一种多维力测量鞋垫制造技术

本实用新型专利技术提出一种多维力测量鞋垫，包括：承载层，所述承载层上包括有多个承载测量区域，每个所述承载测量区域均包括多个凸起结构；多个敏感单元感知模块，每个所述凸起结构均对应设置有所述敏感单元感知模块，以检测作用在所述凸起结构上的多维力并产生电信号；信号处理模块，与多个所述敏感单元感知模块电连接，并用于将所述电信号调理为有用信号；布线层，设置在所述承载层的下方，其内设置有用于连接多个敏感单元感知模块和所述信号处理模块的导线。本实用新型专利技术通过若干个凸起结构能够对足部的不同区域进行接触支撑，敏感单元对来自不同方向的力的敏感程度不同，可以检测鞋垫多个方向的变形进而感知足底的多维力分布。多个方向的变形进而感知足底的多维力分布。多个方向的变形进而感知足底的多维力分布。

【技术实现步骤摘要】
一种多维力测量鞋垫


[0001]本技术属于生物力学测量
，具体涉及了一种多维力测量鞋垫。

技术介绍

[0002]双脚是我们身体的根基，自古就有脚是人体的第二心脏之说，与人的健康息息相关。在康复评估领域、运动医学和运动训练中，足底压力是定量步态分析的重要环节，常规的智能足底压力测试鞋垫测量的多为垂直方向上的作用力，并没有测量向前的反作用力以及切向的反作用力。通过研究足底与地面之间的多维相互作用力，测量和分析足底地面反作用力的分布特征对步态分析、平衡能力评估、相关疾病的预测、诊断以及治疗具有重要意义。目前测量足底力的方法有：足印技术、足底压力扫描技术、力板与测量台技术等。但是现有的技术存在很多局限性，现有压力鞋垫装置大多测量的力为垂直方向上的作用力，且常规的智能足底压力测试鞋垫在使用时，柔软性不够，测量功能和鞋垫功能结合不够好，其上的压力传感器均安装在鞋垫的表面，影响患者脚掌的舒适度，存在着应用场合要求高、寿命短和缺少一种对足底多维力的测量装置等问题。

