點陣式足底壓力測量裝置及其檢測方法與流程

本發明涉及一種足底壓力測量裝置，特別是一種點陣式足底壓力測量裝置及其檢測方法。

背景技術：

中國專利文獻號cn103462619a于2013年12月25日公開一種足底壓力測量裝置，其包括左腳鞋墊和右腳鞋墊，以及信號調理電路、數據采集電路和計算機；所述左腳鞋墊和右腳鞋墊均設有4個壓力傳感器，左腳鞋墊的4個壓力傳感器與右腳鞋墊的4個壓力傳感器對稱設置；4個壓力傳感器的安裝位置為：鞋墊的足跟處安裝1個，鞋墊的足掌處安裝2個，鞋墊的足尖處安裝1個；各個壓力傳感器的信號輸出端接信號調理電路的輸入端，信號調理電路的輸出端接數據采集電路的輸入端，數據采集電路的輸出端接計算機。該結構的壓力傳感器設置在一個整體的鞋墊上，不能準確測量足底每個位置所產生的壓力，另外，壓力傳感器為膜片壓力傳感器，所測得的壓力值并非絕對值壓力，導致采集的數據偏差大。

還有，足底壓力測量裝置的承托面是固定的，但是足底形狀不是平的，所以，當站立在足底壓力測量裝置上時，導致足底較多部位不能與相應的承托面接觸，以致不能精確地測量足底更多位置的壓力值。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種結構簡單、合理，測量精確、適合不同腳形的測量、足底各個位置都能測到的點陣式足底壓力測量裝置及其檢測方法，以克服現有技術的不足，該裝置采集的足底壓力數據可廣泛應用于醫療行業。

本發明的目的是這樣實現的：

一種點陣式足底壓力測量裝置，包括壓力測量裝置和電控系統，壓力測量裝置與電控系統電性連接，其特征在于：所述壓力測量裝置設有若干個、并陣列設置在一平面上，壓力測量裝置呈桿狀，壓力測量裝置頂端形成足底承托面，各個足底承托面獨立分開，足底承托面隨著其承重量的改變而上下運動。

本發明的目的還可以采用以下技術措施解決：

作為更具體的方案，所述壓力測量裝置包括伸縮桿和壓力傳感器，伸縮桿設置在壓力傳感器上，伸縮桿頂端形成所述足底承托面。由于各個足底承托面均由伸縮桿支撐，所以，各個足底承托面均可以隨著其承重量的改變而上下運動。

所述伸縮桿為氣動桿，氣動桿包括氣壓筒和活塞桿，氣壓筒內設有儲氣腔，儲氣腔下部設有充氣口和所述壓力傳感器；活塞桿頂面形成所述足底承托面，活塞桿下端插入氣壓筒的儲氣腔內，活塞桿下端外周與儲氣腔內壁密封配合；所述充氣口與充氣單元連接，充氣單元與電控系統電性連接。

各個氣動桿的充氣口共同與一充氣單元連接。

所述壓力傳感器為氣壓傳感器。

由于充氣口需要與充氣單元的管路連接，氣壓傳感器需要接線，所以，所述充氣口和氣壓傳感器均設置在氣壓筒底部，更有利于各個壓力測量裝置靠得更近，即單位面積內可以放置更多的壓力測量裝置。

所述電控系統包括矩陣測量及a/d數據處理器、帶有軟件算法運算的主控單元、控制界面和顯示屏，矩陣測量及a/d數據處理器、主控單元和顯示屏分別與主控單元電性連接，各壓力傳感器分別與a/d數據處理器電性連接，所述充氣單元與主控單元電性連接。

所述壓力測量裝置的足底承托面上設有軟墊，軟墊同時覆蓋各個足底承托面，使得整個足底壓力測量裝置的頂面為柔性板面，減少單個壓力測量裝置對足底產生較大的壓強，產生不適感。

所述壓力測量裝置設有100個以上。理論上說，壓力測量裝置密度越大，其測量更精密。

所述點陣式足底壓力測量裝置的檢測方法，其特征在于：檢測前先由充氣單元對氣壓筒的儲氣腔充氣，儲氣腔內產生初始氣壓值p0，此時活塞桿上升；當足部站在陣列設置的多個足底承托面上時，承重的活塞桿會跟據足底形狀和受到的重量分布壓迫，產生下降形變，形成新的壓力值p1，通過主控單元內部軟件算法運算可得出足底壓力分布絕對值和完成足底三維形狀掃描。

