(57)【要約】【課題】現在の技術の中の欠点および不足を克服し、足底の曲面および圧力分布を測定する装置を提供する。【解決手段】足底の曲面および圧力を測定する装置は、ハウジングと、ハウジングの開口部に封入されている頂板（１）と、足底の曲面と接触し、上下に往復昇降する機能を有する測定装置（２）と、測定装置の昇降変位データを収集し昇降変位データを上位処理システムに伝送する測定回路と、測定回路が伝送する昇降変位データを受信し分析且つ再建するデータ処理システムと、を備える。この測定装置は、赤外線の発射および受信により、足底の３Ｄ曲面および圧力分布の測定および再建を実現することができ、精度が高く、コストが低く、構造が簡単であり、操作が便利である。【選択図】図１
0003202082.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの開口部に封入されている頂板と、
足底の曲面と接触し、上下に往復昇降する機能を有する測定装置と、
前記測定装置の昇降変位データを収集し、前記昇降変位データを上位処理システムに伝送する測定回路と、
前記測定回路が伝送する前記昇降変位データを受信し、分析且つ再建するデータ処理システムと、を備えることを特徴とする足底の曲面および圧力分布を測定する装置。
【請求項２】
前記測定装置は、踏み込み用支持突棒行列、測定用センサ案内棒行列、および、方向案内板を有し、
前記支持突棒行列は、前記頂板の上方に設けられており、横縦が整列に配列されており、上下方向に変位可能な支持突棒ユニットを複数有し、
前記センサ案内棒行列は、前記頂板の下方に設けられており、横縦が整列に配列されており、前記支持突棒ユニットと一対一に対応している案内棒ユニットを複数有し、
前記方向案内板は、前記ハウジング内に設けられており、前記頂板と所定距離離れており、前記案内棒ユニットに対応している開口行列を有することを特徴とする請求項１に記載の足底の曲面および圧力分布を測定する装置。
【請求項３】
前記案内棒ユニットは、接触頭部、案内棒、および復位スプリングを有し、
前記接触頭部は、前記案内棒の頂端に設置されており、前記支持突棒ユニットと接触かつ連動し、
前記案内棒は、下端が可動的に前記方向案内板の前記開口行列に貫設されており、底部に半透明フイルムが嵌設されており、
前記復位スプリングは、可動的に前記案内棒の外側に嵌め込まれており、一端が前記接触頭部に当接されており、他端が前記方向案内板の上側表面に当接されていることを特徴とする請求項２に記載の足底の曲面および圧力分布を測定する装置。
【請求項４】
前記測定回路は、
前記センサ案内棒行列の変位の変化を走査する走査モジュールと、
前記走査モジュールの走査電気エネルギを光エネルギに変換し半透明フイルムを介して赤外線受信モジュールに伝送する赤外線発信モジュールと、
前記赤外線発信モジュールが伝送する光エネルギを電気エネルギに変換する赤外線受信モジュールと、
前記赤外線受信モジュールの電圧のアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換モジュールと、
前記デジタル信号を変位データに処理し前記データ処理システムに伝送する微処理モジュールと、を有することを特徴とする請求項３に記載の足底の曲面および圧力分布を測定する装置。
【請求項５】
走査電気エネルギを光エネルギに変換し、光エネルギを電気エネルギに変換するのに用いられる光電変換モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の足底の曲面および圧力分布を測定する装置。
【請求項６】
前記微処理モジュールには、前記データ処理システムに接続されているＵＳＢ通信接続口が設置されていることを特徴とする請求項４に記載の足底の曲面および圧力分布を測定する装置。
【請求項７】
前記データ処理システムは、データ収集分析モジュールと、３Ｄ曲面再建モジュールと、データ分類管理モジュールとを有し、
前記データ収集分析モジュールは、前記微処理モジュールが伝送する変位データを受信し、分析を行うのに用いられ、
前記３Ｄ曲面再建モジュールは、分析後の変位データに対して曲面を再建し、２Ｄの等高線図または３Ｄの透視図の表示を実現するのに用いられ、
