本發(fā)明涉及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及步態(tài)行為記錄分析儀、方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

行走是人類每天進行最多的動作。從雙腳直立-行走-跑-長跑，人類肌體經(jīng)過了一系列適應(yīng)環(huán)境的變化，行走動作的保持和進行才得以發(fā)揮最大的作用。但是，隨著健康問題的日益受關(guān)注，走路的科學性和正確性問題也逐漸受到關(guān)注，如防止損傷、防止摔倒、高效行走等。

同時，走路是一項必不可少的日?；顒印Ｄ壳笆忻嫔嫌兄T多監(jiān)測記錄走路的軟硬件，如nike手環(huán)、小米手環(huán)、樂動力計步軟件、咕咚運動、keep運動軟件等。上述軟硬件在大眾中十分普遍，簡單易操作，傳達的信息簡明易懂。它們很大程度上只是對運動量/活動量的簡單評估，如步數(shù)、運動時間、配速、路程、步頻等等，能再很大程度上滿足了行走和跑步運動者的需要，在量化行走上確實邁了一大步。但是，但從另一個角度健康角度來說，同類的轉(zhuǎn)硬件則有所偏頗，離健康動作、健康運動還是有不小的距離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種步態(tài)行為記錄分析儀，包括硬件盒、支撐配件，所述硬件盒包括主控板、以及與所述主控板相連的三維加速度計和三維陀螺儀，所述支撐配件用于佩戴在人體的腰部，所述硬件盒為兩個，兩個所述硬件盒分別安裝在所述支撐配件兩側(cè)。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述三維加速度計的x維水平方向、往身前為正方向，y維平行于人體的冠狀面、往右為正方向，z維是豎直線、向上為正方向。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述三維陀螺儀的xyz三維的方向跟所述三維加速度計一致，分別用于記錄矢狀面、冠狀面和水平面的角速度變化。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述硬件盒與所述支撐配件為可拆式連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述支撐配件為腰帶，所述腰帶能夠捆綁在人體腰部，所述腰帶兩側(cè)分別設(shè)有掛環(huán)，兩個所述硬件盒分別安裝在兩個所述掛環(huán)上。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述腰帶為兩側(cè)窄前后寬的形狀，所述腰帶內(nèi)部嵌套有滌綸材料。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述腰帶前部由pte材料制成。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述掛環(huán)由硬皮質(zhì)材料制成。

本發(fā)明還提供了一種使用所述步態(tài)行為記錄分析儀進行步態(tài)分析的方法，包括：

記錄分析步驟，通過兩個步態(tài)行為記錄分析儀得到兩側(cè)記錄點的三維位移在時間軸上的變化，從而計算步長步幅，記錄點的前后旋轉(zhuǎn)和上下移動的幅度，重心的起伏，兩側(cè)動作的對稱性，大腿內(nèi)外旋程度，抬腳高度，進而得到人體運動姿態(tài)，所述人體運動姿態(tài)包括步幅、骨盆三維擺動和旋轉(zhuǎn)的幅度、大腿提高高度；

比較提示步驟，通過人體運動姿態(tài)與標準姿態(tài)的比較，提示用戶進行姿態(tài)的矯正。

本發(fā)明還提供了一種使用所述步態(tài)行為記錄分析儀進行步態(tài)分析的系統(tǒng)，包括：

記錄分析模塊，用于通過兩個步態(tài)行為記錄分析儀得到兩側(cè)記錄點的三維位移在時間軸上的變化，從而計算步長步幅，記錄點的前后旋轉(zhuǎn)和上下移動的幅度，重心的起伏，兩側(cè)動作的對稱性，大腿內(nèi)外旋程度，抬腳高度，進而得到人體運動姿態(tài)，所述人體運動姿態(tài)包括步幅、骨盆三維擺動和旋轉(zhuǎn)的幅度、大腿提高高度；

