專利名稱：一種懸吊式人體重心測試平臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種測量重心的裝置。
背景技術：
人體重心是運動生物力學研究中的重要參數之一，能夠充分反映人體形態結構和質量分布特征。人體重心位置的測量，可以為醫療康復和體育運動等領域提供參考依據。人體重心位置的靜態測量，可以直接評價人體平衡功能的強弱。平衡功能是人體的一項重要功能，日常生活中的各種動作，以及站立、行走等活動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的一系列嚴重問題的主要原因。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療效評定的定量指標，對疾病的進展及療效有監測作用。同時，近年來隨著科學技術的進步和人民生活水平的提高，人們對康復器械的要求也越來越高。作為輔助病人康復的醫療器械， 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際的運動軌跡。人體重心位置的測量，對于康復機器人的運動軌跡的標定、傷殘人假肢的配重等，都有著潛在的應用前景。在體育運動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動員的科學訓練和設計新動作提供科學依據，為運動員取得好的比賽成績提供保障。同時， 人體重心高度也是運動員選拔的重要指標。不同的體育項目對運動員身體素質的具體要求是不一樣的，例如在藝術體操等觀賞性體育項目中，要求人體重心要比較高，因為人體重心高，運動員動作就會比較舒展，從而容易能夠獲得好的成績；而在摔跤等力量型體育項目中就要求較低的人體重心，因為重心低，運動員的穩定性就會比較好，從而不容易被對方摔倒。所以，人體重心位置的測量也可以為體育事業選拔出色人才提供依據。
發明內容
本發明的目的在于提供結構簡單、成本低，并可在醫療康復領域和體育運動領域使用的一種懸吊式人體重心測試平臺。本發明的目的是這樣實現的本發明一種懸吊式人體重心測試平臺，其特征是包括外框架、內框架、可移動框架、壓力傳感器、懸吊機構、支撐架，內框架通過懸吊機構連接外框架，可移動框架安裝在外框架的一側，外框架和可移動框架上分別安裝壓力傳感器，所述的懸吊機構包括拉力傳感器、軸承連接塊、耳型連接座、軸，每個懸吊機構的拉力傳感器、軸承連接塊、軸分別有兩個， 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。本發明還可以包括1、所述的壓力傳感器有四個，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框架上，內框架與壓力傳感器相對的位置均安裝傳感器擋塊。2、所述的懸吊機構上安裝支撐架。3、所述的內框架上固定實驗板。本發明的優勢在于本發明可以用于醫療康復、體育運動、生物學研究等領域，可以測量靜態和動態重心位置。
圖1為本發明的俯視圖；圖2為本發明的半剖視圖；圖3為本發明的部分剖視圖；圖4為懸吊機構的正視圖；圖5為懸吊機構的剖面圖；圖6為內框架示意圖；圖7為外框架示意圖；圖8為移動框架示意具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述結合圖1 9，本發明包括外框架1、內框架2、壓力傳感器3、可移動框架4、實驗板5、懸吊機構6、支撐架7、拉力傳感器11，如圖1、圖4、圖5、圖9所示。內外框架結構都是用方鋼管焊接而成，這樣就大大的減小了測試臺的重量而又能夠滿足強度要求。內框架 2由焊接墊板13、內縱框架14、內橫框架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。