前記データ分類管理モジュールは、処理後のデータを分類、記憶、および管理するのに用いられることを特徴とする請求項４に記載の足底の曲面および圧力分布を測定する装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、足底の曲面を測定する装置に関し、足部の健康回復および健康を保つための測定装置の技術領域に属し、足底の曲面および圧力分布を測定する装置を指す。
【背景技術】
【０００２】
現在、従来の技術の中で、足底部を測定する方法は、以下のとおりである。
一、リバースモールド法は、石膏または他の可撓性材料で被測定者の足底の型を作る方法である。しかし、この型は、足底のデジタル情報がなく、精度が低く、情報量に限度があるため、定性の分析および応用にしか用いられることができない。
【０００３】
二、形状走査法は、有圧走査法および無圧走査法の二種類がある。無圧走査法は被測定者が素足で宙に浮く状態で走査する方法である。有圧走査法は被測定者が素足で透明なガラスに立った状態でレーザ走査の方法で足底に対して走査する方法である。これにより、被測定者の足底の形状情報を得ることができる。この二つの方法は、足底に対して全面の圧力を与えていないため、測定したデータに限度がある。また、このような方法は、測定コストが高く、操作も比較的に複雑であり、応用が制限されている。
【０００４】
三、平面現像法は、ＣＣＤまたは他の平面現像技術を利用して、格子投影を有する３Ｄ曲面図を収集し、格子の変形に基づいて、３Ｄ曲面の立体情報を算出することができ、３Ｄ情報を収集する目的が達成される。この方法は、コストが低いが、収集された情報の分解能が高い。しかしながら、データの変形が激しく、３Ｄの勾配が格子の撮影角度の制限を受け大きくないため、応用可能な領域が制限されている。
【０００５】
四、インダクタンス／キャパシタンス法は、平面材料が変形する時に曲面が生じるインダクタンスおよびキャパシタンスの変化に基づいて測定を行い、被測定曲面に対する測定を行う。このような方法は、測定の精度が低く、干渉を防止する能力が弱く、実際の応用の実現が困難である。
【０００６】
五、回折格子法は、測定面を回折格子の行列に配列し、測定する時、回折格子の行列が、３Ｄ曲面において回折格子の行列に直交する方向の変位量を記録し、３Ｄ曲面の３Ｄ情報に還元する方法である。しかしながら、回折格子センサの体積が比較的に大きいため、面積が一定である場合、大量に配列することができない。よって、測定の分解能が制限され、伝動装置が比較的に複雑である。回折格子の出力が周波数を有する信号であるため、回折格子の行列の信号測定はシステムの速やかな反応が求められておりハードウェアおよび電気回路に対する要求が高い。このような方法は、測定精度が限られており、制作コストも高い。
【０００７】
六、反射式光電走査法は、測定面を反射式光電管行列となるよう配列し、測定装置が伝送する反射信号を反射式光電管行列が受信する方法である。測定装置は、被測定曲面と繋がっており、システムは収集する反射信号は曲面の起伏に従って変化する。このような方法は、簡単であり実用的である。しかしながら、反射信号と変位は線形関係を有しておらず、器材の離散性が高いため、システムを校正するのに困難である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案の目的は、現在の技術の中の欠点および不足を克服し、足底の曲面および圧力分布を測定する装置を提供することである。この測定装置は、足底曲面の３Ｄ再建を実現することができ、構造が簡単であり、線形性および一致性が比較的によく、操作が便利であり、コストが低く、使用且つ普及が容易である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本考案は、以下のとおり実現される。
足底の曲面および圧力分布を測定する装置は、ハウジングと、ハウジングの開口部に封入されている頂板と、足底の曲面と接触し上下に往復昇降する機能を有する測定装置と、測定装置の昇降変位データを収集し昇降変位データを上位処理システムに伝送する測定回路と、測定回路が伝送する昇降変位データを受信し分析且つ再建するデータ処理システムと、を備える。
