專利名稱：一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種測量重心的裝置。
背景技術(shù)：
人體重心是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究中的重要參數(shù)之一，能夠充分反映人體形態(tài)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分布特征。人體重心位置的測量，可以為醫(yī)療康復(fù)和體育運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域提供參考依據(jù)。人體重心位置的靜態(tài)測量，可以直接評(píng)價(jià)人體平衡功能的強(qiáng)弱。平衡功能是人體的一項(xiàng)重要功能，日常生活中的各種動(dòng)作，以及站立、行走等活動(dòng)都依賴有效的平衡功能作保障。平衡功能低下是老年人特別是伴慢性病患者跌倒及由此引發(fā)的一系列嚴(yán)重問題的主要原因。因此，人體平衡功能檢測可作為眩暈、前庭病變、腦部病變的輔助診斷和康復(fù)療效評(píng)定的定量指標(biāo)，對(duì)疾病的進(jìn)展及療效有監(jiān)測作用。同時(shí)，近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對(duì)康復(fù)器械的要求也越來越高。作為輔助病人康復(fù)的醫(yī)療器械， 保持病人重心平衡及重心控制是非常重要的，因此就需要了解正常人行走及實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌跡。人體重心位置的測量，對(duì)于康復(fù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡的標(biāo)定、傷殘人假肢的配重等，都有著潛在的應(yīng)用前景。在體育運(yùn)動(dòng)中人體重心位置往往起著決定性作用。人體重心位置的檢測可以為運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)訓(xùn)練和設(shè)計(jì)新動(dòng)作提供科學(xué)依據(jù)，為運(yùn)動(dòng)員取得好的比賽成績提供保障。同時(shí)， 人體重心高度也是運(yùn)動(dòng)員選拔的重要指標(biāo)。不同的體育項(xiàng)目對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)的具體要求是不一樣的，例如在藝術(shù)體操等觀賞性體育項(xiàng)目中，要求人體重心要比較高，因?yàn)槿梭w重心高，運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作就會(huì)比較舒展，從而容易能夠獲得好的成績；而在摔跤等力量型體育項(xiàng)目中就要求較低的人體重心，因?yàn)橹匦牡?，運(yùn)動(dòng)員的穩(wěn)定性就會(huì)比較好，從而不容易被對(duì)方摔倒。所以，人體重心位置的測量也可以為體育事業(yè)選拔出色人才提供依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供結(jié)構(gòu)簡單、成本低，并可在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域和體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域使用的一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)，其特征是包括外框架、內(nèi)框架、可移動(dòng)框架、壓力傳感器、懸吊機(jī)構(gòu)、支撐架，內(nèi)框架通過懸吊機(jī)構(gòu)連接外框架，可移動(dòng)框架安裝在外框架的一側(cè)，外框架和可移動(dòng)框架上分別安裝壓力傳感器，所述的懸吊機(jī)構(gòu)包括拉力傳感器、軸承連接塊、耳型連接座、軸，每個(gè)懸吊機(jī)構(gòu)的拉力傳感器、軸承連接塊、軸分別有兩個(gè)， 第一軸將第一軸承連接塊、第一耳型連接座裝配在一起，第二軸將第二軸承連接塊、第二耳型連接座裝配在一起，第一軸承連接塊和第二軸承連接塊均與拉力傳感器相連。本發(fā)明還可以包括1、所述的壓力傳感器有四個(gè)，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器通過壓力傳感器墊安裝在外框架上，第三壓力傳感器和第四壓力傳感器通過壓力傳感器墊安裝在可移動(dòng)框架上，內(nèi)框架與壓力傳感器相對(duì)的位置均安裝傳感器擋塊。