專利名稱：一種人體肢體施力測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人體肢體施力測試儀，在人體測量、工作任務(wù)設(shè)計與分析、產(chǎn)品或系統(tǒng)的工效學評價等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
盡管經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展帶來了工作任務(wù)的自動化，但手工操作在多數(shù)產(chǎn)業(yè)中仍然重要地位。由于手工操作任務(wù)的“人性化設(shè)計”理念已深入人心，需要對其進行適人性分析與評估。因此，為確保經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和職業(yè)安全，由手工操作導(dǎo)致的職業(yè)健康風險評估已成為政府和企業(yè)管理層需要研究解決的一項重要問題。根據(jù)分析，手工操作任務(wù)在工業(yè)生產(chǎn)中可分為提舉、放下、推、拉、握、掰、旋/擰、 指捏各種材料等類型。研究表明，它是引起職工背部疾患的重要原因。例如，長期從事提舉操作的產(chǎn)業(yè)工人約80%會遭受到下背痛(LoW back pain, LBP)的痛苦。在美國，用于LBP 的費用已高達數(shù)億美元，是發(fā)達國家職業(yè)健康損傷賠償?shù)闹饕?。此外，肌肉骨骼疾病是一類與職業(yè)有關(guān)的多發(fā)病，它影響到半數(shù)以上職業(yè)人群，是產(chǎn)業(yè)工人缺勤的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，約30%的此類疾患是由于手工操作造成的。因此，手工操作負荷的安全范圍以及人體肢體的最大靜態(tài)肌力自20世紀70年代以來就成為工作任務(wù)工效學設(shè)計與分析研究的一個重要領(lǐng)域。例如，美國職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所(NIOSH)及政府職業(yè)衛(wèi)生工作者協(xié)會(ACGIH) 曾制訂了手工提舉重物的NIOSH方程與職業(yè)安全的限值；1987年，德國頒布了《人體身體力量-最大靜態(tài)動作力標準》(DIN 33411-4)。由于工效學是有關(guān)理解人與系統(tǒng)其它要素間交互作用的學科，也是應(yīng)用理論、原則、數(shù)據(jù)與方法進行設(shè)計，以使人的健康和系統(tǒng)整體效率達到最優(yōu)的一門技術(shù)，其核心是安全、健康、高效。因此，它對防止手工操作任務(wù)的職業(yè)傷害將能起到十分重要的作用。但這需要一定樣本量的人體測量數(shù)據(jù)來支撐。由于種族、人體尺寸等方面的差異，我們不能直接引用歐美國家的相關(guān)數(shù)據(jù)。需要具體測定我國從事手工操作任務(wù)的職業(yè)人群推力、拉力、提舉、下壓、內(nèi)/外掰力、腳蹬、指捏、指壓、旋/擰等肢體施力值，并進行統(tǒng)計分析，旨在為工作任務(wù)的工效學設(shè)計、選拔操作者、制訂職業(yè)安全標準等提供參考依據(jù)。目前，國內(nèi)在此方面的研究尚剛剛起步，具體測試的數(shù)據(jù)類型包括以下幾種1推/拉力，受測者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手/雙手水平前推/拉的力量。