一种运动生物力学模拟测力装置

1.本发明涉及生物力学领域，具体是一种运动生物力学模拟测力装置。

背景技术：

2.生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支，生物力学的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律并加上描写物性的本构方程，生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题，依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。
3.而生物力学模拟测力装置通常采用类似跑步机的结构对生物的运动状态进行观察和测试，常见的模拟测力装置使用时使生物运动在跑步机，并在生物身体的各个部位粘贴各类传感器，对生物运动时力的传递方式、大小等多种状态进行观测，同时也需要多个不同方位的监控装置对生物的运动状态进行监控，通过对监控器和各类传感器对生物运动时力的状态进行测试，常见的模拟测力装置只采用一个或多个摄像头进行监控，而这样的方式无法对生物的全方位状态进行监控。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种运动生物力学模拟测力装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种运动生物力学模拟测力装置，包括：测试盒，测试盒内设有传动带，传动带连接有稳固组件，通过稳固组件使传动带可以稳定的带动传动带进行运转，稳固组件的一侧连接有安装在测试盒内的驱动组件，通过驱动组件驱动传动带运转，稳固组件的另一侧连接有安装在测试盒内的抬升组件，通过抬升组件推动稳定组件发生翻转，测试盒上开设有供稳定组件翻转的贯穿槽；测试盒的一侧设有摆动环，摆动环上固定安装有多个排列均匀的监控探头，测试盒内安装有往复摆动组件，摆动环的一侧固定安装有圆柱，圆柱与测试盒侧壁转动连接，往复摆动组件延伸至测试盒外并与摆动环的另一侧固定安装。
6.作为本发明进一步的方案：稳固组件包括设置在测试盒内两个相对设置的侧板，两个侧板之间转动连接有传动辊，传动带安装在两侧传动辊上，两侧侧板之间固定安装有固定板，固定板上固定安装有多组压力传感器，每组压力传感器均延固定板的长度方向设置。
7.作为本发明再进一步的方案：驱动组件包括设置在传动带两侧的第二支撑板，第二支撑板均固定安装在测试盒上，其中一个传动辊的两侧转轴贯穿侧板并与第二支撑板转动连接，侧板上开设有供传动辊转轴旋转的圆孔。
8.作为本发明再进一步的方案：测试盒上开设有圆孔，圆孔上固定安装有延伸至测试盒外的防护筒，防护筒内固定安装有第二伺服电机，传动辊的一侧转轴贯穿第二支撑板
并与第二伺服电机的输出轴固定安装。
9.作为本发明再进一步的方案：抬升组件包括滑动连接在测试盒内的滑动板，滑动板的两侧均转动连接有圆块，其中一个传动辊的两侧设有推动杆，推动杆的一端与圆块固定安装，传动辊的两侧转轴均延伸至侧板的另一侧并转动连接有转动块，推动杆的另一端与转动块固定安装。
10.作为本发明再进一步的方案：测试盒内固定安装有稳固块，稳固块上转动连接有与滑动板螺纹连接的螺纹杆，测试盒内固定安装有第一伺服电机，螺纹杆的一侧转轴与第一伺服电机的输出轴固定安装，滑动板上开设有多个圆孔，圆孔内滑动连接有滑杆，滑杆的两端固定安装有对其进行支撑的第三支撑板，第三支撑板固定安装在测试盒内。
11.作为本发明再进一步的方案：往复摆动组件包括设置在测试盒内的传动杆，传动杆的一侧固定安装有齿轮，第二伺服电机的输出轴上固定安装有与齿轮配合的不完全齿轮，传动杆上转动连接有多个对其进行支撑的第一支撑板，第一支撑板固定安装在测试盒内，传动杆上固定安装有两个相对设置的不完全锥齿轮，两个不完全锥齿轮之间配合有锥齿轮，锥齿轮的转轴固定安装有延伸至测试盒外的圆杆，圆杆转动连接有对其进行支撑的支撑块，支撑块固定安装在测试盒内，圆杆远离锥齿轮的一端与摆动环固定安装。
