,其特征在于多個(gè)觸覺信息測(cè)試臺(tái)通過(guò)以太網(wǎng)級(jí)聯(lián)構(gòu)成步態(tài)觸覺信息測(cè)量通道。
5.一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量方法,其特征在于人體在所述上夾板的上表面上行走,足底與所述上夾板的上表面設(shè)置的柔性陣列傳感器接觸;集成式信號(hào)調(diào)理采集電路同時(shí)處理應(yīng)變式感測(cè)傳感器的信號(hào)調(diào)理、放大、濾波,以及柔性陣列傳感器的敏感點(diǎn)掃描驅(qū)動(dòng)、信號(hào)拾取、放大、濾波,并同步采集應(yīng)變式感測(cè)傳感器信號(hào)和柔性陣列傳感器信號(hào),組合成完整步態(tài)觸覺信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī);所述計(jì)算機(jī)中集成有測(cè)試分析軟件模塊,所述測(cè)試分析軟件模塊利用接收到的完整步態(tài)觸覺信號(hào)進(jìn)行人體步態(tài)特征參數(shù)測(cè)試、分析,提取三維接觸力/ 力矩、作用力中心坐標(biāo)COP、速度、加速度、接觸圖像、壓力圖譜、壓力中心軌跡、最大壓力、壓力-時(shí)間積分以及功率譜多項(xiàng)動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo);同時(shí)所述測(cè)試分析軟件模塊利用人體站立、行走過(guò)程中的完整步態(tài)觸覺信號(hào),分析足部在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況,提取足部生物力學(xué)特征參數(shù),建立足部受力模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量方法,其特征在于所提取的足部生物力學(xué)特征參數(shù)包括但不限于足底輪廓、足弓輪廓、足跟中心、足趾位置、跖骨位置、接觸痕跡、接觸時(shí)序、壓力-時(shí)間積分、觸地點(diǎn)、離地點(diǎn)、壓力中心線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量方法,其特征在于所建立足部受力模型是指,根據(jù)實(shí)測(cè)觸覺信息,提取足部生物力學(xué)特征參數(shù),建立上述與被測(cè)人體的身高、 體重、體態(tài)、穿著鞋型等參數(shù)的映射關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置及測(cè)量方法。步態(tài)觸覺信息測(cè)量裝置包括有計(jì)算機(jī)、六分量支撐力測(cè)試臺(tái)、集成式的信號(hào)調(diào)理采集電路。本發(fā)明測(cè)量方法,利用集成式信號(hào)調(diào)理采集電路采集六分量支撐力測(cè)試臺(tái)中應(yīng)變式感測(cè)傳感器、柔性陣列傳感器的的信號(hào)并傳送至計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)的測(cè)試分析軟件模塊提取相應(yīng)的參數(shù)。本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)集成化儀器,將矢量接觸力、接觸形態(tài)兩種信息的檢測(cè)機(jī)構(gòu)在物理上、硬件層、數(shù)據(jù)層統(tǒng)一,直接提供完整的足部觸覺原始信息。
文檔編號(hào)G01L1/00GK102175356SQ20111004184
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者何江南, 周旭, 姚志明, 孫向陽(yáng), 孫怡寧, 戚功美, 楊先軍, 林爾東, 王重陽(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院