本發(fā)明屬于康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練儀器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)者的足底壓力分布特征是檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

足部被稱為人體的第二心臟，關(guān)聯(lián)著人體的各個(gè)器官，足底壓力的分布特征對(duì)于臨床醫(yī)學(xué)上的疾患診斷和療效評(píng)價(jià)有重要意義，可以為體育訓(xùn)練方案以及不同的功能鞋的設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。目前，研究足底力檢測(cè)裝置的很多，但是用于康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練儀器的檢測(cè)裝置少。已授權(quán)的專利CN 104605868，其裝置雖然可測(cè)多維足底力，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用場(chǎng)合有限，適用性差。迄今為止，適于實(shí)際應(yīng)用的足底壓力分布的檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法未見公開報(bào)導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種足底壓力分布檢測(cè)裝置，為臨床醫(yī)學(xué)上的疾患診斷和療效評(píng)價(jià)，以及為體育訓(xùn)練方案以及不同的功能鞋的設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：所述檢測(cè)裝置具有：

一底板，被測(cè)的一只腳立足于底板的確定位置上，所述確定位置是指在所述底板上按如下方式劃分各區(qū)域：第一趾骨區(qū)、第三至第五趾骨區(qū)、跖骨區(qū)以及足跟部，所述跖骨區(qū)包含第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)以及第三至第五跖骨區(qū)；所述足跟部劃分為足跟內(nèi)側(cè)區(qū)和足跟外側(cè)區(qū)，令：第一趾骨所在側(cè)為底板第一側(cè)，第五趾骨所在側(cè)為底板第二側(cè)；

一支撐圍板，在支撐圍板的底邊與底板邊緣以不同位置上的各彈性梁相連接，固定所述支撐圍板使底板呈懸空，在所述彈性梁上分別設(shè)置敏感元件；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法為：

步驟a、在所述底板的不同區(qū)域中分布受力點(diǎn)，在受力點(diǎn)上加載垂直于底板的力[F]，由各彈性梁上的敏感元件獲得應(yīng)變檢測(cè)信號(hào)[ε]；根據(jù)受力點(diǎn)上加載力[F]，以及各應(yīng)變檢測(cè)信號(hào)[ε]建立數(shù)學(xué)模型為：[C]×[F]＝[ε],完成對(duì)檢測(cè)裝置的標(biāo)定，并獲得常數(shù)矩陣[C]；

步驟b、針對(duì)底板上的被測(cè)力，檢測(cè)獲得各彈性梁上的敏感元件的應(yīng)變檢測(cè)信號(hào)，利用所述數(shù)學(xué)模型獲得底板上的被測(cè)力的分布情況。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一跖骨頭位置的作用力F1，處在第三至第五跖骨區(qū)中心位置的作用力F2，以及處在足跟部的中心位置的作用力F3；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為三梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成三梁結(jié)構(gòu)的三只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第二梁；

位于底板邊緣的底邊中心位置的第三梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，以及第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面；

按步驟a獲得3×3常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(1)計(jì)算獲得各作用力F1、F2和F3為：

式(1)中，[C]^-1為3×3常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂和ε₃分別為第一敏感元件、第二敏感元件和第三敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一跖骨頭位置的作用力F1、作用力點(diǎn)處在第二跖骨頭位置的作用力F2、作用力點(diǎn)處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F3，以及作用力點(diǎn)處在足跟部中心位置的F4；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為四梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成四梁結(jié)構(gòu)的四只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第一梁和第二梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁；

位于底板邊緣的底邊中心位置的第四梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，以及第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面；

按步驟a獲得4×4常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(2)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3和F4為：

式(2)中，[C]^-1為4×4常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃和ε₄、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件和第四敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一跖骨頭位置的作用力F1、處在第二跖骨頭位置的作用力F2、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F3、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F4，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F5；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為五梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成五梁結(jié)構(gòu)的五只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第一梁和第二梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁的頂面和底面；

按步驟a獲得5×5常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(3)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4和F5為：

式(3)中，[C]^-1為5×5常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、和ε₅、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件和第五敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F3、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F4，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F5；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為五梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成五梁結(jié)構(gòu)的五只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第二梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁的頂面和底面；

按步驟a獲得5×5常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(4)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4和F5為：

