慢跑鞋的足底压强分析与功能评价

采用德国Novel公司的Pedar鞋垫式(in-sole)足底压力测量系统,对6款适合于健身长跑和中长跑运动员训练或公路比赛所穿的慢跑鞋和1款体操鞋(模拟赤足状态)进行3个速度下的足底压强测量.通过步态周期(TGC)、最大地面反作用力(Fmax)、最大足底压强(pmax)、力量-时间积分值(∫Fdt)以及压强-时间积分值(∫pdt)等参数的分析,对各款运动鞋的功能特性进行了初步评价,建立了初步的评价标准.     

一种测力鞋垫系统的设计研究

双足机器人的零力矩点(ZMP,zero moment point)位置的确定在机器人的控制中起着重要作用,足底压力分布测试鞋垫是测量足底压力分布并进而确定零力矩点的一种行之有效的先进手段.为了将鞋垫有效运用于实验室的双足机器人之上,将其在人足上进行实验.选用了美国Tekscan Flexiforce的A301薄膜压力传感器和C8051F226单片机,分别作为传感系统和硬件系统的核心,研制了足底压力分布测试鞋垫系统,并用其在人足上做了实验数据采集,验证了其可靠性.     

足底压力分布测量系统的设计

选取10个足底区域作为测量位置，设计了一种压力测量鞋垫，研制出一套成本低，操作简单，用于足底压力分布测量的系统．     

动态足底压力测量系统研究

为了克服传统足底矫形辅具以静态足底压力数据为参考的局限,研发了一套可穿戴式动态足底压力测量系统。柔性压阻式压力传感器用于鞋垫设计,采用STM32F103RCT6微处理器作为主控芯片,结合压力信号调理电路模块、模数转换模块及数据处理模块完成下位机设计。通过HC-05蓝牙模块将数据传输到电脑端上位机,完成数据的显示、保存及处理,并对步态周期内足底压力分布特点进行动态分析。试验结果表明:系统的测量标准差不超过0.190 N,不同体质量的志愿者静态足底压力分布基本相同,动态足底压力分布随运动速度的增加而增大。     

一种炭黑-硅橡胶足底压力分布测量系统

为了检测人体压力分布,设计了一种基于炭黑导电复合材料的人体足底压力分布测量系统.基于炭黑一硅橡胶良好的压敏特性制作了一种柔性触觉传感器,给出了传感器的工作原理.为了测量人体足底压力,制作了压力测量鞋垫.通过阿尔泰公司的USB2080数据采集卡实现对信号的实时采集,利用LabVIEW图形化编程软件,实现对足底压力分布的图形显示.试验结果表明系统可实现人体足底压力分布的实时显示.     

步行过程中负跟鞋对足底参数的影响

目的通过对比穿负跟鞋和运动鞋的下肢生物力学参数,评价负跟鞋对步态的影响,为不同鞋型参数对步态的影响提供数据支持。方法随机选取在校大学生22名,分别穿负跟鞋和运动鞋,在跑台上进行4km/h的步行测试,利用"步资专家"足底机能鞋垫对信息进行采集,包括足底对称性、平均步幅、着地仰角、着地内翻脚、着地外翻角、离地仰角等。结果在平均步幅、最大摆髋、最大步高、摆动速度、着地内翻角、外翻幅度、步偏角上,两种鞋子无显著性差异;穿负跟鞋的两脚对称性更高,拍地速度更加平缓;穿负跟鞋的着地仰角更大,离地仰角更小,着地外翻速度更大。结论 (1)负跟鞋能够提高双脚对称性,减小双脚差异带来的运动损伤;(2)着地仰角增加和拍地速度的减小,能够有效避免足下垂步态的产生及作为后期的康复治疗。     

鞋垫式足底压力测量系统中压电式力传感器的设计

介绍了鞋垫式足底压力分布测量系统中压电陶瓷力传感器的设计过程.根据系统的需要进行传感器的类型的选择与传感器在系统中的分布,并建立了传感器的力学模型来说明传感器的工作原理,对传感器的量程、线性特性、灵敏度等特性进行了详细的分析.通过实验验证了传感器的合理性及正确性.     

足底压力分布年龄差异分析

目的:通过对不同年龄段人群行走时足底压力分布的记录和分析,解释步态特征的年龄差异本质,为足迹年龄分析提供科学依据。方法:利用FOOTSCAN足底压力分析系统采集20、30、40、50四个年龄段人群的足底压力数据,并进行比较。结果:通过对数据的观察分析发现,足底各区压强作用时间和大小伴随年龄的推移发生规律性改变。结论:科学实验证明行走步态特征的年龄差异确实存在,并且变化规律能够为足迹年龄分析的方法提供依据。     

人体足底受力测试及其分析

研究人体在不同条件下左右脚的受力和所受压力的平衡情况.采用Kistler测力鞋垫,选择部分军人和学生进行轻载和负重条件下的行军、跑步、跳跃等项目的测试;利用pedar-mobile分析系统,对采集的足底力学数据进行分析;对人体足底的受力向脚踝简化并进行分析计算.在行军、跑步时人体双脚的受力和所受压力基本平衡,而在跳跃时非常不平衡,但经过训练后可以得到明显改善.该研究对于科学培训空降兵、运动员的落地位姿及人体足部着地造成的损伤机理研究具有重要意义.     

