CN207439586U - 一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，包括用于与人体表面贴合的感应片，所述感应片远离人体的一端设置有信息处理环，信息处理环与感应片连接，在信息处理环的内圈中设置有传力球，传力球与信息处理环的内圈连接并且始终保持处于水平状态，信息处理环外部设置有触点传感器，且传力球与触点触感器的触点接触。本实用新型的结构简单，能够自动的适应人体曲面的改变，根据接触面可以自由摆动，从而保证接触面能实时的贴合不同状态的人体表面，通过校准技术消除柔性连接的力干扰，从而保证测试的精确性，同时在测试过程中保护人体表面安全。

Description

一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构

技术领域

本实用新型涉及一种压力测试结构，具体涉及一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构。

背景技术

人类发展到今天，科技在各行各业已经取得了很大的突破，已经在造福人类上做出了很大的贡献；然而，人类对人体的了解还存在很多盲区，比如对人体的力学研究基本还处于初级认识阶段。

对于人体力学情况更精准的了解，将有助于在人体骨骼变形、脑瘫、半身不遂、瘫痪等疾病的研究；同时，能够为智能矫正支架、智能轮椅、人体恢复等行业产品提供更完善的理论数据。

目前对人体压力研究的使用的传感器主要为：电容式、压阻式、应变式以及近年出现的新型传感器，这些传感器用到人体身上时对于垂直压力，坐，卧都有不错的效果，但是他们都忽视了如下几个问题：

1、人体表面是一个不规则的曲面，同时这个不规则面是在时刻变化的，而传统传感器只能测试一个固定的确定的面；

2、对于有些需要长时间测量的人体，由于压力的作用容易造成人体表面受伤，对于研究造成一定的困难；

3、人体体表面的受力情况很复杂，这些传感器并不能精准的测量这些表面的受力情况，例如力学方向是这些传感器的共同缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有对人体表面进行压力测试的结构其测试不准确，而且还容易造成人体表面受伤，其目的在于提供一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，该测试结构能够自动的适应人体曲面的改变，将人体表面的压力情况进行准确的测试，同时在测试过程中保护人体表面安全。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，包括用于与人体表面贴合的感应片，所述感应片远离人体的一端设置有信息处理环，信息处理环与感应片连接，在信息处理环的内圈中设置有传力球，传力球与信息处理环的内圈连接并且始终保持处于水平状态，信息处理环外部设置有触点传感器，且传力球与触点触感器的触点接触。在进行人体压力测试时，都是将测试装置与人体表面进行贴合，目前较为常用的是薄膜压力传感器，将其贴在人体表面然后感受压力，将压力信号传输出来，甚至还会采用无线蓝牙传递给操作者，这种传感器质地柔软，为了将其与人体表面进行贴合，所以面积较大，会造成人体不舒适，而且由于人体弯曲或者移动等，会出现大面积的悬空状态，没有与人体表面进行完全贴合，在测试时存在真空区，无法进行准确测试。也有采用事先将薄膜压力传感器固定在硬质板材上来测量，虽然其强度增加了，但是由于单位面积较大硬质板材会造成人体表面受伤，而且无法与人体表面完全贴合，无法适应人体表面的变化，图1是传统压力测量技术在人直立和人体弯曲两个状态的工作过程实例图，可以看到在人直立时能够很好的检测到人体的侧向力，但是当人体曲面改变时，编号1和编号2两个位置出现两种不同的状况，编号1由于曲面的改变导致接触面基本处于悬空状况，这样测试到的数据显然有误，而编码2不仅造成测试数据有误，同时由于接触面嵌入皮肤，还会对人体造成伤害。

而本方案设计的自适应压力测试结构，通过人体曲面感应面，能够自动的实时的适应人体不规则的、随时变化的曲面从而解决变化的不规则曲面测试的问题，由于人体曲面感应面对于人体曲面的自适应，将能很好的和人体曲面贴合，不会造成人体表面受伤。通过感应面信息单元，能够实时的将感应面的相关信息输出，提供给开发者，开发者可以根据这些信息，可以准确的得到感应面感受的力的相关信息，从而解决多种受力情况同时出现的问题。

将感应片与人体接触的面命名为人体曲面感应面，其能够自动匹配人体曲面状体，这已经是现有技术，能够实现这种功能，当与一种状体的曲面相适应后，通过信息处理环可以输出曲面的相关信息，例如与初始状态的相比的角度差、感应面校准力等信息，并且通过设置在信息处理环的内圈中的传力球将压力通过触点传感器传递出来，由于传力球始终保持处于水平状态，这样触点触感器的触点感受到的压力信息准确，用户可以根据这些信息以及压力传感器采集到的压力信息，可以精确的得出力的相关信息。

图2是本实用新型的人体曲面感应面的工作过程图，本本实用新型的人体曲面感应面加入曲面角度调整部分，且该调整部分产生的力是可测量、可控的这里称为校准力；由于人体曲面感应面能够根据人体曲面的改变，自动的适应人体曲面的改变，这样不仅可以保证力检测的准确，而且不会对人体造成伤害。

如图5所示，信息处理环所具有的信息单元主要功能是，控制人体曲面感应面，自动匹配人体随时变化的曲面，同时将匹配好的人体曲面感应面的相关信息，比如，校准力、人体曲面感应面的角度差等信息输出给用户，以供用户根据不同的传感器开发使用。这是现有结构，能够在市面上之间购买到。

