CN206058729U - 人体体动模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体公开了一种人体体动模拟系统，该系统包括人体体位模拟装置、安装于底板的微控制装置、与所述微控制装置通信连接的终端设备、与所述人体体位模拟装置连接的水平驱动装置和与所述人体体位模拟装置连接的垂直驱动装置以及分别与所述微控制装置、水平驱动装置和垂直驱动装置连接的供电装置。因此，本实用新型不仅能实现单一和多种体位的模拟，也能实现连续体位变换体动的模拟，有效提高了体位检测的准确性和工作效率。

Description

人体体动模拟系统

技术领域

本实用新型属于体动检测技术领域，尤其是涉及一种人体体动模拟系统。

背景技术

目前多通道生理参数监测越来越受到人们的关注，比如：多通道的睡眠呼吸监测仪，而对于人体体位的监测引起了人们的兴趣。而市场上的多通道的睡眠呼吸监测仪，均辅以体动检测作为一个判断标准。一般的体动监测都不尽其然，只能粗略的反应出五种体态，具体为：左侧卧，右侧卧，俯卧，仰卧，起身；但并不能完整描述睡眠时的体态，比如：右侧身仰卧与左侧身俯卧。而又对于高精度的体动监测可以识别高达九种体态，具体为：左侧仰卧，右侧仰卧，仰卧，左侧俯卧，右侧俯卧，俯卧，左侧卧，右侧卧，起身，为多通道的睡眠呼吸分析提供了有利的支持(例如：俯卧时会对心扉耦合的结果产生偏差)。目前没有相应的工作来支持研究时阈值的确定以及作为量产时的体动信号的检测工装。尤其对于睡眠障碍，睡眠障碍是很普遍的现象，经调查显示，很多人都患有睡眠方面的障碍或者和睡眠相关的疾病，成年人出现睡眠障碍的比例高达30％。因此，需要对睡眠质量和睡眠失调进行测量，如同诸如心率、呼吸率和体温的生命参数一样，在此类测量中身体体位和体动也是很重要的参数。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种人体体动模拟系统，不仅能实现单一和多种体位的模拟，也能实现连续体位变换体动的模拟，有效提高了体位检测的准确性和工作效率。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种人体体动模拟系统，该系统包括人体体位模拟装置、安装于底板的微控制装置、与所述微控制装置通信连接的终端设备、与所述人体体位模拟装置连接的水平驱动装置和与所述人体体位模拟装置连接的垂直驱动装置以及分别与所述微控制装置、水平驱动装置和垂直驱动装置连接的供电装置。

作为优选的，所述水平驱动装置包括步进电机Ⅰ和与所述步进电机Ⅰ电连接的细分驱动器Ⅰ，所述步进电机Ⅰ与所述人体体位模拟装置可动连接，所述细分驱动器Ⅰ与所述微控制装置连接。

作为优选的，所述垂直驱动装置包括步进电机Ⅱ和与所述步进电机Ⅱ电连接的细分驱动器Ⅱ，所述步进电机Ⅱ与所述人体体位模拟装置可动连接，所述细分驱动器Ⅱ与所述微控制装置连接。

作为优选的，所述人体体位模拟装置包括水平翻转体和垂直翻转体，其中所述水平翻转体包括安装于一支撑架上的水平翻转框和与所述水平翻转框一体连接的第一转轴，所述垂直翻转体包括与所述水平翻转框正交设置的垂直翻转框、用于安装具有检测人体体动功能装置的固定单元和与所述垂直翻转框一体连接的第二转轴。

作为进一步优选的，所述水平翻转框分为绝缘部和导体部，所述水平翻转框和所述垂直翻转框轴连接处为绝缘部，所述导体部分别与所述步进电机Ⅰ和所述细分驱动器Ⅰ电缆连接。

作为优选的，所述底板设有用于使所述人体体位模拟装置保持水平的第一校准装置和第二校准装置，其中所述第一校准装置与所述第二校准装置相互垂直。

作为优选的，所述底板四角处的下表面分别设有调平支脚，所述调平支脚可以上下调节所述底板的高度。

作为进一步优选的，所述支撑架的高度大于所述垂直翻转体与所述第二转轴相交两点之间距离。

作为进一步优选的，所述垂直翻转体与所述第二转轴相交两点之间距离小于所述水平翻转体与所述第一转轴相交两点之间距离和所述垂直驱动装置中步进电机长度之和。

采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：

1、本实用新型相比现有技术具有能保证研发阶段及生产阶段精确量化或模拟各个体位的持续时间；

2、本实用新型相比现有技术具有能保证研发阶段及生产阶段精确量化或模拟两体位之间切换所耗时间；

3、本实用新型有利于实现在产线批量生产时的体位或连续体位变化的检验，从而提高了体动信号的检测效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型实施例所述人体体动模拟系统的基本框架示意图；