2提舉/下壓力，受測者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手的前臂處于水平狀態(tài)，并與上臂保持某種夾角，在水平面內(nèi)，在垂直方向向上提舉或向下壓的力量。3內(nèi)/外掰力，受測者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手的前臂處于水平狀態(tài)，并與上臂保持某種夾角，在水平面內(nèi)，在水平面內(nèi)，向身體內(nèi)側(cè)或外側(cè)的掰力量。4指捏力，受測者采取坐姿體位，單手拇指與食指捏合的力量。5指壓力，受測者采取坐姿體位，單手的拇指或食指指尖面下壓的力量。6旋擰力，受測者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手握住操作對象，呈順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)的力量。7腳蹬力，受測者采取坐姿體位，小腿與大腿成某一角度，腳面外蹬的力量。對目前有關(guān)人體力量數(shù)據(jù)測試的工效學研究進行歸納，可以發(fā)現(xiàn)一個共識是，操作者的力量測試數(shù)據(jù)的科學性與可靠性是決定產(chǎn)品或系統(tǒng)適人性水平設(shè)計十分關(guān)鍵，但測試設(shè)備仍為機械指針式測力計或簡單的數(shù)顯設(shè)備，存在需解決的主要問題是1力量測試數(shù)據(jù)不能進行曲線顯示，且不能連續(xù)保持長時間的完整測試數(shù)據(jù)。2對于不同的力量類型，需要不同性質(zhì)的測力計，在實際測試工作中，如果力量類型大于3種以上時，更換儀器比較費時。3對于所獲得的測量數(shù)據(jù)需要借助SPSS等其他統(tǒng)計分析軟件，沒有自帶的處理分析軟件?？傊僮髡叩氖┝μ匦栽诖_定作業(yè)程序、預(yù)防引發(fā)身體疲勞或職業(yè)傷病、規(guī)定產(chǎn)品或系統(tǒng)人機界面設(shè)計等方面具有十分重要的作用。為方便測試操作、數(shù)據(jù)獲取與分析，需要同時能測試不同操作力量類型的測試設(shè)備，以提高測試研究效率與科學性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服目前受測者肢體施力測試時，測試數(shù)據(jù)不能可視化、數(shù)據(jù)不能實時處理與分析以及頻繁更換測試儀器導(dǎo)致的測試效率降低和操作等問題，提供了一種能夠測試、顯示與分析受測者處于立姿或坐姿時其上肢單手推/拉力、提舉/下壓力、 內(nèi)/外掰力、指捏力、指壓力、旋擰力及坐姿狀態(tài)下的腳蹬力的綜合儀器，用于研究受測者肢體施力特性的變化規(guī)律。一種人體肢體施力測試儀，包括綜合測試與分析儀表、內(nèi)/外掰力測試組件和腳蹬力測試組件；綜合測試與分析儀表用于選擇肢體施力類型、顯示選擇狀態(tài)以及采集各肢體施力數(shù)據(jù)信號并進行分析與處理，同時測試受測者立/坐姿狀態(tài)時的推/拉力、提舉/下壓力、 指捏力、指壓力以及旋擰力的施力特性，并提供儀表的固定孔；內(nèi)/外掰力測試組件，用于立姿/坐姿狀態(tài)下受測者單手前臂與上臂成規(guī)定的夾角時，測試向身體內(nèi)側(cè)的內(nèi)掰力或向身體外側(cè)的外掰力，并將測試的數(shù)據(jù)信號傳向綜合測試與分析儀表；腳蹬力測試組件，用于測試受測者坐姿狀態(tài)下單腿的大腿與椅面、大腿與小腿呈現(xiàn)規(guī)定的角度時，測試單腿的蹬力，并將測試的數(shù)據(jù)信號傳向綜合測試與分析儀表。