[发明专利]用于失重环境下攀爬训练的抓杆测力装置

说明书

一、技术领域

本发明属于力的测量领域，是一种测量杆受力情况的装置，尤其是一种应用于失重环境下人员攀爬训练的抓杆测力装置。

二、背景技术

人在失重环境下，通常需要利用上肢攀爬来实现移动。这种活动方式与普通环境下陆地上的活动方式之间存在着很大的差异，为了方便研究失重环境下人员活动时的生物力学特征，本发明设计了用于失重环境下人员攀爬训练的抓杆测力装置。

三、发明内容

本发明提供一种应用于失重环境下人员攀爬训练的抓杆测力装置，该装置结构简单，实现了对施加在抓杆上力的大小和方向的高精度测量。

本发明采用如下技术方案：

一种用于失重环境下攀爬训练的抓杆测力装置，包括：支架，在支架上分别设有第一三维力传感器和第二三维力传感器，在第一三维力传感器的传力轴和第二三维力传感器的传力轴上连接有抓杆。

本发明是由2个三维力传感器来测量施加在抓杆上的外力，其原理为：分别测得X，Y，Z三个方向的分力，设两个三维传感器分别测得三个方向的分力F_x1，F_y1，F_z1，F_x2，F_y2和F_z2，则每个方向的合力分别为

F→x=F→x1+F→x2]]>

F→y=F→y1+F→y2]]>

F→z=F→z1+F→z2]]>

则抓杆所受合力为在数值上，合力值方向上，合力在X-Y平面上的投影与Y轴的夹角为α＝arctan(F_x/F_y)，而合力与Z轴的夹角为

本发明通过提出一种三维力传感器的安装方式，减小了传感器受力的力臂长度，从而减小了传感器的耦合误差，提高了力的测量精度。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)结构简单，只需要2个传感器就完成了力的大小和方向的测量。(2)不需耗费额外的硬件和软件开销，就大大减小了耦合误差，提高了测量精度。

四、附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的载荷方向示意图。

图3是本发明实施例的对照实施例结构示意图。

图4是对照实施例的载荷方向与位置示意图。