CN105841872B - 一种骑行脚踏三维测力台 - Google Patents

一种骑行脚踏三维测力台 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种骑行脚踏三维测力台，包括脚踏面板、底座和传感器；所述脚踏面板沿左右方向延伸，所述脚踏面板的表面设有脚踏部，当人在骑行时，足部踏在所述脚踏部上；所述底座包括位于脚踏面板下方且沿左右方向延伸的支撑板和位于支撑板侧边且沿上下方向延伸的连接板，所述连接板上设有连接部，所述连接部用于与自行车的曲柄相连接，且所述连接部与脚踏部处在同一高度上；所述传感器安装在脚踏面板和支撑板之间，所述传感器用于检测脚踏面板所受到的外力。本发明保证测试骑行状态与正常的骑行状态是一致的；同时利用传感器，有效检测出脚踏面板所受到的外力，从而就检测出人在正常骑行时对脚踏施加的力及压心的位置。

Description

一种骑行脚踏三维测力台
技术领域
本发明涉及一种三维测力台，特别是涉及一种用于检测人在骑行时对脚踏施加力的情况的三维测力台。
背景技术
人在站立、行走或奔跑时，会通过足部先对地面施加一个力，同时地面会对人体施加反向作用力，从而使人体实现站立、行走或奔跑等动作。且足部对地面施加的这种矢量力、以及地面对人体产生的反向作用力是三维的，通常由一个沿竖直方向的分力和两个沿水平方向的分力组成。
而人在骑自行车时，是通过足部直接对脚踏施力，进而经自行车自身的传动机构的传动作用、最后带动车轮转动。同样，人在骑自行车时，也会受到脚踏施加的反向作用力。相关研究人员需要分析该反向作用力对人体下肢三关节(髋关节、膝关节和踝关节)所产生的影响，这就需要掌握该脚踏产生反向作用力的大小、以及反向作用力质心的位置。根据力学原理，如果能检测出人在骑自行车时，其足部对脚踏施加的力，就可以掌握脚踏对人体所产生的反向作用力。因此，我们需要一种能检测出人在骑行时，足部对脚踏施力的情况(包括对脚踏施力大小、以及施力的质心位置)的设备。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于检测人在骑行时对脚踏施加的力的骑行脚踏三维测力台。
为实现上述目的，本发明提供一种骑行脚踏三维测力台，包括：
脚踏面板，沿左右方向延伸，所述脚踏面板的表面设有脚踏部，当人在骑行时，足部踏在所述脚踏部上；
底座，包括位于脚踏面板下方且沿左右方向延伸的支撑板和位于支撑板侧边且沿上下方向延伸的连接板，所述连接板上设有连接部，所述连接部用于与自行车的曲柄相连接，且所述连接部与脚踏部处在同一高度上；
传感器，安装在脚踏面板和支撑板之间，所述传感器用于检测脚踏面板所受到的外力。
进一步地，所述脚踏面板上安装有脚踏，所述脚踏的表面构成所述脚踏部。
进一步地，所述脚踏面板上设有沿上下方向延伸的外限位凸起，所述外限位凸起与脚踏的外侧壁相抵靠。
进一步地，所述外限位凸起与脚踏通过螺栓相连接。
进一步地，所述脚踏面板上设有沿上下方向延伸的内限位凸起，所述内限位凸起嵌在脚踏的缺口中。
进一步地，所述脚踏面板上设有沿上下方向延伸的支撑凸起，所述支撑凸起的上端面与脚踏相抵靠。
进一步地，所述脚踏面板上设有沿前后方向延伸的凹槽，所述凹槽与脚踏下表面的脚踏凸起相抵靠。
进一步地，所述连接板上设有电缆安装孔，所述电缆安装孔用于穿设与传感器相连接的电缆线。
进一步地，所述连接板上端设有过渡斜面。
进一步地，所述传感器有多个。
如上所述，本发明涉及的一种骑行脚踏三维测力台，具有以下有益效果：
本发明中的连接部与脚踏部处在同一高度上，连接部用于与自行车的曲柄相连接，当进行骑行测试时，足部踏在脚踏部上，此时的骑行状态与正常的骑行状态是一致的，因此，骑行测试时脚踏面板所受到的力与人在正常骑行时给脚踏施加的力也是相同的；同时，本发明利用安装在脚踏面板和支撑板之间传感器，能有效检测出脚踏面板所受到的外力，从而也就检测出人在正常骑行时对脚踏施加的力。
附图说明
图1为本发明中一种骑行脚踏三维测力台的立体图。
图2为本发明中一种骑行脚踏三维测力台的正视图。
图3为图2的后视图。
图4为本发明中一种骑行脚踏三维测力台的左视图。
图5为本发明中脚踏安装在脚踏面板上的正视图。
图6为图5的俯视图。
图7为本发明中脚踏面板的俯视图。
元件标号说明
1 脚踏面板
11 脚踏部
12 脚踏
121 缺口
122 脚踏凸起
