[发明专利]一种人体腰部运动状态检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种人体腰部运动状态检测装置，其特征在于，由1个腰部角度检测装置(2)和3个位移检测装置组成；其中，

腰部角度检测装置(2)由T形扭转腰带(201)、腰带连接组件和可调节腰带(203)组成；通过腰带连接组件将T形扭转腰带(201)与可调节腰带(203)活动连接在一起；位移检测装置分别与腰部角度检测装置(2)相连接；通过位移检测装置采集腰部角度检测装置(2)的运动参数；

腰带连接组件由侧方腰带第二连接块(202)、U形支架(204)、Z轴联轴器(205)、Z轴腰带连接块(206)、Y轴联轴器(208)、侧方腰带第一连接块(209)和后方腰带连接块(2012)组成；其中，

U形支架(204)与后方腰带连接块(2012)相连接；U形支架(204)的两端分别与侧方腰带第一连接块(209)、侧方腰带第二连接块(202)相连接；

侧方腰带第一连接块(209)的底端、侧方腰带第二连接块(202)的底端分别与可调节腰带(203)相连接；

T形扭转腰带(201)由环形件和连接杆两部分构成；连接杆的顶端与环形件竖直连接；连接杆的底端与Z轴联轴器(205)相连接；

在侧方腰带第一连接块(209)上设有X轴编码器(2010)；在后方腰带连接块(2012)上设有Y轴编码器(2011)，并通过Y轴联轴器(208)将Y轴编码器(2011)与Z轴腰带连接块(206)相连；在Z轴腰带连接块(206)上设有Z轴编码器(207)；

3个位移检测装置结构相同，且三者呈三角分布；

位移检测装置由柔索状态第三检测模块(401)，第一集成平台(402)，第一固定底座(403)，柔索状态第一检测模块(404)，柔索状态第二检测模块(405)构成；在第一集成平台(402)的底部设有第一固定底座(403)；在第一集成平台(402)上设有3个柔索检测模块；柔索检测模块均由第一连接平台(446)、拉线位移第一传感器(441)、压力传感器(448)、内侧第一导向滑轮(4410)、内侧第二导向滑轮(447)、外侧导向滑轮(443)、内侧第一连接座(442)、内侧第二连接座(444)和外侧连接座(449)组成；其中，

在第一连接平台(446)上依次固定有拉线位移第一传感器(441)、内侧第一连接座(442)、压力传感器(448)和内侧第二连接座(444)；在内侧第一连接座(442)上固定有内侧第一导向滑轮(4410)；在内侧第二连接座(444)上固定有内侧第二导向滑轮(447)；在压力传感器(448)上固定有外侧连接座(449)；在外侧连接座(449)上固定有外侧导向滑轮(443)；

每个柔索检测模块均配有一根柔索；

柔索的一端与拉线位移第一传感器(441)相连，依次穿过内侧第一导向滑轮(4410)、外侧导向滑轮(443)和内侧第二导向滑轮(447)之后，柔索的另一端与可调节腰带(203)前侧的环扣相连；

在侧方腰带第一连接块(209)外侧固定有X轴编码器(2010)；在后方腰带连接块(2012)外侧固定有Y轴编码器(2011)，并通过Y轴联轴器(208)将Y轴编码器(2011)与Z轴腰带连接块(206)相连；在Z轴腰带连接块(206)下方固定有Z轴编码器(207)。

2.采用权利要求1所述的一种人体腰部运动状态检测装置的检测方法，其特征在于，按如下步骤进行：

步骤1：对传感器及编码器进行校准；将检测装置固定在待测物体上，随后进入步骤2；

步骤2：通过压力传感器(448)实时检测与之对应的柔索的张力变化：若压力传感器(448)有示数显示，则该柔索在运动过程中处于绷紧状态，进入步骤3；

如压力传感器(448)无示数显示，即说明该柔索在运动过程中处于松动状态，返回步骤1；

步骤3：初始化传感器及编码器，外侧导向滑轮(443)会受到第一连接柔索(445)带来的的柔索张力，由位于外侧导向滑轮(443)下方的压力传感器(448)检测出第一连接柔索(445)对外侧导向滑轮(443)的压力值；

步骤4：建立位移检测装置的坐标系，随后进入步骤5；

步骤5：将与属于同一个位移检测装置内的3个柔索检测模块相连接的柔索在腰部角度检测装置(2)上的共同连接点称之为一个环扣连接点；获得该环扣连接点在坐标系中的坐标，随后进入步骤6；

步骤6：按步骤4的方法，获取余下2个位移检测装置所对应的环扣连接点的坐标；以3个环扣连接点确定中心点，记为O点；取该中心点的坐标及角度；随后进入步骤7；

步骤7：由Z轴编码器(207)、Y轴编码器(2011)和X轴编码器(2010)分别测出被测物体在运动过程中角度变化量。