[實(shí)用新型]一種姿態(tài)輔助測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620018989.3
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN205373610U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊愛萍;張欣;呼慧敏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號: G01B5/24
• 分類號: G01B5/24
• 代理公司: 北京馳納智財知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于姿態(tài)測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本實(shí)用新型涉及一種姿態(tài)輔助測量裝置。

背景技術(shù)

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(yùn)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(yùn)動數(shù)據(jù)需要采用計算機(jī)三維重建等技術(shù)進(jìn)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。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，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。

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(jī)控制下進(jìn)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(diǎn)，計算校準(zhǔn)姿態(tài)角和測量姿態(tài)角進(jìn)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(yùn)動方向和運(yùn)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(diǎn)多、人體姿態(tài)測量精確、實(shí)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。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種姿態(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(dá)域范圍，能實(shí)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(dá)域，測量結(jié)果能用于人機(jī)系統(tǒng)顯控裝置的布局設(shè)計評價和改善。本實(shí)用新型提供的姿態(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)。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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(shí)現(xiàn)角度測量尺的一端與測量桿聯(lián)動，進(jìn)行對測量桿與導(dǎo)軌之間角度的測量。

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。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述刻度盤的角度為0-180°。

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。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述固定支腿的形狀為人字形。

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(jìn)一步固定。

本實(shí)用新型還提供一種姿態(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（1）：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1上的位置，確定測量桿轉(zhuǎn)動中心的相對位置，滿足測試點(diǎn)高度的測量需求。