13 外限位凸起
131 限位面
132 第一连接孔
133 扩大槽
14 内限位凸起
141 间隙
15 支撑凸起
151 第二连接孔
16 凹槽
17 支撑台阶
2 底座
21 支撑板
22 连接板
221 连接部
222 电缆安装孔
223 过渡斜面
224 接头安装孔
225 接头
3 传感器
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明实施例中：如图2所示，将纸面的上下方向定义为上下方向；如图2所示，将纸面的左右方向定义为左右方向；如图4所示，将纸面的左右方向定义为前后方向；
如图1至图6所示，本发明提供一种骑行脚踏三维测力台，包括：
脚踏面板1，沿左右方向延伸，脚踏面板1的表面设有脚踏部11，当人在骑行时，足部踏在脚踏部11上；
底座2，包括位于脚踏面板1下方且沿左右方向延伸的支撑板21和位于支撑板21侧边且沿上下方向延伸的连接板22，连接板22上设有连接部221，连接部221用于与自行车的曲柄相连接，且连接部221与脚踏部11处在同一高度上；
传感器3，安装在脚踏面板1和支撑板21之间，传感器3用于检测脚踏面板1所受到的外力。
本发明在使用时，需先将底座2上的连接部221与自行车的曲柄相连接，由于本申请中连接部221与脚踏部11处在同一高度上，因此，本申请中的脚踏部11结合连接部221相当于脚踏12；这样，在骑行测试时人的足部给脚踏部11、以及脚踏面板1施力的情况，与在正常骑行时足部给脚踏12施力的情况是一致的。同时，本发明在脚踏面板1的下方安装有传感器3，利用该传感器3能检测出在骑行测试时脚踏面板1所受到的外力、即足部给脚踏部11、以及脚踏面板1施加的力，从而也就获得人在正常骑行时，足部对脚踏12施力的情况。
如图1至图7所示，本实施例中脚踏面板1、和支撑板21均呈矩形；本实施例中连接板22呈三角形、且连接板22的上端处呈圆角结构。同时，如图4所示，本实施例中底座2为一体式结构。另外，连接板22邻近上端处设有接头安装孔224，并在接头安装孔224中安装有带外螺纹的接头225，该接头225用于与自行车的曲柄相连接，接头225构成上述连接部221。另外，连接板22上端的前侧面设有过渡斜面223，利用该过渡斜面223能有效避免在进行骑行测试时、连接板22上端对足部造成滑伤等。
如图1至图4所示，本发明中设置有多个传感器3，通过对多个传感器3检测到的数据进行分析，进而得出脚踏面板1上所受力的分布情况，并计算得出所受合力的大小、以及质心位置。本实施例中，如图1至图4所示，传感器3有4个，且4个传感器3分别位于支撑板21的四个边角处。本实施例中传感器3选用的是三向力传感器。另外，如图3所示，连接板22上设有两个沿前后方向延伸的电缆安装孔222，该两个电缆安装孔222用于穿设与传感器3相连接的电缆线。同时，为方便电缆线穿过电缆安装孔222，本实施例中两个电缆安装孔222在高度方向的开设位置与传感器3的位置相对应。且两个电缆安装孔222分别位于连接板22的左右两端处。
如图5和图6所示，本发明在脚踏面板1上安装有脚踏12，在进行骑行测试时，足部踏在脚踏12的上表面上，脚踏12构成所述脚踏部11。本发明通过直接在脚踏面板1上安装脚踏12的方式，使得在利用本发明进行骑行测试时、足部对脚踏部11的施力情况，与正常骑行时足部对脚踏12的施力情况一致；同时，此种结构形式也便于实施。
如图1至图7所示，脚踏面板1上设有沿上下方向延伸的外限位凸起13，外限位凸起13与脚踏12的外侧壁相抵靠，本发明利用该外限位凸起13对脚踏12具有限位作用。如图1、图6和图7所示，为有效防止脚踏12沿前后方向移动，本实施例中外限位凸起13有两个，分别位于脚踏12的前后两侧。同时，本实施例中脚踏12选用的是专业骑行脚踏，如图6所示，从俯视角度看，脚踏12的左端呈锥形结构。因此，本实施例中的两个外限位凸起13与脚踏12相抵靠的位置位于脚踏12锥形部的中部处，且两个外限位凸起13上与脚踏12相抵靠的限位面131为斜面结构，以保证限位面131与脚踏12外侧壁完全贴合；这样，两个外限位凸起13不仅能限制脚踏12沿前后方向移动、同时也能有效限制脚踏12向左移动。另外，如图5所示，在本实施例中外限位凸起13与脚踏12通过螺栓相连接、具体通过六角螺栓连接。如图1所示，外限位凸起13上设有第一连接孔132，第一连接孔132为螺纹孔、用于安装六角螺栓。且外限位凸起13在第一连接孔132一端设有扩大槽133，该扩大槽133用于嵌入六角螺栓的安装部。
