足底压力检测电路

1.本实用新型涉及足底压力检测技术领域，具体涉及一种足底压力检测电路。


背景技术：

2.随着人们对生活质量要求提高，康复训练得到越来越多的重视，有这方面需求的人也越来越多。足底压力通常是帕金森病人康复过程的一项重要指标，能更直观反映康复者的情况，从而针对足底压力的检测装置也被广泛用于一些诊疗装置和康复辅助设备。
3.目前，足底压力检测多为阵列式，结构复杂，加工工艺麻烦，且存在数据冗余、电平输出抖动的情况。如中国专利号(cn208511028u)名为“足底压力信号采集装置”，该装置通过横、纵向排列的电极与压力传感器组成了压力监测阵列。该装置只是对传感器进行了简单密铺，部分数据价值低(交叠排布电极，可能会使输出信号抖动)；且大多数检测装置都要结合上位机，并且都是对足底压力大小进行研究，无法判断足底着地时间，而对于帕金森患者来说，足后跟着地时间是一项重要指标。如中国专利号(cn110793680a)名为“一种足底压力检测装置”就对施加在传感器单元上的压力大小进行了研究，但是不能对着地时间进行检测。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种足底压力检测电路，以解决现有的足底压力检测电路无法检测足底着地时长的问题。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种足底压力检测电路，所述足底检测电路包括电源vcc、压力检测模块、第一滤波模块、电压比较模块、第二滤波模块以及单片机mcu，所述压力检测模块、第一滤波模块、电压比较模块、第二滤波模块和单片机mcu顺次连接，所述电源vcc分别与压力检测模块、第一滤波模块、电压比较模块以及第二滤波模块连接并为其供电。
7.可选择地，所述压力检测模块包括压力传感器r6和采样电阻r7，所述电源vcc的输出端连接所述压力传感器r6的输入端，所述压力传感器r6的输出端与所述采样电阻r7的一端连接，并作为压力检测模块的输出端，所述采样电阻r7的另一端接地。
8.可选择地，所述第一滤波模块包括放大器u1a、电容c11、接地电容c12、电阻r3、电阻r4、接地电阻r5和电阻r8，所述放大器u1a的正相输入端分别与电阻r3的一端以及接地电容c12连接，所述电阻r3的另一端分别与电阻r4的一端以及电容c11的一端连接，所述电阻r4的另一端作为第一滤波模块的输入端，所述放大器u1a的反相输入端分别与接地电阻r5以及电阻r8的一端连接，所述放大器u1a的输出端分别与电容c11的另一端以及电阻r8的另一端连接，并作为第一滤波模块的输出端，所述放大器u1a的供电端与电源vcc的输出端连接，所述放大器u1a的接地端接地。
9.可选择地，所述电压比较模块包括比较器u2a和调节电阻r2，所述比较器u2a的正相输入端作为电压比较模块的输入端，所述比较器u2a的反相输入端与调节电阻r2的滑动
端连接，所述调节电阻r2的第一固定端与电源vcc的输出端连接，所述调节电阻r2的第二固定端接地，所述比较器u2a的输出端作为电压比较模块的输出端，所述比较器u2a的供电端与电源vcc的输出端连接，其接地端接地。
10.可选择地，所述电压比较模块还包括放大器上拉电阻r1、信号指示灯led1、限流电阻r9和接地电容c2，所述比较器u2a的输出端分别与限流电阻r9的一端以及放大器上拉电阻r1的一端连接，并且，所述信号指示灯led1的负极与限流电阻r9的另一端连接，所述比较器u2a的供电端还分别与信号指示灯led1的正极、上拉电阻r1的另一端以及接地电容c2连接。
11.可选择地，所述第二滤波模块包括电阻r10和接地电容c1，所述电阻r10的一端作为第二滤波模块的输入端，其另一端与接地电容c1连接，并作为第二滤波模块的输出端与单片机mcu连接。
12.本实用新型具有以下有益效果：
13.通过上述技术方案，即通过本实用新型提供的足底检测电路，第一滤波模块的存在，能够使得流入电压比较模块的电压信息为干净准确的电信号；电压比较模块的存在，能够来自压力检测模块的压力信号转换为高低电平变换，通过捕捉高电平的时间，即判断用户脚的着地时间；第二滤波模块的存在，能够消除来自电压比较模块的高低电平变换瞬间产生的电压抖动，确保单片机mcu能够接收到准确的信息，从而做出准确判断。
附图说明
14.图1为本实用新型所提供的足底压力检测电路的电路图。
具体实施方式
15.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
16.实施例
17.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
18.所述足底检测电路包括电源vcc、压力检测模块、第一滤波模块、电压比较模块、第二滤波模块以及单片机mcu，所述压力检测模块、第一滤波模块、电压比较模块、第二滤波模块和单片机mcu顺次连接，所述电源vcc分别与压力检测模块、第一滤波模块、电压比较模块以及第二滤波模块连接并为其供电。