为了能够及时将人体曲面状态以及压力及时反馈出来，并且保持下部信息处理环、传力球和触点传感器的平稳，在信息处理环与感应片之间设置有若干根调节支腿，调节支腿的两端分别与信息处理环与感应片连接并且能够根据信息处理环与感应片之间的距离变化长度。调节支腿为无角度调节，一般优选调节支腿的数量为四根，且绕着信息处理环的中心均匀分布在同一圆周上，四根调节支腿呈十字形布置，实现了将感应片感受到的任何压力都及时传递出来，而调节支腿优选为弹簧，其能够适应信息处理环与感应片之间的距离变化自身长度，而将长度变化时产生的力传递到信息处理环，使得感应器产生相应方向的偏转。也可以采用其它能够进行长度的结构，具体结构和材料根据实际制造时选取。

为了将压力准确通过传递出来进行显示，在信息处理环和传力球之间设置有若干根传力装置，传力装置的一端均与信息处理环的内圈壁面固定，另一端均与传力球的外壁接触保持传力球处于水平状态。通过传力装置来防止传力球滚动，同时保持传力球处于水平状态，传力装置的数量优选为四根，且绕着传力球的中心均匀分布在同一平面中。四根装置呈十字形结构设计，而传力球位于十字形的中心处，传力球采用金属制成的实心球，在感应片随着人体表面变化而产生形变，其产生的压力通过信息处理环的倾斜而使得传力球产生倾斜，其具有滚动的倾向，为了保证传力球的水平，需要有力量来抵充这部分形变力，而触点传感器的接触锥始终与传力球的最低处接触，感受到传力球产生的压力变化而通过信号反馈出来，使得传力球在传力装置作用下保持水平，当感应片感受不到形变时，传力球此时也处于静止状态，触点传感器无压力变化输送，这种结构设计能够保证压力测试的准确性。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实用新型的结构简单，能够自动的适应人体曲面的改变，根据接触面可以自由摆动，从而保证接触面能实时的贴合不同状态的人体表面，通过校准技术消除柔性连接的力干扰，从而保证测试的精确性，同时在测试过程中保护人体表面安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为传统压力测量技术在人直立和人体弯曲两个状态的工作过程实例图；

图2为本实用新型的人体曲面感应面的工作过程图；

图3为本实用新型结构示意图；

图4为触点传感器的结构示意图；

图5为信息处理环的工作原理图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-感应片，2-调节支腿，3-信息处理环，4-传力球，5-传力装置，6-触点传感器，7-接触锥，8-防扰槽，9-外壳。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图3和图4所示，一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，将感应片1与人体表面贴合，感应片1的尺寸小，采用硬质材料制成，在感应片1远离人体的一端设置有信息处理环3，信息处理环3与感应片1之间设置有四根弹簧制成的调节支腿2，四根弹簧绕着信息处理环3的中心均匀分布在同一圆周上，调节支腿2的两端分别与信息处理环3与感应片1连接并且能够根据信息处理环3与感应片1之间的距离变化长度。而由于感应片1与信息处理环3的连接处于柔性连接状态，根据接触面可以自由摆动，从而保证接触面能实时的贴合不同状态的人体表面，通过校准技术消除柔性连接的力干扰，从而保证测试的精确性。

实施例2：

如图3和图4所示，在实施例1的基础上，本实施例在信息处理环3的内圈中设置有传力球4，信息处理环3和传力球4之间设置有四根传力装置5，四根传力装置5绕着传力球4的中心均匀分布在同一平面中，传力装置5的一端均与信息处理环3的内圈壁面固定，另一端均与传力球4的外壁接触保持传力球4处于水平状态，形成传力球4的自适应功能。金属制成的实心传力球4具有一定的重量，当感受到压力变化时其能够产生滚动趋势而及时将压力传递出来。

实施例3：

如图3和图4所示，在上述实施例的基础上，本实施例在信息处理环3外部设置有触点传感器6，触点传感器6安装在外壳9的顶面内凹形成的凹槽中，触点传感器6的外壁和凹槽的壁面之间形成防扰槽8，而传力球4最低处与触点触感器6顶部的接触锥7始终保持接触，在感应片1根据人体表面进行压力输送时，信息处理环3倾斜时，防扰槽8能够保证传力球4与接触锥7接触而其它部件不会与触点传感器6接触，从而防止这些干扰影响测试精度。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，其特征在于，包括用于与人体表面贴合的感应片(1)，所述感应片(1)远离人体的一端设置有信息处理环(3)，信息处理环(3)与感应片(1)连接，在信息处理环(3)的内圈中设置有传力球(4)，传力球(4)与信息处理环(3)的内圈连接并且始终保持处于水平状态，信息处理环(3)外部设置有触点传感器(6)，且传力球(4)与触点触感器(6)的触点接触。

2.根据权利要求1所述的一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，其特征在于，所述信息处理环(3)与感应片(1)之间设置有若干根调节支腿(2)，调节支腿(2)的两端分别与信息处理环(3)与感应片(1)连接并且能够根据信息处理环(3)与感应片(1)之间的距离变化长度。

3.根据权利要求2所述的一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，其特征在于，所述调节支腿(2)的数量为四根，且绕着信息处理环(3)的中心均匀分布在同一圆周上。

4.根据权利要求1所述的一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，其特征在于，所述信息处理环(3)和传力球(4)之间设置有若干根传力装置(5)，传力装置(5)的一端均与信息处理环(3)的内圈壁面固定，另一端均与传力球(4)的外壁接触保持传力球(4)处于水平状态。

5.根据权利要求4所述的一种自适应人体各种状态的不规则曲面压力测试结构，其特征在于，所述传力装置(5)的数量为四根，且绕着传力球(4)的中心均匀分布在同一平面中。