糖尿病人群自然步态下足底压力分布研究

为研究糖尿病和足病患者足底压力变化的特征和差异,采用鞋垫式足底压力检测系统测量了自然步态下糖尿病非足病患者(DM,n=83)和糖尿病足病患者(DF,n=32)的足底压力.分析发现,与健康对照组(NC,n=55)相比,DM、DF组的冲量百分比和峰值压力主要在第二至第五跖骨区(M2—M5)有所升高,多数足区增幅分别在50%～80%和60%～100%之间,明显向前足跖骨区转移;DF组在足跟中部(HC)、足跟外侧(HL)的冲量百分比降幅为15%～30%.与DM组相比,DF组冲量百分比和峰值压力在中足区(MF)均有所升高.对于包络压力中心点95%椭圆置信面积,NC组DM组DF组.研究糖尿病人群足底压力特征,有助于加强对糖尿病足的临床预防和鞋垫设计.     

柔道运动员体能训练中斜坡跑的足底动力学研究

采用德国NovelPedar-X足底压力测试系统，对柔道运动员裸足和穿跑鞋两种情况在不同角度的坡面上足底压力及其分布特征，进行实时在体测量和统计分析。结果显示：1）在裸足情况下，大拇趾区、外侧跖骨区和外侧足弓区在坡度为8^。和16^。时，与O^。相比均没有显著性差异，24^。时差异显著；其他脚趾区仅在坡度为8^。时没有显著差异，16。和240时均差异显著；足跟区在各个坡度上均有显著差异，而其余足底各区在各个坡度上均没有显著性差异。2）大拇趾区各坡度和外侧足弓区24^。坡度上跑鞋的降压功效均不显著。结论：防止人体足底局部过载的安伞坡度为80～160．跪麟具有一定的分解转移足底局部高压的功效．     

基于多特征融合的复杂路况步态识别方法

为了满足盲道草地等复杂路况下对步态相位进行识别的需求,提出了一种多特征融合的步态识别方法。首先搭建了包括Peadr-x分布式足底压力鞋垫和姿态采集装置的多特征信息采集的软硬件系统,并用该系统获取足底压力信号和大腿角度信号。其次,取足底平均压力、压力中心点(COP)和大腿角度信息作特征。最后用有向无环图支持向量机(DAG SVM)的方法识别五个相位的步态特征:支撑前期、支撑中期、支撑后期、摆动前期、摆动中期、摆动后期。实验证明在复杂路况下该方法对步态相位的识别率可以达到93%以上。     

Codamotion三维动作捕捉系统在步态分析中的应用

在视频侦查越来越普及,越来越有效率的今天,分析监控视频中嫌疑人的行走步态特征已经成为侦查破案重要的一环,但是在破案一线工作中,视频中人体运动信息却往往仅凭人的观察和总结,应提供大量的数据实验以及量化标准支撑。Codamotion三维动作捕捉系统能有效准确的分析人体运动上的规律,总结出人体运动的稳定特征和特定特征,为侦查破案提供有效的数据支持。     

蹦床运动员基本技术动作的足底压力分布研究

以上海市蹦床队11名一线运动员为研究对象,通过视频与足底压力同步测试的研究方法,对蹦床运动员的预跳和5个蹦床项目最基本的技术动作进行测试,获取蹦床运动员在完成测试动作过程中的足底压力数据,通过统计学方法对数据进行整理与分析,并结合蹦床运动特点来分析和讨论蹦床运动员在完成不同类型基本技术动作过程中足底压力的分布的特点及触网起跳过程足底压力分布的一般规律。研究结果显示蹦床运动员在完成不同类型的技术动作触网阶段技术动作相同。在触网过程中受试者足底压力表现为足第五趾骨区和足跟区压强峰值最高。蹦床运动员压力中心在水平方向表现在压网阶段压力中心相对稳定,起网阶段偏移明显,影响起网阶段压力中心偏移的主要原因是蹬伸时刻双足用力不均衡。     

竞技太极拳(324B+3)难度动作足底压力特征研究

腾空外摆莲360°接提膝独立(324B+3)是竞技太极拳的B级难度动作,在比赛中出现频率较高,分值为0.4,此动作的完成质量可直接影响比赛成绩.本文中,笔者采用足底压力测试系统,选取压力、压强、冲量、腾空时间等指标,分析324B+3动作的关键阶段的足底压力分布特征,为指导教学和训练、减少运动损伤提供依据.结果显示:1)起跳阶段左足第1,2,3跖骨、跖趾和大拇指冲量占整足冲量的46.66%,右足足跟内侧和2,3跖骨占整足冲量的54%;2)男运动员平均腾空时间为(0.62±0.15)s,女运动员为(0.53±0.26)s,T检验P0.05;3)落地阶段右足足底压强大小依次为足跟内侧、足跟外侧、第5跖骨、第4跖骨及第3跖骨等.结论:1)324B+3动作在起跳阶段双足压力不对称;2)腾空时间短将增大空中转体和稳定落地的难度;3)落地阶段出现较大的足内翻,对下肢肌力和足踝稳定有较高要求.     