本發(fā)明的優(yōu)點在于(1)所述的人體肢體施力測試儀設(shè)計合理，精度高，進行力測試時整體穩(wěn)定性好， 充分保證受測者在相應(yīng)的操作姿勢下測試數(shù)據(jù)的有效性；(2)本發(fā)明所述的各測試組件的量程、抓握握徑、腳蹬面尺寸、間距等參數(shù)均參照國家標準《中國成年人人體尺寸》(GB10000-1988)、《裝備和設(shè)施人機工程設(shè)計準則》 (GJB2873-1997)來進行設(shè)計，考慮了受測者身體尺寸及施力的特點，能夠滿足第5至第99 百分位施力測試要求，適用范圍好；(3)本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)處理與分析軟件是基于Windows操作系統(tǒng)而進行的程序設(shè)計，軟件功能滿足測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、圖形化顯示的需要，直觀且操作簡便；(4)本發(fā)明所述的儀表裝配盒、內(nèi)/外掰力測試組件、腳蹬力測試組件選用鋁合金材料制成，總體質(zhì)量不大于40Kg，可置于一儀表箱內(nèi)，易于攜帶。


圖1是本發(fā)明的綜合測試與分析儀表的正視圖2是本發(fā)明的綜合測試與分析儀表的側(cè)視圖3是本發(fā)明的內(nèi)/外掰力組件的外形圖4是本發(fā)明的腳蹬力測試組件外形圖5是實施例內(nèi)掰力測試；
圖6是實施例腳蹬力測試。
圖中
1-綜合測試與分析儀表2-內(nèi)/外掰力測試組件
101-推/拉力測試組件102-旋/擰力測試組件組件
104-力量類型選擇開關(guān)105-狀態(tài)顯示燈
107-液晶屏108-觸摸屏
1011-推/拉力連桿1021-旋擰力測試手輪
1061-L形把手1062-電源插槽
1064-USB數(shù)據(jù)接口1065-保險絲更換槽據(jù)接口
1067-內(nèi)/外掰力測試組件的數(shù)
據(jù)接口
201-安裝底座A202-內(nèi)/外掰連桿采集器
301-安裝底座B302-腳蹬連桿器
3021-腳蹬板3022-傳力桿
3-腳蹬力測試組件 103-指捏/指壓力測試
106-儀表裝配盒
1031-壓力按鈕 1063-總電源開關(guān) 1066-腳蹬力測試組件數(shù)
203-專用的內(nèi)/外掰力 303-專用的腳蹬力采集
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。本發(fā)明是一種人體肢體施力測試儀，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，包括綜合測試與分析儀表1、內(nèi)/外掰力測試組件2和腳蹬力測試組件3。綜合測試與分析儀表1如圖1、圖2所示，包括工控計算機、推/拉力測試組件101、 旋/擰力測試組件102、指捏/指壓力測試組件103、力量類型選擇開關(guān)104、狀態(tài)顯示燈 105、儀表裝配盒106以及數(shù)據(jù)處理與分析軟件，綜合測試與分析儀表1用于選擇肢體施力類型、顯示選擇狀態(tài)以及采集各肢體施力數(shù)據(jù)信號并進行分析與處理，同時可以測試受測者立/坐姿狀態(tài)時的推/拉力、提舉/下壓力、指捏力、指壓力以及旋擰力等施力特性，并提供儀表的固定孔；內(nèi)/外掰力測試組件2，用于立姿/坐姿狀態(tài)下受測者單手前臂與上臂成規(guī)定的夾角時，測試向身體內(nèi)側(cè)的內(nèi)掰力或向身體外側(cè)的外掰力，并將測試的數(shù)據(jù)信號傳向綜合測試與分析儀表1的信號采集口；腳蹬力測試組件3，用于測試受測者坐姿狀態(tài)下單腿的大腿與椅面、大腿與小腿呈現(xiàn)規(guī)定的角度時，測試單腿的蹬力，并將測試的數(shù)據(jù)信號傳向綜合測試與分析儀表1的信號采集口。