图2是本实用新型实施例所述人体体动模拟系统的具体结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述垂直翻转体的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述人体体位模拟装置的物理模型示意图。

附图标记：

10-人体体位模拟装置，11-支撑架，12-水平翻转体，121-水平翻转框，1211-绝缘部，1212-导体部，122-第一转轴，13-垂直翻转体，131-第二翻转框，132-固定单元，133-第二转轴，14-具有检测人体体动功能装置，15-体位监测装置，20-微控制装置，30-终端设备，40-供电装置，50-水平驱动装置，51-步进电机Ⅰ，52-细分驱动器Ⅰ，60-垂直驱动装置，61-步进电机Ⅱ，62-细分驱动器Ⅱ，70-底板，71-第一校准装置，72-第二校准装置，73-调平支脚。

具体实施方式

现有的体位模拟器一般只能单一的模拟某种体态情况，无法精确模拟连续的体位变化情况例如两种体位变化间隔的时间、连续体位变化的频率，所以需要依靠自动化测试设备来模拟，既可以实现单一体位的模拟，也可以实现连续体位变换体动的模拟，以及可以准确模拟出两次体动的间隔，单个体位持续时间等等。通常情况下，体位是指人体在某种状态(主要包括站、行、坐、躺等活动)下的身体动态展示。体动是指不同体位间的连续变化的动态展示。在如下实施例中，以所述水平翻转体模拟人体水平方向的体位，所述垂直翻转体模拟人体垂直方向的体位为例。以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供了一种人体体动模拟系统，该系统包括人体体位模拟装置10、安装于底板70的微控制装置20、与所述微控制装置20通信连接的终端设备30、与所述微控制装置20连接的供电装置40、与所述人体体位模拟装置10连接的水平驱动装置50和与所述人体体位模拟装置10连接的垂直驱动装置60。

所述水平驱动装置50包括步进电机Ⅰ51和与所述步进电机Ⅰ51电连接的细分驱动器Ⅰ52，所述步进电机Ⅰ51与所述人体体位模拟装置10可动连接，所述细分驱动器Ⅰ52与所述微控制装置20连接。

所述垂直驱动装置60包括步进电机Ⅱ61和与所述步进电机Ⅱ61电连接的细分驱动器Ⅱ62，所述步进电机Ⅱ61与所述人体体位模拟装置10可动连接，所述细分驱动器Ⅱ62与所述微控制装置20连接。

所述人体体位模拟装置10包括水平翻转体12和垂直翻转体13，其中所述水平翻转体12包括安装于一支撑架11上的水平翻转框121和与所述水平翻转框121一体连接的第一转轴122，所述垂直翻转体13包括与所述水平翻转框121正交设置的垂直翻转框131、用于安装具有检测人体体动功能装置14和体位监测装置15的固定单元132和与所述垂直翻转框131一体连接的第二转轴133。

在本发明实施例中所述第二翻转体13的固定单元132上还设置有体位监测装置15，用于检测所述人体体动模拟系统中人体体位模拟装置的体位模拟位置是否准确到位。该体位监测装置15可以通过无线传输方式将监测体位信息发送至微控制装置20，从而将所述体位模拟装置10是否设置到位。

由于所述水平翻转体12和所述垂直翻转体13均与所述驱动装置连接，而驱动装置工作时处于通电状态，而为了避免防止漏电和线缆缠绕以及由于漏电而对模拟环境产生影响。在本发明实施例中，所述水平翻转框121分为绝缘部1211和导体部1212，所述水平翻转框121和所述垂直翻转框131轴连接处为绝缘部1211，所述导体部1212分别与所述步进电机Ⅰ51和所述细分驱动器Ⅰ52电缆连接。在本发明实施例中具体为所述步进电机Ⅱ61的正负极导线分别与所述水平翻转框121的导体部1212电连接，而支撑架11一端与所述水平翻转框121的导体部1212电连接，支撑架11的另一端与所述细分驱动器Ⅱ62的一端电连接。由于在本发明实施例中由步进电机Ⅱ61、正极导线、导体部1212、支撑架11、正极导线、细分驱动器Ⅱ62、负极导线、支撑架11、导体部1212、负极导线、步进电机Ⅱ61构成一个电流回路，因此所述水平翻转框121和所述垂直翻转框131轴连接处为务必彼此绝缘，从而将水平翻转框121分隔成导电的导体部。

