产品介绍

　　的足是由26块骨，33个关节和126根韧带、肌肉和神经如同网状一样分层构成的一个复杂结构。它的基本功能主要是支撑体重；缓冲、吸收冲击力；产生向前的推力以及帮助调节、维持的平衡。在静止站立或者动态行走时，在自身重力的作用下，足底在垂直方向上受到一个地面的反作用力，这个力就是足底压力。就人们日常生活而言，平均每人每天大概有4个小时在依靠其双脚行走8000至10000步。这就意味着一个人的足底每天都需要累计承受几百吨的压力，这是一个令人吃惊的数字。尤其在很多体育运动项目中，运动员的运动技术动作和足底对接触面的作用力及其分布有着更为密切的关系，如举重项目，跳水，射击和射箭，竞走、短跑、跳高和跳远等。如果我们能够清楚地了解这些运动项目的技术动作和足底—地面作用力及其分布的内在关联，那对这些项目的提高和发展一定是极其有利的，并能针对运动员的日常训练设计出更科学、合理的方案。目前国内对于体育运动领域的研究还处于初级阶段，只是偶有学者利用三维测力台在太极拳运动中作过类似研究。然而三维测力台等测力装置所得到的力的参数是在空间三个方向上的受力大小，并不能直接反映足底压力的分布情况和受力分布范围的大小情况。相反我们利用足底压力分布测量系统就能够很好地反应足底压力的分布及受力范围的相关情况。

　　足底压力分布测量系统是运用压力测量仪器对在静止或者动态过程中足底压力的力学、几何学以及时间参数进行测量，对不同状态下的足底压力参数进行分析研究，揭示不同的足底压力分布特征和模式，再依据各项数值进行相关对比研究。采用足底压力分布测试系统，我们可以研究运动员在走、跑、跳过程中足底各区峰值压强特点、压力-时间变化特点、压力中心移动特点以及分析走、跑、跳过程中足底各区压力分布规律，从而得出运动员在落地、缓冲和蹬伸过程中足底压力分布特征，来研究运动技术动作是否合理，为运动训练中预防足部运动损伤及运动鞋的设计等提供科学依据。

　　1. 发展简史及主流相关设备的对比1.1 发展简史根据足底压力测定的发展过程及使用技术可将其分为：脚印法（Pedography）、足底压力扫描器（Solebarograph）、测力板（Force Plate）及测力台（Force Platform）、压力鞋及压力鞋垫（In-shoe plantar）。

　　历史上第一次尝试是在1872年，Carlet设计了一个将冲气袋放置在鞋底，用扫描和记录气体压力的装置，可给出足跟着地、足平放、足跟离地和足尖离地时的足地接触压力的近似值。最早的足底压力分布测量研究是1882年由Beely完成的，但当时得到的只是足底的外型轮廓而非足底的压力模式。1930年，Morton利用胶体受压后会产生形变的弹性，通过测得形变而求得压力的办法得到了足底压力值。这一技术成为利用力—光转换原理进行测量的基础，其后许多相似技术在此基础上得以发展。而对作用于足上的动力学参数最早的精确测量由Elftmna设计的测力板来实现的。以此为基础，后来的设计者对测力板做了不断的改进和提高。特别是近20年，足底压力测量系统得到了很大发展，形成了一系列的现代生物力学测力板系统。1979年Leduc利用光弹性做为压力转换方式，利用钢珠和圆孔接触的应力条纹获取足底压力分布的数据，研制出Photoelastopodometry系统，但该系统转换过程很复杂。随后Cavanagh和Michiyoshi用类似技术，加以计算机处理得到了三维压力曲线，曲线上各点的纵向坐标值与足底该点处的压力成正比，直观的反映出了足底压力状况。1992年钱振明利用影象云纹法和力—位移传感器阵列，拍摄到了足底压力分布图象。随后Schwarts和Heath设计出一个具有12个压力传感碟片系统，压力传感器被附着在大拇指和一、三、五拓骨前端，以及跟骨的中部和后部，用导线个通道的与时间相关的压力曲线。其后，陆续出现了各式压力鞋与鞋垫测试技术，传感器有直接贴于鞋底的，有直接贴于脚底的，有做成鞋垫置于鞋底的，也有做成鞋状的，主要放置于足底的相关解剖区。