式(4)中，[C]^-1為5×5常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、和ε₅、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件和第五敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三到五跖骨頭區(qū)中心位置的作用力F4、以及處在足跟部的中心位置的F5；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為五梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成五梁結(jié)構(gòu)的五只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁和第三梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；

位于底板邊緣的底邊中心位置的第四梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁的頂面和底面；

按步驟a獲得5×5常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(5)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4和F5為：

式(5)中，[C]^-1為5×5常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、和ε₅、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件和第五敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F5，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F6；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為六梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成六梁結(jié)構(gòu)的六只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁和第三梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第六梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁的頂面和底面；第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁的頂面和底面；

按步驟a獲得6×6常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(6)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5和F6為：

式(6)中，[C]^-1為6×6常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、和ε₆、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件和第六敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第三至第五趾骨區(qū)中心位置的作用力F3、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F5，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F6；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為六梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成六梁結(jié)構(gòu)的六只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第二梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于第三至第五趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第六梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁的頂面和底面；第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁的頂面和底面；

按步驟a獲得6×6常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(7)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5和F6為：

式(7)中，[C]^-1為6×6常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、和ε₆、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件和第六敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三至第五趾骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F5，以及處在足跟部的中心位置的F6；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為六梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成六梁結(jié)構(gòu)的六只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁和第三梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于第三至第五趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁；

位于底板邊緣的底邊中心位置的第六梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁的頂面和底面；第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁的頂面和底面；

按步驟a獲得6×6常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(8)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5和F6為：

式(8)中，[C]-1為6×6常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、和ε₆、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件和第六敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

本發(fā)明足底壓力分布檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：

設(shè)定所述被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三至第五趾骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F5、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F6，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F7；

設(shè)置所述檢測(cè)裝置為七梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成七梁結(jié)構(gòu)的七只彈性梁分別是：

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁和第三梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于第三至第五趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁；

位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第六梁；

位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第七梁；

并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁的頂面和底面，第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁的頂面和底面，以及第七敏感元件對(duì)稱布置在第七梁的頂面和底面；

按步驟a獲得7×7常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(9)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5、F6和F7為：

式(9)中，[C]^-1為7×7常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆和ε₇分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件、第六敏感元件和第七敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明通過對(duì)人體的足底壓力分布進(jìn)行檢測(cè)，可以為臨床醫(yī)學(xué)上的疾患診斷和療效評(píng)價(jià)，以及為體育訓(xùn)練方案以及不同的功能鞋的設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)；

2、本發(fā)明通過檢測(cè)各梁上的應(yīng)變及建立的數(shù)學(xué)模型獲得檢測(cè)結(jié)果，方法簡(jiǎn)單可靠；

3、本發(fā)明能夠與各種康復(fù)訓(xùn)練器的腳踏板相結(jié)合，用于檢測(cè)患者的足底壓力，如步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，站姿矯正訓(xùn)練器等，可以分別實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施為三梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施為四梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施為五梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施為五梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施為五梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例5結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明具體實(shí)施為六梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例6結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明具體實(shí)施為六梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例7結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明具體實(shí)施為六梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例8結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明具體實(shí)施為七梁結(jié)構(gòu)的實(shí)施例9結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

參見圖1‐圖9，具體實(shí)施中檢測(cè)裝置具有：

一底板2‐2，被測(cè)的一只腳立足于底板的確定位置上，確定位置是指根據(jù)人體足部解剖圖，在底板2‐2上按如下方式劃分各區(qū)域：第一趾骨區(qū)、第三至第五趾骨區(qū)、跖骨區(qū)以及足跟部，所述跖骨區(qū)包含第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)以及第三至第五跖骨區(qū)；所述足跟部劃分為足跟內(nèi)側(cè)區(qū)和足跟外側(cè)區(qū)，令：第一趾骨所在側(cè)為底板第一側(cè)，第五趾骨所在側(cè)為底板第二側(cè)。

一支撐圍板2‐1，在支撐圍板2‐1的底邊與底板2‐2的邊緣以不同位置上的各彈性梁相連接，固定支撐圍板2‐1使底板2‐2呈懸空，在彈性梁上分別設(shè)置敏感元件。各彈性梁的位置是根據(jù)檢測(cè)裝置與康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練儀器的連接方式，以及人體足部主要受力位置而布置的。

