CN211506918U - 一种人主体仿真运动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人主体仿真运动系统，包括运动平台、人体平台、竖向轨道、竖向驱动装置、横向摇摆驱动装置和控制装置；人体平台铰接安装于运动平台上，运动平台设置在竖向轨道上，竖向驱动装置传动连接所述运动平台用于驱动其沿竖向轨道作竖直方向的运动；横向摇摆驱动装置传动连接人体平台用于驱动其绕铰接点做横向摇摆运动；人体平台包括底座、仿真人体模型和义乳，仿真人体模型可拆卸地安装在底座上，义乳可拆卸地安装在仿真人体模型上。人体平台的运动由竖直方向的往复运动和水平方向的摇摆运动合成，可模拟真实人体跑步时胸部呈水平“∞”的运动轨迹，进一步通过在不同义乳上佩戴不同文胸可以实现量化评价文胸对女性乳房的保护作用。

Description

一种人主体仿真运动系统

技术领域

本实用新型涉及人主体运动仿真系统技术领域，特别是涉及一种用于模拟人体运动状态的人主体仿真运动系统。

背景技术

近年来，健身美体已经在社会群体中成为一股潮流，由于人体乳房没有骨骼的支撑，女性在运动过程中往往会感到胸部不适，严重的时候可能会对乳房的弹性组织造成不可逆转的伤害，危及女性的身体健康。运动文胸能够较好的支撑乳房防止其被拉伸，对胸部起到较好的提拉和保护作用。但是，如何评价佩戴文胸对女性运动过程中乳房的保护作用，目前国内外并没有特别准确且重现的方法。文胸的生产者和设计者、购买文胸的普通消费者，都想知道穿着文胸对乳房的保护作用到底是什么、有多少，并据此来选择佩戴合适的文胸。众所周知，文胸罩杯的尺寸是根据罩杯的深度来进行分类的，并按照胸围与乳下围的差值来区别的，但这并非是全部标准。而且乳房的形态不同，在运动过程中，其运动轨迹也不同，有的产生左右、前后晃动，有的产生上下晃动，如何准确监测这些运动，目前国内外并无成熟的检测方法，因此也无法准确评价在运动过程中文胸对女性乳房的保护作用。

目前常规的研究胸部运动状态主要是以真人佩戴上身内衣作为研究对象，收集乳房的运动数据并进行统计分析。这种研究方法存在以下弊端：(1)不同女性胸部的大小和形状存在差异；(2)不同女性的体型和健康状况不同，运动步态也不同；(3)真人体运动受环境和条件干扰大，数据重现度低，难以量化研究获得大数据规律。

公开号为CN103445787A的中国专利公开了一种评价文胸对女性乳房保护作用的方法：利用模拟真人运动的胸模，通过检测胸模在佩戴文胸前后，其胸部的运动轨迹变化来评价所佩戴文胸对女性乳房的保护作用。还提供了一种评价女性乳房保护作用的装置，包括固定在运动平台上的胸模以及与计算机相连的红外摄像机，胸模的胸部上涂有红外发光材料。所述的运动平台包括运动平台、横向轨道、横向摇摆驱动装置、连接在所述横向轨道底部的横向平台、纵向轨道、纵向驱动装置以及连接在所述纵向轨道底部的纵向平台；所述运动平台设置在所述横向轨道上，且能够沿所述横向轨道运动，所述横向摇摆驱动装置与所述运动平台相连；所述横向平台设置在所述纵向轨道上，且能够沿所述纵向轨道运动，所述纵向轨道与所述横向轨道相垂直，所述纵向驱动装置连接在所述横向平台上。所述纵向平台的下方设置能够上下振动的振动装置，所述横向摇摆驱动装置、所述纵向驱动装置和所述振动装置均与所述计算机相连。