比較提示模塊，用于通過人體運動姿態(tài)與標準姿態(tài)的比較，提示用戶進行姿態(tài)的矯正。

本發(fā)明的有益效果是：通過實時地監(jiān)測走路的生物力學和物理學數(shù)據(jù)，步態(tài)行為記錄分析儀可以記錄到有關(guān)骨盆、骶椎甚至大腿等部位在行走時的動態(tài)動作位移，通過原有的人體生理理論和結(jié)合一定量的常模來建立出人類走路最優(yōu)的動作模型。經(jīng)過步態(tài)行為記錄分析儀的后臺分析，給用戶手機app上呈現(xiàn)出簡單易懂的數(shù)據(jù)反饋，如步幅、骨盆三維擺動和旋轉(zhuǎn)的幅度、大腿提高高度，進而給予用戶自我調(diào)整走路姿勢的精確反饋，提供關(guān)于健康行走的客觀科學的指導(dǎo)，降低因不正當行走而造成的損傷和病痛，同時給行為醫(yī)學相關(guān)人員及研究提供了檢測和衡量行走質(zhì)量的新手段，為走路姿勢的醫(yī)療、矯正和研究打下基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖。

圖2是本發(fā)明的后視圖。

圖3是本發(fā)明的側(cè)視圖。

圖4是本發(fā)明的俯視圖。

具體實施方式

如圖1至4所示，本發(fā)明公開了一種步態(tài)行為記錄分析儀，包括硬件盒、支撐配件，所述硬件盒包括主控板、以及與所述主控板相連的三維加速度計和三維陀螺儀，所述支撐配件用于佩戴在人體的腰部，所述硬件盒為兩個，兩個所述硬件盒分別安裝在所述支撐配件兩側(cè)。

三維加速度計：量程±16，分辨率為6.1e^-5g，穩(wěn)定性為0.01g，其中x維水平方向，往身前為正方向；y維平行于人體的冠狀面，往右為正方向；z維是豎直線，向上為正方向。3mm*5mm*1mm超小封裝，23至140ua超低工作功耗，內(nèi)置多種運動狀態(tài)檢測功能和靈活的中斷方式，以串口(ttl電平)i2c的數(shù)字接口輸出。

三維陀螺儀：量程±2000°/s，分辨率為7.6e^-3°/s，穩(wěn)定性為0.05°/s。xyz三維的方向跟加速度計一致。分別記錄矢狀面、冠狀面和水平面的角速度變化。

所述硬件盒與所述支撐配件為可拆式連接，即，硬件盒與支撐配件可以安裝在一起，硬件盒與支撐配件也可以拆分開。

所述支撐配件為腰帶10，所述腰帶10能夠捆綁在人體腰部，所述腰帶10兩側(cè)分別設(shè)有掛環(huán)，兩個所述硬件盒分別安裝在兩個所述掛環(huán)上。

步態(tài)行為記錄分析儀位于腰帶10的兩側(cè)，屬于可拆卸的三維加速度計和三維陀螺儀的集合，安裝在兩側(cè)的外觀為立方體(見附圖)的底座上。步態(tài)行為記錄分析儀上僅有一顆方形按鈕以作啟動和矯正功能，當穿上腰帶10扣上步態(tài)行為記錄分析儀后，短按按鈕以啟動；如果腰帶10與平時位置有較大差別是，長按按鈕以重新調(diào)整記錄位置。整機由一粒500ma的鋰電池功能，同時支持安卓口徑的usb充電器進行充電。

腰帶10的整體形狀采用兩側(cè)窄前后寬的設(shè)計，并采用內(nèi)外嵌套的形式以及類似安全帶的系法。腰帶10主要由四個模塊組成：1、腰帶10前部分呈半弧形形狀(見附圖)，主要以軟質(zhì)tpe材料組成，其周長適用于一般人群；2、腰帶10的后部分由兩塊約占四分之一弧形組成(見附圖)，同樣是軟質(zhì)tpe材料組成；3、腰帶10的內(nèi)部嵌套有內(nèi)置的高密度滌綸，布條能像系皮帶那樣調(diào)節(jié)腰帶10的松緊，因此整條腰帶能代替普通皮帶；4、腰帶10的兩側(cè)分別有一個硬皮質(zhì)環(huán)(pvc或pe)，分別覆蓋與兩側(cè)布條的上方，連接著前弧形和兩塊后弧形塑料，整機分別安置在兩側(cè)的硬皮質(zhì)環(huán)上(可拆解)。不同腰圍的人調(diào)整松緊度時，硬皮質(zhì)環(huán)的位置相對不變，仍處于腰部兩側(cè)髖關(guān)節(jié)位置，這樣設(shè)計的好處是讓不同使用者的記錄點得到標準化，減少位置不當帶來的誤差。當腰帶10系好后，再把步態(tài)行為記錄分析儀嵌入到兩側(cè)的掛環(huán)(硬皮環(huán))上。

