专利名称：单脚站立式人体平衡能力测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种单脚站立式人体平衡能力测试仪，具体地说，是关于测定人体保持单脚站立时间，以评定被测试者平衡能力的人体平衡能力测试仪。
大家都知道，人体平衡能力是人体体质的一个重要参数。按照体质测试要求，单脚站立平衡测试时，被测试者从单脚站立开始，到失稳双脚着地的时间，作为评定标准。如果在单脚站立时间内，支撑脚移动，即使双脚未着地，也从单脚站立开始到支撑脚移动的时间，作为评定标准。
目前，医生评定人体平衡能力的测试方法，一般是让被测试者，单脚站立在平地上，手按秒表，测定人体能保持单脚站立(睁眼或闭眼)的时间，因而测试过程中易产生误差，结果也不够准确，所以需要一种能够自动测定单脚站立时间，评定人体平衡能力的测试仪器。
因此，本实用新型的目的是提供一种单脚站立式电子平衡测试仪，以便能够精确而又方便地自动测定被测试者的人体平衡能力。
为满足自动测量人体平衡能力的需要，这种测试仪必需满足以下条件1.自受检人开始单脚站立起，应立即启动进行计时，2.当受检人单脚站立失稳，另一脚着地时，应立即锁定时间并显示单脚站立保持时间。
3.当受检人支撑脚移动时，也应触自动锁定并显示时间。
按照上述条件，本实用新型的单脚站立式人体平衡能力测试仪包括测试平台和控制器，该测试平台由主踏板、副踏板、底座及分别设置在该主踏板与该底座和该副踏板与该底座之间的电信号发生装置构成；以及该控制器具有按键开关和显示屏，该测试平台和该控制器之间具有电连接线。
本实用新型的单脚站立式电子平衡测试仪，能够精确而又方便地自动测定被测试者的人体保持单脚站立时间，客观地评定被测试者平衡能力的人体平衡能力。
下面，简单说明各个附图，其中
图1a和1b分别表示本实用新型的测试仪的测试平台和控制器的示意平面图；图2a、2b和2c分别表示
图1所示测试平台内部的传感器结构正视图、府视图和局部左视图；图3a、3b、3c和3d分别表示测力传感器的弹性体的结构示意图；图4a、4b和4c分别表示电子开关的结构平面图、导柱部分的剖视图和接触开关部分的剖视图。
图5是具有S形弹性体的测力传感器结构图；图6是具有哑铃孔的S形弹性体的测力传感器结构图；图7是具有外方内圆孔形弹性体的测力传感器结构图；图8a和8b是表示另外两种测试平台配置图；图9a是一种具有导电橡胶结点的测试平台结构图；
图10是另一种具有导电橡胶结点的测试平台结构图。
下面，结合附图，详细说明本实用新型的实施例。
首先，参照
图1a和1b，说明本实用新型的平衡能力测试仪测试平台和控制器的配置。本测试仪包括测试平台1和控制器5，该测试平台1由主踏板3及其周围附近的副踏板4组成；在该主踏板3和该副踏板4与底座之间分别设置有测力传感器，或者用接触弹性片作成接触式开关，作为电信号发生装置，而且副踏板4的一个侧面还设置有电连接器2；以及该控制器具有按键式开关6，显示屏7及电源插座8等。另外，该控制器还可以具有电池盒，用电池作为电源。该测试平台1和该控制器5之间，通过导线9进行电连接。
其次，将说明由图2a、2b和2c分别示出的测试平台内部底座上的两个测力传感器结构。主踏板3及其周围附近的副踏板4该测力传感器最好是采用双梁框架式传感器，但亦可采用单梁式传感器。本双梁框架式传感器由下横梁、上横梁及弹性的纵梁组成，下面将详细说明。该测试平台包括在该主踏板3和该副踏板4下面的平台底座(图中未示出)。
该平台底座上的中央部分，具有大致呈长方形的主踏板传感器15，而其四周具有副踏板传感器11。该主踏板传感器15的框架由两条上横梁16、两条弹性体17和两条下横梁18构成的双梁框式构件。该传感器15，与主踏板3和底板，都用螺钉分别与上横梁16和下横梁18固接。该传感器15的两条弹性体17的两端，分别贴有测力传感器的各个应变片(参照图3a和3b)。另外，传感器采用单梁框式结构也行。
