[发明专利]一种基于足底压力感知的老年人本体感促进训练交互装置

权利要求书

1.一种基于足底压力感知的老年人本体感促进训练交互装置，其特征在于，主要由支撑框架（1）、柔性压力阵列传感器（2）、数据处理模块（3）以及与其相匹配的电脑应用程序（4）组成，训练者通过体感来控制支撑框架的倾斜方向，通过安装在支撑框架表面的柔性压力传感器阵列来采集其表面的压力分布信息，经过对压力信息的分析产生控制信号，从而控制电脑应用程序游戏中角色的运动轨迹；

所述支撑框架（1）主要由上底板（10）、下底板（11）以及置于两者之间并沿上底板（10）中心位置对称排布的四组支撑组件构成，所述上底板（10）的底部通过螺栓（14）固定有4块沿上底板（10）中心位置对称排布的上固定板（12），上固定板（12）的下部与上套管（15）连接，套设于上套管（15）外部的弹簧（18）的顶端与上固定板（12）连接；所述下底板（11）的上部通过螺栓（14）固定有4块沿上底板（10）中心位置对称排布的下固定板（13），下固定板（13）的上部与下连接管（16）连接，下连接管（16）上部向内侧凹陷形成空腔（17），所述弹簧（18）的底端置于该空腔（17）中并与空腔（17）底部连接；

所述数据处理模块（3）对柔性压力阵列传感器（2）的足部压力数据的自动提取、左右脚区分、足印旋转和足部区域压力提取，根据传感器的实时数据，计算出人体重心在水平面上的投影；准确地显示出人体重心投影的位置、形态以及移动的面积；

按照两条中轴线将柔性压力阵列传感器（2）划分为4个区域，分别为上下两个区域和左右两个区域，对每帧传感器数据，分别计算上下两个区域和左右两个区域压力和的差，比较这两个差值，如果上下两个区域的压力差在一定程度上大于左右区域的压力差，那么再比较上下两个区域的压力大小，对应应用程序中哪个区域的压力大则向对应的方向移动角色；

所述柔性压力阵列传感器呈直径为40 cm的圆形，其中内部直径36 cm的区域为有效测量区域，外侧边缘附有双面胶，用以与下层支架进行固定，柔性压力阵列传感器点阵密度为5个/cm²，压力区域面积为1071.36 cm²，由5087个压力敏感点按行列方式印刷构成传感器阵列，采样频率为100 HZ；

所述数据处理模块中的数据采集电路以单片机作为控制核心，实时获取当前时间戳下受测者在传感器留下的足印压力阵列，然后通过通信模块把足印压力阵列传输给计算机，进行数据处理与分析；柔性压力阵列传感器的行列数为80×80，共计5087个压力点，数据采集模块采用Ethernet通信方式，基于TCP /IP协议，实现数据的实时传输；

所述柔性压力阵列传感器的通过以太网TCP与数据处理模块进行数据通信，每帧数据为88个字节，没有压力的列不发数据，有压力的列才发数据，可以根据数据帧中的列号来判断。