步态测量装置.pdf

本发明公开一种步态测量装置。包括步频及步距的测量。通过对人的双脚在移动时的平均距离和在一定时间内脚着地的次数来确定脚步其步态。所述装置主要包含距离信号采集器，步频信号采集器，以及信号处理装置，信号输出装置以及5V电源。电源连接到信号处理装置，再有信号处理装置去控制各个信号采集装置的工作信号传输。按要求可设计成距离测量装置放置在脚尖，步频测量装置装在脚跟，实现在只要另只脚着地的同时，这只脚的测量距离装置能够瞬间测量出两脚之间的距离，并能够累计在一定时间内脚着地的数目，并把距离和脚步数语音播放。本装置结构简单使用方便，成本较低，在运动时能够随脚步的移动得到所需的值。

1.  一种步态测量装置，包括有鞋帮(1)，鞋底(2)，其特征在于，还设置有：为了增加舒适性而置于鞋底(2)的内部上层的柔性鞋垫(4)；作为步态测量装置功能部件载体的装有测量装置的鞋垫(3)。

2.  根据权利要求1所述的一种步态测量装置，其特征在于：所述的装有测量装置的鞋垫(3)包括有检测脚着地状态并和单片机(7)相连的微动开关(5)。

3.  根据权利要求1所述的一种步态测量装置，其特征在于：所述的装有测量装置的鞋垫(3)包括有检测双脚移动间距并和单片机(7)相连的超声波测距装置(8)。

4.  根据权利要求1所述的一种步态测量装置，其特征在于：所述的装有测量装置的鞋垫(3)包括有和单片机(7)相连并为其供电的5V电源(6)，以及和单片机(7)相连并受其控制的语音播放装置(9)

5.  根据权利要求1和根据权利要求2所述，其特征在于：所述的微动开关(5)可以置于装有测量装置的鞋垫(3)的脚跟部，以便在脚着地时及时对微动开关(5)进行触发。

6.  根据权利要求1和根据权利要求3所述，其特征在于：所述的超声波测距装置(8)可以置于装有测量装置的鞋垫(3)的脚尖部，以便在脚着地时及时对两脚的间距进行超声波测量。

