行走避障能力測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及了一種測試裝置，尤其是涉及一種行走避障能力測試裝置。
【背景技術】
[0002]在老年人群中普遍存在運動能力退化現象，而跌倒為運動能力減弱后最常見的后果之一，并會導致骨折、外傷和腦卒中等臨床癥狀，損害相關人群的健康，造成其本人及家庭的生活質量的降低。目前，老年人群中半數以上的跌倒發生在行走遇到障礙物時。
[0003]對老年人及相關人群行走時規避障礙物能力進行測試，可評估其跌倒風險，借助于評估結果進行預警，并提出使用助行裝置、家人陪同等建議，防止跌倒引發的傷害。因此，世界上已有許多機構研宄對行走避障能力進行測試的技術和設備，如Weerdesteyn，Swigchem和Houdijk等開展的研宄。目前此類技術多基于跑步機對受試者進行測試:受試者在勻速運動的跑步機上行走，前方一塊具有一定厚度的木板隨機落到跑步機上，受試者被要求規避作為障礙物的木板，用多臺攝像機錄像判斷受試者是否碰到木板，根據受試者在多次重復試驗中觸及木板的幾率評價其規避障礙物的能力。但這樣的技術有如下缺陷，一是測試在運動的跑步機上進行，而受試者通常都有運動能力和平衡能力差的問題，存在受試者尤其是老年人在測試中跌倒發生傷害的隱患；二是受試者在跑步機上是被動行走，速度和步伐等與正常的主動行走時有很大差異；三是作為障礙物的木板從空中突然落下，與日常生活中地面障礙物的情形差別較大，還會對受試者會造成心理影響。這些不足使得上述技術難以在實際中被應用。
【發明內容】
[0004]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發明的目的是提供一種行走避障能力測試裝置。
[0005]本發明采用的技術方案是:
本發明包括用于步態數據檢測的壓力檢測步墊、作為虛擬障礙物的信號采集裝置、光電虛擬障礙產生裝置、控制裝置和通訊裝置，受試者步行在壓力檢測步墊上，光電虛擬障礙發生裝置安裝在壓力檢測步墊上；壓力檢測步墊由下至上的硬質基墊、壓力掃描矩陣裝置和緩沖軟質墊依次壓制固定而成；壓力檢測步墊中的壓力掃描矩陣裝置經信號采集裝置后與控制裝置連接，光電虛擬障礙發生裝置與控制裝置連接，計算機經通訊裝置與控制裝置連接；光電虛擬障礙發生裝置包括多條平行間隔均布的LED光帶，每條LED光帶的方向垂直于行走方向，每條LED光帶結構相同，均由LED燈沿直線間隔均布組成。
[0006]所述的壓力掃描矩陣裝置由檢測步態數據的壓力傳感器陣列而成。
[0007]所述的壓力檢測步墊上間隔相同距離設置一條LED光帶，相鄰兩條點亮的LED光帶之間構成光電障礙物，控制各條LED光帶的點亮和關閉調整障礙物的寬度和位置，以模擬不同難度的障礙物和障礙情況。
[0008]所述的壓力檢測步墊上每IcmX Icm面積裝有一個壓力傳感器。
[0009]所述的光電虛擬障礙發生裝置的各個LED燈正下方均設有壓力傳感器。
[0010]所述的步態數據包括足跡位置、形狀、足底壓力、支撐相時間和擺動相時間。
[0011 ] 所述的硬質基墊為金屬板或者木板。
[0012]所述的緩沖軟質墊為橡膠墊。
[0013]本發明的有益效果是:
本發明的測試行走時躲避障礙物能力的裝置設計合理，與以往方法相比，可建立與正常行走一樣的狀態，直接測量步態參數，且安全可靠不存在受測者跌落的風險，可用于測試老年人跌倒風險等。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的結構示意圖。