【００１０】
さらに、測定装置は、踏み込み用支持突棒行列、測定用センサ案内棒行列、および、方向案内板を有する。支持突棒行列は、頂板の上方に設けられており、横縦が整列に配列されており、上下方向に変位可能な支持突棒ユニットを複数有する。センサ案内棒行列は、頂板の下方に設けられており、横縦が整列に配列されており、支持突棒ユニットと一対一に対応している案内棒ユニットを複数有する。方向案内板は、ハウジング内に設けられており、頂板と所定距離離れており、案内棒ユニットに対応している開口行列を有する。
【００１１】
さらに、案内棒ユニットは、接触頭部、案内棒、および復位スプリングを有する。接触頭部は、案内棒の頂端に設置されており、支持突棒ユニットと接触かつ連動する。案内棒は、下端が可動的に方向案内板の開口行列に貫設されており、底部に半透明フイルムが嵌設されている。復位スプリングは、可動的に案内棒の外側に嵌め込まれており、一端が接触頭部に当接されており、他端が方向案内板の上側表面に当接されている。
【００１２】
さらに、測定回路は、センサ案内棒行列の変位の変化を走査する走査モジュールと、走査モジュールの走査電気エネルギを光エネルギに変換し半透明フイルムを介して赤外線受信モジュールに伝送する赤外線発信モジュールと、赤外線発信モジュールが伝送する光エネルギを電気エネルギに変換する赤外線受信モジュールと、赤外線受信モジュールの電圧のアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換モジュールと、デジタル信号を変位データに処理しデータ処理システムに伝送する微処理モジュールと、を有する。
さらに、走査電気エネルギを光エネルギに変換し、光エネルギを電気エネルギに変換するのに用いられる光電変換モジュールをさらに備える。
さらに、微処理モジュールには、データ処理システムに接続されているＵＳＢ通信接続口が設置されている。
【００１３】
さらに、データ処理システムは、データ収集分析モジュールと、３Ｄ曲面再建モジュールと、データ分類管理モジュールとを有する。データ収集分析モジュールは、微処理モジュールが伝送する変位データを受信し、分析を行うのに用いられる。３Ｄ曲面再建モジュールは、分析後の変位データに対して曲面を再建し、２Ｄの等高線図または３Ｄの透視図の表示を実現するのに用いられる。データ分類管理モジュールは、処理後のデータを分類、記憶、および管理するのに用いられる。
【００１４】
本考案は、従来技術に比べ、以下の効果を有する。
１、赤外線発信と受信により、足底の３Ｄ曲面および圧力分布の測定および再建を実現し、精度が高い、干渉防止能力が強い、電力消耗が小さい、コストが低い。
【００１５】
２、全体の構造が簡単且つ合理であり、線形性および一致性の効果が良く、操作が便利かつ容易であり、普及して使用するのに適しており、幅広い応用領域および良好な経済効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の組み合わせ構造を示す模式図である。
【図２】図１の分解構造を示す模式図である。
【図３】本考案のワークフローを示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
本考案をより明確に理解するために、図面に基づいて、本考案の一実施形態を以下のとおり説明する。
図１、２に示すように、本考案の足底の曲面および圧力分布を測定する装置は、ハウジング、ハウジングの開口部に封入されている頂板１、足底の曲面と接触し上下に往復昇降する機能を有する測定装置２、測定装置の昇降変位データを収集し昇降変位データを上位処理システムに伝送する測定回路、および、測定回路が伝送する昇降変位データを受信し分析且つ再建するデータ処理システムを備える。
【００１８】