如圖1和圖2所示，所述的綜合測試與分析儀表1具體為所述的工控計算機內(nèi)置在儀表裝配盒106中，工控計算機選用通用工控機，內(nèi)存大小為2GB-4GB DDR, CPU為INTEL 3. OGHz雙核處理器；硬盤采用筆記本硬盤，容量為500GB ；操作系統(tǒng)為WINDOWS XP ；液晶屏107為10. 8” TFT LCD顯示器，顯示分辨率為 1024X768,亮度為250cd/m2，觸摸屏108為八電阻式觸摸屏，敲擊次數(shù)250萬次，250克力度。所述的儀表裝配盒106的外形尺寸為長X寬X高=500_X300_X250mm，儀表裝配盒106設(shè)有四個儀表固定孔，在寬度方向，兩個固定孔孔距為190mm。儀表裝配盒106 儀表面板的兩側(cè)還設(shè)有兩個L形把手1061，其握徑為觀讓，握把中心線距儀表面板的距離為60mm。L形把手1061的作用為移動儀表裝配盒時的施力抓手。在儀表裝配盒106的側(cè)面，設(shè)有一個220V交流電源插槽1062、一個總電源開關(guān)1063、一個USB數(shù)據(jù)接口 1064、一個保險絲更換槽1065、腳蹬力測試組件數(shù)據(jù)接口 1066、內(nèi)/外掰力測試組件的數(shù)據(jù)接口 1067。 電源插槽用于外接220V交流電源，總電源開關(guān)1063用于開啟儀表裝配盒的電源，USB數(shù)據(jù)接口 1064用于將測試數(shù)據(jù)拷貝至其他存儲設(shè)備，保險絲更換槽1065用于進行工作時外接交流電源的過流保護，腳蹬力測試組件數(shù)據(jù)接口 1066用于連接該組件的數(shù)據(jù)線，內(nèi)/外掰力測試組件的數(shù)據(jù)接口 1067用于連接該組件的數(shù)據(jù)線。所述的推/拉力測試組件101包括推/拉力連桿1011、專用推/拉力采集器及數(shù)據(jù)線；推/拉力連桿1011直徑為22_，抓握直徑為觀讓，推/拉力連桿1011中心線距儀表面板的距離為50mm ；通過推/拉力連桿1011將手臂推拉力傳遞至推/拉力采集器，專用推/拉力采集器對手臂推/拉力進行測量，對受力信號進行采樣、分析、計算后按推/拉力值顯示，同時通過數(shù)據(jù)線將推/拉力值傳至計算機，提供給數(shù)據(jù)處理與分析軟件。專用推/ 拉力采集器量程800N，精度為0. 2N，安全系數(shù)為2。所述的旋擰力測試組件102包括旋擰力測試手輪1021、專用腕扭力采集器及數(shù)據(jù)線，旋擰力測試手輪1021采用了人機工效學設(shè)計，以方便受測者的抓握，其最大直徑為 50mm、最小直徑為45mm、厚度20mm，旋擰力測試手輪1021距儀表面板30mm ；通過測試手輪將受測者的腕扭力傳遞至力專用腕扭力采集器，專用腕扭力采集器對受測者的旋擰力進行進行測量，對受力信號采樣、分析、計算后按扭力值顯示，同時通過數(shù)據(jù)線將扭力值傳至計算機，提供給數(shù)據(jù)處理與分析軟件。專用腕扭力采集器的量程為400N、精度為0. 2N，安全系數(shù)為2。指捏/指壓力測試組件103包括指壓力按鈕1031、專用壓指壓采集器和數(shù)據(jù)線； 指壓力按鈕1031為圓形、直徑12mm、行程2mm ；通過指壓力按鈕1031將指壓力傳遞至專用壓指壓采集器，專用壓指壓采集器對受測者手指的指捏/指壓力進行測量，對受力信號進行采樣、分析、計算后按壓力值顯示，同時通過數(shù)據(jù)線將壓力值傳至計算機，提供給數(shù)據(jù)處理與分析軟件。