多功能人體重心動態(tài)位置測量儀的開發(fā)及應(yīng)用研究.pdf

1、人體重心位置是人體的一個基本參數(shù)，它能在一定程度上反映出人體環(huán)節(jié)的質(zhì)量分布和體型特征，一直以來都是值得探索的人類奧秘之一。他不僅對人的日常生活有很大的影響，同時又與人體的運動緊密相關(guān)，能在一定程度上反映運動能力。對它進行快速準確的檢測對運動員選材、運動訓(xùn)練、技術(shù)動作的創(chuàng)新、體育科研、全民健身和醫(yī)療康復(fù)等有著重要的意義。曾經(jīng)被廣泛使用的一維、二維測力板法已經(jīng)不能滿足快速測試的需要，基于電子傳感器和計算機的人體重心測量設(shè)備因測試速度快，準確

2、性高等優(yōu)點而受到人們的歡迎。但目前常用的人體重心測量設(shè)備有些存在著應(yīng)用范圍狹窄，功能單一的缺點，有些則體積龐大，不方便攜帶運輸。 本文詳細分析了各種人體重心測試方法的優(yōu)缺點，并針對目前人體重心測量設(shè)備所存在的問題進行改進，設(shè)計出了可折疊式多功能人體重心動態(tài)位置測量儀。測量儀由測試平臺和計算機構(gòu)成，其中測試平臺包括主體部分、輔助部分和附加板，各部分可以拆裝折疊，方便運輸。主體部分下面安置四個壓力傳感器，可以單獨使用，用來測量人體站

3、姿或坐勢的人體重心位置變化情況，并且可以根據(jù)“重心位置-時間”曲線間接推測人體平衡能力。輔助部分不含任何電子設(shè)備，在使用的時候一端和主體部分相連，另一端依靠一個普通支點支撐。它的作用是加長測量儀的長度，以方便測量人體仰、臥等姿勢下的人體重心位置。附加板安插在主體和輔助部分上，其目的是拓寬測量儀的寬度，使測量儀能夠測量手臂和雙腿外展時人體重心動態(tài)位置的變化情況。 本研究專門為測量儀設(shè)計了一套重心測試軟件。軟件包含一個連接底層硬件和

4、上層應(yīng)用軟件的接口層，當(dāng)傳感器或A/D轉(zhuǎn)換卡更換的時候，只需要更改接口層配置，上層應(yīng)用可以不做任何改變，增強了軟件的適用性。在測試指標(biāo)方面，對常用的指標(biāo)進行了優(yōu)化和擴充，為包絡(luò)面積、優(yōu)勢動搖方向及程度等指標(biāo)設(shè)計了新的算法，添加了動搖最適合橢圓、動搖周期等指標(biāo)。在數(shù)據(jù)存儲方面，不僅為用戶提供了二進制的文件存儲格式，還利用了國際上流行的XML格式，把數(shù)據(jù)存儲成既可以讓其他軟件識別，又方便用戶直接閱讀的XML文件。在軟件界面方面，利用VC++

5、6.0設(shè)計了一個能夠即時直觀顯示受試者重心軌跡變化，隨時查看各種統(tǒng)計指標(biāo)，操作方便的圖形用戶接口。 對測量儀的硬件和軟件在功能性、可靠性和準確性等方面進行了嚴格的測試。測試表明：系統(tǒng)軟硬件性能可靠、運行穩(wěn)定，主體部分誤差在2mm左右，輔助部分誤差在3mm左右，能夠滿足站姿、坐姿、臥姿等各種姿態(tài)的重心位置測試的要求，可以為體育教學(xué)與訓(xùn)練、運動員選材、全民體質(zhì)監(jiān)測、醫(yī)療康復(fù)等方面服務(wù)。 最后利用新式測量儀進行了一些人體重心動