人體步態(tài)分析裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種人體步態(tài)分析裝置，包括：足墊PCB電路板和信號處理PCB電路板，足墊PCB電路板包括20個壓力傳感器和排線插頭，信號處理PCB電路板包括排線插座、供電模塊、基準(zhǔn)電壓生成模塊、模擬開關(guān)模塊、信號處理模塊和外部電源，模擬開關(guān)模塊包括3個模擬多路復(fù)用器，信號處理模塊包括微處理器和藍(lán)牙模塊，其中，每個壓力傳感器采集到用戶的足底部壓力信號通過模擬開關(guān)模塊的3個模擬多路復(fù)用器傳輸給微處理器，微處理器對接收到的足部壓力信號進(jìn)行處理以得到足部壓力數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙模塊將足部壓力數(shù)據(jù)傳輸給智能終端設(shè)備，由此，能夠使智能終端設(shè)備對足部壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而對用戶的身體狀況問題做出判斷。
【專利說明】
人體步態(tài)分析裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及智能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種人體步態(tài)分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，當(dāng)人體出現(xiàn)骨骼肌肉系統(tǒng)的疾病或神經(jīng)細(xì)胞病變時，會造成行走狀態(tài)(即步態(tài))出現(xiàn)一定的問題?？梢哉f，步態(tài)是人體結(jié)構(gòu)與功能、運動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、行為及心理活動在行走時的外在表現(xiàn)。因此，基于可穿戴的步態(tài)分析有助于指導(dǎo)醫(yī)生等相關(guān)人員進(jìn)行疾病診斷，指導(dǎo)病人復(fù)健，開展相關(guān)慢性疾病管理研究等。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，步態(tài)分析裝置非常簡單，例如通過卷尺、秒表、量角器等工具測量步距、步速和步頻等參數(shù)，這種方式檢測效率較低，準(zhǔn)確性也較差，對醫(yī)生等相關(guān)人員的輔助作用也較小。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
[0005]有鑒于此，本實用新型的目的在于提出了一種人體步態(tài)分析裝置，該裝置能夠準(zhǔn)確采集到用戶足部的壓力信號，并對該壓力信號進(jìn)行處理，有助于智能終端設(shè)備分析，以獲得用戶的身體健康狀況。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出了一種人體步態(tài)分析裝置，包括=M-PCBi路板和信號處理PCB電路板，所述足墊PCB電路板包括嵌入在足墊中的20個壓力傳感器和排線插頭，所述信號處理PCB電路板包括排線插座、供電模塊、基準(zhǔn)電壓生成模塊、模擬開關(guān)模塊、信號處理模塊和外部電源，所述供電模塊包括充電模塊、充電電池和電壓調(diào)整器，所述基準(zhǔn)電壓生成模塊包括ADR525基準(zhǔn)電壓源、第十電阻和AD8532AN第二電源放大器，所述模擬開關(guān)模塊包括3個DG408L模擬多路復(fù)用器、AD8532AN第一電源放大器和第十六電阻，所述信號處理模塊包括STM8L151C8微處理器和藍(lán)牙模塊，其中，每個所述壓力傳感器的兩端分別與所述排線插頭的兩個相鄰的管腳相連，所述排線插座通過所述排線插頭的管腳與所述排線插頭相連，所述充電電池通過所述電壓調(diào)整器分別給所述基準(zhǔn)電壓生成模塊和所述模擬開關(guān)模塊提供工作電源，所述第十電阻的第一端和所述第二電源放大器的第8管腳均與所述工作電源相連，第十電阻的第二端分別與所述基準(zhǔn)電壓源的第I管腳、所述第二電源放大器的第3管腳相連，所述基準(zhǔn)電壓源的第2管腳和所述第二電源放大器的第4管腳均接模擬地，所述第二電源放大器的第I管腳和第2管腳相連，所述第二電源放大器的第I管腳輸出基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)電壓通過所述排線插座供給所述20個壓力傳感器，所述排線插座通過所述3個模擬多路復(fù)用器將所述20個壓力傳感器采集的足部壓力信號傳輸給所述微處理器，所述3個模擬多路復(fù)用器與所述第一電源放大器相連，并形成第一節(jié)點，所述第一節(jié)點通過所述第十六電阻接模擬地，所述第一電源放大器的輸出端與所述微處理器相連，所述微處理器通過所述藍(lán)牙模塊將處理后得到的足部壓力數(shù)據(jù)傳輸給智能終端設(shè)備，所述外部電源用于給所述信號處理模塊供電。