上述专利通过一个横向运动、一个纵向运动和一个上下振动三个维度的运动来模拟人体的真实运动，虽然乳房的运动是三维的，但通过真实人体的运动测试发现，乳房的上下运动和左右运动的幅度较大，前后运动相对较小，评判运动文胸控制乳房的运动效果以及研究乳房的运动，乳房的上下运动和左右运动起了决定性的作用；申请人基于对真实人体的运动研究发现：女性在运动时，其乳房的运动轨迹基本呈水平的“∞”形。另外，上述专利的胸模是固定尺寸的，无法模拟不同形状、大小的女性乳房的运动状态，从而使对运动轨迹的分析结果存在局限性。故本实用新型基于对真实人体运动时胸部的运动轨迹的研究基础上，通过模拟人体上下和左右运动的真实轨迹而开发了一种仿真运动系统。运动系统的仿真人体模型是可以更换不同型号的，仿真人体模型上的义乳也是可以更换不同的尺码，义乳的运动速度和运动幅度则可以通过控制系统进行调节，从而可以更精准地模拟出不同人体、不同义乳在各种运动状态下的运动轨迹，可以非常真实反应出人体胸部的运动状态，还可以通过佩戴不同形状、大小的和义乳匹配的文胸，可以比较全面的模拟出女性乳房的运动轨迹，进而掌握配套的文胸对乳房的保护作用。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的第一个目的是提供一种人主体仿真运动系统，用于模拟人体的真实运动状态。

针对第一个目的，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种人主体仿真运动系统，包括运动平台、人体平台、竖向轨道、竖向驱动装置、横向摇摆驱动装置和控制装置；

所述人体平台铰接安装于所述运动平台上，所述运动平台设置在所述竖向轨道上，所述竖向驱动装置传动连接所述运动平台用于驱动所述运动平台和所述人体平台沿所述竖向轨道作竖直方向的运动；所述横向摇摆驱动装置传动连接所述人体平台用于驱动其绕铰接点做水平方向的横向摇摆运动；

所述控制装置连接所述竖向驱动装置和所述横向摇摆驱动装置，用于竖向运动和横向摇摆运动频率的控制。

进一步的，所述人体平台包括仿真人体模型、义乳和人台底座，所述仿真人体模型可拆卸地安装于所述人台底座上，所述义乳可拆卸地安装于所述仿真人体模型上。

进一步的，所述竖向驱动装置包括竖向动力单元和竖向传动机构，所述竖向传动机构设置多个档位用于实现所述运动平台的竖向运动幅度的调节。

进一步的，所述竖向传动机构包括竖向运动曲柄和竖向运动连杆，所述竖向运动曲柄连接竖向驱动装置的输出端实现扭矩的传递，所述竖向运动连杆的另一端连接所述运动平台，所述竖向运动曲柄上设置多个档位孔，通过将所述竖向运动连杆铰接安装在不同的档位孔内，可以调节所述运动平台的竖向运动幅度。

进一步的，所述运动平台包括运动立杆和竖向运动横梁，所述运动立杆上安装有滑块，所述滑块可移动地连接所述竖向轨道，所述人体平台的底部铰接安装于所述竖向运动横梁上，所述竖向驱动装置传动连接所述竖向运动横梁，用于驱动所述人体平台沿所述竖向轨道作竖直方向的往复运动。

进一步的，所述横向摇摆驱动装置包括横向动力单元，所述横向动力单元通过曲柄摇杆机构传动连接所述人体平台，进而驱动所述人体平台作横向摇摆运动。

进一步的，所述人体平台在水平方向的运动速度是其在竖直方向运动速度的1/2。

进一步的，所述竖向驱动装置和横向摇摆驱动装置的输出速度通过所述控制装置实现自动控制。

进一步的，所述人体平台由金属钢丝按中国标准女性人体1：1制作而成，所述义乳可根据需要调整成不同的大小和形状。

本实用新型的另一个目的是提供一种利用上述人主体仿真运动系统来评价文胸对女性乳房保护作用的方法，进而实现量化评价文胸对女性乳房的保护作用，其特征在于：通过检测所述人主体仿真运动系统在配带文胸前后，其胸部的运动轨迹变化来评价所佩戴文胸对女性乳房的保护作用。

