一種姿態(tài)輔助測量裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于姿態(tài)測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種姿態(tài)輔助測量裝置及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]姿態(tài)輔助裝置應(yīng)用在人體活動范圍測量方面，人體作業(yè)位姿分多種，常見為立姿、坐姿，坐、立姿下的軀干前彎和側(cè)彎在日常生活和工作中也較為常見，現(xiàn)有人體姿態(tài)測量手段通常采用慣性傳感器檢測及視頻檢測的方法，慣性器件皆利用數(shù)個加速度傳感器及陀螺儀測量關(guān)節(jié)角，其用測量系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理都比較復(fù)雜。其長時間檢測會造成較大累積誤差，降低測量精確度，此方法主要針對靜態(tài)環(huán)境中短時間連續(xù)運動測量，現(xiàn)階段研究人體測量精度約為2-3度。視頻檢測捕獲的3D運動數(shù)據(jù)需要采用計算機三維重建等技術(shù)進行后期處理，視頻檢測對于光照，背景要求較高，人體有些部位和環(huán)節(jié)不是很明顯，并且相互之間遮擋會造成結(jié)果出現(xiàn)誤差?，F(xiàn)上述兩種方法均存在系統(tǒng)復(fù)雜、檢測誤差大、應(yīng)用環(huán)境受限，測量方式過于繁瑣，對一個姿態(tài)的各個位置的測量需要多個設(shè)備來完成，增加了測量設(shè)備成本及工作時間效率。
[0003]專利號為CN201310745414.2的發(fā)明專利公開了一種人體三維姿態(tài)和行為狀態(tài)傳感監(jiān)測方法與裝置，檢測在計算機控制下進行，裝置中有多組人體傳感器裝置，每組均有三軸磁力傳感器、三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀傳感器，安裝在人體的不同部位。通過建立三維空間參考坐標(biāo)系、人體三維空間坐標(biāo)系、傳感器集成電路三維坐標(biāo)系以及傳感器集成電路對三維參考坐標(biāo)系的姿態(tài)角，確定立正狀態(tài)下頭頂以及人體各關(guān)節(jié)的坐標(biāo)點，計算校準(zhǔn)姿態(tài)角和測量姿態(tài)角進而計算頭頂和人體各關(guān)節(jié)在人體三維空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)并確定人體三維姿態(tài)。根據(jù)三軸陀螺儀傳感器和三軸加速度傳感器的輸出初始值和任意姿態(tài)下輸出測量值計算肢體的運動方向和運動路徑。本發(fā)明不受監(jiān)視區(qū)域限制，不需體外連線、監(jiān)測點多、人體姿態(tài)測量精確、實時，但是該發(fā)明專利并沒有解決現(xiàn)上述兩種方法均存在系統(tǒng)復(fù)雜、檢測誤差大、應(yīng)用環(huán)境受限的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種姿態(tài)輔助測量裝置，包括固定支架和角度測量尺，所述固定支架上安裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)裝有高度貼尺，導(dǎo)軌上設(shè)有移動滑塊，測量桿通過連接件連接在移動滑塊上，角度測量尺的兩個測量板分別平形固定于測量桿和移動滑塊上。本測量裝置具體應(yīng)用于測量坐、立姿時前彎和側(cè)彎下的可達域范圍，能實現(xiàn)測量人體不同彎腰程度，通過調(diào)整高度到人體腰椎處，然后在調(diào)整傾角，以測量不同彎腰角度下的可達域，測量結(jié)果能用于人機系統(tǒng)顯控裝置的布局設(shè)計評價和改善。本發(fā)明提供的姿態(tài)輔助測量裝置具有結(jié)構(gòu)簡潔，便于安裝，能方便綜合調(diào)節(jié)測量人體姿態(tài)位置各項數(shù)據(jù)。