專用指壓采集器量程為100N、精度為0. 05N，安全系數(shù)為2。力量類型選擇開關(guān)104包括一組6個方形按鈕，6個方形按鈕分別對應(yīng)工控機啟動與關(guān)閉、選擇推/拉力測試(或提舉/下壓力)、選擇內(nèi)/外掰力測試、選擇指捏/指壓力測試、選擇旋擰力測試、選擇坐姿狀態(tài)下的腳蹬力測試；除工控機啟動與關(guān)閉按鈕外，其余5個選擇按鈕是聯(lián)動的，即在同一時刻下，當某種力量類型的選擇按鈕被按下時，此刻已選的力量測試類型按鈕將被復(fù)位。狀態(tài)指示燈105由一組六個LED燈組成，分別對應(yīng)力量類型選擇開關(guān)104中電源及五種力量類型，燈亮表示所對應(yīng)的按鈕被按下，燈滅表示按鈕復(fù)位。數(shù)據(jù)處理與分析軟件是在Visual C++語言平臺上開發(fā)，主要功能有一是設(shè)置測試參數(shù)并記錄被測者的身高、年齡、教育程度、籍貫、性別等測試的初始信息；二是從測試數(shù)據(jù)采集口讀入各力量類型的測試數(shù)據(jù)；三是可進行最大值、最小值、瞬間值、均值、方差、第 1至第99之間任一百分位計算等描述性統(tǒng)計分析；四是實時顯示測試數(shù)據(jù)的變化曲線；五是可進行力量類型的聚類分析。如圖3所示，所述的內(nèi)/外掰力測試組件2具體為所述的內(nèi)/外掰力測試組件2整體外形尺寸長X寬X高= 180mmX 180mmX 350mm，內(nèi)/外掰力測試組件2包括安裝底座201、內(nèi)/外掰連桿202、專用的內(nèi)/外掰力采集器203和R232串行數(shù)據(jù)線。安裝底座A201為一方形鋁合金塊，長X 寬X高=180mmX180mmX20mm，開有四個標準安裝孔，其間距為140mm ；內(nèi)/外掰連桿202 長230mm，上部為手抓握區(qū)，長為80mm，抓握直徑為觀讓，采取了防滑式設(shè)計，它將受測者的內(nèi)/外掰力傳遞至內(nèi)/外掰力采集器203 ；專用的內(nèi)/外掰力采集器203為柱狀，高150mm， 中心線區(qū)開有一長50mm、寬12mm的滑槽，以固定內(nèi)/外掰連桿202的運動方向，內(nèi)/外掰力采集器量203程為600N，精度為0. 02N、安全系數(shù)為2。通過內(nèi)/外掰連桿202將受測者的內(nèi)/外掰力傳遞至內(nèi)/外掰力采集器203，內(nèi)/外掰力采集器203對單手的內(nèi)/外掰力進行測量，對受力信號采樣、分析、計算后，通過R232串行數(shù)據(jù)線傳遞至綜合測試與分析儀表 1的內(nèi)/外掰力測試組件的數(shù)據(jù)接口 1067 ；R232串行數(shù)據(jù)線的長度為1200mm，接頭采取直插式設(shè)計。如圖4所示，所述的腳蹬力測試組件3具體為所述的腳蹬力測試組件3的整體尺寸長X寬X高=180mmX 150mmX 300mm，包括安裝底座301、腳蹬連桿302、專用的腳蹬力采集器303和R232串行數(shù)據(jù)線。安裝底座B301 為一方形鋁合金塊，長X寬X高=180mmX150mmX20mm，開有四個標準安裝孔，沿長度方向的間距為140mm，沿寬度方向的間距為IlOmm ；腳踏連桿302包括腳蹬板3021和傳力桿 3022，腳蹬板3021通過傳力桿3022連接腳蹬力采集器303，腳蹬板3021長X寬X高= 50mmX35mmX 10mm，采取防滑設(shè)計，它將受測者的腳蹬力傳遞至腳蹬力采集器303。