一种重力作用下肌力测试机器人及肌力测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种重力作用下肌力测试机器人及肌力测试系统。

背景技术：

2.传统等长收缩的肌力测试通常是通过测试者主动发力，在测试仪器上安装电阻应变式传感器或压差型传感器，通过读取阻力或压力读数来进行测试，常见的测试仪器有握力计、拉力计、捏力计，也有以德国dr-wolff为代表的全身等长肌力测试仪，该类测试仪器存在依赖人工操作，操作繁琐的缺陷，并且测试仪器测试的力是单向和局部的，不能通过获取肌力数据来计算人体的平衡能力。
3.现有技术出现了采用外部推拉或挤压的方式进行人体肌肉在等长收缩时的肌力测试，通过外力使人体肌肉被动牵拉和收缩，即外力的反作用力进行测试，该现有技术的缺陷是肌力峰值需要反复测试，所获得肌力数据通常能够用于计算神经肌肉的控制稳定性能力，但不能用于计算人体的平衡能力。

技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的肌力测试仪器测试获得的肌力数据只能用于计算神经肌肉的控制稳定性能力，但不能用于计算人体的平衡运动能力的缺陷，从而提供一种重力作用下肌力测试机器人。
5.本实用新型还提供一种测试系统。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种重力作用下肌力测试机器人，包括：
7.底盘；
8.控制器，设置在所述底盘上；
9.摆动机构，一端转动设置在所述底盘上，另一端连接有支撑机构，所述支撑机构具有适于待测人员站立的支撑面，所述摆动机构与所述控制器连接；
10.深度摄像头模块，设置在所述支撑机构上，与所述控制器连接，所述深度摄像头模块的摄像头朝向待测人员拍摄，用于对待测人员的人体姿态的关键点、长度、围度和位置数据进行采集；
11.测试鞋，安装在所述支撑面上、用于待测试人员穿入，所述测试鞋内设置有测力鞋垫，在所述测力鞋垫上设置有用于对待测人员的足底压力进行测量的压力传感器。
12.作为优选方案，所述摆动机构包括：
13.第一摆臂，通过第一转动轴与底盘转动连接，所述第一转动轴与所述底盘的水平面平行设置；
14.第二摆臂，一端通过第二转动轴与所述第一摆臂转动连接，所述第二摆臂的另一端与支撑机构连接，所述第一转动轴与所述第二转动轴垂直设置。
15.作为优选方案，所述摆动机构还包括：
16.第三摆臂，一端通过第三转动轴与所述第二摆臂转动连接，所述第三转动轴与所述第二转动轴平行设置。
17.作为优选方案，所述第二摆臂摆动过程中，第二摆臂摆动到最高点，所述第二摆臂与所述第一摆臂的中轴线的角度为25
°‑
90
°
。
18.作为优选方案，所述第三摆臂在摆动过程中，所述第三摆臂与所述第二摆臂的中轴线的角度为0
°‑
90
°
。
19.作为优选方案，所述压力传感器具有多个，多个所述压力传感器间隔设置在所述测力鞋垫内。
20.作为优选方案，还包括：
21.安全保护绳，一端与固定支架连接，另一端用于绑设待测人员。
22.本实用新型提供的一种肌力测试系统，包括：电脑主机和上述中任一项所述的重力作用下肌力测试机器人，所述电脑主机和所述重力作用下肌力测试机器人连接。
23.作为优选方案，所述底盘上设置有传输天线，所述电脑主机与所述重力作用下肌力测试机器人通过传输天线连接。
24.本实用新型技术方案，具有如下优点：
25.本实用新型提供的重力作用下肌力测试机器人，实际上是一个重力作用下人体数据采集机器人，包括底盘、控制器、摆动机构、深度摄像头模块和测试鞋，待测人员站立在支撑机构的支撑面上，通过摆动机构可以将待测人员抬起到任意高度、可以将待测人员摆动到任意角度，深度摄像头模块对上述状态下的人体姿态的关键点、长度、围度和位置等信息进行采集，获得人体的姿态数据，通过测试鞋将待测人员在身体倾斜时静态保持肌肉等长收缩的情况下的足底压力进行测量，获得足底压力数据，以上获取的数据可用于后续通过计算对人体的平衡运动能力进行评估。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型的肌力测试机器人的第一角度结构示意图。