2、所述的懸吊機(jī)構(gòu)上安裝支撐架。3、所述的內(nèi)框架上固定實(shí)驗(yàn)板。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明可以用于醫(yī)療康復(fù)、體育運(yùn)動(dòng)、生物學(xué)研究等領(lǐng)域，可以測量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)重心位置。


圖1為本發(fā)明的俯視圖；圖2為本發(fā)明的半剖視圖；圖3為本發(fā)明的部分剖視圖；圖4為懸吊機(jī)構(gòu)的正視圖；圖5為懸吊機(jī)構(gòu)的剖面圖；圖6為內(nèi)框架示意圖；圖7為外框架示意圖；圖8為移動(dòng)框架示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1 9，本發(fā)明包括外框架1、內(nèi)框架2、壓力傳感器3、可移動(dòng)框架4、實(shí)驗(yàn)板5、懸吊機(jī)構(gòu)6、支撐架7、拉力傳感器11，如圖1、圖4、圖5、圖9所示。內(nèi)外框架結(jié)構(gòu)都是用方鋼管焊接而成，這樣就大大的減小了測試臺(tái)的重量而又能夠滿足強(qiáng)度要求。內(nèi)框架 2由焊接墊板13、內(nèi)縱框架14、內(nèi)橫框架15、傳感器擋塊16焊接而成，如圖6所示。外框架 1由焊接墊塊17、壓力傳感器墊板18、外縱框架19、擋板焊接塊20、外橫框架21焊接而成， 如圖7所示。水平方向四個(gè)壓力傳感器3分別安裝在外框架1和可移動(dòng)框架4上，左右兩側(cè)各安裝兩個(gè)壓力傳感器，如圖1所示，這樣就可以測量水平方向的作用力大??；可移動(dòng)框架4由外縱框架19和擋板連接塊22焊接而成，如圖8所示，可以在水平方向進(jìn)行微調(diào)，保證內(nèi)框架2水平方向的固定有一定的預(yù)緊力；實(shí)驗(yàn)板5固定在內(nèi)框架2上，所有測試實(shí)驗(yàn)都是在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行的；內(nèi)框架2通過懸吊機(jī)構(gòu)6和外框架1連接，懸吊機(jī)構(gòu)6中選用了調(diào)心球軸承8，如圖4、5所示，軸承通過套筒和軸承安裝塊實(shí)現(xiàn)定位，保證軸承不發(fā)生竄動(dòng)；軸12 將軸承連接塊10和耳型連接座9裝配到一起，并用螺栓固定；拉力傳感器11與兩個(gè)軸承安裝塊之間采用螺紋連接；兩個(gè)耳型連接座9分別安裝在內(nèi)框架2和支撐架7上，保證了內(nèi)框架2及上面的實(shí)驗(yàn)板5處于懸吊狀態(tài)，這樣通過懸吊機(jī)構(gòu)6上的拉力傳感器11輸出電壓值就可以知道拉力的大小。如圖7所示，重心測試平臺(tái)的外框架1采用三根方鋼管焊接而成，保證三邊在一個(gè)水平面內(nèi)；輝接連接塊22分別焊在外框架不同位置，用于外框架1和支撐架7以及壓力傳感器3的連接；壓力傳感器3通過螺栓固定在壓力傳感器墊板18上，從而實(shí)現(xiàn)壓力傳感器 3在外框架1上的固定；如圖5所示，內(nèi)框架2是由四根方鋼管焊接而成，內(nèi)框架2上也焊有傳感器擋塊16，其作用是頂住壓力傳感器3的受力端，從而測得水平方向的作用力大?。?實(shí)驗(yàn)板5通過螺栓固定在內(nèi)框架2的兩根臂上；如圖7所示，可移動(dòng)框架4上焊有兩個(gè)擋板連接塊22和兩個(gè)壓力傳感器墊板18，通過擋板連接塊22與外框架1連接，并可以調(diào)節(jié)可移動(dòng)框架4的水平位置，兩個(gè)壓力傳感器3通過壓力傳感器墊板18固定在可移動(dòng)框架4上； 懸吊機(jī)構(gòu)6用于外框架1和內(nèi)框架2的連接，兩個(gè)耳型連接座9，一個(gè)通過螺栓固定在支撐架7上，一個(gè)通過螺栓固定在內(nèi)框架2上；拉力傳感器11兩端分別通過螺紋與兩個(gè)軸承安裝塊10實(shí)現(xiàn)連接，軸承連接塊通過軸12與耳型連接座9連接。