人体平衡功能测试系统的动态踏板装置

摘要

人体平衡功能测试系统的动态踏板装置，属于康复医疗器械领域，是一种动态踏板机构，尤其是一种应用于动态平衡功能测试系统的人体平衡功能测试系统的动态踏板装置。本发明由测力台和动态踏板组成，动态踏板设在测力台上，其特征在于动态踏板由踏板支架、踏板和螺旋传动机构组成，螺旋传动机构包括电机和导杆，电机和导杆连接于踏板支架，在电机动力输出轴上连接有螺杆，在螺杆螺纹连接有L形支架，该支架与为其导向的导杆滑动连接，在该支架上设有万向节且与万向节的一端连接，万向节的另一端与上述踏板连接，上述力传感器的触头与动态踏板的踏板支架在力传感器工作时相接触。本发明实现了结构简单、踏板的万向摆动、易于控制、成本低廉的目的。

说明书

一、技术领域

本发明属于康复医疗器械领域，是一种动态踏板机构，尤其是一种应用于动态平衡功能测试系统的人体平衡功能测试系统的动态踏板装置。

二、背景技术

平衡是人体运动机能的中心。人体对平衡功能的维持是一个综合的神经肌肉过程，是需要借助视觉系统、听觉前庭系统和本体感觉系统的协同作用来完成的。

用平衡测试仪来检查人的重心摆动情况，是近年来发展较快的一种定量评定平衡能力的方法。根据测力台是否运动，平衡功能测试系统分为两种：静态平衡仪和动态平衡仪。静态平衡仪主要通过分析人站在静止测力台上重心轨迹的变化，及相关的评定参数的值来测试人的平衡功能。它的缺点在于没有将三个感觉系统完全区分开来研究。动态平衡仪是在静态平衡仪的基础上利用测力台下面的控制装置使踏板或测力台进行左右，前后向的摆动，使受检者的本体感觉受到干扰，同时进行视觉上的干扰，实现了将三个系统区分开研究。目前动态平衡仪的踏板是通过使其绕两个相互垂直的轴旋转的方法来实现各向摆动的，但这种踏板的控制需通过坐标旋转变换来实现，这涉及到矩阵运算，算法复杂，运算量大，软硬件成本高。而本发明通过三点位置控制踏板倾角姿态的计算量大大减小，算法简单，可以使用单片机直接控制，减少了动态踏板的软硬件成本。

三、发明内容

本发明提供一种应用于动态平衡功能测试系统的动态踏板装置，该装置结构简单，实现了踏板的万向摆动，易于控制，成本低廉。

本发明采用如下技术方案：

由测力台和动态踏板组成，测力台包括测力台箱体，在测力台箱体内设有至少3个力传感器，动态踏板设在测力台上，其特征在于动态踏板由踏板支架、踏板和螺旋传动机构组成，螺旋传动机构包括电机和导杆，电机和导杆连接于踏板支架，在电机动力输出轴上连接有螺杆，在螺杆螺纹连接有L形支架，该支架与为其导向的导杆滑动连接，在该支架上设有万向节且与万向节的一端连接，万向节的另一端与上述踏板连接，上述力传感器的触头与动态踏板的踏板支架在力传感器工作时相接触。

本发明是由电机带动螺杆转动，实现支架的上下运动，再通过确定踏板倾角位置，实现踏板的各向摆动。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明通过三组上述机构确定一个平面，实现踏板的各向摆动，满足了平衡测试和医学研究的需求。(2)该机构电机的转角与万向节的位移成正比，易于控制踏板的倾角位置。(3)与其他控制踏板姿态的方法相比较，通过三点位置控制踏板倾角姿态的计算量大大减小，算法简单，可以使用单片机直接控制，减少了动态踏板的软硬件成本。

四、附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的内部结构分解图。

图3是本发明实施例中测力台的剖视图。

图4是本发明的螺旋传动机构结构示意图。

五、具体实施方案

参照图1，一种人体平衡功能测试系统的动态踏板装置，由测力台1和动态踏板3组成，测力台1包括测力台箱体101，在测力台箱体101内设有至少3个力传感器102，动态踏板3设在测力台箱体101上；参照图3，动态踏板3由踏板支架303、踏板304和螺旋传动机构305组成，参照图4，螺旋传动机构305包括电机3057和导杆3055，电机3057和导杆3055连接于踏板支架303，在本实施例中，电机3057和螺杆3053可通过支撑架3052与踏板支架303连接，即：将电机3057和导杆3055设置在支撑架3052上，再将支撑架3052与踏板支架303连接，在电机3057动力输出轴上连接有螺杆3053，在螺杆3053螺纹连接有L形支架3054，该支架3054与为其导向的导杆3055滑动连接，在该支架3054上设有万向节3051且与万向节3051的一端连接，万向节3051的另一端与上述踏板304连接，上述力传感器102的触头与动态踏板3的踏板支架303在力传感器102工作时相接触。

在本实施例中，电机3057的动力输出轴通过联轴器3056与螺杆3053连接。力传感器102采用4个且分别位于测力台箱体101内的拐角处。螺旋传动机构305采用3个且该3个螺旋传动机构305的与踏板304的连接点构成等腰三角形。

如图2和图3所示，三组螺旋传动机构的支撑架顶部分别固定在踏板支架303上的三个位置371、372和373，螺旋传动机构的万向节分别固定在踏板304上的三个位置361，362，363，各传感器安装于测力台箱体内，踏板支架303直接作用于四个力传感器上，各螺旋传动机构与测力台侧壁和底部均无接触。被测者站在踏板上，电机通过螺旋传动机构带动踏板微小摆动，对被测者的本体感觉进行干扰，此时通过传感器记录下的人体重心轨迹即为动态姿势图。