專利名稱：人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于康復(fù)醫(yī)療器械領(lǐng)域，是一種動(dòng)態(tài)踏板機(jī)構(gòu)，尤其是一種應(yīng)用于動(dòng) 態(tài)平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置。
二背景技術(shù)：
平衡是人體運(yùn)動(dòng)機(jī)能的中心。人體對(duì)平衡功能的維持是一個(gè)綜合的神經(jīng)肌肉 過(guò)程，是需要借助視覺(jué)系統(tǒng)、聽(tīng)覺(jué)前庭系統(tǒng)和本體感覺(jué)系統(tǒng)的協(xié)同作用來(lái)完成的。
用平衡測(cè)試儀來(lái)檢査人的重心擺動(dòng)情況,是近年來(lái)發(fā)展較快的一種定量評(píng)定 平衡能力的方法。根據(jù)測(cè)力臺(tái)是否運(yùn)動(dòng)，平衡功能測(cè)試系統(tǒng)分為兩種靜態(tài)平衡 儀和動(dòng)態(tài)平衡儀。靜態(tài)平衡儀主要通過(guò)分析人站在靜止測(cè)力臺(tái)上重心軌跡的變 化，及相關(guān)的評(píng)定參數(shù)的值來(lái)測(cè)試人的平衡功能。它的缺點(diǎn)在于沒(méi)有將三個(gè)感覺(jué) 系統(tǒng)完全區(qū)分開(kāi)來(lái)研究。動(dòng)態(tài)平衡儀是在靜態(tài)平衡儀的基礎(chǔ)上利用測(cè)力臺(tái)下面的 控制裝置使踏板或測(cè)力臺(tái)進(jìn)行左右，前后向的擺動(dòng)，使受檢者的本體感覺(jué)受到干 擾，同時(shí)進(jìn)行視覺(jué)上的干擾，實(shí)現(xiàn)了將三個(gè)系統(tǒng)區(qū)分開(kāi)研究。目前動(dòng)態(tài)平衡儀的 踏板是通過(guò)使其繞兩個(gè)相互垂直的軸旋轉(zhuǎn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)各向擺動(dòng)的，但這種踏板 的控制需通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換來(lái)實(shí)現(xiàn)，這涉及到矩陣運(yùn)算，算法復(fù)雜，運(yùn)算量大， 軟硬件成本高。而本發(fā)明通過(guò)三點(diǎn)位置控制踏板傾角姿態(tài)的計(jì)算量大大減小，算 法簡(jiǎn)單，可以使用單片機(jī)直接控制，減少了動(dòng)態(tài)踏板的軟硬件成本。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于動(dòng)態(tài)平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置，該裝置結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了踏板的萬(wàn)向擺動(dòng)，易于控制，成本低廉。 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案-
由測(cè)力臺(tái)和動(dòng)態(tài)踏板組成，測(cè)力臺(tái)包括測(cè)力臺(tái)箱體，在測(cè)力臺(tái)箱體內(nèi)設(shè)有至
少3個(gè)力傳感器，動(dòng)態(tài)踏板設(shè)在測(cè)力臺(tái)上，其特征在于動(dòng)態(tài)踏板由踏板支架、踏 板和螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和導(dǎo)桿，電機(jī)和導(dǎo)桿連接于踏板 支架，在電機(jī)動(dòng)力輸出軸上連接有螺桿，在螺桿螺紋連接有L形支架，該支架與為其導(dǎo)向的導(dǎo)桿滑動(dòng)連接，在該支架上設(shè)有萬(wàn)向節(jié)且與萬(wàn)向節(jié)的一端連接，萬(wàn) 向節(jié)的另一端與上述踏板連接，上述力傳感器的觸頭與動(dòng)態(tài)踏板的踏板支架在力 傳感器工作時(shí)相接觸。
本發(fā)明是由電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)支架的上下運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)確定踏板傾角 位置，實(shí)現(xiàn)踏板的各向擺動(dòng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)本發(fā)明通過(guò)三組上述機(jī)構(gòu)確定一個(gè)平面，實(shí)現(xiàn)踏板的各向擺動(dòng)，滿足 了平衡測(cè)試和醫(yī)學(xué)研究的需求。(2)該機(jī)構(gòu)電機(jī)的轉(zhuǎn)角與萬(wàn)向節(jié)的位移成正比，
易于控制踏板的傾角位置。(3)與其他控制踏板姿態(tài)的方法相比較，通過(guò)三點(diǎn)位
置控制踏板傾角姿態(tài)的計(jì)算量大大減小，算法簡(jiǎn)單，可以使用單片機(jī)直接控制， 減少了動(dòng)態(tài)踏板的軟硬件成本。
四

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)力臺(tái)的剖視圖。
圖4是本發(fā)明的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
五、 具體實(shí)施方案
參照?qǐng)Dl， 一種人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置，由測(cè)力臺(tái)l和動(dòng)態(tài) 踏板3組成，測(cè)力臺(tái)1包括測(cè)力臺(tái)箱體101，在測(cè)力臺(tái)箱體101內(nèi)設(shè)有至少3個(gè) 力傳感器102，動(dòng)態(tài)踏板3設(shè)在測(cè)力臺(tái)箱體101上；參照?qǐng)D3，動(dòng)態(tài)踏板3由踏 板支架303、踏板304和螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)305組成，參照?qǐng)D4，螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)305 包括電機(jī)3057和導(dǎo)桿3055，電機(jī)3057和導(dǎo)桿3055連接于踏板支架303，在本 實(shí)施例中，電機(jī)3057和螺桿3053可通過(guò)支撐架3052與踏板支架303連接，艮卩 將電機(jī)3057和導(dǎo)桿3055設(shè)置在支撐架3052上，再將支撐架3052與踏板支架 303連接，在電機(jī)3057動(dòng)力輸出軸上連接有螺桿3053，在螺桿3053螺紋連接有 L形支架3054，該支架3054與為其導(dǎo)向的導(dǎo)桿3055滑動(dòng)連接，在該支架3054 上設(shè)有萬(wàn)向節(jié)3051且與萬(wàn)向節(jié)3051的一端連接，萬(wàn)向節(jié)3051的另一端與上述 踏板304連接，上述力傳感器102的觸頭與動(dòng)態(tài)踏板3的踏板支架303在力傳感 器102工作時(shí)相接觸。