[0005]優(yōu)選的是，所述移動滑塊包括移動滑塊總成I和移動滑塊總成II。
[0006]上述任一方案優(yōu)選的是，移動滑塊總成I和移動滑塊總成II上設(shè)有支撐板。
[0007]上述任一方案優(yōu)選的是，所述移動滑塊總成I設(shè)置在導(dǎo)軌上移動滑塊總成II的上方，支撐板通過螺栓固定連接在移動滑塊總成I和移動滑塊總成II上。
[0008]上述任一方案優(yōu)選的是，所述連接件包括連接軸和調(diào)節(jié)套桿。
[0009]上述任一方案優(yōu)選的是，所述調(diào)節(jié)套桿的一端通過套軸套接在測量桿上，調(diào)節(jié)套桿的另一端與連接軸鉸接。
[0010]上述任一方案優(yōu)選的是，所述測量桿的轉(zhuǎn)動中心通過連接軸連接在移動滑塊總成I上部的支撐板上。
[0011]上述任一方案優(yōu)選的是，所述角度測量尺設(shè)置在移動滑塊總成II上部的支撐板的中心位置處。
[0012]上述任一方案優(yōu)選的是，所述角度測量尺包括兩個測量板，測量板I和測量板II。
[0013]上述任一方案優(yōu)選的是，所述測量板I用螺栓固定連接在測量桿上，測量板II固定連接在移動滑塊總成II上的支撐板上，從而實現(xiàn)角度測量尺的一端與測量桿聯(lián)動，進行對測量桿與導(dǎo)軌之間角度的測量。
[0014]上述任一方案優(yōu)選的是，所述測量板II的一端設(shè)有刻度盤。
[0015]上述任一方案優(yōu)選的是，所述刻度盤的角度為0-180°。
[0016]上述任一方案優(yōu)選的是，所述固定支架包括兩個固定塊和兩個固定支腿。
[0017]上述任一方案優(yōu)選的是，所述固定支腿的形狀為人字形。
[0018]上述任一方案優(yōu)選的是，所述固定支腿和導(dǎo)軌通過固定塊進一步固定。
[0019]本發(fā)明還提供一種姿態(tài)輔助測量裝置的測量方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟(I):調(diào)整固定支架的位置，使其滿足測量需求；
步驟(2):調(diào)整測量板I，用螺栓將測量板I固定連接在測量桿上并保證測量板I與測量桿平行；
步驟(3):調(diào)整移動滑塊總成II在導(dǎo)軌I上的位置，確定測量桿轉(zhuǎn)動中心的相對位置，滿足測試點高度的測量需求。
[0020]步驟(4):通過調(diào)整移動滑塊總成I在導(dǎo)軌I上的位置，改變移動滑塊總成I和移動滑塊總成II之間的間距，移動滑塊總成I上連接的調(diào)節(jié)套桿會帶動實測量桿以轉(zhuǎn)動中心旋轉(zhuǎn)，從而改變測量桿與導(dǎo)軌之間的角度；
步驟(5):讀取角度測量尺的刻度盤的角度數(shù)值，即為測量桿與導(dǎo)軌之間的夾角角度。
[0021]本發(fā)明提供一種姿態(tài)輔助測量裝置及測量方法，測量裝置包括固定支架和角度測量尺，所述固定支架上安裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)裝有高度貼尺，導(dǎo)軌上設(shè)有移動滑塊，測量桿通過連接件連接在移動滑塊上，角度測量尺的兩個測量板分別平形固定于測量桿和移動滑塊上;本發(fā)明的導(dǎo)軌上安裝移動滑塊，測量桿轉(zhuǎn)動中心與移動滑塊通過支撐板及連接軸進行連接，在測量時，通過調(diào)整移動滑塊來確定測量桿轉(zhuǎn)動中心的相對位置，滿足高度測量的可調(diào)性;調(diào)節(jié)套桿一端套在測量桿上，另一端與連接軸連接，連接軸進一步與移動滑塊上部的支撐板連接，在測量時，通過調(diào)整移動滑塊總成I在導(dǎo)軌上的位置，改變移動滑塊總成I與移動滑塊總成II的距離，即改變移動滑塊總