研究一款新型專(zhuān)用足底壓力檢測(cè)裝置（基于壓阻薄膜的足底壓力檢測(cè)儀）.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)中，人們對(duì)自身健康和生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，針對(duì)特定人體生理參數(shù)的采集變得越來(lái)越重要。足底壓力這一生理參數(shù)對(duì)于糖尿病潰瘍足等足部疾病的預(yù)防與診斷、帕金森病人的步態(tài)分析、鞋類(lèi)的設(shè)計(jì)以及下肢運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)等領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用。
　　論文中設(shè)計(jì)了一款基于壓阻薄膜的足底壓力檢測(cè)裝置。該裝置由壓力傳感器平板、數(shù)據(jù)采集主控板和采樣控制軟件三部分組成。經(jīng)過(guò)大量的資料查詢和反復(fù)篩選，設(shè)計(jì)中選用了一種耐磨且動(dòng)態(tài)特性優(yōu)良的壓阻薄膜，非

2、常適合足底壓力的測(cè)量。然后，將行列掃描原理應(yīng)用到傳感器平板的設(shè)計(jì)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了傳感單元數(shù)量多達(dá)2048個(gè)的新型采樣平板，傳感單元的密度也達(dá)到了4個(gè)每平方厘米，完全可以滿足足底壓力檢測(cè)的要求。該傳感器平板分為三層，中間層為壓阻薄膜層，上下兩層為行列導(dǎo)線層，每行每列均連接一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)通道。數(shù)據(jù)采集主控板依次選通各行各列進(jìn)行采樣，再將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)軟件存儲(chǔ)并繪圖，即可實(shí)現(xiàn)足底壓力的掃描檢測(cè)。數(shù)據(jù)采集主控板選用集成有12位ADC、10位電流

3、輸出型DAC以及USB2.0從機(jī)控制器的Cortex-M3內(nèi)核ARM芯片SiM3U167，極大地簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)；選用普通的多路模擬開(kāi)關(guān) CD74HC4067，降低了裝置的成本。上位機(jī)數(shù)據(jù)采樣程序利用通用WinUSB驅(qū)動(dòng)與下位機(jī)通信，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于硬盤(pán)上。最后，編寫(xiě)了MATLAB程序繪制了一幀足底壓力分布圖像。
　　此足底壓力檢測(cè)裝置具有成本低、空間精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)到繪圖的完整的足底壓力測(cè)量功能，也為該課