足底壓力是人體的重要機能參數(shù),準(zhǔn)確測量它的分布與變化可以幫助人們獲取人體在不同運動狀態(tài)下的生理和病理力學(xué)參數(shù)。足底壓力的動態(tài)測量,對于臨床醫(yī)學(xué)診斷、體育訓(xùn)練等領(lǐng)域來說具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。圍繞足底壓力動態(tài)測試展開研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值,本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)依據(jù)足部生物力學(xué)規(guī)律構(gòu)建了足底壓力測試布點模型,研究了 EMFi壓電薄膜傳感器的具有高靈敏度、耐沖擊性、動態(tài)性能優(yōu)越等特性,提出了每只足底壓力鞋墊布置16個壓電薄膜傳感器的設(shè)計方法。(2)針對壓力鞋墊輸出的多路電荷信號,設(shè)計高速模擬開關(guān)電路、電荷放大電路、低通濾波電路以及工頻陷波電路,可將足底壓力電荷信號轉(zhuǎn)換為較少噪聲干擾的電壓信號。采用STM32F4系列單片機內(nèi)置ADC轉(zhuǎn)換足底壓力電壓信號,并通過nRF24L01無線模塊和串口通信電路將足底壓力數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。嵌入式程序由C語言編寫,主要實現(xiàn)高速模擬開關(guān)的通道切換、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)無線傳輸以及與上位機建立串口通信等功能。上位機端的串口通信、數(shù)據(jù)顯示與保存等功能由基于Visual Studio的C#語言實現(xiàn),并將保存的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到MATLAB軟件中進行數(shù)據(jù)處... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１美國ＡＭＴＩ公司三維測力平臺??瑞士?Ｋｉｌｓｔｌｅｒ公司的三維測力臺系統(tǒng)由四個三向力傳感器組成，內(nèi)置收集電荷信號??

韓國ｉＣａｒｅ公司研發(fā)設(shè)計的便攜式足底壓力分析儀Ｇａｉｔｖｉｅｗ，每平方厘米的傳感器??數(shù)量可達１４個，每秒最高可采集８６幀數(shù)據(jù)，且厚度只有３ｍｍ，是市場最薄的足底壓力??分析儀之一，配套的軟件可進行靜態(tài)、動態(tài)、前庭和姿態(tài)測試等功能，如圖１．３所示。??４５ｒＴｎｍ??５００ｍｍ?１４ｍｍ??圖１．３韓國Ｃａｒｅ公司足底壓力分析儀??ＲＥＦＬＥＸＬａｂｓ于２０１４年１０月發(fā)布的Ｂｏｏｇｉｏ的智能鞋墊，該鞋墊有６萬個壓力傳??感采集點，可以檢測出腳掌上各種微小的動作，可以檢測日常活動和體育運動，甚至可??以和游戲設(shè)備鏈接，讓鞋子變成游戲控制器，如圖１．４所示。??１??－一??ｂｏｏｇｉｏ??圖１．４設(shè)計團隊ＲＥＦＬＥＸ?Ｌａｂｓ的Ｂｏｏｇｉｏ智能鞋墊??德國Ｚｅｂｒｉｓ公司發(fā)布了一套壓力分布測量系統(tǒng)ＦＤＭ跑臺，跑臺的工作區(qū)域由大量??已標(biāo)定的高質(zhì)量電容傳感器組成，跑臺可通過ＵＳＢ接口直接連接到電腦，數(shù)據(jù)采集過??程簡單快捷，并可與表面肌電系統(tǒng)同步連接分析，如圖１．５所示。??４??

韓國ｉＣａｒｅ公司研發(fā)設(shè)計的便攜式足底壓力分析儀Ｇａｉｔｖｉｅｗ，每平方厘米的傳感器??數(shù)量可達１４個，每秒最高可采集８６幀數(shù)據(jù)，且厚度只有３ｍｍ，是市場最薄的足底壓力??分析儀之一，配套的軟件可進行靜態(tài)、動態(tài)、前庭和姿態(tài)測試等功能，如圖１．３所示。??４５ｒＴｎｍ??５００ｍｍ?１４ｍｍ??圖１．３韓國Ｃａｒｅ公司足底壓力分析儀??ＲＥＦＬＥＸＬａｂｓ于２０１４年１０月發(fā)布的Ｂｏｏｇｉｏ的智能鞋墊，該鞋墊有６萬個壓力傳??感采集點，可以檢測出腳掌上各種微小的動作，可以檢測日�；顒雍腕w育運動，甚至可??以和游戲設(shè)備鏈接，讓鞋子變成游戲控制器，如圖１．４所示。??１??－一??ｂｏｏｇｉｏ??圖１．４設(shè)計團隊ＲＥＦＬＥＸ?Ｌａｂｓ的Ｂｏｏｇｉｏ智能鞋墊??德國Ｚｅｂｒｉｓ公司發(fā)布了一套壓力分布測量系統(tǒng)ＦＤＭ跑臺，跑臺的工作區(qū)域由大量??已標(biāo)定的高質(zhì)量電容傳感器組成，跑臺可通過ＵＳＢ接口直接連接到電腦，數(shù)據(jù)采集過??程簡單快捷，并可與表面肌電系統(tǒng)同步連接分析，如圖１．５所示。??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]基于STM32的可穿戴鞋墊式足底壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 張允泊.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于嵌入式系統(tǒng)的足底壓力分布檢測儀[D]. 彭開懷.電子科技大學(xué) 2015
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本文編號：2936995