[0007]本實用新型的人體步態(tài)分析裝置，通過足墊PCB電路板的壓力傳感器采集用戶在行走時足部的壓力信息，并通過信號處理PCB電路板的模擬開關(guān)模塊將足部壓力信息傳輸給信號處理模塊的微處理器，通過微處理器將足部壓力信號轉(zhuǎn)換為可供智能終端設(shè)備分析的足部壓力數(shù)據(jù)，進(jìn)而微處理器將轉(zhuǎn)換后的足部壓力數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙模塊發(fā)送給智能終端設(shè)備，由此，通過智能終端設(shè)備對用戶的健康狀況進(jìn)行分析。本實用新型的裝置能夠自動完成對用戶行走時足部壓力的檢測，且能自動對采集到的足部壓力信號進(jìn)行處理，效率高，智能化程度高。
[0008]另外，本實用新型上述的人體步態(tài)分析裝置還可以具有如下附加特征:
[0009]在一些示例中，所述信號處理模塊還包括:復(fù)位電路和晶振電路，所述復(fù)位電路包括第一電阻，第一二極管、第一開關(guān)和第三電容，所述晶振電路包括晶振、第四電容和第五電容，其中，所述第一開關(guān)與所述第三電容并聯(lián)連接，并形成第二節(jié)點和第三節(jié)點，所述第三節(jié)點接數(shù)字地，所述微處理器的第2管腳與所述第二節(jié)點相連，并通過所述第一電阻與所述外部電源相連，所述第二節(jié)點與所述第一二極管的陽極相連，所述第一二極管的陰極接所述外部電源，所述微處理器的第3腳與晶振的輸入端相連，所述微處理器的第4腳與所述晶振的輸出端相連，所述晶振的輸入端通過第四電容接所述數(shù)字地，所述晶振的輸出端通過第五電容接所述數(shù)字地。
[0010]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0011]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本實用新型實施例的人體步態(tài)分析裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2為根據(jù)本實用新型實施例的人體步態(tài)分析裝置的足墊PCB電路板示意圖；
[0014]圖3為根據(jù)本實用新型實施例的人體步態(tài)分析裝置的信號處理PCB電路板示意圖；
[0015]圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9為根據(jù)本實用新型實施例的人體步態(tài)分析裝置的各組成模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面參考附圖描述根據(jù)本實用新型實施例的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特征的片上網(wǎng)絡(luò)資源映射方法，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0017]本實用新型的實施例提出了一種人體步態(tài)分析裝置。
[0018]圖1為根據(jù)本實用新型一個實施例的人體步態(tài)分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]如圖1所示，該人體步態(tài)分析裝置包括:足墊PCB電路板100和信號處理PCB電路板200。
[0020]具體地，如圖2所示，足墊PCB電路板100包括嵌入在足墊中的20個壓力傳感器(SPl?SP20)和排線插頭J1。
[0021]圖3為信號處理PCB電路板200的示意圖，該信號處理PCB電路板200包括排線插座J2、供電模塊210、基準(zhǔn)電壓生成模塊220、模擬開關(guān)模塊230、信號處理模塊240和外部電源VC33o
