基于三维测力台可调式台阶系统技术方案

本发明专利技术涉及三维力测试领域，特别涉及一种基于三维测力台的可调式台阶系统，是针对目前含有三维测力台的台阶结构单一，设置完毕后各台层之间的高度，各台层与相邻台层间距离不可调节设计的。本发明专利技术一共由5级可调剪式平台组成，其中含有4块测力台。每级剪式平台之间彼此分离，利用剪式结构调节高度，因此每个剪式平台位置都是独立可调的，另外在每一个活动部位都有铰点固定螺栓进行固定以确保稳定。本发明专利技术可根据具体测试需要通过调节其各剪式平台的高度、剪式平台与相邻平台间的距离来实现台层之间距离、高度的变化，极大丰富了台阶行走的测试手段。本发明专利技术主要用于人体上下台阶时下肢三维力的采集。

Adjustable step system based on three dimensional force table

The invention relates to a three-dimensional force measurement field, in particular relates to an adjustable bench system based on 3-D force platform, is aiming at the step structure containing three-dimensional force is single, the height between each layer set after each layer and the adjacent layer distance can not be adjusted design. The invention is composed of 5 adjustable shear type platforms, which contain 4 force measuring tables. Each shear type platform is separated from each other, and the height of each shear type platform is adjusted independently by means of shear type structure, so the position of each scissor type platform is independent adjustable, and the hinge point fixed bolt is fixed at each active position to ensure stability. According to the specific testing requirements, the height and the distance between the scissor platform and the adjacent platform can be adjusted to realize the distance and height change between the platform layers, which greatly enriches the testing means of the step walking. The invention is mainly used for collecting three-dimensional force of lower limbs when the step is stepped on the human body.