專用的腳蹬力采集器303為柱狀，高150mm，中心線區(qū)開有一長50mm、寬12mm的滑槽，以固定腳蹬連桿302的運動方向，通過腳蹬連桿302將受測者的腳蹬力傳遞至腳蹬力采集器303，腳蹬力采集器303對單腿的腳蹬力進行測量，對受力信號采樣、分析、計算后，通過R232串行數(shù)據(jù)線傳遞至綜合測試與分析儀表的腳蹬力測試組件的數(shù)據(jù)接口 1066 ；腳蹬力采集器303量程為2000N，精度為0. 02N、安全系數(shù)為2。為便于測試，腳蹬力采集器303與水平的夾角在 45° -90°之間可調(diào)。R232串行數(shù)據(jù)線的長度為1200mm，接頭采取直插式設(shè)計。實施例實施例1 操作者立姿右手旋擰力測試。
按以下步驟進行1測試主試將綜合測試與分析儀表1安裝固定好，并讓受測者按測試要求保持立姿狀態(tài)。2測試主試打開儀表側(cè)面的總電源開關(guān)1063，按下工控計算機啟動按鈕，進入 Windows系統(tǒng)桌面后，按下旋擰測試的選擇按鈕；點擊數(shù)據(jù)測試與分析軟件的菜單選項，進入測試頁面，根據(jù)提示，記錄受測者的身高、年齡等信息后，點擊測試開始。3受測者按測試規(guī)定的要求在規(guī)定的時間內(nèi)進行連續(xù)施加旋擰力。4測試主試點擊測試與分析軟件頁面的結(jié)束測試按鈕，將測試數(shù)據(jù)保存在預(yù)先設(shè)定好的文件夾內(nèi)。5測試結(jié)束。實施例2 如圖5所示，操作者坐姿狀態(tài)下右手前臂和上臂成150°時內(nèi)掰力測試按以下步驟進行1測試主試將綜合測試與分析儀表1以及內(nèi)/外掰力測試組件2安裝固定好，在側(cè)面的內(nèi)/外掰力測試組件2的數(shù)據(jù)接口接入該測試組件的R232數(shù)據(jù)線。然后，讓受測者按測試要求保持坐姿狀態(tài)，將右手抓握測試組件的內(nèi)/外掰連桿202。2測試主試打開儀表側(cè)面的總電源開關(guān)1063，按下工控計算機啟動按鈕，進入 Windows系統(tǒng)桌面后，按下內(nèi)/外掰力測試的選擇按鈕；點擊數(shù)據(jù)測試與分析軟件的菜單選項，進入測試頁面，根據(jù)提示，記錄受測者的身高、年齡等信息后，點擊測試開始。3受測者按測試規(guī)定的要求在規(guī)定的時間內(nèi)進行連續(xù)施加內(nèi)掰力。4測試主試點擊測試與分析軟件頁面的結(jié)束測試按鈕，將測試數(shù)據(jù)保存在預(yù)先設(shè)定好的文件夾內(nèi)。5測試結(jié)束。實施例3 如圖6所示，操作者坐姿狀態(tài)下大腿與座椅面成17°、大腿與小腿成 170°時右腳腳蹬力測試。按以下步驟進行1測試主試將綜合測試與分析儀表1以及腳蹬力測試組件3安裝固定好，在側(cè)面的腳蹬力測試組件的數(shù)據(jù)接口 1066接入該測試組件的R232數(shù)據(jù)線。然后，讓受測者按測試要求保持大腿與座椅面成17°、大腿與小腿成170°的姿勢，并將擬施力的腳面放在腳蹬板3021上。2測試主試打開儀表側(cè)面的總電源開關(guān)1063，按下工控計算機啟動按鈕，進入 Windows系統(tǒng)桌面后，按下腳蹬力測試的選擇按鈕；點擊數(shù)據(jù)測試與分析軟件的菜單選項， 進入測試頁面，根據(jù)提示，記錄受測者的身高、年齡等信息后，點擊測試開始。3受測者按測試規(guī)定的要求在規(guī)定的時間內(nèi)進行連續(xù)施加腳蹬力。4測試主試點擊測試與分析軟件頁面的結(jié)束測試按鈕，將測試數(shù)據(jù)保存在預(yù)先設(shè)定好的文件夾內(nèi)。5測試結(jié)束。
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權(quán)利要求