[0022 ]其中，供電模塊210包括充電模塊211、充電電池212和電壓調(diào)整器U2。模擬開關(guān)模塊包括3個DG408L模擬多路復(fù)用器DG408L和AD8532AN第一電源放大器U4B。信號處理模塊240包括STM8L151C8微處理器Ul和藍(lán)牙模塊U8。
[0023]在本實用新型的實施例中，每個壓力傳感器的兩端分別與排線插頭Jl的兩個相鄰的管腳相連，排線插座J2通過排線插頭Jl的管腳與排線插頭Jl相連，充電電池212通過電壓調(diào)整器U2分別給基準(zhǔn)電壓生成模塊220和模擬開關(guān)模塊230提供工作電源，基準(zhǔn)電壓生成模塊220通過排線插座J2給20個壓力傳感器(SPl?SP20)提供基準(zhǔn)電壓VREF2.5，排線插座通過3個模擬多路復(fù)用器DG408L將20個壓力傳感器(SPl?SP20)采集的足部壓力信號傳輸給微處理器Ul，3個模擬多路復(fù)用器DG408L與第一電源放大器U4B相連，并形成第一節(jié)點，第一電源放大器U4B的輸出端與微處理器Ul相連，微處理器Ul通過藍(lán)牙模塊U8將處理后得到的足部壓力數(shù)據(jù)傳輸給智能終端設(shè)備，外部電源VC33用于給信號處理模塊200供電。
[0024]其中，工作電源的電壓值為3.3V。
[0025]具體而言，如圖4所示，充電模塊211包括串聯(lián)連接的Micromini USB插槽J3和TP4056線性充電器U3，線性充電器U3與充電電池212并聯(lián)連接，充電電池21 2通過XC6206P332MR電壓調(diào)整器U2輸出電壓為3.3V的工作電源。
[0026]可選地，充電電池212可以是鋰離子電池。
[0027]在本實用新型的實施例中，如圖5所示，基準(zhǔn)電壓生成模塊220包括ADR525基準(zhǔn)電壓源U5、第十電阻RlO和AD8532AN第二電源放大器U4A，其中，第十電阻RlO的第一端和第二電源放大器U4A的第8管腳均與工作電源相連，第十電阻RlO的第二端分別與基準(zhǔn)電壓源U5的第I管腳、第二電源放大器U4A的第3管腳相連，基準(zhǔn)電壓源U5的第2管腳和第二電源放大器U4A的第4管腳均接模擬地AGND，第二電源放大器U4A的第I管腳和第2管腳相連，第二電源放大器U4A的第I管腳輸出基準(zhǔn)電壓VREF2.5。
[0028]進(jìn)一步地，如圖6所示，排線插座J2的第奇數(shù)管腳均與基準(zhǔn)電壓VREF2.5相連。如圖7所示，3個模擬多路復(fù)用器DG408L的第8管腳與第一電源放大器U4B的第5管腳相連，并形成第一節(jié)點，該第一節(jié)點通過第十六電阻R16接模擬地。
[0029]需要說明的是，圖6中的排線插座J2的第偶數(shù)管腳分別與圖7中的3個模擬多路復(fù)用器DG408L的對應(yīng)端口的第4-7管腳、第9-12管腳相連。
[0030]可以理解的是，基準(zhǔn)電壓VREF2.5通過連接的排線插座J2和拍點插頭Jl給20個壓力傳感器(SPl?SP20)供電。
[0031 ]在本實用新型的實施例中，如圖8所示，信號處理模塊240還可以包括復(fù)位電路241和晶振電路242，其中，復(fù)位電路包括第一電阻，第一二極管、第一開關(guān)和第三電容，晶振電路包括晶振、第四電容和第五電容。
[0032]STM8L151C8微處理器Ul分別與復(fù)位電路241和晶振電路242相連，
[0033]具體地，如圖8所示，第一開關(guān)SI與第三電容C3并聯(lián)連接，并形成第二節(jié)點和第三節(jié)點，第三節(jié)點接數(shù)字地DG，微處理器Ul的第2管腳與第二節(jié)點相連，并通過第一電阻Rl與外部電源VC33相連，第二節(jié)點與第一二極管Dl的陽極相連，第一二極管Dl的陰極接外部電源VC33，微處理器Ul的第3腳與晶振Yl的輸入端相連，微處理器Ul的第4腳與晶振Yl的輸出端相連，晶振Yl的輸入端通過第四電容C4接數(shù)字地DG，晶振Yl的輸出端通過第五電容C5接數(shù)字地DG。
[0034]進(jìn)一步地，如圖9所示，外部電源VC33通過第十四電阻Rl4給藍(lán)牙模塊U8供電，藍(lán)牙模塊U8通過串聯(lián)連接的第十五電阻R15和第八二極管D8接數(shù)字地，其中，第八二極管D8為發(fā)光二極管，其陰極接數(shù)字地。
[0035]需要說明的是，在信號處理PCB電路板上，圖6中的3個模擬多路復(fù)用器DG408L和第一電源放大器U4B與圖7中的微處理器Ul分別通過相應(yīng)的足部壓力信號輸出端口(ΡΒ0?PB7、PCO?PC3)、電壓輸出端口 V0UT2相連，圖8中的藍(lán)牙模塊U8與圖7中的微處理器Ul通過相應(yīng)的BLE RX和BLE TX端口相連。