　　1.2 主流相关设备的分类及比较目前用于测试足底压力分布的设备主要有几类：一、穿戴式的压力传感器鞋垫，二、压力分布测试平板，三、足底压力跑台。

　　穿戴式的压力传感器鞋垫目前大多数的系统都能够实现无线实时传输数据，使用上非常方便，不受硬件测试范围的约束，可以测试连续好几个步子的压力数据。但是这种测试方式往往受传感器数量过少的影响，精度一般不会很高，并且这种压力传感器比较容易随使用频率增加使用寿命会缩短。目前市面上主流的几款产品有：德国Novel公司的Pedar-x、美国Tekscan公司的F-Scan、比利时Rsscan公司的Footscan®insole、法国DYNAFOOT©insole。

　　压力分布测试平板相对于穿戴式的压力传感器鞋垫系统主要优势是其传感器密集程度高、测试精度高、使用寿命长，而其劣势也比较明显，因为大部分测试平板都有固定的规格，而其尺寸决定了其价格，一般高校或者医院往往会因为预算的缘故选择小尺寸的，所以测试的时候一次只能测试一只脚，而且有些时候由于受试者身体控制能力有限的缘故往往在测试的过程中很难自然地踩中测试平板的中间位置。这类产品市面上主流的产品有：比利时Rsscan公司的Footscan、德国Novel、德国Zebirs、美国Tekscan、中国埃力。

　　足底压力跑台集成了一套压力分布测量系统，能够测量和分析站立、跑步和步行时的动态压力的分布情况。并且能够调节跑台的角度，能够实现不同速度与不同坡度下步态的检测。唯一的不足是受试者可能受限于跑台的速度不能真实地反映受试者的步态，为尽量降低这种影响需要受试者提前做比较多的适应性训练。

　　均匀的气压可使pedar系统内的每个传感器都得到校准；校准过程仅需几分钟，可以确保测试数据的准确性和重复性。

　　原厂校准—需返回比利时进行；三维测力台校准—需要使用三维测力台；简单校准—可使用鞋垫系立执行。

　　可在线和离线测量；二维和三维显示；压力数值显示；动画显示足的接触过程；最大压力分布图；步态时间分析；步态选择；受力-时间曲线；文本输出；连接novel数据库；连接novel科研分析软件。

　　实时动态记录&显示2D和3D量测数据；显示完整测量的压力图形&力量曲线；观测数据逐格显示；同时比对不同测试条件前后的压力差异；可计算力量-时间积分值（FTI）；逐格动画显示单/多重状态影像；能够独立分析足底局部区域；平均多重姿势数值；提供（输入&输出）客户测量影像档案；显示压力中心和其移动轨迹。

　　能显示二维的压力分布图和三维的效果图；足底压力动态图显示；最大压力区域显示；压力分布变化的实时显示及数据保存；压力中心曲线个区域的压力-时间曲线个区域压力、压强统计参数、如最大压力值，最大压力出现时间等；图像及曲线的打印输出；所有传感器受力数值的输出。

　　使用注意事项：（一）鞋垫号码的选择：要求：1.首先应决定好哪双鞋垫准备测试。这由你需要测试鞋的大小决定：举例来说，你可以用UK5码的鞋垫对鞋码是UK6的鞋子进行测试。

　　2.鞋垫的放置需要经过试验操作人员用手检查，确保鞋垫被完全平整的放置在鞋内，大致覆盖了鞋内底的空间，并且没有折损与弯曲。

　　分析：在大量的测试任务时，操作者可能会忽略用手检查鞋内鞋垫放置这个步骤，由于压力鞋垫的大小和形状是固定的，但测试用鞋之间却有或多或少的差异，如同样号码的鞋，其宽度可能有差异。若未进行相应检查，就可能造成鞋垫的弯折。若鞋垫放置入鞋内已经有边缘弯折，因运动时鞋会有弯曲，会使得鞋垫更易弯折、损坏。

　　建议：严格按照要求内容进行操作。一般标配尺寸的压力鞋垫适合于跑步训练鞋、篮球鞋的测试，通常情况下可将鞋内的鞋垫取出，与要使用的压力鞋垫作比较，要求压力鞋垫的外围小于鞋内置的鞋垫。

