下肢力量测试方法及下肢力量测试仪

摘要

一种下肢力量测试方法及下肢力量测试仪，其中测量方法包括：S1：主控机对上位机和压力板进行初始化并设置各项预设值；S2：被测者站立于压力板上，主控机判断被测者体重是否超过预设的开始测量体重值，若是则继续，否则一直执行S2；S3：主控机判断被测者体重值是否达到锁定条件，若是则锁定并分别记录左、右下肢体重值及体重值，否则一直执行S3；S4：主控机锁定并记录体重值并记录每一预设记录时间内的体重值数据、左下肢体重值和右下肢体重值；S5：采集的体重值数据找出最大体重值数据、左下肢最大体重值数据和右下肢最大体重值数据，计算倍体重、左下肢倍体重和右下肢倍体重；S6：将倍体重、左下肢倍体重和右下肢倍体重数据发送到上位机显示。

说明书

技术领域

本发明涉及一种下肢力量测试方法及下肢力量测试仪，属于人体 运动分析和人体运动信号模式识别技术领域。

背景技术

由于人体肌肉骨骼系统具有复杂性、人体对运动系统控制和调节 具有复杂性、对运动系统能力供应具有复杂性、人体与外界环境相互 作用也具有复杂性，因此检测人体肌肉力量也具有相当的复杂性。

现有的下肢力量检测方式大致分为两种，一种测量方式为：被测 试者在压力板上进行纵跳测试，通过开关式压力板测量人体滞空时间， 在通过公示计算腾空高度，来测量人体的下肢力量。另一种测量方式 为：被测者站在压力板上进行向下躯体动作，通过压力板测量人体下 蹲过程中的体重值的变化，计算后得出下肢力量。

上述两种测量方式只是对下肢力量的分析和测试，都不能分别体 现左、右下肢各自的力量数据及曲线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种 下肢力量测试方法及下肢力量测试仪，采用测力传感器技术来测量， 经过软件对数据进行收集和计算，得到相应参数来反应人体的左、右 下肢力量数据及合计下肢力量。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种下肢力量测试方法，应用于压力板、主控机和上 位机组成的测试系统，所述主控机采集压力板的输出的信号计算后输 出给上位机显示；所述测试方法包括：S1：主控机对上位机和压力板 进行初始化并设置各项预设值；S2：被测者站立于压力板上，主控机 判断被测者体重是否超过预设的开始测量体重值，若是则继续，否则 一直执行S2；S3：主控机判断被测者体重值是否达到锁定条件，若若 是则锁定并分别记录左、右下肢体重值及体重值，否则一直执行S3； 其中锁定条件为：在设定的锁定时间内，体重值变化小于±0.1kg～± 0.5kg；S4：被测试者在压力板上做一次下肢屈伸动作，主控机在低于 体重范围值3％～5％时开始采集并记录每一预设记录时间内的体重值 数据；S5：当达到预设停止采集体重值数据时间时，停止体重值采集， 并根据S4中采集的体重值数据找出最大体重值数据、左下肢最大体重 值数据和右下肢最大体重值数据，计算倍体重、左下肢倍体重和右下 肢倍体重，其中，倍体重＝最大体重值/体重值，左下肢倍体重＝左下肢 最大体重值/左下肢体重，右下肢倍体重＝右下肢最大体重值数据/右下 肢体重；S6：将倍体重、左下肢倍体重和右下肢倍体重数据发送到上 位机显示。

具体地，在S2中的预设的开始测量体重值为：3kg。

另外，在S2之前还包括：S2’：主控机对压力板进行微调试：在 0kg～±1kg范围内，并且在0.5s～1s内，判断压力板测出的重量值是 否不超过±0.2kg，若没超出则主控机对压力板进行清零，否则发出声 音提示并一直执行S2’。

更好地，在S3中的体重值变化小于±0.1kg。

更好地，在S4中，当主控机开始采集并记录每一预设记录时间内 的体重值数据时，其中每一预设记录时间内的体重值为：当前时间前 一单位时间体重值、当前时间的体重值和当前时间后一单位时间体重 值的平均值；

每一预设记录时间内的左下肢体重值为：当前时间前一单位时间 左下肢体重值、当前时间的左下肢体重值和当前时间后一单位时间左 下肢体重值的平均值；

每一预设记录时间内的右下肢体重值为：当前时间前一单位时间 右下肢体重值、当前时间的右下肢体重值和当前时间后一单位时间右 下肢体重值的平均值。

具体地，其中每一预设记录时间为：1毫秒。

更好地，在S5中，预设停止采集体重值数据时间为：从S4开始 后4S。

本发明还提供一种应用于上述的下肢力量测试方法的下肢力量测 试仪，包括：压力板、主控机和上位机，所述压力板的输出端与所述 主控机的输入端连接，所述主控机的输出端与所述上位机的输入端连 接，所述压力板包括两个传感器，用于分别测量左下肢力量和右下肢 力量。