同样，该副踏板传感器11大致上为由两条上横梁12、12两条弹性体13和四条下横梁14构成的框式构件。该副踏板传感器11的框架包围着上述主踏板传感器15的框架，其上配套的副踏板4的环形面积应该足够大，以便单脚站立失稳时，另一脚能够踩到该副踏板4上。另外，该传感器11与周围副踏板4和底板，都用螺钉分别与上横梁和下横梁固接。该传感器11的弹性体13的两边分别张贴有测力传感器的应变片。并且，传感器11张贴应变片的端，也可采用变厚度的悬臂梁(参照图3b)的框式结构。
接着，说明有关测力传感器的弹性体的具体结构，如图3a和3b所示。该弹性体的结构可采用两端具有哑铃型孔的弹性梁，也可采用两端具有变截面的悬臂梁形式的结构件。当主踏板3或副踏板4受力时，传感器15或11的弹性体梁的两端各具有哑铃型孔的一段梁，即上、下横梁之间的一段弹性体。在弹性体梁13(或17)上的两端哑铃型孔或悬臂梁处设置有应变片21、22、23和24。本传感器的弹性体梁在受力状态下相当于两端固支的梁，如图3c所示，两条弹性体梁上共有应变片21、22、23和24和应变片21′、22′、23′和24′，按图组成的电桥可以得到较大的变化量，如图3d所示。用变截面弹性体梁时，则可简化为的悬臂梁。
还有，所述的两个踏板下面也可以不用测力传感器，而是采用接触式电子开关，如图4a、4b和4c所示。若采用接触式电子开关时，为了保持副踏板4的下面与底座37之间的相对位置，可在底座37的四周设置四个导孔36，而在该踏板4的相应位置安置四个导柱35，如图4b所示。接触开关30的结构，如图4c所示，在底座37上开设一个长方形通孔38，其一边设置板状簧片31，另一边设置接触开关的上、下簧片33、34，板状簧片31和上簧片33上边则设置有凸形压块32，而该凸形压块32与踏板4固定联接。抬脚时因板状簧片31和上簧片33向上的弹性力使凸形压块32带动踏板向上，将另一边设置的接触开关的上、下簧片33、34断开，反之落脚为接通。同样可判断被测者在测试平台上的状态。还有，主踏板3下既可以使用与副踏板4下一样结构的接触式电子开关，当然也可以用传感器。
并且，该测力传感器还可以采用如图5a所示的具有S型的弹性构件。S型的上横梁50、下横梁59的中部各设有螺纹孔56、58，分别用螺栓踏板和底板连接，中间横梁55的上、下两边粘贴应变电阻51、52、53和54。
同样S型的弹性体也可以具有哑铃孔67，如图6所示。S形的上横梁60、下横梁69的中部各设有螺纹孔66、68，分别用螺栓踏板和底板连接，这时中间横梁65的哑铃孔67的上、下两外边粘贴应变电阻61、62、63和64。
并且，该测力传感器还可以采用如图7所示的具有外方带有内园孔的弹性构件。该外方带有内园孔的弹性体的拱形上横梁70、拱形下横梁79的两边中部各设有螺纹孔76、78，分别用螺栓踏板和底板连接，这时左、右两边框75、77的内、外两侧粘贴应变电阻61、62、63和64。
当在测试平台的踏板下采用图5到图7所述弹性体的测力传感器时，为了使踏板平稳，最好采用四个传感器，这时可将传感器分别布置在踏板的四个角部，如图5b中的标号57所示。当然也可选用1个以上，或多个传感器，例如用3个则在平台的踏板下布置成三角形、用2个布置成直线型，或1个安装在踏板的中心之类等。
另外，上面是将副踏板4设置在主踏板3的周围，但是副踏板4也可以与主踏板3并行设置，并且副踏板4也可以有两个，而且踏板尺寸的大小可以不同，如图8a、8b所示。此外，副踏板下面的测力传感器当然也可以与主踏板下面的测力传感器的结构不同。
并且，该测试平台也可以采用导电橡胶，将其做成整体的橡胶测试平台90，在该橡胶测试平台90内设置许多的开关结点。橡胶测试平台90包括作为踏板的上胶板94、该上胶板94下设置的多个具有变截面的上导电橡胶结点93、导电板95、以及与该导电板95粘合的下胶板96作为底板。当并被测试者站在上胶板94上时，结点93开始下降，即，使导电凸点93与导电橡胶板95接触而导通。当被测试者离开平台时，上胶板94复原，使上导电橡胶结点93与导电橡胶板95分开，也就是，使平台的导电橡胶结点开关关断。
另外，