12.作为本发明再进一步的方案：测试盒上设有显示面板，显示面板固定安装有多个对其进行支撑的支撑柱，支撑柱固定安装在测试盒上。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，第二伺服电机运转，第二伺服电机的输出轴旋转带动其上固定的不完全齿轮转动，当不完全齿轮的卡齿转动到与一侧齿轮啮合时，旋转的不完全齿轮带动齿轮发生旋转，转动的齿轮带动与其固定的传动杆转动，当传动杆上的其中一个不完全锥齿轮与锥齿轮啮合时，转动的不完全锥齿轮带动锥齿轮正转，正转的锥齿轮通过固定的圆杆带动测试盒外的摆动环向一侧翻转，当然，当另一个不完全锥齿轮与锥齿轮啮合时，带动锥齿轮反向旋转，使得摆动环回到原位，因为摆动环上安装有监控探头，可以将生物的运动状态进行监控，同时翻转的摆动环使得监控探头能够对生物的多个方位进行监控。
附图说明
14.图1为运动生物力学模拟测力装置一种实施例的立体结构示意图。
15.图2为运动生物力学模拟测力装置一种实施例中监控探头的放大结构示意图。
16.图3为运动生物力学模拟测力装置一种实施例中测试盒的内部结构示意图。
17.图4为运动生物力学模拟测力装置一种实施例中压力传感器的放大结构示意图。
18.图5为运动生物力学模拟测力装置一种实施例中不完全齿轮的放大结构示意图。
19.图6为运动生物力学模拟测力装置一种实施例中螺纹杆的放大结构示意图。
20.图7为运动生物力学模拟测力装置一种实施例中推动杆的放大结构示意图。
21.图中：1、测试盒；2、摆动环；3、防护筒；4、传动带；5、支撑柱；6、显示面板；7、监控探头；8、第一伺服电机；9、侧板；10、推动杆；11、转动块；12、圆块；13、第二伺服电机；14、第一支撑板；15、传动杆；16、不完全锥齿轮；17、锥齿轮；18、圆杆；19、齿轮；20、不完全齿轮；21、第二支撑板；22、传动辊；23、固定板；24、压力传感器；25、稳固块；26、螺纹杆；27、滑动板；28、第三支撑板；29、滑杆。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
23.另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
24.请参阅图1~7，本发明实施例中，一种运动生物力学模拟测力装置，包括：测试盒1，所述测试盒1内设有传动带4，所述传动带4连接有稳固组件，通过所述稳固组件使传动带4可以稳定的带动传动带4进行运转。
25.请参阅图1、图3、图4，所述稳固组件包括设置在所述测试盒1内两个相对设置的侧板9，两个所述侧板9之间转动连接有传动辊22，所述传动带4安装在两侧所述传动辊22上，两侧所述侧板9之间固定安装有固定板23，所述固定板23上固定安装有多组压力传感器24，每组所述压力传感器24均延所述固定板23的长度方向设置。
26.设置的，设备启动时，其中一个传动辊22发生旋转，旋转的传动辊22带动其上安装的传动带4发生移动，使得站在传动带4上的人向前移动，当然因为人向前移动时需要迈开脚部，而传动带4的下方设有固定板23,固定板23上安装有多个压力传感器24，使得脚步踩在传动带4上时会对压力传感器24进行挤压，通过压力传感器24能够对人体运动时力的状态进行监测，而通过两侧的侧板9对传动辊22进行支撑，使传动辊22运转更加稳定。
27.其中，所述固定板23通过焊接的方式与两侧的所述侧板9连接，通过焊接方式连接的两侧侧板9使固定板23更加牢固，使人体踩在固定板23上时，固定板23不会因为重量过大导致发生脱落。
28.所述稳固组件的一侧连接有安装在所述测试盒1内的驱动组件，通过所述驱动组件驱动所述传动带4运转。
