足底三維壓力檢測系統(tǒng).pdf

1、通過研究足底與地面之間的三維相互作用力，可以用來分析競技體育運動過程中的技術動作，為體育訓練和科研提供指導和幫助。本文探索實現(xiàn)建立一種足底三維壓力檢測系統(tǒng)，完成運動鞋與地面之間三維相互作用力的檢測。該系統(tǒng)需要實現(xiàn)鞋地間三維相互作用力信號到電荷信號的轉換、模擬電信號的數(shù)字化采集、數(shù)字化數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)無線發(fā)送、接收和實時顯示以及數(shù)據(jù)文件的讀取、顯示等功能。我們將該系統(tǒng)分為三個單元：三維測力器件單元、作用力數(shù)據(jù)采集卡單元、作用力數(shù)據(jù)上位機處理

2、單元。 三維測力器件單元由新型壓電材料和新穎機械結構設計的鞋釘組成。該器件能夠將空間中受到的作用力分解為三個相互正交的力，并施加給器件內部的壓電材料，從而輸出三路電荷信號。為了檢驗三維測力器件的輸出特性，我們設計了實驗室環(huán)境下模擬運動過程中測力器件承受三維作用力的測試平臺。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出三維力測試器件的“輸出電壓.沖擊強度(下落高度)”特性曲線，該實驗曲線與二元非線性沖擊系統(tǒng)模型的理論計算結果表現(xiàn)出良好的一致性。 作

3、用力數(shù)據(jù)采集卡單元主要完成三維測力器件輸出電荷信號的采集，并將采集數(shù)據(jù)隨機存儲或者以無線發(fā)射方式發(fā)送給上位機。作用力數(shù)據(jù)上位機處理單元主要接收數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送的無線射頻數(shù)據(jù)，同時保存并實時顯示接收的數(shù)據(jù)。并且上位機處理單元還添加了對文件數(shù)據(jù)的讀取、直觀顯示功能。 為了檢驗上述三個單元的工作狀態(tài)，我們設計了三個實驗，即基于SD存儲卡的相關實驗、基于NewMsg-2401無線收發(fā)單元的相關實驗和基于足底三維壓力檢測系統(tǒng)的相關實驗。實驗