图10是另一种具有导电橡胶结点的测试平台结构图。该橡胶测试平台100包括作为踏板的上胶板104具有多个凸台103和作为底板的下胶板102，在该下胶板102上设置有用导电橡胶制成的导线101，并在该导线101上设置与多凸台103对应的弹性支架109，再在该弹性支架109上镶着一个导电橡胶块108。当被测试者站于上胶板104上时，该上胶板104的凸台103压迫导电橡胶109，使之与下面的导线101接触而将开关两端的导线接通。当被测试者离开平台时，上胶板104复原时带动凸台103离开导电橡胶109，从而使导电橡胶块108与导线101分开，也就是，将平台中用导电橡胶制作的开关关断。另外，当使用具有强弹力的弹性支架时，上胶板也可采用平面形的橡胶板，即该机械式接触开关可由平面形的上胶板和多个支持导电橡胶结点的弹性支架构成。
其工作原理如下图所示被测试者两脚分别站在主踏板3及周围副踏板4上，中部的主踏板传感器11和四周的副踏板传感器15的应变片电阻值分别发生变化，使输出电压变化。该电压可经过放大，再与比较器的基准电压进行比较而改变输出信号的电平，单片机根据输入电平高低变化判断人站在台上的状况。当被测者单脚离开周围副踏板4时，单片机开始计时。当被测者站立不稳，支撑脚碰到周围副踏板4，或抬起的脚落在周围副踏板4上(或地面上)使副踏板4的比较器的输出信号电平翻转(或主踏板的比较器输出电平翻转)，则停止计时。有关放大器、比较器和计时电路都是常规技术电路，也不是本实用新型的发明任务。
本测试仪，能够精确而又方便地自动测定被测试者的人体保持单脚站立时间，客观地评定被测试者平衡能力的人体平衡能力。
本实用新型的上述实施例，只是用于揭示本发明的内容、目的以及优点，而不是用于限定本实用新型。本领域的普通技术人员通过上述说明的启迪，很容易对本实用新型的单脚站立式人体平衡能力测试仪作出各种各样的改进、变更或替换。显然，这些修改都不应认为已经脱离了本发明的构思范围。
权利要求1.一种单脚站立式人体平衡能力测试仪，它包括测试平台和控制器，其特征是所述测试平台是由主踏板、副踏板、底座及分别设置在所述主踏板与所述底座和所述副踏板与所述底座之间的电信号发生装置构成；以及所述控制器具有按键式开关和显示屏，该测试平台和该控制器之间具有电连接线。
2.根据权利要求1所述的人体平衡能力测试仪，其特征是所述的电信号发生装置为测力传感器。
3.根据权利要求2所述的人体平衡能力测试仪，其特征是所述的测力传感器为一种在梁上具有哑铃型孔的双梁或单梁框式构件。
4.根据权利要求2所述的单脚站立式人体平衡能力测试仪，其特征是所述的测力传感器是两端具有变截面的悬臂梁形框式构件。
5.根据权利要求2所述的单脚站立式人体平衡能力测试仪，其特征是所述的测力传感器是一种S型弹性构件、中间横梁上具有哑铃型孔的S型弹性构件或外方带内圆孔型弹性构件。
6.根据权利要求1所述的单脚站立式人体平衡能力测试仪，其特征是所述的电信号发生装置为接触式电子开关。
7.根据权利要求6所述的单脚站立式人体平衡能力测试仪，其特征是所述的接触式电子开关是由上簧片和下簧片组成的接触开关。
8.根据权利要求6所述的单脚站立式人体平衡能力测试仪，其特征是所述机械式接触开关是由上胶板下具有的多个变截面的导电橡胶结点和一个下板上具有的导电板组成。
9.根据权利要求6所述的单脚站立式人体平衡能力测试仪，其特征是所述机械式接触开关是由上胶板下具有的多个凸台和一个下胶板上设置的用导电橡胶制成的导线，并在该导线上设置与所述上胶板的所述凸台对应的弹性支架上镶着的导电橡胶块组成。
10.根据权利要求6所述的单脚站立式人体平衡能力测试仪，其特征是所述机械式接触开关是由平面形的上胶板和多个具有支持导电橡胶结点的弹性支架构成。
专利摘要本实用新型的单脚站立式人体平衡能力测试仪,它包括测试平台和控制器,该测试平台由主踏板、副踏、底座及分别设置在该主踏板和该副踏板与底座之间的电信号发生装置构成;以及该控制器具有按键式开关和显示屏,该测试平台和该控制器之间具有电连接线。本测试仪能够精确方便地自动测定被测试者的平衡能力。
文档编号A61B5/00GK2395686SQ0020132
公开日2000年9月13日 申请日期2000年1月26日 优先权日1999年12月6日
发明者张如一, 赵东红 申请人:赵东红