測定装置２は、踏み込み用支持突棒行列２１、測定用センサ案内棒行列、および、方向案内板を有する。支持突棒行列は、頂板１の上方に設けられており、横縦が整列に配列されており上下方向に変位可能な支持突棒ユニット２１１を複数有する。センサ案内棒行列２２は、頂板１の下方に設けられており、横縦が整列に配列されており支持突棒ユニットと一対一に対応している案内棒ユニットを複数有する。方向案内板２３は、ハウジング内に設けられており、頂板１と所定距離離れており、案内棒ユニットに対応している開口行列を有する。
【００１９】
案内棒ユニットは、接触頭部２２１、案内棒２２２、および復位スプリング２２３を有する。接触頭部２２１は、案内棒２２２の頂端に設置されており、支持突棒ユニット２１１と接触かつ連動する。案内棒２２２は、下端が可動的に方向案内板２３の開口行列に貫設されており、底部に半透明フイルム２２４が嵌設されている。半透明フイルムは、後述の測定回路の回路基板の中に挿入されている。復位スプリング２２３は、可動的に案内棒２２２の外側に嵌め込まれており、一端が接触頭部２２１に当接されており、他端が方向案内板２３の上側表面に当接されている。
【００２０】
測定回路は、走査モジュール、赤外線発信モジュール、赤外線受信モジュール、アナログデジタル変換モジュール、および、微処理モジュールを有する。走査モジュールは、センサ案内棒行列の変位の変化を走査する。赤外線発信モジュールは、走査モジュールの走査電気エネルギを光エネルギに変換し半透明フイルムを介して赤外線受信モジュールに伝送する。
【００２１】
赤外線受信モジュールは、赤外線発信モジュールが伝送する光エネルギを電気エネルギに変換する。アナログデジタル変換モジュールは、赤外線受信モジュールの電圧のアナログ信号をデジタル信号に変換する。微処理モジュールは、デジタル信号を変位データに処理しデータ処理システムに伝送する。
【００２２】
光電変換モジュールをさらに備え、光電変換モジュールは、走査電気エネルギを光エネルギに変換し、光エネルギを電気エネルギに変換するのに用いられる。微処理モジュールには、データ処理システムに接続されているＵＳＢ通信接続口が設置されている。
【００２３】
データ処理システムは、データ収集分析モジュールと、３Ｄ曲面再建モジュールと、データ分類管理モジュールとを有する。データ収集分析モジュールは、微処理モジュールが伝送する変位データを受信し、分析を行うのに用いられる。３Ｄ曲面再建モジュールは、分析後の変位データに対して曲面を再建し、２Ｄの等高線図または３Ｄの透視図の表示を実現するのに用いられる。データ分類管理モジュールは、処理後のデータを分類、記憶、および管理するのに用いられる。
【００２４】
図３に示すように、本考案の作動原理は、以下のとおりである。
測定を行う時、非測定者は、素足又は靴下を履いた状態で支持突棒行列の上にたつ。人体の重さにより、支持突棒行列が下方向に移動する。従って、対応する案内棒が下方向に移動する。これにより、案内棒の頂端に設置されている接触頭部が下方向に変位するデータを発生する。その後、走査モジュールがセンサ案内棒行列の変位変化に対し完全な走査を一回行う。赤外線発信モジュールは走査モジュールの走査電気エネルギを光エネルギに変換し、半透明フイルムを介して、赤外線受信モジュールにより受信し、さらに、光エネルギを電気エネルギに変換する。半透明フイルムの輝度の変化により、センサ案内棒行列の変位変化が反映される。続いて、赤外線受信モジュールにより変換された電気エネルギは、アナログデジタル変換モジュールにより、電圧のアナログ信号からデジタル信号に変換され、微処理モジュールのＵＳＢ通信接続口を経由してデータ処理システムに伝送される。データ処理システムにより、データ分析、再建、および、分類管理が行われ、足底の３Ｄ曲面および圧力分布の測定および再建作業が行われる。
【００２５】
本考案は、上述の実施形態に制限されない。本考案に対する各種変更又は変形が本考案の思想と範囲を離脱しなければ、これらの変更又は変形が本考案の権利範囲と同等の技術範囲内に属するのであれば、本考案はこれらの変更又は変形を含むよう意図する。  
【図１】
0003202082.tif 000003
【図２】
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【図３】
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