[0036]本實用新型實施例的人體步態(tài)分析裝置，通過足墊PCB電路板的壓力傳感器采集用戶在行走時足部的壓力信息，并通過信號處理PCB電路板的模擬開關(guān)模塊將足部壓力信息傳輸給信號處理模塊的微處理器，通過微處理器將足部壓力信號轉(zhuǎn)換為可供智能終端設(shè)備分析的足部壓力數(shù)據(jù)，進(jìn)而微處理器將轉(zhuǎn)換后的足部壓力數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙模塊發(fā)送給智能終端設(shè)備，由此，通過智能終端設(shè)備對用戶的健康狀況進(jìn)行分析。本實用新型的裝置能夠自動完成對用戶行走時足部壓力的檢測，且能自動對采集到的足部壓力信號進(jìn)行處理，效率高，智能化程度高。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解，在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0038]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
【主權(quán)項】
1.一種人體步態(tài)分析裝置，其特征在于，包括:足墊PCB電路板和信號處理PCB電路板，所述足墊PCB電路板包括嵌入在足墊中的20個壓力傳感器和排線插頭，所述信號處理PCB電路板包括排線插座、供電模塊、基準(zhǔn)電壓生成模塊、模擬開關(guān)模塊、信號處理模塊和外部電源，所述供電模塊包括充電模塊、充電電池和電壓調(diào)整器，所述基準(zhǔn)電壓生成模塊包括ADR525基準(zhǔn)電壓源、第十電阻和AD8532AN第二電源放大器，所述模擬開關(guān)模塊包括3個DG408L模擬多路復(fù)用器、AD8532AN第一電源放大器和第十六電阻，所述信號處理模塊包括STM8L151C8微處理器和藍(lán)牙模塊，其中， 每個所述壓力傳感器的兩端分別與所述排線插頭的兩個相鄰的管腳相連，所述排線插座通過所述排線插頭的管腳與所述排線插頭相連，所述充電電池通過所述電壓調(diào)整器分別給所述基準(zhǔn)電壓生成模塊和所述模擬開關(guān)模塊提供工作電源，所述第十電阻的第一端和所述第二電源放大器的第8管腳均與所述工作電源相連，第十電阻的第二端分別與所述基準(zhǔn)電壓源的第I管腳、所述第二電源放大器的第3管腳相連，所述基準(zhǔn)電壓源的第2管腳和所述第二電源放大器的第4管腳均接模擬地，所述第二電源放大器的第I管腳和第2管腳相連，所述第二電源放大器的第I管腳輸出基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)電壓通過所述排線插座供給所述20個壓力傳感器，所述排線插座通過所述3個模擬多路復(fù)用器將所述20個壓力傳感器采集的足部壓力信號傳輸給所述微處理器，所述3個模擬多路復(fù)用器與所述第一電源放大器相連，并形成第一節(jié)點，所述第一節(jié)點通過所述第十六電阻接模擬地，所述第一電源放大器的輸出端與所述微處理器相連，所述微處理器通過所述藍(lán)牙模塊將處理后得到的足部壓力數(shù)據(jù)傳輸給智能終端設(shè)備，所述外部電源用于給所述信號處理模塊供電。2.如權(quán)利要求1所述的人體步態(tài)分析裝置，其特征在于，所述信號處理模塊還包括:復(fù)位電路和晶振電路，所述復(fù)位電路包括第一電阻，第一二極管、第一開關(guān)和第三電容，所述晶振電路包括晶振、第四電容和第五電容， 其中，所述第一開關(guān)與所述第三電容并聯(lián)連接，并形成第二節(jié)點和第三節(jié)點，所述第三節(jié)點接數(shù)字地，所述微處理器的第2管腳與所述第二節(jié)點相連，并通過所述第一電阻與所述外部電源相連，所述第二節(jié)點與所述第一二極管的陽極相連，所述第一二極管的陰極接所述外部電源，所述微處理器的第3腳與晶振的輸入端相連，所述微處理器的第4腳與所述晶振的輸出端相連，所述晶振的輸入端通過第四電容接所述數(shù)字地，所述晶振的輸出端通過第五電容接所述數(shù)字地。
【文檔編號】A61B5/11GK205493833SQ201620163536
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】陳滿堂
【申請人】成都早尋智能科技有限公司