28.图2为本实用新型的测力鞋垫的结构示意图。
29.图3为本实用新型的肌力测试机器人的第二角度结构示意图。
30.图4为本实用新型的测试系统的结构示意图。
31.附图标记说明：
32.1、底盘；2、控制器；3、支撑机构；4、第一摆臂；5、第二摆臂；6、第三摆臂；7、深度摄像头模块；8、测试鞋；9、测力鞋垫；10、压力传感器；11、安全保护绳；12、待测人员；13、电脑主机；14、传输天线；15、肌力测试机器人；16、开关及接口模块。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的
实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
37.实施例1
38.本实施例提供一种重力作用下肌力测试机器人，如图1所示，包括：底盘、控制器、摆动机构、深度摄像头模块和测试鞋；控制器设置在底盘上，底盘上转动设置有摆动机构，摆动机构的另一端连接有支撑机构3，支撑机构3具有适于待测人员12站立的支撑面，该摆动机构与控制器2连接，控制器2可以控制摆动机构发生摆动。在支撑面上安装有用于待测试人员穿入的测试鞋，测试鞋内设置有测力鞋垫，在测力鞋垫上设置有用于对待测人员的足底压力进行测量的压力传感器。同时，在支撑机构上设置有深度摄像头模块，深度摄像头模块与控制器连接，深度摄像头模块的摄像头朝向待测人员拍摄，用于对待测人员的人体姿态的关键点、长度、围度和位置数据进行采集。
39.在使用过程中，待测人员站立在支撑机构的支撑面上，通过摆动机构可以将待测人员抬起到任意高度、可以将待测人员摆动到任意角度，深度摄像头模块对上述状态下的人体姿态的关键点、长度、围度和位置等信息进行采集，获得人体的姿态数据，通过测试鞋将待测人员在身体倾斜时静态保持肌肉等长收缩的情况下的足底压力进行测量，获得足底压力数据，以上获取的数据可用于后续通过计算对人体的平衡运动能力进行评估。
40.进一步的，摆动机构包括：第一摆臂4和第二摆臂5；第一摆臂4的一端通过第一转动轴与底盘1转动连接，第一转动轴与底盘1所在的水平面平行设置，第一摆臂4的另一端通过第二转动轴与第二摆臂5的一端转动连接，第二摆臂5的另一端与支撑机构3连接，且第一转动轴和第二转动轴垂直设置。
41.为了实现支撑机构3的多角度自由摆动，在第二摆臂5和支撑机构3之间设置有第三摆臂6。第三摆臂6的一端通过第三转动轴与第二摆臂5转动连接，第三摆臂6的另一端与支撑机构3连接，第三转动轴与第二转动轴平行设置。
42.在使用过程中，如图1所示，第一摆臂4通过第一转动轴进行前后的转动，第二摆臂5通过第二转动轴进行上下的转动，第三摆臂6通过第三转动轴进行左右的转动。
43.第二摆臂5摆动过程中，第二摆臂5摆动到最高点，第二摆臂5与第一摆臂4的中轴线的角度为25
°‑
90
°
，即第二摆臂5的转动幅度范围为25
°‑
90
°
之间；第三摆臂6在摆动过程
中，第三摆臂6与第二摆臂5的中轴线的角度为0
°‑
90
°
，即第三摆臂6的旋转度数在0
°‑
90
°
之间。
44.如图2所示，在测试鞋垫内设置有压力传感器10，同时，该压力传感器10具有多个，多个压力传感器10间隔设置在测力鞋垫9内。
45.为了保证待测人员12在测试过程中的安全，设置安全保护绳11。安全保护绳11的一端与固定支架连接，另一端绑设在待测人员12的身上。
46.进一步，如图3所示，在底座的一侧还设置有控制器2的开关及接口模块16。
47.实施例2
48.本实施例提供一种肌力测试系统，如图4所示，包括电脑主机13和实施例中的重力作用下肌力测试机器人15。在该肌力测试机器人15的底盘1上设置有传输天线14，电脑主机13与肌力测试机器人15通过传输天线14连接。
