柔性压力传感器在智能鞋垫上的应用

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目前，随着社会的发展，人们开始越来越多的关注健康，运动成为一种新的潮流，市场上出现了许许多多的智能可穿戴产品，用于检测人体健康的相关数据。

传统的可穿戴设备通过检测人体行走的步数、路线、卡路里消耗，提供一定的健康数据反馈，但对健康数据又更高的人群，传统可穿戴设备不能满足需求。针对足部健康更准确的分析研究的人群，如肥胖患者体重超标，导致行走不太不科学，如果不纠正其不行姿态，会对膝盖及足部韧带造成损伤。

因此，通过在足部科学安装传感器，实现足部健康实时检测，对用户步行姿态及足部潜在疾病提出科学建议和有用信息有重要的现实意义。

五花八门的穿戴设备，但是足部检测的却很少

随着计算机技术与传感器技术的不断发展，智能鞋垫被越来越多的被研究机构与企业进行研究与应用。近年来新材料的突破和压力传感技术的进步，传感器逐渐向体积微小型化、功能多样化、数字智能化发展。

可穿戴设备中的压力传感器可以获得丰富的足底压力信息，可指出马蹄、高趾、扁足等足部变形分布，改善足部疾病的治疗，识别假体安装质量，帮助残障者行走。也可以分析出人与鞋之间作用力的特性，帮助研究者开发出更具人体工学设计的鞋。国际运动医学会的主席 Chan 指出：现如今商品的健身鞋、运动鞋大部分都需要足底压力测量和分析的技术进行辅助设计。

柔性压力传感器是实现足底压力数据采集的关键，在步态识别、康复诊断、运动健康等领域已经得到了广泛的应用。它能够获取到人体在运动中的绝大部分足底压力分布数据，通过对这些数据进行处理，可以获取到行走过程中的各种参数，如着地时刻、腾空时间、足底形状大小、着地时间、最大压力值等，辅助进行步态的分析和医疗诊断。

相对于较先出现的基于图像采集设备或压力采集板的人体运动姿态识别方式，基于可穿戴传感器的识别方式有着数据采集方便、功耗低、抗干扰能力强和舒适性好的优点。

使用柔性压力传感器是一个热门的方向，可以有效的对人体运动姿态的足底压力进行监测。总的来说，基于柔性压力传感器阵列对人体运动姿态进行分析，可以监测各种各样的人体运动姿态信息，对体育竞技、健康监护、医疗康复等领域有重要价值。

慧闻科技设计研发足底压力传感器是拥有50多个多个独立感应区，采用行列相间的矩阵式设计布局，多引线接口，感应区的电阻随着外部压力的变化而发生相应改变的薄膜柔性压力传感器。

该足底压力传感器由综合机械性能优异的聚酯薄膜、高导电材料和纳米级压感材料组成。底层是柔性薄膜和复合其上的导电层，顶层是柔性薄膜和复合其上的压感材料。两者通过胶面贴合，并隔离上下两层的感应区域。当感应区受压时，底层彼此分离的线路导通，感应区的输出信号随着压力不同发生相应变化。

慧闻科技智能鞋垫柔性压力传感器方案

加入柔性压力传感器设计的智能鞋垫，采用压电薄膜作为传感材料，根据人体足部结构及足部运动力学特征布设鞋垫中，实时采集记录人体运动状态下的足底压力变化，分析足底压力变化，从而为保护足部及身体健康提供有用信息。可以考虑结合GPS 定位，记录使用者一天的运动路程及身体状况，通过对不同人群构建不同的信号库，为用户步行姿态及足部潜在疾病提出科学建议。

排版 | 慧闻科技

文字图片 | 部分来源于网络（侵删）

企业简介

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苏州慧闻纳米科技有限公司是一家从事智能传感器研发、生产和销售，同时提供人工嗅觉解决方案的国家级高新技术企业。公司于2014年由来自前NASA的科学家团队在苏州成立，目前已研发出针对多种有毒有害气体（如甲醛、酒精、氨气、一氧化碳、氮氧化物、硫化氢、甲烷、TVOC 等）的传感器芯片及相应的检测模块，在昆山建成了MEMS气体传感器、热电堆温度传感器、柔性压力传感器、红外CO2传感器模组、激光PM２.５传感器生产线，目前其它MEMS传感器也将陆续量产。目前公司与中科院、清华等单位共同承担科技部2030“面向新一代人工智能的新型感知器件和芯片技术”的重大科技专项，与姑苏实验室合作开展人工嗅觉平台研发项目；2021年公司牵头承担了科技部十四五“智能传感器”重点研发计划，公司主要负责新型低功耗智能传感器的研发；公司还入选工业信息化部家电智能控制部件及算法“一条龙”应用示范参与单位，所属环节为元器件，主要工作是基础元器件性能、可靠性提升，这也标志着慧闻科技智能气体传感器成为国家新型战略产业链、供应链中关键的基础元器零部件。

公司开发的多通道气体传感阵列芯片及其检测系统具有功耗低、体积小、灵敏度高、选择性好、智能化、可集成等诸多优点。目前通过集成于智能手机中，使手机具有“嗅觉”功能，可对环境气体进行自动识别和定量检测。目前，公司已经申请发明专利及软件著作权九十多项，四十多项已获得授权。公司接下来在不断拓展传感器检测气体种类的同时，还将在精准识别、精确检测上不断完善，让微型模块化的“电子鼻”系统能够集成到越来越多的智能终端设备中，积极拓展在人工嗅觉领域的应用。

公司的使命是“智慧感知、健康生活”，为客户和社会持续创造最大价值。公司内部树立了“专业致精，管理规范，服务至诚，追求卓越”的质量方针和“环保优先、安全第一、质量至上、以人为本”的质量健康安全环保的理念。

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苏州慧闻纳米科技有限公司

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