設(shè)置檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法為：

步驟a、在所述底板的不同區(qū)域中分布受力點(diǎn)，在受力點(diǎn)上加載垂直于底板的力[F]，由各彈性梁上的敏感元件獲得應(yīng)變檢測(cè)信號(hào)[ε]；利用軟件ansys workbench建立，根據(jù)受力點(diǎn)上加載力[F]，以及各應(yīng)變檢測(cè)信號(hào)[ε]建立數(shù)學(xué)模型為：[C]×[F]＝[ε],完成對(duì)檢測(cè)裝置的標(biāo)定，并獲得常數(shù)矩陣[C]。

根據(jù)所需，在所述底板的不同區(qū)域中分布受力點(diǎn)，通過軟件ansys workbench多次分別對(duì)這些受力點(diǎn)加載力，得到梁的應(yīng)變，并求其平均值。根據(jù)梁上應(yīng)變與加載力的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型[C]×[F]＝[ε]，其中[C]為常數(shù)矩陣，[F]為力矩陣，[ε]為應(yīng)變矩陣。常數(shù)矩陣[C]可以通過軟件仿真標(biāo)定得到，也可通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定得到。

步驟b、針對(duì)底板上的被測(cè)力，檢測(cè)獲得各彈性梁上的敏感元件的應(yīng)變檢測(cè)信號(hào)，利用所述數(shù)學(xué)模型獲得底板上的被測(cè)力的分布情況。

實(shí)施例1：

參見圖1，為了獲得第一跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)和足跟區(qū)的三個(gè)區(qū)域受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一跖骨頭位置的作用力F1，處在第三至第五跖骨區(qū)中心位置的作用力F2，以及處在足跟部的中心位置的作用力F3；設(shè)置檢測(cè)裝置為三梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成三梁結(jié)構(gòu)的三只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁1；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第二梁2，以及位于底板邊緣的底邊中心位置的第三梁3。并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，以及第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面。

按步驟a獲得3×3常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(1)計(jì)算獲得各作用力F1、F2和F3為：

式(1)中，[C]^-1為3×3常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂和ε₃分別為第一敏感元件、第二敏感元件和第三敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例2：

參見圖2，為了獲得第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)和足跟區(qū)的四個(gè)區(qū)域受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一跖骨頭位置的作用力F1、作用力點(diǎn)處在第二跖骨頭位置的作用力F2、作用力點(diǎn)處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F3，以及作用力點(diǎn)處在足跟部中心位置的F4；設(shè)置檢測(cè)裝置為四梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成四梁結(jié)構(gòu)的四只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第一梁1和第二梁2；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁3；位于底板邊緣的底邊中心位置的第四梁4；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，以及第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面。

按步驟a獲得4×4常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(2)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3和F4為：

式(2)中，[C]^-1為4×4常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃和ε₄、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件和第四敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例3：

參見圖3，為了獲得第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)、足跟內(nèi)側(cè)區(qū)和外側(cè)區(qū)的五個(gè)區(qū)域受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一跖骨頭位置的作用力F1、處在第二跖骨頭位置的作用力F2、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F3、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F4，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F5；設(shè)置檢測(cè)裝置為五梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成五梁結(jié)構(gòu)的五只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第一梁1和第二梁2；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁3；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁4；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁5；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁5的頂面和底面。

按步驟a獲得5×5常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(3)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4和F5為：

式(3)中，[C]^-1為5×5常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、和ε₅、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件和第五敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例4：

參見圖4，為了獲得第一趾骨區(qū)、第一跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)、足跟內(nèi)側(cè)區(qū)和外側(cè)區(qū)的受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F3、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F4，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F5；設(shè)置檢測(cè)裝置為五梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成五梁結(jié)構(gòu)的五只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁1；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第二梁2；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁3；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁4；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁5；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁5的頂面和底面。

按步驟a獲得5×5常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(4)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4和F5為：

式(4)中，[C]^-1為5×5常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、和ε₅、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件_、第四敏感元件和第五敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例5：

參見圖5，為了獲得第一趾骨區(qū)、第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)和足跟區(qū)的受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三到五跖骨頭區(qū)中心位置的作用力F4、以及處在足跟部的中心位置的F5；設(shè)置檢測(cè)裝置為五梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成五梁結(jié)構(gòu)的五只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁1；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁和第三梁；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁；位于底板邊緣的底邊中心位置的第四梁；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁5的頂面和底面。

按步驟a獲得5×5常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(5)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4和F5為：