在本實(shí)施例中，電機(jī)3057的動(dòng)力輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器3056與螺桿3053連接。 力傳感器102采用4個(gè)且分別位于測(cè)力臺(tái)箱體101內(nèi)的拐角處。螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 305采用3個(gè)且該3個(gè)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)305的與踏板304的連接點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形。
如圖2和圖3所示，三組螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的支撐架頂部分別固定在踏板支架 303上的三個(gè)位置371、 372和373，螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的萬(wàn)向節(jié)分別固定在踏板304 上的三個(gè)位置361， 362, 363，各傳感器安裝于測(cè)力臺(tái)箱體內(nèi)，踏板支架303直 接作用于四個(gè)力傳感器上，各螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與測(cè)力臺(tái)側(cè)壁和底部均無(wú)接觸。被測(cè) 者站在踏板上，電機(jī)通過(guò)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)踏板微小擺動(dòng)，對(duì)被測(cè)者的本體感覺(jué) 進(jìn)行干擾，此時(shí)通過(guò)傳感器記錄下的人體重心軌跡即為動(dòng)態(tài)姿勢(shì)圖。
權(quán)利要求
1.一種人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置，由測(cè)力臺(tái)(1)和動(dòng)態(tài)踏板(3)組成，測(cè)力臺(tái)(1)包括測(cè)力臺(tái)箱體(101)，在測(cè)力臺(tái)箱體(101)內(nèi)設(shè)有至少3個(gè)力傳感器(102)，動(dòng)態(tài)踏板(3)設(shè)在測(cè)力臺(tái)(1)上，其特征在于動(dòng)態(tài)踏板(3)由踏板支架(303)、踏板(304)和螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(305)組成，螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(305)包括電機(jī)(3057)和導(dǎo)桿(3055)，電機(jī)(3057)和導(dǎo)桿(3055)連接于踏板支架(303)，在電機(jī)(3057)動(dòng)力輸出軸上連接有螺桿(3053)，在螺桿(3053)螺紋連接有L形支架(3054)，該支架(3054)與為其導(dǎo)向的導(dǎo)桿(3055)滑動(dòng)連接，在該支架(3054)上設(shè)有萬(wàn)向節(jié)(3051)且與萬(wàn)向節(jié)(3051)的一端連接，萬(wàn)向節(jié)(3051)的另一端與上述踏板(304)連接，上述力傳感器(102)的觸頭與動(dòng)態(tài)踏板(3)的踏板支架(303)在力傳感器(102)工作時(shí)相接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置，其特征 在于電機(jī)(3057)的動(dòng)力輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器(3056)與螺桿(3053)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置，其 特征在于力傳感器(102)采用4個(gè)且分別位于測(cè)力臺(tái)箱體(101)的拐角處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置，其特征 在于螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(305)采用3個(gè)且該3個(gè)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(305)的與踏板(304) 的連接點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形。
全文摘要
人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置，屬于康復(fù)醫(yī)療器械領(lǐng)域，是一種動(dòng)態(tài)踏板機(jī)構(gòu)，尤其是一種應(yīng)用于動(dòng)態(tài)平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的人體平衡功能測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)踏板裝置。本發(fā)明由測(cè)力臺(tái)和動(dòng)態(tài)踏板組成，動(dòng)態(tài)踏板設(shè)在測(cè)力臺(tái)上，其特征在于動(dòng)態(tài)踏板由踏板支架、踏板和螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和導(dǎo)桿，電機(jī)和導(dǎo)桿連接于踏板支架，在電機(jī)動(dòng)力輸出軸上連接有螺桿，在螺桿螺紋連接有L形支架，該支架與為其導(dǎo)向的導(dǎo)桿滑動(dòng)連接，在該支架上設(shè)有萬(wàn)向節(jié)且與萬(wàn)向節(jié)的一端連接，萬(wàn)向節(jié)的另一端與上述踏板連接，上述力傳感器的觸頭與動(dòng)態(tài)踏板的踏板支架在力傳感器工作時(shí)相接觸。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、踏板的萬(wàn)向擺動(dòng)、易于控制、成本低廉的目的。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101194829SQ20071019131
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者宋愛(ài)國(guó), 妮 康, 韋雪文 申請(qǐng)人:東南大學(xué)