在軟件方面，本發(fā)明公開了一種使用步態(tài)行為記錄分析儀進行步態(tài)分析的方法，包括：

記錄分析步驟，通過兩個步態(tài)行為記錄分析儀得到兩側(cè)記錄點的三維位移在時間軸上的變化，從而計算步長步幅，記錄點的前后旋轉(zhuǎn)和上下移動的幅度，重心的起伏，兩側(cè)動作的對稱性，大腿內(nèi)外旋程度，抬腳高度，進而得到人體運動姿態(tài)，所述人體運動姿態(tài)包括步幅、骨盆三維擺動和旋轉(zhuǎn)的幅度、大腿提高高度；

比較提示步驟，通過人體運動姿態(tài)與標準姿態(tài)的比較，提示用戶進行姿態(tài)的矯正。

步態(tài)分析的方法還包括：

模式：步行模式分水平地面、上坡、下坡；靜止模式分站立、坐著、躺和轉(zhuǎn)身；跑步模式分長跑和短跑。

建模優(yōu)化：通過對不同年齡、性別、身高體重的人進行建模，得出相對正態(tài)穩(wěn)定的步行模式，即標準姿態(tài)。

本發(fā)明還公開了一種使用所述步態(tài)行為記錄分析儀進行步態(tài)分析的系統(tǒng)，包括：

記錄分析模塊，用于通過兩個步態(tài)行為記錄分析儀得到兩側(cè)記錄點的三維位移在時間軸上的變化，從而計算步長步幅，記錄點的前后旋轉(zhuǎn)和上下移動的幅度，重心的起伏，兩側(cè)動作的對稱性，大腿內(nèi)外旋程度，抬腳高度，進而得到人體運動姿態(tài)，所述人體運動姿態(tài)包括步幅、骨盆三維擺動和旋轉(zhuǎn)的幅度、大腿提高高度；

比較提示模塊，用于通過人體運動姿態(tài)與標準姿態(tài)的比較，提示用戶進行姿態(tài)的矯正。

本發(fā)明的步態(tài)行為記錄分析儀具有如下技術(shù)優(yōu)勢：

簡單易操作易普及：用戶或消費者能在短時間內(nèi)通過簡單的操作來佩戴、啟動、記錄、調(diào)整步態(tài)的硬件。

穿戴人性化和舒適性：讓用戶或消費者喜歡上穿戴步態(tài)行為記錄分析儀，感到舒適且不影響日常生活。

數(shù)據(jù)記錄的準確性和標準化：以簡明扼要的方式給用戶說明穿戴步態(tài)儀的正確使用方式和正確位置，教會用戶如何矯正步態(tài)儀以準確記錄數(shù)據(jù)。

通過實時地監(jiān)測走路的生物力學和物理學數(shù)據(jù)，步態(tài)行為記錄分析儀可以記錄到有關(guān)骨盆、骶椎甚至大腿等部位在行走時的動態(tài)動作位移，通過原有的人體生理理論和結(jié)合一定量的常模來建立出人類走路最優(yōu)的動作模型。經(jīng)過步態(tài)行為記錄分析儀的后臺分析，給用戶手機app上呈現(xiàn)出簡單易懂的數(shù)據(jù)反饋，如步幅、骨盆三維擺動和旋轉(zhuǎn)的幅度、大腿提高高度，進而給予用戶自我調(diào)整走路姿勢的精確反饋，提供關(guān)于健康行走的客觀科學的指導(dǎo)，降低因不正當行走而造成的損傷和病痛，同時給行為醫(yī)學相關(guān)人員及研究提供了檢測和衡量行走質(zhì)量的新手段，為走路姿勢的醫(yī)療、矯正和研究打下基礎(chǔ)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。