足底三維壓力檢測(cè)系統(tǒng).pdf

1、通過(guò)研究足底與地面之間的三維相互作用力，可以用來(lái)分析競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)動(dòng)作，為體育訓(xùn)練和科研提供指導(dǎo)和幫助。本文探索實(shí)現(xiàn)建立一種足底三維壓力檢測(cè)系統(tǒng)，完成運(yùn)動(dòng)鞋與地面之間三維相互作用力的檢測(cè)。該系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)鞋地間三維相互作用力信號(hào)到電荷信號(hào)的轉(zhuǎn)換、模擬電信號(hào)的數(shù)字化采集、數(shù)字化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送、接收和實(shí)時(shí)顯示以及數(shù)據(jù)文件的讀取、顯示等功能。我們將該系統(tǒng)分為三個(gè)單元：三維測(cè)力器件單元、作用力數(shù)據(jù)采集卡單元、作用力數(shù)據(jù)上位機(jī)處理

2、單元。 三維測(cè)力器件單元由新型壓電材料和新穎機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鞋釘組成。該器件能夠?qū)⒖臻g中受到的作用力分解為三個(gè)相互正交的力，并施加給器件內(nèi)部的壓電材料，從而輸出三路電荷信號(hào)。為了檢驗(yàn)三維測(cè)力器件的輸出特性，我們?cè)O(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬運(yùn)動(dòng)過(guò)程中測(cè)力器件承受三維作用力的測(cè)試平臺(tái)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出三維力測(cè)試器件的“輸出電壓.沖擊強(qiáng)度(下落高度)”特性曲線，該實(shí)驗(yàn)曲線與二元非線性沖擊系統(tǒng)模型的理論計(jì)算結(jié)果表現(xiàn)出良好的一致性。 作

3、用力數(shù)據(jù)采集卡單元主要完成三維測(cè)力器件輸出電荷信號(hào)的采集，并將采集數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)或者以無(wú)線發(fā)射方式發(fā)送給上位機(jī)。作用力數(shù)據(jù)上位機(jī)處理單元主要接收數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送的無(wú)線射頻數(shù)據(jù)，同時(shí)保存并實(shí)時(shí)顯示接收的數(shù)據(jù)。并且上位機(jī)處理單元還添加了對(duì)文件數(shù)據(jù)的讀取、直觀顯示功能。 為了檢驗(yàn)上述三個(gè)單元的工作狀態(tài)，我們?cè)O(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)，即基于SD存儲(chǔ)卡的相關(guān)實(shí)驗(yàn)、基于NewMsg-2401無(wú)線收發(fā)單元的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和基于足底三維壓力檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)