行走避障能力測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]在老年人群中普遍存在運(yùn)動能力退化現(xiàn)象，而跌倒為運(yùn)動能力減弱后最常見的后果之一，并會導(dǎo)致骨折、外傷和腦卒中等臨床癥狀，損害相關(guān)人群的健康，造成其本人及家庭的生活質(zhì)量的降低。目前，老年人群中半數(shù)以上的跌倒發(fā)生在行走遇到障礙物時。
[0003]對老年人及相關(guān)人群行走時規(guī)避障礙物能力進(jìn)行測試，可評估其跌倒風(fēng)險，借助于評估結(jié)果進(jìn)行預(yù)警，并提出使用助行裝置、家人陪同等建議，防止跌倒引發(fā)的傷害。因此，世界上已有許多機(jī)構(gòu)研宄對行走避障能力進(jìn)行測試的技術(shù)和設(shè)備，如Weerdesteyn，Swigchem和Houdijk等開展的研宄。目前此類技術(shù)多基于跑步機(jī)對受試者進(jìn)行測試:受試者在勻速運(yùn)動的跑步機(jī)上行走，前方一塊具有一定厚度的木板隨機(jī)落到跑步機(jī)上，受試者被要求規(guī)避作為障礙物的木板，用多臺攝像機(jī)錄像判斷受試者是否碰到木板，根據(jù)受試者在多次重復(fù)試驗中觸及木板的幾率評價其規(guī)避障礙物的能力。但這樣的技術(shù)有如下缺陷，一是測試在運(yùn)動的跑步機(jī)上進(jìn)行，而受試者通常都有運(yùn)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(fā)生傷害的隱患；二是受試者在跑步機(jī)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(shù)難以在實(shí)際中被應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種行走避障能力測試裝置。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括用于步態(tài)數(shù)據(jù)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(chǎn)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(fā)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(zhì)基墊、壓力掃描矩陣裝置和緩沖軟質(zhì)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(jīng)信號采集裝置后與控制裝置連接，光電虛擬障礙發(fā)生裝置與控制裝置連接，計算機(jī)經(jīng)通訊裝置與控制裝置連接；光電虛擬障礙發(fā)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(jié)構(gòu)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(tài)數(shù)據(jù)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(shè)置一條LED光帶，相鄰兩條點(diǎn)亮的LED光帶之間構(gòu)成光電障礙物，控制各條LED光帶的點(diǎn)亮和關(guān)閉調(diào)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(fā)生裝置的各個LED燈正下方均設(shè)有壓力傳感器。
[0010]所述的步態(tài)數(shù)據(jù)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(zhì)基墊為金屬板或者木板。
[0012]所述的緩沖軟質(zhì)墊為橡膠墊。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的測試行走時躲避障礙物能力的裝置設(shè)計合理，與以往方法相比，可建立與正常行走一樣的狀態(tài)，直接測量步態(tài)參數(shù)，且安全可靠不存在受測者跌落的風(fēng)險，可用于測試?yán)夏耆说癸L(fēng)險等。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的壓力檢測步墊具體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3為本發(fā)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(chǎn)生裝置，4、控制裝置，5、通訊裝置，6、受試者，7、計算機(jī)，8、緩沖軟質(zhì)墊，9、壓力矩陣掃描裝置，10、硬質(zhì)基墊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明包括用于步態(tài)數(shù)據(jù)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(chǎn)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(fā)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(zhì)基墊10、壓力掃描矩陣裝置9和緩沖軟質(zhì)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(jīng)信號采集裝置2與控制裝置4連接，光電虛擬障礙發(fā)生裝置3與控制裝置4連接，計算機(jī)7經(jīng)通訊裝置5與控制裝置4連接；光電虛擬障礙發(fā)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(tài)數(shù)據(jù)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(tài)的數(shù)據(jù)。如圖2所示，壓力檢測步墊底部為硬質(zhì)基墊，中間為壓力傳感器陣列，上部為緩沖軟質(zhì)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(shè)置一條LED光帶，相鄰兩條點(diǎn)亮的LED光帶之間構(gòu)成光電障礙物，該兩條點(diǎn)亮的LED光帶構(gòu)成障礙物的前后邊緣。控制各條LED光帶的點(diǎn)亮和關(guān)閉，可調(diào)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(fā)出頻率為10Hz的激勵信號，隨后經(jīng)信號采集裝置2掃描傳感器的狀態(tài)，讀取傳感器的步態(tài)數(shù)據(jù)后經(jīng)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(diǎn)亮和關(guān)閉，控制裝置經(jīng)通訊裝置連接計算機(jī)，接收計算機(jī)的控制信號并將采集得到的數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)。
[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(jìn)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(chǎn)生的壓力信號。
[0025]光電虛擬障礙發(fā)生裝置3的各個LED燈正下方均設(shè)有壓力傳感器。
[0026]步態(tài)數(shù)據(jù)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(jìn)一步分析可得到步長、步寬、跨步長、步速、足偏角和步態(tài)周期。
[0027]優(yōu)選的硬質(zhì)基墊可為金屬板或者木板。
[0028]優(yōu)選的緩沖軟質(zhì)墊可為橡膠墊。
[0029]控制裝置對光電虛擬障礙產(chǎn)生裝置，壓力矩陣裝置和信號采集裝置實(shí)行控制；并外接計算機(jī)具體執(zhí)行數(shù)據(jù)的初步處理。
[0030]通信裝置根據(jù)特定的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，可以以有線或無線的方式接受來自外接計算機(jī)的控制信號，并將步墊的工作狀態(tài)、壓力傳感器的數(shù)據(jù)傳送到外接計算機(jī)。
[0031]具體實(shí)施中，光電虛擬障礙產(chǎn)生裝置可由LED光帶及其驅(qū)動電路組成，發(fā)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(shù)目來調(diào)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(yīng)，根據(jù)障礙物位置、產(chǎn)生時間和步行位置進(jìn)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