[發明專利]一種人體平衡動態測評方法及其裝置

在審

• 申請號: 201710543199.6
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107374586A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 李慧穎;陳凱;吳參;羅正生
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/11
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種人體平衡動態測評方法，其特征在于：包括下述步驟：

第一步、插入測試平臺電源，對測試平臺進行復位，使測力板與地面平行；此時測力板所在的坐標系為參考坐標系(X₁,Y₁,Z₁)；測試者站立在測力平臺上，上位機實時監測測力板；通過設置在測力板1上的力傳感器得到初始坐標下的六路信號輸出為：其中，力F和力矩M的單位分別為N和N*m；

第二步、啟動測試平臺，測力板以正弦規律x＝Asinθ做搖擺運動；設t時刻下測力板的運動坐標系為(X_t,Y_t,Z_t)，在t時刻下的坐標系相對于參考坐標系產生角度θ＝ωt的改變；其中，ω為角速度，A為幅度；

上位機通過力傳感器實時監測測力板在運動坐標系內的力與力矩；得到在t時刻下的信號輸出為：得到測試周期內所有時刻的信號輸出，其中測力板擺動一次得到5000～7500組信號輸出；

第三步、上位機將第二步中得到的所有t時刻運動坐標系下的信號輸出轉換為參考坐標系下的信號輸出；

得出下述關系式：得到所有t時刻的信號輸出在參考坐標系下的信號輸出為：

第四步、上位機通過力學關系，將第一步中的初始信號輸出代入分析得出初始質心在參考坐標系上的平面坐標為：其中,h為測力蓋板的厚度；同樣的將第三步中得到的t時刻的所有信號輸出在參考坐標系下的信號輸出帶入分析得出質心在參考坐標系上的平面坐標為：

第五步、上位機將第四步中得到的所有質心點畫在平面極坐標圖上，得到質心變化軌跡圖；根據質心變化軌跡圖判斷病患的患病狀況。

2.一種人體平衡動態測評裝置，包括測力板、擺動支架、長軸、左右支撐架、直流電機、傳動機構和底座；其特征在于：所述的測力板為上表面光滑的平板，沿測力板下表面設置有擺動支架，擺動支架包括三根支架，三根支架以“工”字型設置在測力板下表面；其中左擺動支架和右擺動支架沿測力板下表面兩側邊設置，左右擺動支架的長度與測力板兩側邊長度相同；中部擺動支架設置在測力板下表面中部偏沒有安裝支架側5～20cm處，兩端分別設置在左擺動支架和右擺動支架的內側；沿測力板下表面的四個角靠左右擺動支架內壁均設有力傳感器；左擺動支架和右擺動支架的上表面與測力板下表面貼合，左擺動支架和右擺動支架的下表面中部設置有左右擺動支架軸承座；左右支撐架通過直角連接件固定在底座兩側中部，左右支撐架頂端對應左右擺動支架軸承座位置設置有左右支撐架軸承座；長軸的一端穿過左擺動支架軸承座和左支撐架軸承座通過螺母固定，長軸的另一端穿過右擺動支架軸承座和右支撐架軸承座通過螺母固定，起到承重的作用；底座的中部設置有直流電機，直流電機通過螺栓螺母固定在底座上；傳動機構包括連接塊、連桿和固定座；連接塊的一個端面設置有軸孔與直流電機的輸出軸固定連接；連接塊與直流電機的輸出軸固定側的對側設置有傳動軸；連桿的一端與傳動軸連接，連桿的另一端通過固定座固定安裝在中部擺動支架的中部。

3.如權利要求1所述的一種人體平衡動態測評方法，其特征在于：所述的測力板每10～15秒完成搖擺一次。

4.如權利要求1所述的一種人體平衡動態測評方法，其特征在于：所述的測試周期為1～3分鐘。

5.如權利要求2所述的一種人體平衡動態測評裝置，其特征在于：所述的測力板上表面設置有測力蓋板。

6.如權利要求5所述的一種人體平衡動態測評裝置，其特征在于：所述的測力蓋板采用任意材料的板材。

7.如權利要求2所述的一種人體平衡動態測評裝置，其特征在于：所述的傳動機構各部件間通過螺栓螺母連接。

8.如權利要求2所述的一種人體平衡動態測評裝置，其特征在于：所述的底座由周圍四根底座支架和中間兩根底座支架組成。

9.如權利要求8所述的一種人體平衡動態測評裝置，其特征在于：所述的周圍四根底座支架和中間兩根底座支架直角連接件固定連接。

10.如權利要求2所述的一種人體平衡動態測評裝置，其特征在于：所述的測力板相對水平面±3°～15°搖擺。