在跑台上以不同的速度和坡度慢跑时足底压力分布的性别比较

旨在探讨在跑台上以不同的速度和坡度跑步时足底压力分布的性别差异,采用Medilogic Insole Measurement足底压力测试系统(德国)测量足底各区的压强峰值及接触时间等足底压力参数。受试者男女各18名。跑台速度设定为:1男生:2.5 m/s、3.3 m/s和3.8 m/s;2女生:2.2 m/s、2.5 m/s和3.3 m/s。男女坡度相同,均为0%、5%和10%。首先,跑台的坡度设为0%,受试者先以2.5 m/s的速度跑步,继而速度渐进,再换以不同的坡度完成实验;女生初始速度为2.2 m/s。1当速度为2.5 m/s时,男女两性足底各区域的压强峰值均随着坡度的增加而增加,在足跟区、足前区及足内侧区的性别差异非常显著(P0.01);2速度为3.3 m/s时,男性足底压强峰值仍与坡度成正比,而女性足底各区域压强峰值的变化却不太明显。同时,除在足跟区、足前区及足内侧区的性别差异非常显著外(P0.01),在坡度为5%与10%之间时足外侧区的性别差异显著(P0.05);3在2.5 m/s和3.3m/s时,足前区、足内侧区及足外侧区的接触时间均有非常显著的性别差异(P0.01),且女性足底各区域接触时间的变化率较男生大;当速度为3.3 m/s时随着坡度的升高,其接触时间的变化率更大,而男性在这两个速度下的时间变化不太明显。另外,在速度为3.3 m/s,坡度为10%时,男女两性在足跟区的接触时间差异显著(P0.05)。结论:1当速度为2.5 m/s时,足跟区、足前区及足内侧区均存在显著的性别差异。当速度为3.3 m/s时,女性足底各区域压强峰值的变化不太明显;2当速度为2.5 m/s和3.3 m/s时,足前区、足内侧区及足外侧区的接触时间均存在着非常显著的性别差异。女性足底各区域接触时间的变化率较男性大。通过对不同的速度和坡度跑步时男女两性足底压力分布的性别差异,可能为不同性别运动损伤的预防提供参考。     

不同鞋跟高度对肥胖青年女性自然行走步态足底压力分布的影响

为确定肥胖青年女性穿不同鞋跟高度鞋自然行走时足底压力参数变化,运用实验法、文献资料等研究方法,通过Footscan足底压力解析系统对20名平均年龄在（20．1±1．02）岁的肥胖青年女性穿平底鞋和穿不同鞋跟高度鞋行走时的步态进行动力学测量与分析。结果表明：随着鞋跟高度的增加,肥胖青年女性在自然行走的过程中,足底第2跖骨和第3跖骨的峰值压力逐渐增大,足跟内侧和足跟外侧的峰值压力逐渐减小,压力中心轨迹在X轴方向上逐渐增加,在1,轴方向上逐渐减小。     

不同年龄健康人平地行走时足底压力对比分析

针对年龄因素对成年人平地自然行走时足底压力的影响进行研究.采用三维测力台系统,对20名不同年龄段的健康成年人在平地自然行走时的地面反力进行数据采集,经归一化处理后得到足底压力在前后、左右、竖直3个方向上的力-时间曲线图,运用统计学方法对步态特征量进行统计分析,把不同年龄段人平地自然行走时的足底压力分布进行对比分析.结果表明,不同年龄段人在平地自然行走时的足底压力分布存在一定程度上的差异性:老年组在竖直方向和前后方向上的步态时间参量要小于青年组,这可能是由于老年人行走时步长较小,使得身体重心经过髋关节的时刻要早于青年人.     

基于Windows系统的文件时间线索分析研究

用户对文件进行操作的过程中,系统会留存部分操作痕迹,其中的时间线索对还原涉案行为发生的顺序提供很大帮助。时间戳可能存在于文件■属性、NTFS日志元数据和操作系统安全事件等位置。以Win10为例,分析Windows操作系统下文件的MFT10和30属性;结合NTFS的■元数据以及日志文件Security.evtx中的安全事件;提取文件时间线索的存储方式、组织结构;研究各类线索之间的关联;结合实例提出在案件侦查取证中为保障证据真实性、关联性而分析文件时间线索的技术方法,为公安机关工作中快速准确地锁定嫌疑人的行为方式和时间提供帮助。     

支持向量机在不同性别人群足底压力分析识别中的应用

研究不同性别人群足底压力分布对性别进行分析识别,利用足底压力步态分析系统对20名男性和20名女性正常行走的足底压力分布数据进行测量,提取足底各区压强峰值特征,使用支持向量机对不同性别人群的足底压强峰值进行训练并进行验证。结果表明:利用支持向量机对左足、右足及左右足的足底压强峰值特征建立的数学模型对性别具有较好的分析识别能力,识别正确率在80%以上,为利用犯罪嫌疑人足迹所反映的步态特征分析性别提供了实验依据。