成I與測量桿的轉(zhuǎn)動中心距離，實現(xiàn)測量桿以轉(zhuǎn)動中心為基點，形成對測量桿與導(dǎo)軌之間的斜度調(diào)整，從而對角度進行測量，本發(fā)明的姿態(tài)輔助測量裝置結(jié)構(gòu)簡潔，便于安裝、拆卸，及綜合調(diào)節(jié)測量人體姿態(tài)位置各項數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0022]圖1是姿態(tài)輔助測量裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的局部放大示意圖；
圖3是圖1的另一局部放大不意圖；
圖4是圖1的側(cè)視圖；
圖5是圖2的局部放大示意圖。
[0023]圖中各個標(biāo)號的含義如下:
1、導(dǎo)軌，2、連接軸，3、移動滑塊總成I，4、測量桿，5、調(diào)節(jié)套桿，6、角度測量尺，61、測量板I，62、測量板II，7、支撐板，8、高度貼尺，9、固定支架，91、固定塊，92、固定支腿，10、移動滑塊總成II。
【具體實施方式】
[0024]為了更好理解本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點，以下通過【具體實施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0025]實施例1
如圖1和圖4所示，本發(fā)明提供一種姿態(tài)輔助測量裝置，包括固定支架9和角度測量尺6，所述固定支架9上安裝有導(dǎo)軌I，導(dǎo)軌I內(nèi)側(cè)裝有高度貼尺8，導(dǎo)軌I上設(shè)有移動滑塊，測量桿4通過連接件連接在移動滑塊上，角度測量尺6的兩個測量板分別平形固定于測量桿4和移動滑塊3上。
[0026]本發(fā)明進一步優(yōu)化的技術(shù)方案，如圖2和圖4、圖5所示，移動滑塊包括移動滑塊總成13和移動滑塊總成1110，移動滑塊總成13和移動滑塊總成IIlO在導(dǎo)軌I上形成兩個可以移動的位置點。移動滑塊總成13和移動滑塊總成IIlO上設(shè)有支撐板7。所述移動滑塊總成13和移動滑塊總成IIlO均設(shè)置在導(dǎo)軌I上方，且位置為上下設(shè)置，支撐板7固定連接在移動滑塊總成13和移動滑塊總成II1上。
[0027]本發(fā)明進一步優(yōu)化的技術(shù)方案，如圖1所示，所述連接件包括連接軸2和調(diào)節(jié)套桿5，所述調(diào)節(jié)套桿5的一端通過套軸套接在測量桿4上，調(diào)節(jié)套桿5的另一端與連接軸2鉸接，測量桿4的長度為導(dǎo)軌I長度的三分之一。
[0028]用連接軸2將測量桿4的轉(zhuǎn)動中心連接在導(dǎo)軌I上端的支撐板7上的固定位置，實現(xiàn)測量桿4的轉(zhuǎn)動中心與連接軸2同心，從而可通過調(diào)整測量桿4與導(dǎo)軌I之間的夾角，實現(xiàn)角度的調(diào)整，并且本發(fā)明提供的一種姿態(tài)輔測量助裝置通過移動滑塊總成13的移動位置的改變，能夠滿足高度測量的可調(diào)性。
[0029]如圖2和圖5所示，導(dǎo)軌I上端的支撐板7通過連接軸2與調(diào)節(jié)套桿5的一端進行連接，調(diào)節(jié)套桿5另一端的套軸處套在測量桿4上。通過導(dǎo)軌I上端的支撐板7連接的移動滑塊總成13在導(dǎo)軌I上位置的移動，改變與連接在移動滑塊總成II10上測量桿4轉(zhuǎn)動中心的距離，實現(xiàn)測量桿4與導(dǎo)軌I之間所處斜度的調(diào)整，從而實現(xiàn)滿足角度測量的可調(diào)性。
[0030]本發(fā)明進一步優(yōu)化的技術(shù)方案，所述角度測量尺6設(shè)置在移動滑塊總成IIlO上部的支撐板7的中心位置處。
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