Хранитель походки: 7 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Постановка задачи

В исследовании 87 нормальных пожилых людей измерение характера ходьбы и настроения показало корреляционные доказательства того, что походка может служить показателем уровня депрессии в клинической популяции [1]. Кроме того, было показано, что улучшение походки снижает риск боли и травм, задействует естественные механизмы поглощения ударов организма и распределяет энергетическую нагрузку от ходьбы и бега с течением времени. Наш проект направлен на популяризацию правильной походки для улучшения самочувствия тех, кто ее использует.

[1] Sloman, L, et al. «Настроение, депрессивное состояние и походки». Current Neurology and Neuroscience Reports., Национальная медицинская библиотека США, апрель 1987 г., www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.

Обзор того, как это работает

Наше устройство оценивает походку пользователя и определяет, идет ли он наиболее оптимальным образом, основываясь на распределении давления на стопы. Мы достигли этого с помощью чувствительных к давлению токопроводящих листов в наборе переносных подушек для пола. Мы оценили их походку по средней величине давления на пятку или подушечку стопы. Это приводит к тому, что в соответствии с результатом оценки походки загорается цепочка светодиодов RGB.

При инициализации подушек первый круг белых светодиодов позволяет пользователю перевернуть площадку на пол и разместить ее в желаемом положении. Когда загорается второй круг синих светодиодов, пользователь должен наступить на пэды. Это регистрирует максимальное и минимальное приложенное давление для передней и задней части стопы. Используя эти числа, мы использовали его для нормализации будущих показаний велостата. Кроме того, мы вычисляем переменный порог, который определяет, когда пэд должен начать считывать значения, в зависимости от того, наступает ли кто-то на пэд.

Изображение

Наша последняя итерация проекта показана на изображениях выше.

Шаг 1: материалы

Список материалов (для одного пэда)

1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)

¼ Листа Велостата (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ полосы NeoPixel RGB (https://amzn.to/2E1dGGG)

14 "x 16" ¾ дюймовая фанера (https://amzn.to/2QJyPf8)

1 литий-ионный аккумулятор 1,3 В (https://bit.ly/2AVIcP7)

Провод (https://amzn.to/2G4PzcV)

Медная лента (https://amzn.to/2SAIBOf)

Алюминиевая фольга (https://amzn.to/2RFKs47)

Клей для дерева (https://amzn.to/2Qhw7yb)

Шаг 2: лазерная резка

Мы вырезаем с помощью лазера два куска фанеры толщиной 1/2 дюйма для каждой опоры для ног. В нижней части находятся провода и электроника, а в верхней части рамы расположены прижимные подушки и защищают детали, расположенные ниже. В общей сложности из 8 частей получатся 4 опоры для ног при соединении. вместе.

Файл Illustrator - это окончательные размеры подножки. КРАСНЫЕ линии должны быть установлены в положение ВЫРЕЗАТЬ, а ЧЕРНЫЕ линии должны быть выгравированы. В зависимости от станка для лазерной резки потребуются различные комбинации мощности / скорости, чтобы гравировка была достаточно глубокой, чтобы Arduino Lilypad располагался заподлицо под ногой. Для сравнения, мы использовали 50 скоростей, 40 мощности и сделали 3 прохода.

Шаг 3: Подключение

Мы использовали LilyPad Arduino AT, который имеет в общей сложности 11 контактов разъема.

Вот детали подключения Gait Keeper, как показано на схеме Фритцинга и изображениях прототипов выше:

• Положительный передний велостат> A5
• Положительный результат Велостат> A4
• Заземление Velostat> Вывод GND
• Светодиодный сигнал> A3
• Светодиод GND> Вывод GND
• Светодиод положительный> положительный контакт

Шаг 4: Код

Ниже приведена ссылка на наш код и изображение нашего псевдокода и подхода:

Шаг 5: Сборка

Для окончательного процесса сборки мы сначала разрезаем полоску NeoPixel RGB на части, достаточно длинные, чтобы обернуть ее по окружности прокладки, и разрезали проволоку, чтобы она вошла в дорожки, которые мы выгравировали на прокладках. Затем мы припаяли провода к соответствующим контактам на каждой из Lilypads, как показано на первом изображении выше, и загрузили наш код на платы. Затем мы пропустили полоски алюминиевой фольги через прорези, которые мы вырезали лазером, и приклеили их на место, как показано на втором и третьем изображениях. Затем мы использовали дорожки для проводки, чтобы прикрепить их к алюминиевой фольге с помощью медной ленты, и припаяли проводку, подключенную к Lilypads, к соответствующим точкам контакта (контакт A5 к передней панели через верхнюю часть дорожек, вырезанных лазером, контакт A4 к контакту снизу и землю через середину - показано на четвертом изображении).

Как показано на пятом изображении, мы закрепили полосы Velostat, которые были нарезаны до того же размера, что и полосы алюминиевой фольги, приклеив их на место, чтобы обеспечить равномерный контакт с проводящим материалом. В качестве верхнего слоя проводящего материала мы использовали медную ленту для ее прочности, создав спиралевидный узор, чтобы покрыть всю поверхность прямоугольной деревянной детали, показанной на шестом изображении выше, удерживая все на месте. Мы также использовали медную ленту, чтобы создать соединение между этими спиралевидными слоями, пропущенными через прорези для лазерной резки, чтобы добраться до припаянной заземляющей проводки.

Наконец, мы зажали все материалы и соединили целые деревянные части каркаса, подключили заряженные батареи и приклеили Lilypad к предназначенному для него корпусу. После того, как все было установлено на место, мы использовали клей для дерева, чтобы склеить деревянный каркас, а затем прикрепили отрезанные полосы RGB к внешнему ободу и оставили клей сохнуть на ночь.

Шаг 6. Демонстрационное видео взаимодействия

Вот видео, на котором один из членов нашей группы ходит по пэдам и получает обратную связь со светодиодами.