專利名稱：單腳站立式人體平衡能力測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種單腳站立式人體平衡能力測試儀，具體地說，是關于測定人體保持單腳站立時間，以評定被測試者平衡能力的人體平衡能力測試儀。
大家都知道，人體平衡能力是人體體質的一個重要參數。按照體質測試要求，單腳站立平衡測試時，被測試者從單腳站立開始，到失穩雙腳著地的時間，作為評定標準。如果在單腳站立時間內，支撐腳移動，即使雙腳未著地，也從單腳站立開始到支撐腳移動的時間，作為評定標準。
目前，醫生評定人體平衡能力的測試方法，一般是讓被測試者，單腳站立在平地上，手按秒表，測定人體能保持單腳站立(睜眼或閉眼)的時間，因而測試過程中易產生誤差，結果也不夠準確，所以需要一種能夠自動測定單腳站立時間，評定人體平衡能力的測試儀器。
因此，本實用新型的目的是提供一種單腳站立式電子平衡測試儀，以便能夠精確而又方便地自動測定被測試者的人體平衡能力。
為滿足自動測量人體平衡能力的需要，這種測試儀必需滿足以下條件1.自受檢人開始單腳站立起，應立即啟動進行計時，2.當受檢人單腳站立失穩，另一腳著地時，應立即鎖定時間并顯示單腳站立保持時間。
3.當受檢人支撐腳移動時，也應觸自動鎖定并顯示時間。
按照上述條件，本實用新型的單腳站立式人體平衡能力測試儀包括測試平臺和控制器，該測試平臺由主踏板、副踏板、底座及分別設置在該主踏板與該底座和該副踏板與該底座之間的電信號發生裝置構成；以及該控制器具有按鍵開關和顯示屏，該測試平臺和該控制器之間具有電連接線。
本實用新型的單腳站立式電子平衡測試儀，能夠精確而又方便地自動測定被測試者的人體保持單腳站立時間，客觀地評定被測試者平衡能力的人體平衡能力。
下面，簡單說明各個附圖，其中


圖1a和1b分別表示本實用新型的測試儀的測試平臺和控制器的示意平面圖；圖2a、2b和2c分別表示
圖1所示測試平臺內部的傳感器結構正視圖、府視圖和局部左視圖；圖3a、3b、3c和3d分別表示測力傳感器的彈性體的結構示意圖；圖4a、4b和4c分別表示電子開關的結構平面圖、導柱部分的剖視圖和接觸開關部分的剖視圖。
圖5是具有S形彈性體的測力傳感器結構圖；圖6是具有啞鈴孔的S形彈性體的測力傳感器結構圖；圖7是具有外方內圓孔形彈性體的測力傳感器結構圖；圖8a和8b是表示另外兩種測試平臺配置圖；圖9a是一種具有導電橡膠結點的測試平臺結構圖；
圖10是另一種具有導電橡膠結點的測試平臺結構圖。
下面，結合附圖，詳細說明本實用新型的實施例。
首先，參照
圖1a和1b，說明本實用新型的平衡能力測試儀測試平臺和控制器的配置。本測試儀包括測試平臺1和控制器5，該測試平臺1由主踏板3及其周圍附近的副踏板4組成；在該主踏板3和該副踏板4與底座之間分別設置有測力傳感器，或者用接觸彈性片作成接觸式開關，作為電信號發生裝置，而且副踏板4的一個側面還設置有電連接器2；以及該控制器具有按鍵式開關6，顯示屏7及電源插座8等。另外，該控制器還可以具有電池盒，用電池作為電源。該測試平臺1和該控制器5之間，通過導線9進行電連接。
其次，將說明由圖2a、2b和2c分別示出的測試平臺內部底座上的兩個測力傳感器結構。主踏板3及其周圍附近的副踏板4該測力傳感器最好是采用雙梁框架式傳感器，但亦可采用單梁式傳感器。本雙梁框架式傳感器由下橫梁、上橫梁及彈性的縱梁組成，下面將詳細說明。該測試平臺包括在該主踏板3和該副踏板4下面的平臺底座(圖中未示出)。
該平臺底座上的中央部分，具有大致呈長方形的主踏板傳感器15，而其四周具有副踏板傳感器11。該主踏板傳感器15的框架由兩條上橫梁16、兩條彈性體17和兩條下橫梁18構成的雙梁框式構件。該傳感器15，與主踏板3和底板，都用螺釘分別與上橫梁16和下橫梁18固接。該傳感器15的兩條彈性體17的兩端，分別貼有測力傳感器的各個應變片(參照圖3a和3b)。另外，傳感器采用單梁框式結構也行。