29.请参阅图1、图3、图5，所述驱动组件包括设置在所述传动带4两侧的第二支撑板21，所述第二支撑板21均固定安装在所述测试盒1上，其中一个所述传动辊22的两侧转轴贯穿所述侧板9并与所述第二支撑板21转动连接，所述侧板9上开设有供所述传动辊22转轴旋转的圆孔。
30.具体的，通过两个第二支撑板21对一侧的传动辊22进行支撑，使传动辊22能够稳定进行旋转的的同时，不会干扰两侧的侧板9向上翻转，同时两侧的侧板9使传动带4的下方不会与测试盒1内壁抵接。
31.当然，所述第二支撑板21上开设有圆槽，所述圆槽和所述侧板9上开设的圆孔内均固定安装有对所述传动辊22转轴进行承接的滚珠轴承，通过所述滚珠轴承使所述传动辊22旋转更加顺畅的快速。
32.请参阅图1、图3、图5，所述测试盒1上开设有圆孔，所述圆孔上固定安装有延伸至所述测试盒1外的防护筒3，所述防护筒3内固定安装有第二伺服电机13，所述传动辊22的一侧转轴贯穿所述第二支撑板21并与所述第二伺服电机13的输出轴固定安装。
33.详细来说，第二伺服电机13运转，第二伺服电机13的输出轴带动一侧固定的传动辊22转轴旋转，当然，所述防护筒3对固定安装在其内的第二伺服电机13进行支撑，使第二伺服电机13能够稳定的进行运转。
34.其中，所述第二伺服电机13通过螺钉连接的方式与所述防护筒3内壁连接，通过螺钉连接方式连接的所述第二伺服电机13可以进行拆卸，便于设备的后续维护。
35.所述稳固组件的另一侧连接有安装在所述测试盒1内的抬升组件，通过所述抬升组件推动所述稳定组件发生翻转，所述测试盒1上开设有供所述稳定组件翻转的贯穿槽。
36.请参阅图3、图6、图7，所述抬升组件包括滑动连接在所述测试盒1内的滑动板27，所述滑动板27的两侧均转动连接有圆块12，其中一个所述传动辊22的两侧设有推动杆10，所述推动杆10的一端与所述圆块12固定安装，所述传动辊22的两侧转轴均延伸至所述侧板9的另一侧并转动连接有转动块11，所述推动杆10的另一端与所述转动块11固定安装。
37.设置的，滑动板27向一侧滑动，滑动的滑动板27推动转动在其上的圆块12向一侧移动，移动的圆块12推动固定在其上的推动杆10向一侧移动，因为另一侧的侧板9通过第二支撑板21转动在测试盒1内，所以移动的推动杆10通过固定的转动块11推动一侧的侧板9上移，向上移动的侧板9使得传动带4与测试盒1之间的角度发生改变，模拟生物在不同路面上运动时力的状态。
38.请参阅图3、图6、图7，所述测试盒1内固定安装有稳固块25，所述稳固块25上转动连接有与所述滑动板27螺纹连接的螺纹杆26，所述测试盒1内固定安装有第一伺服电机8，所述螺纹杆26的一侧转轴与所述第一伺服电机8的输出轴固定安装，所述滑动板27上开设有多个圆孔，所述圆孔内滑动连接有滑杆29，所述滑杆29的两端固定安装有对其进行支撑的第三支撑板28，所述第三支撑板28固定安装在所述测试盒1内。
39.具体的，第一伺服电机8运转，第一伺服电机8的输出轴带动与其固定的螺纹杆26旋转，旋转的螺纹杆26带动一侧的滑动板27发生移动，通过稳固块25对转动的螺纹杆26进行支撑，使螺纹杆26旋转时更加稳定，而安装在测试盒1上的滑杆29使滑动板27只能在滑杆29上进行直线滑动，使得滑动在其上的滑动板27更加稳定。
40.优选的，所述测试盒1内固定安装有支撑板，所述支撑板上固定安装有液压杆，所述液压杆的活动端与所述滑动板27固定安装，通过所述液压杆推动所述滑动板27进行移动。
41.所述测试盒1的一侧设有摆动环2，所述摆动环2上固定安装有多个排列均匀的监控探头7，所述测试盒1内安装有往复摆动组件，所述摆动环2的一侧固定安装有圆柱，所述圆柱与所述测试盒1侧壁转动连接，所述往复摆动组件延伸至所述测试盒1外并与所述摆动环2的另一侧固定安装。
