[发明专利]一种能够获取人体下肢姿态控制水平的马鞍

说明书

本发明的提供一种能够获取人体下肢姿态控制水平的马鞍，包含用于获取压力变化信息的马鞍垫、脚蹬以及脚蹬带、用于获取马身运动信息的马鞍运动状态采集组件、下肢姿态控制水平计算模块；下肢姿态控制水平计算模块接受由马鞍垫、脚蹬以及脚蹬带传来的多个不同位置的受压后的压力变化信息以及马鞍运动状态采集组件获取的马身运动信息，并以相空间流形识别得到的马身运动模式为筛选条件，与已有数据库中的马身运动模式进行相似匹配，进一步与已有数据库中相似马身运动模式下的不同水平人群的下肢动态压力变化数据进行相似程度评估，给出人体在骑马技能训练或康复训练过程中的下肢姿态控制水平。

技术领域

本发明涉及马术技能训练领域和康复训练器材领域，尤其涉及一种能够获取人体下肢姿态控制水平的马鞍。

背景技术

马术是一种特殊的体育运动，是最优美而吸引人的体育运动项目之一。马术运动在培养人类机敏、果断和毅力等诸方面有着无可比拟的魅力。在马术运动中，优秀的骑手在马上通过一系列动作与马进行良好的交流与沟通，使马与人体协调配合，最终完成比赛取得优异成绩。传统的马鞍注重于形态和舒适度设计，目前市场上缺少一种能够记录人体在骑行时运动信息，并能够定量评价人体对马的控制能力的设备。与此同时，在康复辅助训练中，也迫切需要一种能够反映患者在利用骑马机康复时下肢姿势控制水平的设备。

发明内容

为了解决现有的马具和骑马机不能在马术技能训练以及康复训练过程中评价人体和患者的下肢姿态控制能力的不足，本发明的目的在于提供一种能够获取人体下肢姿态控制水平的马鞍。

为了实现上述目的，本发明的系统主要包含1)用于获取压力变化信息的马鞍垫、脚蹬以及脚蹬带；2)用于获取马身运动信息的马鞍运动状态采集组件；3)下肢姿态控制水平计算模块，其特征在于，接受由马鞍垫、脚蹬以及脚蹬带传来的多个不同位置的受压后的压力变化信息以及马鞍运动状态采集组件获取的马身运动信息，进行分析处理后得到人体在骑行过程的下肢姿态控制水平。

优选的马鞍垫，带有夹层结构，夹层中分布装有4-64个压力传感器，用于获取人体的臀部、大腿内侧在骑行时作用于马鞍垫的压力变化信息。

优选的脚蹬带，脚蹬带包含左、右脚蹬带、左、右连接铆钉和左、右脚蹬连接环；连接铆钉位于脚蹬带顶部；脚蹬连接环位于脚蹬带底部；左、右脚蹬带均为夹层结构，夹层中各自均匀分布有2-10个压力传感器，用于获取人体骑行时左右小腿对马肚的压力变化信息。

优选的脚蹬，包含脚蹬包含左、右脚蹬和左、右脚蹬连接杆；脚蹬连接杆位于脚蹬顶部；左、右脚蹬底部各自包含1-5个压力传感器，用于获取人体骑行时左右脚底的压力变化信息。

优选的马鞍运动状态采集组件，含有一个六轴加速度传感器，并将实时采集得到的马身角速度和加速度数据传输给下肢姿态控制水平计算模块。

优选的下肢姿态控制水平计算模块，将左右小腿压力变化时间序列、马鞍垫压力变化时间序列、左右脚蹬压力变化时间序列分别进行分段，分段时长为3秒到20秒，利用马身角速度和加速数据的相空间流形识别马的运动模式，在预先建立的数据库中选择与骑行模式相近的人群下肢相应部分的压力变化时间序列，进而采用动态时间规整算法将每个部位的压力变化时间序列与不同水平等级的骑行数据进行相似程度估计，最终得到人体下肢姿态控制水平，标准骑行数据库的水平预设为10个等级。

综上所述，本发明设计了一种能够获取人体下肢姿态控制水平的新型马鞍，主要创新之处在于：在新型马鞍中设置有多个压力传感器和六轴加速度传感器，并以马身运动模式为筛选条件，与已有数据库中的马身运动模式进行相似匹配，进一步与已有数据库中相似马身运动模式下的不同水平人群的下肢动态压力变化数据进行相似程度评估，给出人体在骑马技能训练或康复训练过程中的下肢姿态控制水平。

附图说明

图1为本发明的整体系统结构示意图；

图2为本发明中的马鞍垫结构示意图；