技术实现思路

[0003]鉴于以上现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种多维力测量鞋垫，以改善现有的技术存在很多局限性，如应用场合要求高、寿命短、穿戴的舒适感不高和缺少一种对足底多维力的测量装置等问题。
[0004]为实现上述目的及其它相关目的，本技术提出一种多维力测量鞋垫，包括：
[0005]承载层，所述承载层包括有多个承载测量区域，每个所述承载测量区域均包括多个凸起结构；
[0006]多个敏感单元感知模块，每个所述凸起结构均对应设置有所述敏感单元感知模块，以检测作用在所述凸起结构上的多维力并转换成电信号；
[0007]信号处理模块，与多个所述敏感单元感知模块电连接，并用于将所述电信号调理为有用信号；
[0008]布线层，设置在所述承载层的下方，其内设置有用于连接多个敏感单元感知模块和所述信号处理模块的导线。
[0009]在本技术的一个实施例中，所述承载测量区域至少包括趾骨承载区、内侧跖骨承载区、外侧跖骨承载区、足弓承载区和足跟承载区中的三个，
[0010]所述趾骨承载区的凸起结构对应趾骨的区域；
[0011]所述内侧跖骨承载区的凸起结构对应内侧跖骨的区域；
[0012]所述外侧跖骨承载区的凸起结构对应外侧跖骨的区域；
[0013]所述足弓承载区的凸起结构对应足弓的区域；
[0014]所述足跟承载区的凸起结构对应足跟的区域。
[0015]在本技术的一个实施例中，布线层含有不少于两个导线层。
[0016]在本技术的一个实施例中，每个所述敏感单元感知模块包括两个或者三个或者四个敏感单元，且所述敏感单元分别与所述凸起结构对应设置。
[0017]在本技术的一个实施例中，同一所述承载测量区域上多个所述凸起结构的相同位置的所述敏感单元相互串联或并联在一起。
[0018]在本技术的一个实施例中，所述敏感单元为电阻式敏感单元或电容式敏感单元。
[0019]在本技术的一个实施例中，每个所述凸起结构所对应的敏感单元若为电阻式敏感单元，其设置在所述凸起结构上；若为电容式敏感单元，其设置在凸起结构上和/或凸起结构的底部。
[0020]在本技术的一个实施例中，在不同的承载测量区域上，用于连接所述凸起结构的相同位置的敏感单元的导线位于相同的导线层，且这些导线互不干扰。
[0021]在本技术的一个实施例中，同一承载区的凸起结构所对应的相同位置的敏感单元串联在一起，连接相同位置的敏感单元正极和负极的导线在同一导线层，若所述凸起结构对应设置有两个敏感单元，此时所述导线层可设置为两层。
[0022]在本技术的一个实施例中，同一承载区的凸起结构所对应的相同位置的敏感单元并联在一起，连接相同位置的敏感单元正极的导线和连接相同位置的敏感单元负极的导线在同一导线层或不同的导线层，若所述凸起结构对应设置有两个敏感单元，此时所述导线层可设置为两层。
[0023]本技术提出一种多维力测量鞋垫，通过若干个凸起结构能够对足部的不同区域进行接触支撑，敏感单元对来自不同方向的力的敏感程度不同，可以检测鞋垫多个方向的变形进而感知足底压力和切向作用力的多维力分布，解决了一些设备仅能测量足底一维力分布的缺点。
[0024]本技术提出一种多维力测量鞋垫，鞋垫采用为柔性材料，凸起结构可以为空腔或者实心，具有很好的缓冲效果，对足部有一定的缓冲保护作用，把测量和鞋垫的功能结合起来。还可通过根据足底生物力学数据对人的足底区域划分的各个承载区域位置相对固定，可以测量不同区域的足底力分布，从而提高测量数据的准确性。
[0025]本技术提出一种多维力测量鞋垫，位于凸起内的敏感单元采用电阻或电容，连接同一承载区相同位置的敏感单元的导线的连接方式为串联或并联，布线较为简单，测量电路简单，方便处理测量的多维力信息，快速获得承载测量区域的主要信息。
[0026]本技术提出一种多维力测量鞋垫，用于连接同一承载区的凸起结构对应不同位置的敏感单元的导线放置于不同的导线层且互不干扰，有利于减小干扰和误差。
[0027]本技术提出一种多维力测量鞋垫，位于不同足底承载区域的凸起内连接对应的敏感单元采用串联或者并联的方式进行连接，根据串联或并联布线层的数目可以改变，接线处位于足弓区与外侧趾骨区之间，使用方便。
[0028]本技术提出一种多维力测量鞋垫，连接位于足底承载区域的凸起结构上对应的敏感单元的导线位于凸起下部的导线层，与凸起结构之间互不干扰，凸起结构的分布可以比较紧凑，有利于提高鞋垫的舒适性，获得更多的测量点，保证数据的准确性。
[0029]本技术提出一种多维力测量鞋垫，由于鞋垫受力变形，凸起内的敏感单元产生电信号的变化，通过标定得到已知的压力变化与输出电信号变化的对应关系，就可以通
过测量电信号得到足底多维力的数据大小。
[0030]本技术提出一种多维力测量鞋垫，测量到的足底多维力通过信号处理模块发送出去，技术人员可以通过相关程序对数据进行处理，将有价值的分析结果反馈给穿戴者。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本技术于一实施例中多维力测量鞋垫的主视图。
[0033]图2为本技术于一实施例中多维力测量鞋垫的侧视图。
[0034]图3为本技术于一实施例中信号处理模块的结构框图。
[0035]图4为本技术于一实施例中第一敏感单元和第二敏感单元的布置示意图。
[0036]图5为本技术于一实施例中第一敏感单元的串联布线示意图。
[0037]图6为本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多维力测量鞋垫，其特征在于，包括：承载层，所述承载层包括有多个承载测量区域，每个所述承载测量区域均包括多个凸起结构；多个敏感单元感知模块，每个所述凸起结构均对应设置有所述敏感单元感知模块，以检测作用在所述凸起结构上的多维力并转换成电信号；信号处理模块，与多个所述敏感单元感知模块电连接，并用于将所述电信号调理为有用信号；布线层，设置在所述承载层的下方，其内设置有用于连接多个敏感单元感知模块和所述信号处理模块的导线。2.根据权利要求1所述的多维力测量鞋垫，其特征在于，所述承载测量区域至少包括趾骨承载区、内侧跖骨承载区、外侧跖骨承载区、足弓承载区和足跟承载区中的三个，所述趾骨承载区的凸起结构对应趾骨的区域；所述内侧跖骨承载区的凸起结构对应内侧跖骨的区域；所述外侧跖骨承载区的凸起结构对应外侧跖骨的区域；所述足弓承载区的凸起结构对应足弓的区域；所述足跟承载区的凸起结构对应足跟的区域。3.根据权利要求1所述的多维力测量鞋垫，其特征在于，布线层含有不少于两个导线层。4.根据权利要求1所述的多维力测量鞋垫，其特征在于，每个所述敏感单元感知模块包括两个或者三个或者四个敏感单元，且所述敏感单元分别与所述凸起结构对应设置。5.根据权利要求1所述的多维力测量鞋垫...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，赵创，吕仲明，张倩倩，穆景颂，王厚民，陆益民，刘正士，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：