[发明专利]可调仿真膝关节步态数据采集系统及其方法

摘要

本发明涉及一种可调仿真膝关节步态数据采集系统及其方法，利用可调仿真膝关节结合薄膜式压力传感器对人体的步态数据进行采集分析，采用电阻式角度传感器真实地采集了人体在平坦路面以及复杂路况的膝关节的角度变化。利用该系统可以实时采集各种路况下的步态信息，包括膝关节的角度及角速度变化、大腿的摆动速度及加速度的变化、小腿的摆动速度及加速度的变化、足尖以及足跟的受力变化。同时，所有步态数据可利用控制盒无线传输到电脑，进行后续的分析和处理。该系统造价便宜，使用环境简单，技术的可操作性强，可以进行二次开发。没有采用固定的三维测力台，测量灵活，测量精确度高，数据可靠，不存在变异性。

主权项

1.一种可调仿真膝关节步态数据采集系统，包括股骨固定杆（1）、固定带（2）、胫骨固定杆（3）、仿真膝关节（7），其特征在于：所述股骨固定杆（1）通过固定带（2）固定在大腿上，所述胫骨固定杆（3）通过固定带（2）固定在小腿上，所述仿真膝关节（7）安装在膝关节处，所述股骨固定杆（1）上设置第二角速度及角加速度传感器（8），所述胫骨固定杆（3）上设置第一角速度及角加速度传感器（6），所述足尖压力传感器（4）、足跟压力传感器（5）分别放置于受试对象的跖骨和跟骨正下方，所述足尖压力传感器（4）、足跟压力传感器（5）、第一角速度及角加速度传感器（6）、第二角速度及角加速度传感器（8）与数据采集输出控制器（9）电连接；所述仿真膝关节（7）包括仿生膝关节前连杆（12）、仿生膝关节后连杆长度调节锁紧螺丝（13）、仿生膝关节后连杆长度调节滑块（14）、仿生膝关节前连杆长度调节滑块（15）、仿生膝关节前连杆长度调节锁紧螺丝（16）、仿生膝关节后连杆（19），所述仿生膝关节前连杆（12）一端和仿生膝关节后连杆（19）一端分别与股骨固定杆（1）下端部两侧前后铰链连接，所述仿生膝关节前连杆（12）另一端与设置在胫骨固定杆（3）上端部一侧的仿生膝关节前连杆长度调节滑块（15）铰链连接，所述仿生膝关节后连杆（19）另一端与设置在胫骨固定杆（3）上端部另一侧的仿生膝关节后连杆长度调节滑块（14）铰链连接，所述仿生膝关节前连杆长度调节滑块（15）、仿生膝关节后连杆长度调节滑块（14）分别通过仿生膝关节前连杆长度调节锁紧螺丝（16）、仿生膝关节后连杆长度调节锁紧螺丝（13）进行锁紧与松开控制；所述股骨固定杆（1）与仿生膝关节前连杆（12）的连接铰链处设置电阻式角度传感器（11），所述电阻式角度传感器（11）也与数据采集输出控制器（9）电连接。