本实用新型的有益效果是：人体平台的运动由竖直方向的往复运动和水平方向的摇摆运动合成，可模拟真实人体跑步时胸部呈水平“∞”的运动轨迹；进一步，可通过竖向运动曲柄的档位孔调节人体平台在竖直方向的运动幅度，通过横向摇摆驱动装置、竖向驱动装置的运转频率来调节人体平台的运动频率，从而模拟人体的不同运动状态；另外，可以通过更换不同尺寸的人体平台、不同型号的义乳可以研究不同体型女性胸部的运动状态；进一步的，通过在义乳上可穿戴相对应尺寸的运动文胸，对比义乳在不佩戴和佩戴运动文胸的前后运动轨迹，可实现量化评价运动文胸对女性乳房的保护作用。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中竖向传动机构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中曲柄摇杆机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中人体平台及佩戴义乳的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中义乳的运动轨迹示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图4，本实用新型实施例包括：支撑座、运动平台、人体平台、竖向驱动装置、竖向轨道、横向摇摆驱动装置和控制装置；竖向驱动装置驱动人体平台作竖直方向的往复运动，横向摇摆驱动装置驱动人体平台作水平方向的往复摇摆运动，人体平台的运动由竖直方向的运动和水平方向的摇摆运动合成，可模拟真实人体跑步时胸部呈水平“∞”的运动轨迹。

支撑座包括底座(1)，立杆固定块a(201)和立杆固定块b(202)固定于底座(1)上，立杆固定块a(201)和立杆固定块b(202)均开有与立杆a(301)和立杆b(302)截面相同的插孔，立杆a(301)和立杆b(302)可插入立杆固定块a(201)和立杆固定块b(202)中进行固定，横梁(7)固定于立杆a(301)和立杆b(302)的顶端。

运动平台包括竖向运动横梁(13)、横向运动横梁(10)、运动立杆a(601)和运动立杆b(602)，竖向运动横梁(13)与横向运动横梁(10)平行设置且横向运动横梁(10)设于竖向运动横梁(13)的上方，运动立杆a(601)和运动立杆b(602)平行支承于横向运动横梁(10)与竖向运动横梁(13)之间，竖向轨道包括导轨a(401)、导轨b(402)、导轨c(403)和导轨d(404)；导轨a(401)和导轨b(402)固定于立杆a(301)上，导轨c(403)和导轨d(404)固定于立杆b(302)上，滑块a(501)和滑块b(502)固定于运动立杆a(601)上、滑块c(503)和滑块d(504)固定于运动立杆b(602)上，滑块a(501)滑动连接导轨a(401)、滑块b(502)滑动连接导轨b(501)、滑块c(503)滑动连接导轨c(403)、滑块d(504)滑动连接导轨d(404)，使运动平台可沿竖直轨道作竖直方向的往复运动。

竖向驱动装置包括竖向运动电机(19)，竖向运动电机(19)通过皮带(18)与安装于支架(17)上的传动带轮(16)连接，竖向运动电机(19)将扭矩传递给传动带轮(16)，传动带轮(16)再通过传动轴(20)驱动竖向运动曲柄(15)转动，竖向运动曲柄(15)通过带动竖向运动连杆(14)传动，竖向运动连杆(14)通过铰座铰接在横向运动横梁(13)上，从而推动竖向运动横梁(13)作竖直方向的往复运动。

人体平台包括：仿真人体模型(11)、人台底座(12)和义乳(23)，义乳(23)可拆卸地安装在仿真人体模型(11)上，仿真人体模型(11)则可拆卸地安装在人台底座(12)上，人台底座(12)再通过铰座铰接安装于竖向运动横梁(13)上；同时，竖向运动曲柄(15)上设置多个档位孔(21)，通过将竖向运动连杆(14)铰接在不同的档位孔(21)内，可以调整人体平台在竖直方向的运动幅度。

