人體足力測(cè)量系統(tǒng)的研制及其應(yīng)用研究.pdf

1、人體足力測(cè)量在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、體育訓(xùn)練、康復(fù)醫(yī)療、工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。
　　 本文研制了用于人體足力測(cè)量的測(cè)力平臺(tái)系統(tǒng)，主要包括測(cè)力板、標(biāo)定系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)和信號(hào)分析系統(tǒng)等。與以往測(cè)力平臺(tái)不同的是，本系統(tǒng)采用了解耦六維力傳感器，以獲取人體足力的完整信息。分析了本測(cè)力平臺(tái)系統(tǒng)的測(cè)力原理和零力矩點(diǎn)（ZMP）計(jì)算方法，并測(cè)量了測(cè)力板的固有頻率。
　　 針對(duì)傳統(tǒng)六維力傳感器存在維間耦合的不足，設(shè)計(jì)了一款由一

2、維測(cè)力結(jié)構(gòu)組成的解耦六維力傳感器。一維測(cè)力元件采用圓孔式結(jié)構(gòu)，對(duì)其關(guān)鍵的壁厚尺寸，運(yùn)用ANSYS有限元軟件做了優(yōu)化分析，并進(jìn)行了尺寸鏈設(shè)計(jì)。通過(guò)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，分析評(píng)價(jià)了本傳感器的性能。
　　 編制了人體足力測(cè)量軟件，其中集成了信號(hào)采集和信號(hào)分析軟件。信號(hào)采集系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集傳感器輸出的原始電壓數(shù)據(jù)，信號(hào)分析系統(tǒng)對(duì)此進(jìn)行分析處理，輸出足力、步態(tài)時(shí)間參數(shù)、ZMP等數(shù)據(jù)。討論了兩種信號(hào)降噪處理方法：五點(diǎn)三次平滑法和分段巴特沃斯無(wú)相位差低通