同樣，該副踏板傳感器11大致上為由兩條上橫梁12、12兩條彈性體13和四條下橫梁14構成的框式構件。該副踏板傳感器11的框架包圍著上述主踏板傳感器15的框架，其上配套的副踏板4的環形面積應該足夠大，以便單腳站立失穩時，另一腳能夠踩到該副踏板4上。另外，該傳感器11與周圍副踏板4和底板，都用螺釘分別與上橫梁和下橫梁固接。該傳感器11的彈性體13的兩邊分別張貼有測力傳感器的應變片。并且，傳感器11張貼應變片的端，也可采用變厚度的懸臂梁(參照圖3b)的框式結構。
接著，說明有關測力傳感器的彈性體的具體結構，如圖3a和3b所示。該彈性體的結構可采用兩端具有啞鈴型孔的彈性梁，也可采用兩端具有變截面的懸臂梁形式的結構件。當主踏板3或副踏板4受力時，傳感器15或11的彈性體梁的兩端各具有啞鈴型孔的一段梁，即上、下橫梁之間的一段彈性體。在彈性體梁13(或17)上的兩端啞鈴型孔或懸臂梁處設置有應變片21、22、23和24。本傳感器的彈性體梁在受力狀態下相當于兩端固支的梁，如圖3c所示，兩條彈性體梁上共有應變片21、22、23和24和應變片21′、22′、23′和24′，按圖組成的電橋可以得到較大的變化量，如圖3d所示。用變截面彈性體梁時，則可簡化為的懸臂梁。
還有，所述的兩個踏板下面也可以不用測力傳感器，而是采用接觸式電子開關，如圖4a、4b和4c所示。若采用接觸式電子開關時，為了保持副踏板4的下面與底座37之間的相對位置，可在底座37的四周設置四個導孔36，而在該踏板4的相應位置安置四個導柱35，如圖4b所示。接觸開關30的結構，如圖4c所示，在底座37上開設一個長方形通孔38，其一邊設置板狀簧片31，另一邊設置接觸開關的上、下簧片33、34，板狀簧片31和上簧片33上邊則設置有凸形壓塊32，而該凸形壓塊32與踏板4固定聯接。抬腳時因板狀簧片31和上簧片33向上的彈性力使凸形壓塊32帶動踏板向上，將另一邊設置的接觸開關的上、下簧片33、34斷開，反之落腳為接通。同樣可判斷被測者在測試平臺上的狀態。還有，主踏板3下既可以使用與副踏板4下一樣結構的接觸式電子開關，當然也可以用傳感器。
并且，該測力傳感器還可以采用如圖5a所示的具有S型的彈性構件。S型的上橫梁50、下橫梁59的中部各設有螺紋孔56、58，分別用螺栓踏板和底板連接，中間橫梁55的上、下兩邊粘貼應變電阻51、52、53和54。
同樣S型的彈性體也可以具有啞鈴孔67，如圖6所示。S形的上橫梁60、下橫梁69的中部各設有螺紋孔66、68，分別用螺栓踏板和底板連接，這時中間橫梁65的啞鈴孔67的上、下兩外邊粘貼應變電阻61、62、63和64。
并且，該測力傳感器還可以采用如圖7所示的具有外方帶有內園孔的彈性構件。該外方帶有內園孔的彈性體的拱形上橫梁70、拱形下橫梁79的兩邊中部各設有螺紋孔76、78，分別用螺栓踏板和底板連接，這時左、右兩邊框75、77的內、外兩側粘貼應變電阻61、62、63和64。
當在測試平臺的踏板下采用圖5到圖7所述彈性體的測力傳感器時，為了使踏板平穩，最好采用四個傳感器，這時可將傳感器分別布置在踏板的四個角部，如圖5b中的標號57所示。當然也可選用1個以上，或多個傳感器，例如用3個則在平臺的踏板下布置成三角形、用2個布置成直線型，或1個安裝在踏板的中心之類等。
另外，上面是將副踏板4設置在主踏板3的周圍，但是副踏板4也可以與主踏板3并行設置，并且副踏板4也可以有兩個，而且踏板尺寸的大小可以不同，如圖8a、8b所示。此外，副踏板下面的測力傳感器當然也可以與主踏板下面的測力傳感器的結構不同。
并且，該測試平臺也可以采用導電橡膠，將其做成整體的橡膠測試平臺90，在該橡膠測試平臺90內設置許多的開關結點。橡膠測試平臺90包括作為踏板的上膠板94、該上膠板94下設置的多個具有變截面的上導電橡膠結點93、導電板95、以及與該導電板95粘合的下膠板96作為底板。當并被測試者站在上膠板94上時，結點93開始下降，即，使導電凸點93與導電橡膠板95接觸而導通。當被測試者離開平臺時，上膠板94復原，使上導電橡膠結點93與導電橡膠板95分開，也就是，使平臺的導電橡膠結點開關關斷。
另外，