[0015]圖2為本發明的壓力檢測步墊具體結構圖。
[0016]圖3為本發明的工作流程圖。
[0017]圖中:1、壓力檢測步墊，2、信號采集裝置，3、光電虛擬障礙產生裝置，4、控制裝置，5、通訊裝置，6、受試者，7、計算機，8、緩沖軟質墊，9、壓力矩陣掃描裝置，10、硬質基墊。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0019]如圖1所示，本發明包括用于步態數據檢測的壓力檢測步墊1、信號采集裝置2、作為虛擬障礙物的光電虛擬障礙產生裝置3、控制裝置4和通訊裝置5，受試者6步行在壓力檢測步墊I上，光電虛擬障礙發生裝置安裝在壓力檢測步墊I上；如圖2所示，壓力檢測步墊I由硬質基墊10、壓力掃描矩陣裝置9和緩沖軟質墊8由下至上依次壓制固定而成；壓力檢測步墊I中的壓力掃描矩陣裝置9經信號采集裝置2與控制裝置4連接，光電虛擬障礙發生裝置3與控制裝置4連接，計算機7經通訊裝置5與控制裝置4連接；光電虛擬障礙發生裝置包括多條平行間隔均布的LED光帶，每條LED光帶由LED燈沿直線間隔均布組成，每條LED光帶的方向垂直于行走方向，每條LED光帶均分別與控制裝置4連接。
[0020]上述壓力掃描矩陣裝置9由檢測步態數據的壓力傳感器間隔陣列而成。受試者6步行在壓力檢測步墊上時，其踩踏的壓力被壓力掃描矩陣裝置檢測到從而獲取了步態的數據。如圖2所示，壓力檢測步墊底部為硬質基墊，中間為壓力傳感器陣列，上部為緩沖軟質墊，步行在墊子上時，足底壓力被傳感器陣列感知，足跡位置、形狀等信息由此可以獲取。
[0021]壓力檢測步墊I上可每間隔8cm設置一條LED光帶，相鄰兩條點亮的LED光帶之間構成光電障礙物，該兩條點亮的LED光帶構成障礙物的前后邊緣。控制各條LED光帶的點亮和關閉，可調整間隔的各條LED光帶的寬度及位置，模擬不同難度的障礙物和障礙物情況。
[0022]控制裝置4對壓力矩陣掃描裝置9的傳感器發出頻率為10Hz的激勵信號，隨后經信號采集裝置2掃描傳感器的狀態，讀取傳感器的步態數據后經信號采集裝置4傳送到控制裝置，控制裝置4控制每條LED光帶的點亮和關閉，控制裝置經通訊裝置連接計算機，接收計算機的控制信號并將采集得到的數據傳送到計算機。
[0023]信號采集裝置對壓力掃描矩陣裝置中各個壓力傳感器進行鍵盤式掃描。
[0024]壓力檢測步墊I上每IcmX Icm的面積裝有一個壓力傳感器，可以檢測行走時足底在步道上產生的壓力信號。
[0025]光電虛擬障礙發生裝置3的各個LED燈正下方均設有壓力傳感器。
[0026]步態數據包括足跡位置、形狀、足底壓力、支撐相時間和擺動相時間，由進一步分析可得到步長、步寬、跨步長、步速、足偏角和步態周期。
[0027]優選的硬質基墊可為金屬板或者木板。
[0028]優選的緩沖軟質墊可為橡膠墊。
[0029]控制裝置對光電虛擬障礙產生裝置，壓力矩陣裝置和信號采集裝置實行控制；并外接計算機具體執行數據的初步處理。
[0030]通信裝置根據特定的數據通信協議，可以以有線或無線的方式接受來自外接計算機的控制信號，并將步墊的工作狀態、壓力傳感器的數據傳送到外接計算機。
[0031]具體實施中，光電虛擬障礙產生裝置可由LED光帶及其驅動電路組成，發光由控制裝置控制，障礙物寬度(即步行方向上的跨度)由控制裝置控制光障礙條帶的數目來調控。LED光帶的具體空間位置與其下的壓力掃描矩陣裝置對應，根據障礙物位置、產生時間和步行位置進行分析判斷受試者是否踩踏到了光虛擬障礙物。
[0032]壓力掃描矩陣裝置為壓力