多功能人體重心動(dòng)態(tài)位置測(cè)量?jī)x的開發(fā)及應(yīng)用研究.pdf

1、人體重心位置是人體的一個(gè)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(duì)人的日常生活有很大的影響，同時(shí)又與人體的運(yùn)動(dòng)緊密相關(guān)，能在一定程度上反映運(yùn)動(dòng)能力。對(duì)它進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢測(cè)對(duì)運(yùn)動(dòng)員選材、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、技術(shù)動(dòng)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(cè)力板法已經(jīng)不能滿足快速測(cè)試的需要，基于電子傳感器和計(jì)算機(jī)的人體重心測(cè)量設(shè)備因測(cè)試速度快，準(zhǔn)確

2、性高等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的歡迎。但目前常用的人體重心測(cè)量設(shè)備有些存在著應(yīng)用范圍狹窄，功能單一的缺點(diǎn)，有些則體積龐大，不方便攜帶運(yùn)輸。 本文詳細(xì)分析了各種人體重心測(cè)試方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并針對(duì)目前人體重心測(cè)量設(shè)備所存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出了可折疊式多功能人體重心動(dòng)態(tài)位置測(cè)量?jī)x。測(cè)量?jī)x由測(cè)試平臺(tái)和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其中測(cè)試平臺(tái)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(yùn)輸。主體部分下面安置四個(gè)壓力傳感器，可以單獨(dú)使用，用來測(cè)量人體站

3、姿或坐勢(shì)的人體重心位置變化情況，并且可以根據(jù)“重心位置-時(shí)間”曲線間接推測(cè)人體平衡能力。輔助部分不含任何電子設(shè)備，在使用的時(shí)候一端和主體部分相連，另一端依靠一個(gè)普通支點(diǎn)支撐。它的作用是加長(zhǎng)測(cè)量?jī)x的長(zhǎng)度，以方便測(cè)量人體仰、臥等姿勢(shì)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(cè)量?jī)x的寬度，使測(cè)量?jī)x能夠測(cè)量手臂和雙腿外展時(shí)人體重心動(dòng)態(tài)位置的變化情況。 本研究專門為測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)了一套重心測(cè)試軟件。軟件包含一個(gè)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(shí)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(qiáng)了軟件的適用性。在測(cè)試指標(biāo)方面，對(duì)常用的指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化和擴(kuò)充，為包絡(luò)面積、優(yōu)勢(shì)動(dòng)搖方向及程度等指標(biāo)設(shè)計(jì)了新的算法，添加了動(dòng)搖最適合橢圓、動(dòng)搖周期等指標(biāo)。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，不僅為用戶提供了二進(jìn)制的文件存儲(chǔ)格式，還利用了國際上流行的XML格式，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成既可以讓其他軟件識(shí)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(jì)了一個(gè)能夠即時(shí)直觀顯示受試者重心軌跡變化，隨時(shí)查看各種統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，操作方便的圖形用戶接口。 對(duì)測(cè)量?jī)x的硬件和軟件在功能性、可靠性和準(zhǔn)確性等方面進(jìn)行了嚴(yán)格的測(cè)試。測(cè)試表明：系統(tǒng)軟硬件性能可靠、運(yùn)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(cè)試的要求，可以為體育教學(xué)與訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)員選材、全民體質(zhì)監(jiān)測(cè)、醫(yī)療康復(fù)等方面服務(wù)。 最后利用新式測(cè)量?jī)x進(jìn)行了一些人體重心動(dòng)