水平方向四個壓力傳感器3分別安裝在外框架1和可移動框架4上，左右兩側各安裝兩個壓力傳感器，如圖1所示，這樣就可以測量水平方向的作用力大小；可移動框架4由外縱框架19和擋板連接塊22焊接而成，如圖8所示，可以在水平方向進行微調，保證內框架2水平方向的固定有一定的預緊力；實驗板5固定在內框架2上，所有測試實驗都是在實驗板上進行的；內框架2通過懸吊機構6和外框架1連接，懸吊機構6中選用了調心球軸承8，如圖4、5所示，軸承通過套筒和軸承安裝塊實現定位，保證軸承不發生竄動；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與兩個軸承安裝塊之間采用螺紋連接；兩個耳型連接座9分別安裝在內框架2和支撐架7上，保證了內框架2及上面的實驗板5處于懸吊狀態，這樣通過懸吊機構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，重心測試平臺的外框架1采用三根方鋼管焊接而成，保證三邊在一個水平面內；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，從而實現壓力傳感器 3在外框架1上的固定；如圖5所示，內框架2是由四根方鋼管焊接而成，內框架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小； 實驗板5通過螺栓固定在內框架2的兩根臂上；如圖7所示，可移動框架4上焊有兩個擋板連接塊22和兩個壓力傳感器墊板18，通過擋板連接塊22與外框架1連接，并可以調節可移動框架4的水平位置，兩個壓力傳感器3通過壓力傳感器墊板18固定在可移動框架4上； 懸吊機構6用于外框架1和內框架2的連接，兩個耳型連接座9，一個通過螺栓固定在支撐架7上，一個通過螺栓固定在內框架2上；拉力傳感器11兩端分別通過螺紋與兩個軸承安裝塊10實現連接，軸承連接塊通過軸12與耳型連接座9連接。應用重心測試平臺測試時，測試者站在測試平臺或在測試平臺上運動，測試平臺上安裝的傳感器輸出信號會發生變化，傳感器信號經過信號處理電路進行放大、濾波處理， 然后信號再經過A/D轉換，轉變成數字量傳送給計算機進行處理。根據力和力矩平衡原理， 由每個傳感器的測試值計算出測試者的重心坐標位置，水平方向的傳感器還可以測出其運動過程中的水平作用力，為步態分析等研究提供參考依據。同時，重心測試平臺的測試范圍非常廣泛，重心測試平臺實驗板尺寸設計為170cmX55cm(長X寬)，能夠滿足踏步、步行、 蹲臥等多種姿態下的重心測試要求。本發明可以用于醫療康復、體育運動、生物學研究等領域，可以測量靜態和動態重心位置。
權利要求
1.一種懸吊式人體重心測試平臺，其特征是包括外框架、內框架、可移動框架、壓力傳感器、懸吊機構、支撐架，內框架通過懸吊機構連接外框架，可移動框架安裝在外框架的一側，外框架和可移動框架上分別安裝壓力傳感器，所述的懸吊機構包括拉力傳感器、軸承連接塊、耳型連接座、軸，每個懸吊機構的拉力傳感器、軸承連接塊、軸分別有兩個，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.根據權利要求1所述的一種懸吊式人體重心測試平臺，其特征是所述的壓力傳感器有四個，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框架上，內框架與壓力傳感器相對的位置均安裝傳感器擋塊。
3.根據權利要器1或2所述的一種懸吊式人體重心測試平臺，其特征是所述的懸吊機構上安裝支撐架。
4.根據權利要求1或2所述的一種懸吊式人體重心測試平臺，其特征是所述的內框架上固定實驗板。
5.根據權利要求3所述的一種懸吊式人體重心測試平臺，其特征是所述的內框架上固定實驗板。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種懸吊式人體重心測試平臺，包括外框架、內框架、可移動框架、壓力傳感器、懸吊機構、支撐架，內框架通過懸吊機構連接外框架，可移動框架安裝在外框架的一側，外框架和可移動框架上分別安裝壓力傳感器，所述的懸吊機構包括拉力傳感器、軸承連接塊、耳型連接座、軸，每個懸吊機構的拉力傳感器、軸承連接塊、軸分別有兩個，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。本發明可以用于醫療康復、體育運動、生物學研究等領域，可以測量靜態和動態重心位置。
文檔編號A61B5/00GK102210584SQ20111015063
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月7日 優先權日2011年6月7日
發明者代永波, 楊杰乾, 王嵐, 高建秀, 魏浩 申請人:哈爾濱工程大學