一种人体机械阻抗测量装置及其测量方法

摘要

本发明公开了一种人体机械阻抗测量装置及其测量方法，该测量装置包括机械阻抗产生机构和数据采集处理部分，主要由直线电机、旋转平台、六轴力传感器、旋转把手、光栅尺、编码器、信号调理器、模数转换器，控制器、数据处理器以及显示器组成，通过机械阻抗产生机构对人体产生一扰动，然后利用数据采集处理部分计算出机械阻抗。除了可以测量人体静止时的机械阻抗，本发明还提出一种测量方法，该方法通过构建虚拟运动环境，对其中的虚拟物体构建到达任务来模拟真实的运动环境，从而测试出人体处于该虚拟运动环境时的机械阻抗，该方法简单易行，对人体运动中的机械阻抗具有很好的参考价值，可以用于进行一定的运动学和肢体康复行为等。

主权项

一种人体机械阻抗测量装置，包括机械阻抗产生机构和数据采集处理部分，其特征是：所述的机械阻抗产生部分包括：直线电机和与该直线电机相连接的直线电机驱动器，该直线电机包括动子和定子，用于产生作用于人体的扰动信号；旋转平台和与该旋转平台相连接的步进电机驱动器，该旋转平台固定连接在直线电机下方，用于调整扰动方向；六轴力传感器，固定连接在直线电机的动子上方、用于将施加到人体的扰动信号转换为电压信号；旋转把手，固定连接在六轴力传感器上，测量时人体直接接触该旋转把手，用于将直线电机与旋转平台所产生的扰动信号直接传递到人体；控制器，通过串口与直线电机驱动器、步进电机驱动器相连，用于对直线电机和旋转平台发送控制信号，以控制旋转把手的运动；所述的数据采集处理部分包括：光栅尺，安装在直线电机的定子上，用于记录受扰动后人体的位置变化信号；编码器，其输入端与直线电机上光栅尺相连，将该光栅尺输出的正弦信号转换成方波信号；信号调理器，与六轴力传感器相连，将该六轴力传感器输出的电压信号放大为适合采样的电压信号；模数转换器，其输入端与信号调理器和编码器相连，将信号调理器和编码器输出的电压信号转换成数字信号；数据处理器，与模数转换器相连，将模数转换器输出的数字信号进行数据处理后得出人体机械阻抗参数值；显示器，与数据处理器相连，用于显示数据处理后的信息。