式(5)中，[C]^-1為5×5常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、和ε₅、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件和第五敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例六：

參見圖6，為了獲得第一趾骨區(qū)、第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)、足跟內(nèi)側(cè)區(qū)和足跟外側(cè)區(qū)的受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F5，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F6；設(shè)置檢測(cè)裝置為六梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成六梁結(jié)構(gòu)的六只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁1；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁2和第三梁3；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁4；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁5；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第六梁6；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁5的頂面和底面；第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁6的頂面和底面。

按步驟a獲得6×6常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(6)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5和F6為：

式(6)中，[C]^-1為6×6常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、和ε₆、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件和第六敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例七：

參見圖7，為了獲得第一趾骨區(qū)、第三到五趾骨區(qū)、第一跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)、足跟內(nèi)側(cè)區(qū)和足跟外側(cè)區(qū)的受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第三至第五趾骨區(qū)中心位置的作用力F3、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F5，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F6；設(shè)置檢測(cè)裝置為六梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成六梁結(jié)構(gòu)的六只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁1；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第二梁2；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于第三至第五趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第三梁3；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁4；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁5；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第六梁6；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁5的頂面和底面；第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁6的頂面和底面。

按步驟a獲得6×6常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(7)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5和F6為：

式(7)中，[C]^-1為6×6常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、和ε₆、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件和第六敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例八：

參見圖8，為了獲得第一趾骨區(qū)、第三到五趾骨區(qū)、第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)以及足跟區(qū)的受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三至第五趾骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F5，以及處在足跟部的中心位置的F6；設(shè)置檢測(cè)裝置為六梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成六梁結(jié)構(gòu)的六只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁1；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁2和第三梁3；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于第三至第五趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁4；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁5；位于底板邊緣的底邊中心位置的第六梁6；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁5的頂面和底面；第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁6的頂面和底面。

按步驟a獲得6×6常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(8)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5和F6為：

式(8)中，[C]^-1為6×6常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、和ε₆、分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件和第六敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。

實(shí)施例九：

參見圖9，為了獲得第一趾骨區(qū)、第三到五趾骨區(qū)、第一跖骨區(qū)、第二跖骨區(qū)、第三至第五跖骨區(qū)、足跟內(nèi)側(cè)以及足跟外側(cè)區(qū)的受力分布，設(shè)定被測(cè)力為：作用力點(diǎn)處在第一趾骨頭位置的作用力F1、處在第一跖骨頭位置的作用力F2、處在第二跖骨頭位置的作用力F3、處在第三至第五趾骨區(qū)中心位置的作用力F4、處在第三到五跖骨區(qū)中心位置的作用力F5、處在足跟內(nèi)側(cè)區(qū)的作用力F6，以及處在足跟外側(cè)區(qū)的作用力F7；設(shè)置檢測(cè)裝置為七梁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成七梁結(jié)構(gòu)的七只彈性梁分別是：位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于第一趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第一梁1；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上間隔的第二梁2和第三梁3；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于第三至第五趾骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第四梁4；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于跖骨區(qū)所在位置的底板邊緣上的第五梁5；位于底板第一側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟內(nèi)側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第六梁6；位于底板第二側(cè)，對(duì)應(yīng)于足跟外側(cè)區(qū)所在位置的底板邊緣上的第七梁7；并有：第一敏感元件對(duì)稱布置在第一梁1的頂面和底面，第二敏感元件對(duì)稱布置在第二梁2的頂面和底面，第三敏感元件對(duì)稱布置在第三梁3的頂面和底面，第四敏感元件對(duì)稱布置在第四梁4的頂面和底面，第五敏感元件對(duì)稱布置在第五梁5的頂面和底面，第六敏感元件對(duì)稱布置在第六梁6的頂面和底面，以及第七敏感元件對(duì)稱布置在第七梁7的頂面和底面。

按步驟a獲得7×7常數(shù)矩陣[C]

按步驟b利用式(9)計(jì)算獲得各作用力F1、F2、F3、F4、F5、F6和F7為：

式(9)中，[C]^-1為7×7常數(shù)矩陣[C]的逆矩陣；

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆和ε₇分別為第一敏感元件、第二敏感元件、第三敏感元件、第四敏感元件、第五敏感元件、第六敏感元件和第七敏感元件檢測(cè)獲得的應(yīng)變信號(hào)。