【技术实现步骤摘要】
基于三维测力台可调式台阶系统
本专利技术涉及一种用于运动生物力学、体育工程学、运动损伤等领域进行人体步态测试用的可以调节台层之间的距离与各台层高度的台阶，特别是一种基于三维测力台可调式台阶。
技术介绍
目前在运动生物力学领域，对不同环境下行走的研究已经有了许多积累，而其中最常见的就是台阶上的步态分析，在国内外专家针对台阶行走进行了一系列的研究的同时，也设计并制造了一系列的台阶用来研究人体步态特征。他们这些研究，为相关装备的设计制造、下肢损伤后的康复、机器人设计提供了必不可少的依据。然而与此同时，在对台阶行走的研究上仍受制于台阶的设计制造方法。最早用于研究步态的台阶因未内嵌有测力台，因此只能够协助测量少量的人体运动学数据，动力学数据获得比较困难。其后出现的台阶开始内嵌有测力台，但是这些台阶普遍含有两个缺点：一种是台阶结构固定，因此任何研究前需要对台阶进行重新设计制造，除非台阶台层高度与台层间距离一样；另一种是台阶中含有的测力台数目较少，测力台基本位于设计台阶中第三阶或者第四阶，这样的设计缩小了台阶步态的研究范围。在台阶研究不断深入的时候，这两种缺点影响了已知测试的可重复性。根据专利查新，可拆卸的阶梯式三维测力装置，申请号是：201110418775.7，公开号是：102494822A，同样是作为三维力测试台阶使用。其优点是：便于安装和拆卸，成本低廉。本专利技术与其专利技术不同之处在于，其设计虽为可拆卸结构，但依旧为固定台层高与固定台层间间距，且只容纳有两块块测力台。
技术实现思路
为了未来对相关领域进行深入的探究，特别是人体上下行走台阶步态研究这一块。本专利技术的目的在于提供一种含有数块测力台的可调台层之间距离与各台层高度的台阶系统，不仅能够根据需求调整台层间距离与台层间高度，并且因为从第一级台阶开始即包含测力台，故能提供从平地上台阶开始包含步态转换的完整台阶行走的动力学数据。本专利技术的技术方案是：由6mm厚的钢板拼接而成的五部互相分离可单独调节高度的剪式平台构成所述的基于三维测力台可调式台阶系统，所述的台阶系统第一级至第四级含有测力台槽用以镶嵌并固定测力台，每级台阶都通过调整铰点固定螺栓的松紧来改变与固定高度，同时在每级台阶的底部后侧配有升降调节顶丝用于高度微调及固定。所述的可调高度的剪式平台第一级与第二级分别只有一级剪式结构，第三级、第四级、第五级各有两级剪式结构，这样的设计可以确保第三级、第四级、第五级平台相对第一级、第二级剪式平台来说，仅使用较小的占地面积即可调整至较高的高度。所述的剪式平台含有可调加强筋，用以增加各级台阶系统的稳定性。所述的剪式平台各级可调节高度分别为：第一级剪式平台14至30cm，第二级剪式平台28至60cm，第三级剪式平台42至90cm，第四级剪式平台56至120cm，第五级剪式平台70至150cm。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：其一，目前国内未见含有测力台的可调节台阶系统，特别是可调节各台层之间距离与各台层之间高度且含有测力台的台阶系统，不同的台层高度与台层之间距离可调的设计极大的丰富了测试方法与手段。其二，所述的可调式台阶系统在第一级至第四级剪式平台上都安装有测力台，至多四块测力台的搭配使得对台阶上行走的步态研究可以从第一级台阶开始，也就是运动学与动力学研究可以从平地行走到台阶行走这一步态转换开始。其三，五部互相分离可单独调节高度的剪式平台设计相较前人一体化固定台阶设计，除了丰富测试方法与手段外，减少了整套系统的贮存空间，不用的时候可以堆叠存放，增大空间利用率。附图说明图1是该专利技术的整体主视图。图2是该专利技术的整体俯视图。图3是该专利技术的整体左视图。图4是该专利技术的整体后视图。图5是该专利技术的第三级剪式平台的立体分解示意图。图6是该专利技术的第一级剪式平台立体示意图。图7是该专利技术的第二级剪式平台立体示意图。图8是该专利技术的第三级剪式平台立体示意图。图9是该专利技术的第四级剪式平台立体示意图。图10是该专利技术的第五级剪式平台立体示意图。图11是该专利技术的整体立体图。具体实施方式实施例：下面配合附图详细说明本专利技术之较佳实施例的结构、功效。另外，本说明书中对于各级剪式平台其部位在位置描述上采用“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等，对应于使用者在操作本较佳实施例时的空间关系。如图1至图4所示，本专利技术所述的基于三维测力台可调式台阶系统，由第一级剪式平台100、第二级剪式平台200、第三级剪式平台300、第四级剪式平台400、第五级剪式平台500共同组合而成。所述的第一级剪式平台100由升降台底座116、升降臂119、加强筋110、升降调节顶丝115、平台表面111、测力台112、侧滑槽114、滑槽120组成。所述的第二级剪式平台200由升降台底座216、升降臂219、加强筋210、升降调节顶丝215、平台表面211、测力台212、侧滑槽214、滑槽220组成。所述的第三级剪式平台300由升降台底座316、升降臂319、加强筋310、升降调节顶丝315、平台表面311、测力台312、侧滑槽314、滑槽320组成。所述的第四级剪式平台400由升降台底座416、升降臂419、加强筋410、升降调节顶丝415、平台表面411、测力台412、侧滑槽414、滑槽420组成。所述的第五级剪式平台500由升降台底座516、升降臂519、加强筋510、升降调节顶丝515、平台表面511、侧滑槽514、滑槽520组成。如图4所示在第一级剪式平台100后，有滑槽120，滑槽120的作用是在第一级剪式平台100高度变化的时候，相应的辅助加强筋110的位置调整，帮助第一级剪式平台100的稳固。类似的，第二级剪式平台200后，有滑槽220。第三级剪式平台300后，有滑槽320。第四级剪式平台400后，有滑槽420。第五级剪式平台后，有滑槽520。他们所起的作用都是辅助各对应剪式平台的稳固。如图5所示(相对于图6至图10，为较清楚显示出各级剪式平台组合构造，通过第三级剪式平台爆炸图进行说明)，第三级剪式平台300由升降台底座316、升降臂319、加强筋310、升降调节顶丝315、平台表面311、测力台312、侧滑槽314、滑槽320组成。各组件之间(除升降台底座316与升降调节顶丝315之间、测力台312与平台表面311之间)都通过铰点旋转矩317与铰点固定螺栓318进行连接。平台表面311中，还含有空槽313，空槽313的作用是便于测力台312的连接。因此，显而易见的，在其他各级剪式平台中，组件之间连接除说明外都采用铰点选转矩317与铰点固定螺栓318进行连接，第一级剪式平台100、第二级剪式平台200、第三级剪式平台300、第四级剪式平台400都含有空槽313以便各级剪式平台对应的测力台(测力台112、测力台212、测力台312、测力台412)的连接。实际操作时，根据具体科研要求首先确定台层间的高度也就是各级剪式平台的高度，接着先调节第一级剪式平台100，通过调节第一级剪式平台100中各组件间的连接件(铰点选转矩317与铰点固定螺栓318，、升降臂119后侧在侧滑槽114的位置、加强筋110上端在滑槽120的位置)来使第一级剪式平台固定于预先选定高度，接着向升降台底座116中拧进升降调节顶丝115，使其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三维测力台可调式台阶系统，其特征在于：由第一级剪式平台、第二级剪式平台、第三级剪式平台、第四级剪式平台、第五级剪式平台五个部分组合而成。所述第一级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第二级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第三级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第四级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第五级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、侧滑槽、滑槽组成；由此，所述各级剪式平台分别调整高度可实现各台层的高度的单独设置，所述各级剪式平台分别调整各自之间的间距可实现各台层间距的单独设置。

【技术特征摘要】
1.一种基于三维测力台可调式台阶系统，其特征在于：由第一级剪式平台、第二级剪式平台、第三级剪式平台、第四级剪式平台、第五级剪式平台五个部分组合而成。所述第一级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第二级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第三级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第四级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、测力台、侧滑槽、滑槽组成；所述第五级剪式平台是由升降台底座、升降臂、加强筋、升降调节顶丝、平台表面、侧滑槽、滑槽组成；由此，所述各级剪式平台分别调整高度可实现各台层的高度的单独设置，所述各级剪式平台分别调整各自之间的间距可实现各台层间距的单独设置。2.根据权利要求1所述的基于三维测力台可调式台阶系统，其特征在于：通过升降臂这一剪式构造来实现平台表面的升降功能。3.根据权利要求1所述的基于三维测力台可调式台阶系统，其特征在于：通...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲峰，万祥林，杨辰，昝进坤，杨子涵，
申请(专利权)人：曲峰，
类型：发明
国别省市：北京,11