本發明的有益效果如下：

（1）此款點陣式足底壓力測量裝置包括多個呈桿狀的壓力測量裝置，壓力測量裝置以點陣的方式排布，并且壓力測量裝置的頂端的高度可以根據承重量不同而改變，所以，可以精確測量足底各個位置的壓力，而且，不管足底形狀如何，足底大小如何，都可以落入測量范圍；

（2）此款點陣式足底壓力測量裝置由于可以對足底各個點的壓力進行測量，因此，可以通過主控單元內部軟件算法運算可得出足底壓力分布絕對值和完成足底三維形狀掃描。

附圖說明

圖1為本發明一實施例分解結構示意圖。

圖2為本發明一剖視結構示意圖。

圖3為本發明一使用狀態結構示意圖。

圖4為本發明電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1至圖3所示，一種點陣式足底壓力測量裝置，包括壓力測量裝置和電控系統，壓力測量裝置與電控系統電性連接，所述壓力測量裝置設有若干個、并陣列設置在一平面上，壓力測量裝置呈桿狀，壓力測量裝置頂端形成足底承托面23，各個足底承托面23獨立分開，足底承托面23隨著其承重量的改變而上下運動。

所述壓力測量裝置包括伸縮桿和壓力傳感器，伸縮桿設置在壓力傳感器上，伸縮桿頂端形成所述足底承托面23。所述伸縮桿為氣動桿2，氣動桿2包括氣壓筒21和活塞桿22，氣壓筒21內設有儲氣腔212，儲氣腔212下部設有充氣口211和所述壓力傳感器；活塞桿22頂面形成所述足底承托面23，活塞桿22下端插入氣壓筒21的儲氣腔212內，活塞桿22下端外周與儲氣腔212內壁密封配合；所述充氣口211與充氣單元連接，充氣單元與電控系統電性連接。

各個氣動桿2的充氣口211共同與一充氣單元連接。所述充氣單元可以是以下結構：充氣單元包括氣泵和三通電磁閥，三通電磁閥設有進氣孔、排氣孔和充氣孔，進氣孔與氣泵出氣口連通，充氣孔與氣動桿2的充氣口211連通；充氣狀態時，進氣孔與充氣孔連通，啟動氣泵即可對儲氣腔212進行充氣；排氣狀態時，排氣孔與充氣孔連通，活塞桿22失去壓縮氣體的支撐而自動下降。

所述壓力傳感器為氣壓傳感器1。所述氣壓傳感器1設置在氣壓筒21底部。雖然本實施例的充氣口211不是在氣壓筒21底部，但是，充氣口211也優選是設置在氣壓筒21底部。

所述壓力測量裝置的足底承托面23上設有軟墊3，軟墊3同時覆蓋各個足底承托面23。

所述壓力測量裝置設有100個以上。各個壓力測量裝置呈矩形陣列設置。

結合圖4所示，所述電控系統包括矩陣測量及a/d數據處理器、帶有軟件算法運算的主控單元、控制界面和顯示屏（可以對多個壓力數據進行顯示），矩陣測量及a/d數據處理器、主控單元和顯示屏分別與主控單元電性連接，各壓力傳感器分別與a/d數據處理器電性連接，所述充氣單元與主控單元電性連接。所述主控單元為pc或plc，控制界面為hmi控制界面。圖中標記有“足底壓力檢測板”的方框表示為陣列設置的氣動桿2，各個氣動桿2由一個充氣單元供氣，各個氣動桿2的壓力由相應的氣壓傳感器3矩陣監測。

上述點陣式足底壓力測量裝置的檢測方法，檢測前先由充氣單元對氣壓筒2的儲氣腔212充氣，儲氣腔212內產生初始氣壓值p0，此時活塞桿22上升；當足部站在陣列設置的多個足底承托面23上時（見圖3所示），承重的活塞桿22會跟據足底形狀和受到的重量分布壓迫，產生下降形變，形成新的壓力值p1，通過主控單元內部軟件算法運算可得出足底壓力分布絕對值和完成足底三維形狀掃描。