更好地，所述主控机包括：信号放大单元，用于将采集的数据进 行信号放大处理；分别与压力板上的两个传感器连接；主控单元，用 于控制信号放大单元采集信号并进行放大处理后，对放大信号的计算 处理；数据存储器，用于存储每一预设记录时间内的体重值；电源电 路，用于为主控单元和压力板供电；信号输出端口转换电路，用于连 接上位机。

本发明的下肢力量测试方法及下肢力量测试仪，采用测力传感器 技术来测量，经过软件对数据进行收集和计算，得到相应参数来反应 人体的左、右下肢力量数据及合计下肢力量。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细地说 明。

附图说明

图1为本发明下肢力量测试方法步骤图；

图2为本发明被测者测试后的下肢力量曲线图；

图3为本发明下肢力量测试仪结构框图。

具体实施方式

图1为本发明下肢力量测试方法步骤图，如图1所示，本发明提 供的下肢力量测试方法，应用于压力板、主控机和上位机组成的测试 系统，所述主控机采集压力板的输出的信号计算后输出给上位机显示； 所述测试方法包括：

S1：主控机对上位机和压力板进行初始化并设置各项预设值；

S2’：主控机对压力板进行微调试：在0kg～±1kg范围内，并且 在0.5s～1s内，判断压力板测出的重量值是否不超过±0.2kg，若没超 出则主控机对压力板进行清零，否则发出声音提示并一直执行S2’；

S2：被测者站立于压力板上，主控机判断被测者体重是否超过预 设的开始测量体重值，若是则继续，否则一直执行S2，其中预设的开 始测量体重值为：3kg；

S3：主控机判断被测者体重值是否达到锁定条件，若是则锁定并 分别记录左、右下肢体重值及体重值，否则一直执行S3；其中锁定条 件为：在设定的锁定时间内，体重值变化小于±0.1kg～±0.5kg，其中 体重值变化小于±0.1kg；

S4：被测试者在压力板上做一次下肢屈伸动作，主控机在低于体 重范围值3％～5％时开始采集并记录每一预设记录时间内的体重值数 据；

其中，当主控机开始采集并记录每一预设记录时间内的体重值数 据时，其中每一预设记录时间内的体重值为：当前时间前一单位时间 体重值、当前时间的体重值和当前时间后一单位时间体重值的平均值；

每一预设记录时间内的左下肢体重值为：当前时间前一单位时间 左下肢体重值、当前时间的左下肢体重值和当前时间后一单位时间左 下肢体重值的平均值；

每一预设记录时间内的右下肢体重值为：当前时间前一单位时间 右下肢体重值、当前时间的右下肢体重值和当前时间后一单位时间右 下肢体重值的平均值。

其中每一预设记录时间为：1毫秒。

S5：当达到预设停止采集体重值数据时间时，停止体重值采集， 并根据S4中采集的体重值数据找出最大体重值数据、左下肢最大体重 值数据和右下肢最大体重值数据，计算倍体重、左下肢倍体重和右下 肢倍体重，(如图2所示)

其中，倍体重＝最大体重值/体重值，

左下肢倍体重＝左下肢最大体重值/左下肢体重，

右下肢倍体重＝右下肢最大体重值数据/右下肢体重，

预设停止采集体重值数据时间为：从S4开始后4S。

S6：将倍体重、左下肢倍体重和右下肢倍体重数据发送到上位机 显示。

图3为本发明下肢力量测试仪结构框图，如图3所示，本发明还 提供一种应用上述的下肢力量测试方法的下肢力量测试仪，包括：压 力板3、主控机2和上位机1，所述压力板3的输出端与所述主控机2 的输入端连接，所述主控机2的输出端与所述上位机1的输入端连接， 所述压力板包括两个传感器，用于分别测量左下肢力量和右下肢力量。

所述主控机2包括：信号放大单元22，用于将采集的数据进行信 号放大处理；并且分别与压力板上的两个传感器连接，为两个传感器 提供桥压；

主控单元21，用于控制信号放大单元采集信号并进行放大处理后， 对放大信号的计算处理；

数据存储器23，用于存储每一预设记录时间内的体重值；

电源电路24，用于为主控单元和压力板供电；

信号输出端口转换电路25，用于连接上位机。

其中主控单元21包括：主控芯片(图中未示出)，所述主控芯片 为C8051F040单片机；

FLASH存储器(图中未示出)，用于存储控制程序代码；

内部数据RAM(图中未示出)，用于临时存放中间数据；

可变成增益放大器(图中未示出)，用于将弱信号变成强信号；

A/D转换器、定时器、I/O串口和2个UART串行端口(图中未示 出)。

本发明的下肢力量测试方法及下肢力量测试仪，采用测力传感器 技术来测量，经过软件对数据进行收集和计算，得到相应参数来反应 人体的左、右下肢力量数据及合计下肢力量。