19.本实用新型具有以下有益效果：
20.通过上述技术方案，即通过本实用新型提供的足底检测电路，第一滤波模块的存在，能够使得流入电压比较模块的电压信息为干净准确的电信号；电压比较模块的存在，能够来自压力检测模块的压力信号转换为高低电平变换，通过捕捉高电平的时间，即判断用户脚的着地时间；第二滤波模块的存在，能够消除来自电压比较模块的高低电平变换的瞬间产生的电压抖动，确保单片机mcu能够接收到准确的信息，从而做出准确判断。
21.可选择地，参考图1所示，所述压力检测模块包括压力传感器r6和采样电阻r7，所述电源vcc的输出端连接所述压力传感器r6的输入端，所述压力传感器r6的输出端与所述采样电阻r7的一端连接，并作为压力检测模块的输出端，所述采样电阻r7的另一端接地。
22.具体地，压力传感器r6位于脚跟检测区下方，直接感受来自脚跟的压力，并根据压力产生阻值变化，同时将阻值变化转变为电压变化，从而使得采样电阻r7分压发生变化，由采样电阻r7上的电压信号变化检测足底压力变化。
23.可选择地，所述第一滤波模块包括放大器u1a、电容c11、接地电容c12、电阻r3、电阻r4、接地电阻r5和电阻r8，所述放大器u1a的正相输入端分别与电阻r3的一端以及接地电容c12连接，所述电阻r3的另一端分别与电阻r4的一端以及电容c11的一端连接，所述电阻r4的另一端作为第一滤波模块的输入端，所述放大器u1a的反相输入端分别与接地电阻r5以及电阻r8的一端连接，所述放大器u1a的输出端分别与电容c11的另一端以及电阻r8的另一端连接，并作为第一滤波模块的输出端，所述放大器u1a的供电端与电源vcc的输出端连接，所述放大器u1a的接地端接地。
24.这里，接地电阻r5和电阻r8共同形成反馈通路，信号从放大器u1a出来又经过电阻r8反馈至负向输入端，之后再从输出端流向比较器u2a，从而使放大器u1a正常工作在线性区，能够完整输出电压信号，从而进一步确保信号的能幅值不发生变化。
25.可选择地，所述电压比较模块包括比较器u2a和调节电阻r2，所述比较器u2a的正相输入端作为电压比较模块的输入端，所述比较器u2a的反相输入端与调节电阻r2的滑动端连接，所述调节电阻r2的第一固定端与电源vcc的输出端连接，所述调节电阻r2的第二固定端接地，所述比较器u2a的输出端作为电压比较模块的输出端，所述比较器u2a的供电端与电源vcc的输出端连接，其接地端接地。
26.这样，通过比较器u2a的存在，能够对来自压力检测子模块的压力信息与阈值电压进行比较，当压力信息超过阈值电压后即判断为高电平，也即比较器u2a输出高电平，通过比较高电平的持续时长输出着地时间。
27.当然，这里为了对不同患者的不同体重做适应性调整，因此设计所述足底压力检测电路还包括用于调节所述阈值电压的调节电阻r2，所述调节电阻r2的输入端连接所述电源vcc，所述调节电阻r2的变量输出端连接所述比较器u2a的负相输入端，所述调节电阻r2的定量输出端接地。根据患者体重的变化，调节电阻r2的变量输出端的位置也相应做出变化，从而阈值电压也会发生变化，由此，可以对不同用户进行适配。
28.可选择地，所述电压比较模块还包括放大器上拉电阻r1、信号指示灯led1、限流电阻r9和接地电容c2，所述比较器u2a的输出端分别与限流电阻r9的一端以及放大器上拉电阻r1的一端连接，并且，所述信号指示灯led1的负极与限流电阻r9的另一端连接，所述比较器u2a的供电端还分别与所述信号指示灯led1的正极、所述放大器上拉电阻r1的另一端以及接地电容c2连接。
29.这里，限流电阻r9用于对信号指示灯led1进行限流保护，防止通过信号指示灯led1的电流过大而被烧坏；放大器上拉电阻r1r1用于保证比较器u2au2a能正常输出高电平和低电平。
30.电压信号从压力检测子模块流向电压比较子模块，在电压比较子模块的比较器u2a和的调节电阻r2上的电压相比较，若大于调节电阻r2电压，电压比较子模块输出高电平，信号指示灯led1灭；若小于调节电阻r2电压，电压比较子模块输出低电平，信号指示灯led1亮。
31.可选择地，所述第二滤波模块包括电阻r10和接地电容c1，所述电阻r10的一端作
为第二滤波模块的输入端，其另一端与接地电容c1连接，并作为第二滤波模块的输出端与单片机mcu连接。
32.本方案具有如下工作原理：
33.压力传感器r6感应来自患者脚跟的压力信息，有压力作用时，传感器阻值发生变化，从而使采样电阻r7分压发生变化，压力信息经第一滤波模块滤波后进入电压比较模块，通过与调节电阻r2的阈值电压在比较器u2a中进行比较，从而输出比较结果，即高电平或低电平，此后，该比较结果经第二滤波模块消除抖动后进入单片机mcu，单片机mcu对比较结果(比较结果中的高电平)进行捕捉，并判断着地时长。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。