[實用新型]一種測量手扶式起立時人體重心位置的裝置

有效

• 申請號: 201721004622.7
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN208740973U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 張巖嶺;戴維;于振中;李文興
• 申請（專利權）人: 哈工大機器人（合肥）國際創新研究院
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103;A61B5/107
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 王志興

本實用新型公開了一種測量手扶式起立時人體重心位置的裝置，包括手扶式輔助起立裝置，所述手扶式輔助起立裝置上安裝有第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器；所述第一傳感器采用角度傳感器，安裝在所述手扶式輔助起立裝置的扶手上；所述第二傳感器和第三傳感器采用位置傳感器；所述第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器均連接到數據處理設備上。本實用新型的優點在于：可以實時得到人體重心位置，結構移植和拓展性強。

技術領域

本實用新型涉及康復機器人領域，尤其涉及一種測量手扶式起立時人體重心位置的裝置。

背景技術

隨著人口老齡化的加劇，對于輔助養老機器人的需求越來越強烈。輔助起立、坐下或者行走的機器人，可以幫助老年人日常的起居，大大降低對于老年人護理人力的需求，目前已經有很廣泛的市場需求。由于這類輔助養老的機器人所服務的是一些身體虛弱的老年人，它對于安全性能有著最高級別的要求，不僅需要能保證在輔助老人的工作過程中不會誤傷到老人，還要確保老人在起立過程中不摔倒。

人體重心位置是表征人體平衡狀況的重要參數，通過實時觀察人體起立時的重心位置，可以觀察人體的平衡情況，確保在起立的過程中不摔倒。此外，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。

現有的輔助老年人起立的設備雖然有安全保護措施，但缺少針對不同個體的差異性的措施，也缺少對老年人自身行動能力的觀測；現有的測量人體重心的方法，有些受到測試平臺的限制，不適用于輔助老年人起立的設備，有些使用的傳感器過多，結構復雜，成本過高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠實時測量出人體重心位置的測量手扶式起立時人體重心位置的裝置。

本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的：一種測量手扶式起立時人體重心位置的裝置，包括手扶式輔助起立裝置，所述手扶式輔助起立裝置上安裝有第一傳感器(1)、第二傳感器(2)和第三傳感器(3)；所述第一傳感器(1)采用角度傳感器，安裝在所述手扶式輔助起立裝置的扶手(4)上，用于測量小臂與扶手的夾角；所述第二傳感器(2)和第三傳感器(3)采用位置傳感器，分別用于測量肩關節和髖關節連線上選取的一個固定點的位置以及踝關節位置；所述第一傳感器(1)、第二傳感器(2)和第三傳感器(3)均連接到數據處理設備上。

作為優化的技術方案，所述手扶式輔助起立裝置還包括靠背(5)和底座(6)，所述靠背(5)固定在所述底座(6)的上方，所述扶手(4)固定在所述靠背(5) 的中部，所述第二傳感器(2)安裝在所述扶手(4)與所述靠背(5)的連接處，所述第三傳感器(3)安裝在所述底座(6)上。第二傳感器和第三傳感器的安裝位置需確保這兩個傳感器在人體起立的過程中始終能夠測量到肩關節和髖關節連線上選取的固定點的位置以及踝關節的位置，在確保能夠測量到所需數據的前提下，在不同的應用場合中傳感器的位置可以不同。

作為優化的技術方案，所述第二傳感器(2)和第三傳感器(3)均采用超聲波位置傳感器。

作為優化的技術方案，所述數據處理設備采用單片機。

本實用新型的優點在于：本實用新型在使用少量常用傳感器的情況下，通過采集傳感器的數據和測量人體各部分的長度，經數據處理設備處理數據后可以實時得到人體重心位置；結構移植和拓展性強，適用于康復機器人、外骨骼機器人、類人機器人領域等機械肢體調節領域。

附圖說明

圖1是本實用新型測量手扶式起立時人體重心位置的裝置的結構示意圖。

圖2是將人體簡化為平面的六個部分的模型圖。

圖3是使用本實用新型測量人體重心位置的方法中確定肩關節位置步驟的示意圖。

圖4是使用本實用新型測量人體重心位置的方法中確定髖關節和膝關節位置步驟的示意圖。