1.一種人體肢體施力測試儀，其特征在于，包括綜合測試與分析儀表、內(nèi)/外掰力測試組件和腳蹬力測試組件；綜合測試與分析儀表用于選擇肢體施力類型、顯示選擇狀態(tài)以及采集各肢體施力數(shù)據(jù)信號并進行分析與處理，同時測試受測者立/坐姿狀態(tài)時的推/拉力、提舉/下壓力、指捏力、指壓力以及旋擰力的施力特性，并提供儀表的固定孔；內(nèi)/外掰力測試組件，用于立姿/ 坐姿狀態(tài)下受測者單手前臂與上臂成規(guī)定的夾角時，測試向身體內(nèi)側(cè)的內(nèi)掰力或向身體外側(cè)的外掰力，并將測試的數(shù)據(jù)信號傳向綜合測試與分析儀表；腳蹬力測試組件，用于測試受測者坐姿狀態(tài)下單腿的大腿與椅面、大腿與小腿呈現(xiàn)規(guī)定的角度時，測試單腿的蹬力，并將測試的數(shù)據(jù)信號傳向綜合測試與分析儀表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體肢體施力測試儀，其特征在于，所述的綜合測試與分析儀表包括工控計算機、推/拉力測試組件、旋/擰力測試組件、指捏/指壓力測試組件、 力量類型選擇開關(guān)、狀態(tài)顯示燈、儀表裝配盒以及數(shù)據(jù)處理與分析軟件；所述的工控計算機內(nèi)置在儀表裝配盒中，工控計算機選用通用工控機，設(shè)有液晶屏和觸摸屏；所述的儀表裝配盒設(shè)有四個儀表固定孔，儀表面板的兩側(cè)還設(shè)有兩個L形把手，側(cè)面設(shè)有220V交流電源插槽、總電源開關(guān)、USB數(shù)據(jù)接口、保險絲更換槽、腳蹬力測試組件數(shù)據(jù)接口、內(nèi)/外掰力測試組件的數(shù)據(jù)接口 ；電源插槽用于外接220V交流電源，總電源開關(guān)用于開啟儀表裝配盒的電源，USB數(shù)據(jù)接口用于將測試數(shù)據(jù)拷貝至其他存儲設(shè)備，保險絲更換槽用于防止工作時外接交流電源的過流保護，腳蹬力測試組件數(shù)據(jù)接口用于連接該組件的數(shù)據(jù)線，內(nèi)/外掰力測試組件的數(shù)據(jù)接口用于連接該組件的數(shù)據(jù)線；所述的推/拉力測試組件包括推/拉力連桿、專用推/拉力采集器及數(shù)據(jù)線；通過推/ 拉力連桿將手臂推拉力傳遞至推/拉力采集器，專用推/拉力采集器對手臂推/拉力進行測量，對受力信號進行采樣、分析、計算后按推/拉力值顯示，同時通過數(shù)據(jù)線將推/拉力值傳至工控機，提供給數(shù)據(jù)處理與分析軟件；所述的旋擰力測試組件包括旋擰力測試手輪、專用腕扭力采集器及數(shù)據(jù)線，通過測試手輪將受測者的腕扭力傳遞至力專用腕扭力采集器，專用腕扭力采集器對受測者的旋擰力進行測量，對受力信號采樣、分析、計算后按扭力值顯示，同時通過數(shù)據(jù)線將扭力值傳至工控機，提供給數(shù)據(jù)處理與分析軟件；指捏/指壓力測試組件包括指壓力按鈕、專用壓指壓采集器和數(shù)據(jù)線，通過指壓力按鈕將指壓力傳遞至專用壓指壓采集器，專用壓指壓采集器對受測者手指的指捏/指壓力進行測量，對受力信號進行采樣、分析、計算后按壓力值顯示，同時通過數(shù)據(jù)線將壓力值傳至工控機，提供給數(shù)據(jù)處理與分析軟件；力量類型選擇開關(guān)包括一組6個按鈕，6個按鈕分別對應(yīng)工控機啟動與關(guān)閉、選擇推/ 拉力測試或提舉/下壓力、選擇內(nèi)/外掰力測試、選擇指捏/指壓力測試、選擇旋擰力測試、 選擇坐姿狀態(tài)下的腳蹬力測試；除工控機啟動與關(guān)閉按鈕外，其余5個選擇按鈕是聯(lián)動的， 