圖10是另一種具有導電橡膠結點的測試平臺結構圖。該橡膠測試平臺100包括作為踏板的上膠板104具有多個凸臺103和作為底板的下膠板102，在該下膠板102上設置有用導電橡膠制成的導線101，并在該導線101上設置與多凸臺103對應的彈性支架109，再在該彈性支架109上鑲著一個導電橡膠塊108。當被測試者站于上膠板104上時，該上膠板104的凸臺103壓迫導電橡膠109，使之與下面的導線101接觸而將開關兩端的導線接通。當被測試者離開平臺時，上膠板104復原時帶動凸臺103離開導電橡膠109，從而使導電橡膠塊108與導線101分開，也就是，將平臺中用導電橡膠制作的開關關斷。另外，當使用具有強彈力的彈性支架時，上膠板也可采用平面形的橡膠板，即該機械式接觸開關可由平面形的上膠板和多個支持導電橡膠結點的彈性支架構成。
其工作原理如下圖所示被測試者兩腳分別站在主踏板3及周圍副踏板4上，中部的主踏板傳感器11和四周的副踏板傳感器15的應變片電阻值分別發生變化，使輸出電壓變化。該電壓可經過放大，再與比較器的基準電壓進行比較而改變輸出信號的電平，單片機根據輸入電平高低變化判斷人站在臺上的狀況。當被測者單腳離開周圍副踏板4時，單片機開始計時。當被測者站立不穩，支撐腳碰到周圍副踏板4，或抬起的腳落在周圍副踏板4上(或地面上)使副踏板4的比較器的輸出信號電平翻轉(或主踏板的比較器輸出電平翻轉)，則停止計時。有關放大器、比較器和計時電路都是常規技術電路，也不是本實用新型的發明任務。
本測試儀，能夠精確而又方便地自動測定被測試者的人體保持單腳站立時間，客觀地評定被測試者平衡能力的人體平衡能力。
本實用新型的上述實施例，只是用于揭示本發明的內容、目的以及優點，而不是用于限定本實用新型。本領域的普通技術人員通過上述說明的啟迪，很容易對本實用新型的單腳站立式人體平衡能力測試儀作出各種各樣的改進、變更或替換。顯然，這些修改都不應認為已經脫離了本發明的構思范圍。
權利要求1.一種單腳站立式人體平衡能力測試儀，它包括測試平臺和控制器，其特征是所述測試平臺是由主踏板、副踏板、底座及分別設置在所述主踏板與所述底座和所述副踏板與所述底座之間的電信號發生裝置構成；以及所述控制器具有按鍵式開關和顯示屏，該測試平臺和該控制器之間具有電連接線。
2.根據權利要求1所述的人體平衡能力測試儀，其特征是所述的電信號發生裝置為測力傳感器。
3.根據權利要求2所述的人體平衡能力測試儀，其特征是所述的測力傳感器為一種在梁上具有啞鈴型孔的雙梁或單梁框式構件。
4.根據權利要求2所述的單腳站立式人體平衡能力測試儀，其特征是所述的測力傳感器是兩端具有變截面的懸臂梁形框式構件。
5.根據權利要求2所述的單腳站立式人體平衡能力測試儀，其特征是所述的測力傳感器是一種S型彈性構件、中間橫梁上具有啞鈴型孔的S型彈性構件或外方帶內圓孔型彈性構件。
6.根據權利要求1所述的單腳站立式人體平衡能力測試儀，其特征是所述的電信號發生裝置為接觸式電子開關。
7.根據權利要求6所述的單腳站立式人體平衡能力測試儀，其特征是所述的接觸式電子開關是由上簧片和下簧片組成的接觸開關。
8.根據權利要求6所述的單腳站立式人體平衡能力測試儀，其特征是所述機械式接觸開關是由上膠板下具有的多個變截面的導電橡膠結點和一個下板上具有的導電板組成。
9.根據權利要求6所述的單腳站立式人體平衡能力測試儀，其特征是所述機械式接觸開關是由上膠板下具有的多個凸臺和一個下膠板上設置的用導電橡膠制成的導線，并在該導線上設置與所述上膠板的所述凸臺對應的彈性支架上鑲著的導電橡膠塊組成。
10.根據權利要求6所述的單腳站立式人體平衡能力測試儀，其特征是所述機械式接觸開關是由平面形的上膠板和多個具有支持導電橡膠結點的彈性支架構成。
專利摘要本實用新型的單腳站立式人體平衡能力測試儀,它包括測試平臺和控制器,該測試平臺由主踏板、副踏、底座及分別設置在該主踏板和該副踏板與底座之間的電信號發生裝置構成;以及該控制器具有按鍵式開關和顯示屏,該測試平臺和該控制器之間具有電連接線。本測試儀能夠精確方便地自動測定被測試者的平衡能力。
文檔編號A61B5/00GK2395686SQ0020132
公開日2000年9月13日 申請日期2000年1月26日 優先權日1999年12月6日
發明者張如一, 趙東紅 申請人:趙東紅