42.请参阅图1、图2、图5，所述往复摆动组件包括设置在所述测试盒1内的传动杆15，所述传动杆15的一侧固定安装有齿轮19，所述第二伺服电机13的输出轴上固定安装有与所述齿轮19配合的不完全齿轮20，所述传动杆15上转动连接有多个对其进行支撑的第一支撑板14，所述第一支撑板14固定安装在所述测试盒1内，所述传动杆15上固定安装有两个相对设置的不完全锥齿轮16，两个所述不完全锥齿轮16之间配合有锥齿轮17，所述锥齿轮17的转轴固定安装有延伸至所述测试盒1外的圆杆18，所述圆杆18转动连接有对其进行支撑的支撑块，所述支撑块固定安装在所述测试盒1内，所述圆杆18远离所述锥齿轮17的一端与所
述摆动环2固定安装。
43.详细来说，第二伺服电机13运转，第二伺服电机13的输出轴旋转带动其上固定的不完全齿轮20转动，当不完全齿轮20的卡齿转动到与一侧齿轮19啮合时，旋转的不完全齿轮20带动齿轮19发生旋转，转动的齿轮19带动与其固定的传动杆15转动，当传动杆15上的其中一个不完全锥齿轮16与锥齿轮17啮合时，转动的不完全锥齿轮16带动锥齿轮17正转，正转的锥齿轮17通过固定的圆杆18带动测试盒1外的摆动环2向一侧翻转，因为摆动环2上安装有监控探头7，可以将生物的运动状态进行监控，同时翻转的摆动环2使得监控探头7能够对生物的多个方位进行监控，当然，当另一个不完全锥齿轮16与锥齿轮17啮合时，带动锥齿轮17反向旋转，使得摆动环2回到原位。
44.其中，所述模拟测力装置配套有多个袖套，所述袖套上安装有定位装置、压力传感器、多维力传感器等多种传感器和无线传输设备，使用时将袖套穿戴在生物的关节处，通过与监控探头7结合，对生物的整体运动状态和力的施加状态进行模拟和测试。
45.所述测试盒1上设有显示面板6，所述显示面板6固定安装有多个对其进行支撑的支撑柱5，所述支撑柱5固定安装在所述测试盒1上。
46.可以将检测到的生物运动状态显示到显示面板6上，通过显示面板6可以精确调整运动强度和运动状态。
47.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
48.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，包括：测试盒（1），所述测试盒（1）内设有传动带（4），所述传动带（4）连接有稳固组件，通过所述稳固组件使传动带（4）可以稳定的带动传动带（4）进行运转，所述稳固组件的一侧连接有安装在所述测试盒（1）内的驱动组件，通过所述驱动组件驱动所述传动带（4）运转，所述稳固组件的另一侧连接有安装在所述测试盒（1）内的抬升组件，通过所述抬升组件推动所述稳定组件发生翻转，所述测试盒（1）上开设有供所述稳定组件翻转的贯穿槽；所述测试盒（1）的一侧设有摆动环（2），所述摆动环（2）上固定安装有多个排列均匀的监控探头（7），所述测试盒（1）内安装有往复摆动组件，所述摆动环（2）的一侧固定安装有圆柱，所述圆柱与所述测试盒（1）侧壁转动连接，所述往复摆动组件延伸至所述测试盒（1）外并与所述摆动环（2）的另一侧固定安装。2.根据权利要求1所述的一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，所述稳固组件包括设置在所述测试盒（1）内两个相对设置的侧板（9），两个所述侧板（9）之间转动连接有传动辊（22），所述传动带（4）安装在两侧所述传动辊（22）上，两侧所述侧板（9）之间固定安装有固定板（23），所述固定板（23）上固定安装有多组压力传感器（24），每组所述压力传感器（24）均延所述固定板（23）的长度方向设置。3.根据权利要求2所述的一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，所述驱动组件包括设置在所述传动带（4）两侧的第二支撑板（21），所述第二支撑板（21）均固定安装在所述测试盒（1）上，其中一个所述传动辊（22）的两侧转轴贯穿所述侧板（9）并与所述第二支撑板（21）转动连接，所述侧板（9）上开设有供所述传动辊（22）转轴旋转的圆孔。