　　（二）避免鞋垫受潮时间过长：要求：鞋垫放置时要避免阳光和潮湿的环境。使用完鞋垫后应放置于阴凉通风处，自然干燥 1~2小时后，将其放置在有干燥剂的密封袋中，以使其尽快干燥，避免长时间受潮。

　　分析：鞋垫中的传感器会受到阳光或潮湿的影响降低敏感度甚至损坏。若某一时间集中测试大量的人，由于排汗，压力鞋垫会一直处于长时间受潮的状态，这样就会影响传感器的寿命甚至遭到破坏。

　　建议：若需测试大量的人，最好分成几批，且每批测试完毕后尽快放置在有干燥剂的密封袋中，避免鞋垫持续受潮的情况发生。注：干燥剂可使用硅胶干燥剂。

　　彩色图像化足底压力分布；二维和三维显示压力分布特点和数据随时间变化曲线；逐帧观看足底压力变化；压力中心轨迹动态描述及相关数据显示；足底10个细分区域各自压力/压强值随时间变化特点及数据大小；双足压力分布变化同步演示；足部轴角度测量；足弓类型评价；足底受力时间分段特点分析，如后跟着地时间、支撑期时间、主动蹬伸期时间、被动蹬伸时间等；足踝稳定性（内外翻）分析；步态分析。

　　彩色图像化足底压力分布；二维和三维显示压力分布特点和数据随时间变化曲线；逐帧观看足底压力变化；压力中心轨迹动态描述及相关数据显示；简单的足底受力分区下的特征数据；足弓类型评价；足底受力时间分段特点分析、步态周期详情特点分析；简单的足翻转评价。

　　彩色图像化足底压力分布；二维和三维显示压力分布特点和数据随时间变化曲线；逐帧观看足底压力变化；压力中心轨迹动态描述及相关数据显示；足底特定区域压力/压强值特点；受力时间分析（选配软件）；步态简单评价（选配软件）；压力分布图像对比；步态周期详情分析（选配软件）。

　　使用注意事项：要求：1.压力平板测试时，应注意以下重要几点：平板要放在完全结实的地面上，以免测试过程中平板弯折或损坏。平板测试时要主要系统的量程，千万不要超出测试量程，以免造成硬件传感器不必要的损坏。（Footscan平板可以承更大的负荷，曾经用它对马，牛，以及高跟鞋进行测试，但一定要完全放平，并且可用EVA材料的薄垫铺于平板上。）平板表面的保护也是非常重要的。

　　3.测试中自然的运动是非常重要的，从而保障数据的真实性。这样一来，有必要将压力平板放置在足够长的跑道上，允许测试者正常的运动。最佳的解决方法就是将平板放置在跑道中间，上面盖上一层EVA的薄垫。EVA的薄垫不会影响数据的准确性。由于看不到平板，测试者可以在上面自然的行走。

　　如何保养设备：1.持平板清洁避免阳光直射或雨雪浸淋，防止与酸、碱、油类、有机溶剂等物质接触，并距离发热装置一米以外。2.平板除平时使用外，尽量避免有重物长时间放置于平板上。3.尖锐物品撞击，以防损坏。4.将平板放平与地面，以便测试及保养。5.连接线避免随意放置，出现踩踏现象，造成连接线及接口接触不良等问题。6.时温度宜保持在18~40度之间，相对湿度宜保持在50%~80%之间。

　　2. 基本原理：2.1 硬件技术原理：测力台是用一块平板作支撑面，下面用压力传感器按一定方式排列，台面受压后，压力传感器因拉伸或缩短而引起电阻值变化，变化所引起的微弱电流信号输入动态电阻应变仪处理；在此应变仪与测力板的电阻应变片构成电桥电路，当电阻值发生变化时，原来设定的电桥平衡即遭破坏，而产生电流信号，经应变仪放大、滤波后输入到放大滤波器，最后得到三维的力矢量(足—地接触合力)。此类型测力台已相当成熟，典型产品为Kistler和AMTI。如果将测力台分成若干小的测量单元，每个单元都能独立测量作用其上的压力，则整个系统就能测量压力分布了。

　　不同类型的压力传感器由于其工作原理的不。