7.  根据权利要求1和根据权利要求4所述，其特征在于：所述的和单片机(7)相连并受其控制的语音播放装置(9)能够在需要的时候播放行走者的步态相关参数。

步态测量装置
技术领域
本发明涉及一种步态测量装置.包括步频及步距的测量。通过对人的双脚在移动时的平均距离和在一定时间内脚着地的次数来确定脚步的步态。
背景技术
在现代社会中慢性疾病已经成为人类身体健康的第一杀手，要预防慢性疾病就要对一些个人运动行为进行循序渐进地进行预防检查，例如肺活量，体重，握力的检测，但是对于一些下肢的疾病，光是这些事不够的，步态的测量就很好地弥补了这一方面。测量步态对一些风湿类，神经类的疾病就有很好的预防作用。
另外它也可以为兴起的康复机器人及两足步行机器人提供控制依据；体育运动、舞蹈训练等都可以用步态分析作为指导；它不仅能为教学提供依据，还在现代制鞋业中有着普遍应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种人体步态测量装置，用以测量人在行走时运动情况，主要包含两个方面测量：脚步间的距离及双脚运动的频率。
本发明所采用的技术方案是：一种步态测量装置，包括有鞋帮；鞋底，其特征在于，还设置有：为了增加舒适性而置于鞋底的内部上层的柔性鞋垫；作为步态测量装置功能部件载体的装有测量装置的鞋垫。
所述的装有测量装置的鞋垫上包括有检测脚着地状态并和单片机相连的微动开关。同时包括有检测双脚移动间距并和单片机相连的超声波测距装置。还包括有和单片机相连并为其供电的5V电源，以及和单片机相连并受其控制的语音播放装置。
所述的微动开关可以置于装有测量装置的鞋垫的脚跟部，以便在脚着地时及时对微动开关进行触发。使用微动开关可测量步频，其原理是利用开关的特性可以在单片机的输入输出接口构成回路，依靠人的自身重力，当脚着地时，微动开关被按下，在单片机的相应输入端产生高电平，利用单片机的储存和定时特性可以清楚的测量出在单位时间内所产生的高电平次数，即能够得到人行走频率。
所述的超声波测距装置可以置于装有测量装置的鞋垫的脚尖部，以便在脚着地时及时对两脚的间距进行超声波测量。超声波测距装置主要是利用超声波传感器来测量步距，超声波在传播时，方向性强，能量易于集中，并且其能在各种不同媒质中传播足够远的距离；在人行走状态下，由单片机进行控制，超声波测距装置中的超声波换能器将普通的脉冲转化为超声波脉冲信号，按照设定的角度和时间间隔发出超声波波束，同时检测回波信号，根据回波的时间间隔计算出每行走一步两只脚的间距。该处使用的超声波测距装置能够实现以脚尖轴线为0度正负45度范围内，距离在20cm-100cm的脚步移动状态进行测量。
所述的和单片机相连并受其控制的语音播放装置能够在需要的时候播放行走者的步态相关参数。包括行走的频率，步距，已经行走距离。
本发明由于采用上述结构，本测量装置的结构简单，测量的成本低，集成化程度高，便于携带。可方便地测量出在步行状态下的步态。
附图说明
图1是；是人体步态运动测量装置的结构及其布局示意图
其中：
1：鞋帮                  2：鞋底
3：装有测量装置的鞋垫    4：柔性鞋垫
5：微动开关              6：5V电源
7：单片机                8：超声波测距装置
9：语音播放装置
具体实施方式
下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本发明是如何实现的。
如图1所示，本发明一种步态测量装置，包括有鞋帮(1)，鞋底(2)，其特征在于，还设置有：为了增加舒适性而置于鞋底(2)的内部上层的柔性鞋垫(4)；作为步态测量装置功能部件载体的装有测量装置的鞋垫(3)。
如图1所示，所述的装有测量装置的鞋垫(3)上包括有检测脚着地状态并和单片机(7)相连的微动开关(5)，同时包括有检测双脚移动间距并和单片机(7)相连的超声波测距装置(8)，还包括有和单片机(7)相连并为其供电的5V电源(6)，以及和单片机(7)相连并受其控制的语音播放装置(9)。
如图1所示，所述的微动开关(5)可以置于装有测量装置的鞋垫(3)的脚跟部，以便在脚着地时及时对微动开关(5)进行触发。使用微动开关(5)可测量步频，其原理是利用开关的特性可以在单片机(7)的输入输出接口构成回路，依靠人的自身重力，当脚着地时，微动开关(5)被按下，在单片机(7)的相应输入端产生高电平，利用单片机(7)的储存和定时特性可以清楚的测量出在单位时间内所产生的高电平次数，即能够得到人行走频率。设由单片机(7)处理后得出这只脚微动开关(5)在所设时间T分钟内的步数N，则双脚在此时间内的步数为2N，步频为2N/T(步/分)。
如图1所示，所述的超声波测距装置(8)置于装有测量装置的鞋垫(3)的脚尖部，以便在脚着地时及时对两脚的间距进行超声波测量。在人行走状态下，由单片机(7)进行控制，超声波测量装置(8)一直发射超声波脉冲，在脚落地时即可测量出此时前脚跟与后脚尖之间的距离，并传输到单片机(7)中，将信息存储于分析，不仅可以记录行走者每一步移动的距离，还可以得到行走者T分钟内全部移动距离和每步的平均距离。该处使用的超声波测距装置(8)能够实现以脚尖轴线为0度正负45度范围内，距离在20cm-100cm的脚步移动状态进行测量。
如图1所示，所述的和单片机(7)相连并受其控制的语音播放装置(9)能够在需要的时候播放行走者的步态相关参数。包括行走的频率，步距，已经行走距离，平均步速、步距信息。