另外，如图6所示，鉴于脚踏12的左端具有缺口121的结构特征，本发明中脚踏面板1上还设有沿上下方向延伸的内限位凸起14，内限位凸起14嵌在脚踏12的缺口121中。为便于加工，内限位凸起14在左右方向上的位置与外限位凸起13的位置相对应。这样，如图7所示，两个外限位凸起13与内限位凸起14之间具有两条间隙141，且两条间隙141在俯视状态下呈八字形。
如图1、图5和图7所示，脚踏面板1上设有沿前后方向延伸、且向下凹陷的凹槽16，凹槽16的截面呈弧形。脚踏12下表面的脚踏凸起122嵌在该凹槽16中、并与凹槽16紧密贴合。同时，如图1、图5至图7所示，脚踏面板1上设有沿上下方向延伸的支撑凸起15，支撑凸起15的上端面与脚踏12相抵靠，且两者间的抵靠位置位于脚踏凸起122的右侧。另外，如图1所示，脚踏面板1在凹槽16的左侧设有向上凸出的支撑台阶17，该支撑台阶17与脚踏12相抵靠；且支撑台阶17位于两个外限位凸起13之间。另外，如图6所示，支撑凸起15通过两个螺栓与脚踏12固接。如图1和图7所示，支撑凸起15上端面设有两个第二连接孔151，这两个第二连接孔151均为螺纹孔、以安装螺栓。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种骑行脚踏三维测力台，其特征在于，包括：
脚踏面板(1)，沿左右方向延伸，所述脚踏面板(1)的表面设有脚踏部(11)，当人在骑行时，足部踏在所述脚踏部(11)上；
底座(2)，包括位于脚踏面板(1)下方且沿左右方向延伸的支撑板(21)和位于支撑板(21)侧边且沿上下方向延伸的连接板(22)，所述连接板(22)上设有连接部(221)，
所述连接部(221)用于与自行车的曲柄相连接，且所述连接部(221)与脚踏部(11)处在同一高度上；
传感器(3)，安装在脚踏面板(1)和支撑板(21)之间，所述传感器(3)用于检测脚踏面板(1)所受到的外力。
2.根据权利要求1所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述脚踏面板(1)上安装有脚踏(12)，所述脚踏(12)的表面构成所述脚踏部(11)。
3.根据权利要求2所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述脚踏面板(1)上设有沿上下方向延伸的外限位凸起(13)，所述外限位凸起(13)与脚踏(12)的外侧壁相抵靠。
4.根据权利要求3所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述外限位凸起(13)与脚踏(12)通过螺栓相连接。
5.根据权利要求2所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述脚踏面板(1)上设有沿上下方向延伸的内限位凸起(14)，所述内限位凸起(14)嵌在脚踏(12)的缺口(121)中。
6.根据权利要求2所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述脚踏面板(1)上设有沿上下方向延伸的支撑凸起(15)，所述支撑凸起(15)的上端面与脚踏(12)相抵靠。
7.根据权利要求2所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述脚踏面板(1)上设有沿前后方向延伸的凹槽(16)，所述凹槽(16)与脚踏(12)下表面的脚踏凸起(122)相抵靠。
8.根据权利要求1所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述连接板(22)上设有电缆安装孔(222)，所述电缆安装孔(222)用于穿设与传感器(3)相连接的电缆线。
9.根据权利要求1所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述连接板(22)上端设有过渡斜面(223)。
10.根据权利要求1所述骑行脚踏三维测力台，其特征在于：所述传感器(3)有多个。
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