應(yīng)用重心測試平臺(tái)測試時(shí)，測試者站在測試平臺(tái)或在測試平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)，測試平臺(tái)上安裝的傳感器輸出信號(hào)會(huì)發(fā)生變化，傳感器信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理電路進(jìn)行放大、濾波處理， 然后信號(hào)再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成數(shù)字量傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。根據(jù)力和力矩平衡原理， 由每個(gè)傳感器的測試值計(jì)算出測試者的重心坐標(biāo)位置，水平方向的傳感器還可以測出其運(yùn)動(dòng)過程中的水平作用力，為步態(tài)分析等研究提供參考依據(jù)。同時(shí)，重心測試平臺(tái)的測試范圍非常廣泛，重心測試平臺(tái)實(shí)驗(yàn)板尺寸設(shè)計(jì)為170cmX55cm(長X寬)，能夠滿足踏步、步行、 蹲臥等多種姿態(tài)下的重心測試要求。本發(fā)明可以用于醫(yī)療康復(fù)、體育運(yùn)動(dòng)、生物學(xué)研究等領(lǐng)域，可以測量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)重心位置。
權(quán)利要求
1.一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)，其特征是包括外框架、內(nèi)框架、可移動(dòng)框架、壓力傳感器、懸吊機(jī)構(gòu)、支撐架，內(nèi)框架通過懸吊機(jī)構(gòu)連接外框架，可移動(dòng)框架安裝在外框架的一側(cè)，外框架和可移動(dòng)框架上分別安裝壓力傳感器，所述的懸吊機(jī)構(gòu)包括拉力傳感器、軸承連接塊、耳型連接座、軸，每個(gè)懸吊機(jī)構(gòu)的拉力傳感器、軸承連接塊、軸分別有兩個(gè)，第一軸將第一軸承連接塊、第一耳型連接座裝配在一起，第二軸將第二軸承連接塊、第二耳型連接座裝配在一起，第一軸承連接塊和第二軸承連接塊均與拉力傳感器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)，其特征是所述的壓力傳感器有四個(gè)，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器通過壓力傳感器墊安裝在外框架上，第三壓力傳感器和第四壓力傳感器通過壓力傳感器墊安裝在可移動(dòng)框架上，內(nèi)框架與壓力傳感器相對(duì)的位置均安裝傳感器擋塊。
3.根據(jù)權(quán)利要器1或2所述的一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)，其特征是所述的懸吊機(jī)構(gòu)上安裝支撐架。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)，其特征是所述的內(nèi)框架上固定實(shí)驗(yàn)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)，其特征是所述的內(nèi)框架上固定實(shí)驗(yàn)板。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種懸吊式人體重心測試平臺(tái)，包括外框架、內(nèi)框架、可移動(dòng)框架、壓力傳感器、懸吊機(jī)構(gòu)、支撐架，內(nèi)框架通過懸吊機(jī)構(gòu)連接外框架，可移動(dòng)框架安裝在外框架的一側(cè)，外框架和可移動(dòng)框架上分別安裝壓力傳感器，所述的懸吊機(jī)構(gòu)包括拉力傳感器、軸承連接塊、耳型連接座、軸，每個(gè)懸吊機(jī)構(gòu)的拉力傳感器、軸承連接塊、軸分別有兩個(gè)，第一軸將第一軸承連接塊、第一耳型連接座裝配在一起，第二軸將第二軸承連接塊、第二耳型連接座裝配在一起，第一軸承連接塊和第二軸承連接塊均與拉力傳感器相連。本發(fā)明可以用于醫(yī)療康復(fù)、體育運(yùn)動(dòng)、生物學(xué)研究等領(lǐng)域，可以測量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)重心位置。
文檔編號(hào)A61B5/00GK102210584SQ20111015063
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者代永波, 楊杰乾, 王嵐, 高建秀, 魏浩 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)