所述底板70设有用于使所述人体体位模拟装置10保持水平的第一校准装置71和第二校准装置72，其中所述第一校准装置71与所述第二校准装置72相互垂直。这样保证了在实际操作过程中人体体位模拟装置的安装或摆放能处于标准平衡状态。所述底板70四角处的下表面分别设有调平支脚73，所述调平支脚73可以上下调节所述底板的高度。因此，本发明实施例通过调平支脚73进行调整，从而保证不同使用环境初始状态的一致。

为了不影响翻转以及达到使用目的，所述支撑架11的高度大于所述垂直翻转体12与所述第二转轴133相交两点之间距离；所述垂直翻转体13与所述第二转轴133相交两点之间距离小于所述水平翻转体12与所述第一转轴122相交两点之间距离和所述垂直驱动装置60中步进电机长度之和。

如图4所示，在本实用新型实际操作中，对于选装所述具有检测人体体动功能装置14安装要依照如图所示的“箭头”的头部方向假设为人体上半身，而箭头”的尾部方向假设人体下半身。另外，水平翻转体与垂直翻转体可以分别简化为图4所示的XZ平面和YZ平面，其中所述沿Y轴在XZ平面的旋转角度为α，所述沿X轴在YZ平面的旋转角度为β。

因此，通过本实用新型实施例能够模拟人体多种种体姿，并预先设定调试准确后可以用作检测人体体姿的工装，将待测设备(具有检测人体体动功能装置)采集到的数据与终端设备预设的数据参数进行对比，从而能不仅方便准确地确定体位或体动的阀值，而且也能实现量产后的人体体姿的检测。

上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种人体体动模拟系统，其特征在于，该系统包括人体体位模拟装置(10)、安装于底板(70)的微控制装置(20)、与所述微控制装置(20)通信连接的终端设备(30)、与所述人体体位模拟装置(10)连接的水平驱动装置(50)、与所述人体体位模拟装置(10)连接的垂直驱动装置(60)以及分别与所述微控制装置(20)、水平驱动装置(50)和垂直驱动装置(60)连接的供电装置(40)。

2.根据权利要求1所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述水平驱动装置(50)包括步进电机Ⅰ(51)和与所述步进电机Ⅰ(51)电连接的细分驱动器Ⅰ(52)，所述步进电机Ⅰ(51)与所述人体体位模拟装置(10)可动连接，所述细分驱动器Ⅰ(52)与所述微控制装置(20)连接。

3.根据权利要求2所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述垂直驱动装置(60)包括步进电机Ⅱ(61)和与所述步进电机Ⅱ(61)电连接的细分驱动器Ⅱ(62)，所述步进电机Ⅱ(61)与所述人体体位模拟装置(10)可动连接，所述细分驱动器Ⅱ(62)与所述微控制装置(20)连接。

4.根据权利要求3所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述人体体位模拟装置(10)包括水平翻转体(12)和垂直翻转体(13)，其中所述水平翻转体(12)包括安装于一支撑架(11)上的水平翻转框(121)和与所述水平翻转框(121)一体连接的第一转轴(122)，所述垂直翻转体(13)包括与所述水平翻转框(121)正交设置的垂直翻转框(131)、用于安装具有检测人体体动功能装置(14)和体位监测装置(15)的固定单元(132)和与所述垂直翻转框(131)一体连接的第二转轴(133)。

5.根据权利要求4所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述水平翻转框(121)分为绝缘部(1211)和导体部(1212)，所述水平翻转框(121)和所述垂直翻转框(131)轴连接处为绝缘部(1211)，所述导体部(1212)分别与所述步进电机Ⅰ(51)和所述细分驱动器Ⅰ(52)电缆连接。

6.根据权利要求1所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述底板(70)设有用于使所述人体体位模拟装置(10)保持水平的第一校准装置(71)和第二校准装置(72)，其中所述第一校准装置(71)与所述第二校准装置(72)相互垂直。

7.根据权利要求1所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述底板(70)四角处的下表面分别设有调平支脚(73)，所述调平支脚(73)可以上下调节所述底板的高度。

8.根据权利要求4所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述支撑架(11)的高度大于所述垂直翻转体(12)与所述第二转轴(133)相交两点之间距离。

9.根据权利要求4所述的人体体动模拟系统，其特征在于，所述垂直翻转体(13)与所述第二转轴(133)相交两点之间距离小于所述水平翻转体(12)与所述第一转轴(122)相交两点之间距离和所述垂直驱动装置(60)中步进电机Ⅱ(61)长度之和。