49.当待测人员12要进行肌力测试评估的数据采集时，通过摆动机构将支撑机构3降落至地面，待测人员12将双脚放进测试鞋8中进行固定，由安全保护绳11将人体躯干进行固定。第二摆臂5将人体抬起10
㎝
，20
㎝
，30
㎝
的不同的高度，然后第一摆臂4和第三摆臂6采用减速电机将人体在前后左右倾斜10
°‑
45
°
，5
°
为一个调节档，最高不高于45
°
。控制器2驱动深度摄像头模块7，对待测人员12的人体姿态的关键点、长度、围度和位置等信息进行采集，然后，控制器2启动测试鞋8内的压力传感器10，压力传感器10对压力数据进行测量，获得足底压力数据。获取的数据传输到电脑主机上，可用于后续通过计算对人体的平衡运动能力进行评估。
50.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种重力作用下肌力测试机器人，其特征在于，包括：底盘；控制器，设置在所述底盘上；摆动机构，一端转动设置在所述底盘上，另一端连接有支撑机构，所述支撑机构具有适于待测人员站立的支撑面，所述摆动机构与所述控制器连接；深度摄像头模块，设置在所述支撑机构上，与所述控制器连接，所述深度摄像头模块的摄像头朝向待测人员拍摄，用于对待测人员的人体姿态的关键点、长度、围度和位置数据进行采集；测试鞋，安装在所述支撑面上、用于待测试人员穿入，所述测试鞋内设置有测力鞋垫，在所述测力鞋垫上设置有用于对待测人员的足底压力进行测量的压力传感器。2.根据权利要求1所述的重力作用下肌力测试机器人，其特征在于，所述摆动机构包括：第一摆臂，通过第一转动轴与底盘转动连接，所述第一转动轴与所述底盘的水平面平行设置；第二摆臂，一端通过第二转动轴与所述第一摆臂转动连接，所述第二摆臂的另一端与支撑机构连接，所述第一转动轴与所述第二转动轴垂直设置。3.根据权利要求2所述的重力作用下肌力测试机器人，其特征在于，所述摆动机构还包括：第三摆臂，一端通过第三转动轴与所述第二摆臂转动连接，所述第三转动轴与所述第二转动轴平行设置。4.根据权利要求2所述的重力作用下肌力测试机器人，其特征在于，所述第二摆臂摆动过程中，第二摆臂摆动到最高点，所述第二摆臂与所述第一摆臂的中轴线的角度为25
°‑
90
°
。5.根据权利要求3所述的重力作用下肌力测试机器人，其特征在于，所述第三摆臂在摆动过程中，所述第三摆臂与所述第二摆臂的中轴线的角度为0
°‑
90
°
。6.根据权利要求1所述的重力作用下肌力测试机器人，其特征在于，所述压力传感器具有多个，多个所述压力传感器间隔设置在所述测力鞋垫内。7.根据权利要求1所述的重力作用下肌力测试机器人，其特征在于，还包括：安全保护绳，一端与固定支架连接，另一端用于绑设待测人员。8.一种肌力测试系统，其特征在于，包括：电脑主机和权利要求1-7中任一项所述的重力作用下肌力测试机器人，所述电脑主机和所述重力作用下肌力测试机器人连接。9.根据权利要求8所述的肌力测试系统，其特征在于，所述底盘上设置有传输天线，所述电脑主机与所述重力作用下肌力测试机器人通过传输天线连接。

技术总结

本实用新型提供的重力作用下肌力测试机器人及肌力测试系统，属于机器人技术领域，重力作用下肌力测试机器人包括：底盘；控制器；摆动机构；深度摄像头模块，设置在所述支撑机构上；测试鞋。本实用新型的重力作用下肌力测试机器人，待测人员站立在支撑机构的支撑面上，通过摆动机构可以将待测人员抬起到任意高度、可以将待测人员摆动到任意角度，深度摄像头模块对上述状态下的人体姿态的关键点、长度、围度和位置等信息进行采集，获得人体的姿态数据，通过测试鞋将待测人员在身体倾斜时静态保持肌肉等长收缩的情况下的足底压力进行测量，获得足底压力数据，以上获取的数据可用于后续通过计算对人体的平衡运动能力进行评估。通过计算对人体的平衡运动能力进行评估。通过计算对人体的平衡运动能力进行评估。