4.根据权利要求3所述的一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，所述测试盒（1）上开设有圆孔，所述圆孔上固定安装有延伸至所述测试盒（1）外的防护筒（3），所述防护筒（3）内固定安装有第二伺服电机（13），所述传动辊（22）的一侧转轴贯穿所述第二支撑板（21）并与所述第二伺服电机（13）的输出轴固定安装。5.根据权利要求2所述的一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，所述抬升组件包括滑动连接在所述测试盒（1）内的滑动板（27），所述滑动板（27）的两侧均转动连接有圆块（12），其中一个所述传动辊（22）的两侧设有推动杆（10），所述推动杆（10）的一端与所述圆块（12）固定安装，所述传动辊（22）的两侧转轴均延伸至所述侧板（9）的另一侧并转动连接有转动块（11），所述推动杆（10）的另一端与所述转动块（11）固定安装。6.根据权利要求5所述的一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，所述测试盒（1）内固定安装有稳固块（25），所述稳固块（25）上转动连接有与所述滑动板（27）螺纹连接的螺纹杆（26），所述测试盒（1）内固定安装有第一伺服电机（8），所述螺纹杆（26）的一侧转轴与所述第一伺服电机（8）的输出轴固定安装，所述滑动板（27）上开设有多个圆孔，所述圆孔内滑动连接有滑杆（29），所述滑杆（29）的两端固定安装有对其进行支撑的第三支撑板（28），所述第三支撑板（28）固定安装在所述测试盒（1）内。7.根据权利要求4所述的一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，所述往复摆动组件包括设置在所述测试盒（1）内的传动杆（15），所述传动杆（15）的一侧固定安装有齿轮（19），所述第二伺服电机（13）的输出轴上固定安装有与所述齿轮（19）配合的不完全齿轮（20），所述传动杆（15）上转动连接有多个对其进行支撑的第一支撑板（14），所述第一支撑板（14）固定安装在所述测试盒（1）内，所述传动杆（15）上固定安装有两个相对设置的不完
全锥齿轮（16），两个所述不完全锥齿轮（16）之间配合有锥齿轮（17），所述锥齿轮（17）的转轴固定安装有延伸至所述测试盒（1）外的圆杆（18），所述圆杆（18）转动连接有对其进行支撑的支撑块，所述支撑块固定安装在所述测试盒（1）内，所述圆杆（18）远离所述锥齿轮（17）的一端与所述摆动环（2）固定安装。8.根据权利要求1所述的一种运动生物力学模拟测力装置，其特征在于，所述测试盒（1）上设有显示面板（6），所述显示面板（6）固定安装有多个对其进行支撑的支撑柱（5），所述支撑柱（5）固定安装在所述测试盒（1）上。

技术总结

本发明适用于生物力学领域，提供了一种运动生物力学模拟测力装置，测试盒，测试盒内设有传动带，传动带连接有稳固组件，通过稳固组件使传动带可以稳定的带动传动带进行运转，本发明设计新颖，不完全齿轮的卡齿转动到与一侧齿轮啮合时，旋转的不完全齿轮带动齿轮旋转，齿轮带动与其固定的传动杆转动，当传动杆上的其中一个不完全锥齿轮与锥齿轮啮合时，转动的不完全锥齿轮带动锥齿轮正转，锥齿轮通过固定的圆杆带动测试盒外的摆动环向一侧翻转，当然，当另一个不完全锥齿轮与锥齿轮啮合时，通过锥齿轮使得摆动环回到原位，因为摆动环上安装有监控探头，可以将生物的运动状态进行监控，同时翻转的摆动环使得监控探头能够对生物的多个方位进行监控。的多个方位进行监控。的多个方位进行监控。