横向摇摆驱动装置包括横向摇摆电机(8)、曲柄连杆机构(9)和摇杆(22)，摇杆(22)的另一端连接人体平台底座(12)，横向摇摆电机(8)通过曲柄连杆机构(9)和摇杆(22)驱动人体平台底座(12)做左右摇摆运动，进而带动人体平台(11)和义乳(23)做左右摇摆运动；人体平台的运动方向由竖直方向的往复运动与水平方向的摇摆运动合成，可以更准确地模拟出人体运动时胸部呈水平“∞”的运动轨迹。

人体平台(11)由金属钢丝按中国标准女性人体1：1制作成型，可以通过更换不同尺寸的人体平台(11)、不同型号的义乳(23)来研究不同体型、不同胸部大小女性的运动状态。

控制装置通过PLC来控制竖向运动电机(19)和横向摇摆电机(8)的输出速度，从而模拟人体在不同激烈程度下的运动状态。本实施例中，控制装置通过PLC程序设定人体平台的横向运动速度是竖向运动速度的1/2，人体平台的竖向运动幅度调节后，控制装置可以自动对横向摇摆电机(8)的输出速度进行调节，使横向运动速度始终为竖向运动速度的1/2。

上述系统模拟的运行轨迹请参阅图5，通过在义乳(23)上安装位置传感器，并通过摄像机记录位置传感器的运动轨迹，得出其运动轨迹的形状如图5所示，贴合人体在真实运动中胸部呈水平“∞”的运动轨迹。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种人主体仿真运动系统，其特征在于，包括运动平台、人体平台、竖向轨道、竖向驱动装置、横向摇摆驱动装置和控制装置；

所述人体平台铰接安装于所述运动平台上，所述运动平台设置在所述竖向轨道上，所述竖向驱动装置传动连接所述运动平台用于驱动所述运动平台和所述人体平台沿所述竖向轨道作竖直方向的运动；所述横向摇摆驱动装置传动连接所述人体平台用于驱动其绕铰接点做水平方向的横向摇摆运动；

所述控制装置连接所述竖向驱动装置和所述横向摇摆驱动装置，用于竖向运动和横向摇摆运动频率的控制。

2.根据权利要求1所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述人体平台包括仿真人体模型、义乳和人台底座，所述仿真人体模型可拆卸地安装于所述人台底座上，所述义乳可拆卸地安装于所述仿真人体模型上。

3.根据权利要求1所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述竖向驱动装置包括竖向动力单元和竖向传动机构，所述竖向传动机构设置多个档位用于实现所述运动平台的竖向运动幅度的调节。

4.根据权利要求3所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述竖向传动机构包括竖向运动曲柄和竖向运动连杆，所述竖向运动曲柄连接竖向驱动装置的输出端实现扭矩的传递，所述竖向运动连杆的另一端连接所述运动平台，所述竖向运动曲柄上设置多个档位孔，通过将所述竖向运动连杆铰接安装在不同的档位孔内，可以调节所述运动平台的竖向运动幅度。

5.根据权利要求1所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述运动平台包括运动立杆和竖向运动横梁，所述运动立杆上安装有滑块，所述滑块可移动地连接所述竖向轨道，所述人体平台的底部铰接安装于所述竖向运动横梁上，所述竖向驱动装置传动连接所述竖向运动横梁，用于驱动所述人体平台沿所述竖向轨道作竖直方向的往复运动。

6.根据权利要求1所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述横向摇摆驱动装置包括横向动力单元，所述横向动力单元通过曲柄摇杆机构传动连接所述人体平台，进而驱动其作横向摇摆运动。

7.根据权利要求1所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述人体平台在水平方向的运动速度是其在竖直方向运动速度的1/2。

8.根据权利要求7所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述竖向驱动装置和横向摇摆驱动装置的输出速度通过所述控制装置实现自动控制。

9.根据权利要求2所述的一种人主体仿真运动系统，其特征在于，所述人体平台由金属钢丝按中国标准女性人体1：1制作而成，所述义乳可根据需要调整成不同的大小和形状。

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