即在同一時刻下，當某種力量類型的選擇按鈕被按下時，此刻已選的力量測試類型按鈕將被復(fù)位；狀態(tài)指示燈由一組六個LED燈組成，分別對應(yīng)力量類型選擇開關(guān)中電源及五種力量類型，燈亮表示所對應(yīng)的按鈕被按下，燈滅表示按鈕復(fù)位；數(shù)據(jù)處理與分析軟件的功能有一是設(shè)置測試參數(shù)并記錄被測者的身高、年齡、教育程度、籍貫、性別測試的初始信息；二是從測試數(shù)據(jù)采集口讀入各力量類型的測試數(shù)據(jù)；三是進行最大值、最小值、瞬間值、均值、方差、第1至第99之間任一百分位計算等描述性統(tǒng)計分析；四是實時顯示測試數(shù)據(jù)的變化曲線；五是進行力量類型的聚類分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體肢體施力測試儀，其特征在于，所述的內(nèi)/外掰力測試組件包括安裝底座A、內(nèi)/外掰連桿、專用的內(nèi)/外掰力采集器和R232串行數(shù)據(jù)線；安裝底座A開有四個標準安裝孔，內(nèi)/外掰連桿將受測者的內(nèi)/外掰力傳遞至內(nèi)/外掰力采集器；專用的內(nèi)/外掰力采集器中心線區(qū)開有滑槽，以固定內(nèi)/外掰連桿的運動方向，通過內(nèi)/外掰連桿將受測者的內(nèi)/外掰力傳遞至內(nèi)/外掰力采集器，內(nèi)/外掰力采集器對單手的內(nèi)/外掰力進行測量，對受力信號采樣、分析、計算后，通過R232串行數(shù)據(jù)線傳遞至綜合測試與分析儀表的內(nèi)/外掰力測試組件的數(shù)據(jù)接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人體肢體施力測試儀，其特征在于，所述的如圖4所示， 所述的腳蹬力測試組件包括安裝底座B、腳蹬連桿、專用的腳蹬力采集器和R232串行數(shù)據(jù)線；安裝底座B開有四個標準安裝孔；腳踏連桿包括腳蹬板和傳力桿，腳蹬板通過傳力桿連接腳蹬力采集器，腳蹬板將受測者的腳蹬力傳遞至腳蹬力采集器；專用的腳蹬力采集器中心線區(qū)開有滑槽，以固定腳蹬連桿的運動方向，通過腳蹬連桿將受測者的腳蹬力傳遞至腳蹬力采集器，腳蹬力采集器對單腿的腳蹬力進行測量，對受力信號采樣、分析、計算后，通過 R232串行數(shù)據(jù)線傳遞至綜合測試與分析儀表的腳蹬力測試組件的數(shù)據(jù)接口 ；腳蹬力采集器與水平的夾角在45° -90°之間調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人體肢體施力測試儀，能夠測試、顯示與分析受測者處于立姿或坐姿時其上肢單手推/拉力、提舉/下壓力、內(nèi)/外掰力、指捏力、指壓力、旋擰力及坐姿狀態(tài)下的腳蹬力，包括綜合測試與分析儀表、內(nèi)/外掰力測試組件和腳蹬力測試組件。其中，綜合測試與分析儀表用于測試受測者推/拉力、指捏/指壓力、提舉/下壓力、旋擰力，并能對各類測試力進行實時顯示以及統(tǒng)計處理與分析；內(nèi)/外掰力測試組件用于受測者單手內(nèi)/外掰力，并將所獲得的數(shù)據(jù)傳向綜合測試與分析儀表的數(shù)據(jù)接口。腳蹬力測試組件用于測試受測者呈規(guī)定姿勢時的腳蹬力，并將所獲得的數(shù)據(jù)傳向綜合測試與分析儀表的數(shù)據(jù)接口。
文檔編號A61B5/22GK102319081SQ20111024716
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者丁松濤, 周前祥, 柳忠起, 鄭曉慧 申請人:北京航空航天大學