[发明专利]一种人体负荷模拟运动系统

权利要求书

1.一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：它包括一负荷假人、一六自由度运动模块、一运动跟踪模块和一反馈控制模块；所述六自由度运动模块采用六自由度运动平台，所述负荷假人由仿真骨骼和包覆在所述仿真骨骼之外的仿真软组织组成；所述负荷假人连接在所述六自由度运动平台顶部；所述运动跟踪模块为一运动跟踪设备，其实时采集负荷假人的运动轨迹，并传送给所述反馈控制模块；所述反馈控制模块为一具有操作界面的计算机，其内设置有信号采集模块、数据传输模块、数据转换模块、控制模块；所述信号采集模块通过数据传输模块实时采集所述运动跟踪模块获取的所述负荷假人的运动轨迹信息，并发送给所述数据转换模块；所述数据转换模块对运动轨迹信息进行放大、滤波、A/D转换后发送给控制模块，所述控制模块通过内置的自适应控制算法对所述负荷假人的实时运动轨迹信息进行处理后，与用户输入的负荷运动轨迹进行对比，并通过不断调整控制指令输出给所述六自由度运动模块，控制负荷假人达到与用户输入的负荷运动相同的运动轨迹。

2.如权利要求1所述的一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：所述负荷假人的仿真骨骼包括一中轴骨、两对称设置的上肢骨和一下肢骨；

所述中轴骨包括颅骨、脊柱、肋骨、胸骨和颈肩胸连接件；所述脊柱包括脊柱颈段、脊柱胸段、脊柱腰段和脊柱骶段；所述肋骨包括两对称设置的第一肋、第二肋、第三肋、第四肋、第五肋、第六肋和第七肋；所述脊柱的脊柱颈段上端连接所述颅骨，所述脊柱颈段下端连接所述颈肩胸连接件中部上端，所述颈肩胸连接件的中部下端连接所述脊柱胸段，所述脊柱胸段的下端连接所述脊柱腰段，所述脊柱腰段的下端连接所述脊柱骶段；两侧所述肋骨的第一肋～第七肋的一端间隔连接所述脊柱胸段，所述第一肋～第五肋的另一端连接所述胸骨；所述第六肋和第七肋的另一端向上弯曲连接所述胸骨的下端形成肋弓；

两所述上肢骨均包括上肢带、肱骨、桡尺骨、腕掌骨、指骨、内收外展轴、肘轴和腕轴；所述上肢带包括锁骨、肩胛骨和肩胛冈；所述指骨包括第一指骨、第二指骨、第三指骨、第四指骨和第五指骨；两所述锁骨一端连接所述胸骨上端两侧，另一端连接所述颈肩胸连接件两侧前部；两所述肩胛冈一体成型在两所述肩胛骨的背部，两所述肩胛骨连接所述颈肩胸连接件两侧后部，两所述肱骨的上端通过内收外展轴转动连接所述颈肩胸连接件两侧中部，两所述肱骨的下端通过两肘轴转动连接两所述桡尺骨上端，两所述桡尺骨下端通过两腕轴转动连接两腕掌骨，两侧第一指骨～第五指骨连接所述腕掌骨下端；

所述下肢骨包括一骶骨，对称设置的两髋骨、两闭孔、两股骨和两安装固定件；所述骶骨上端连接所述脊柱骶段中下段，所述骶骨两侧连接所述两髋骨，所述两闭孔连接所述两髋骨下端前部，所述两股骨连接所述两髋骨下端中部，所述两股骨底部连接所述两安装固定件。

3.如权利要求1所述的一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：所述仿真骨骼的尺寸、质量和质心分布均根据真人实际测量、统计、计算的数据获得。

4.如权利要求2所述的一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：所述仿真骨骼的尺寸、质量和质心分布均根据真人实际测量、统计、计算的数据获得。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：所述仿真软组织包括三部分，其中一部分是根据位于头、颈、躯干和大腿上段的仿真骨骼作为内模具，根据标准人体相应部分的外形数据制作外模具，采用硅橡胶整体浇注固化成形的头、颈、躯干和大腿上段的仿真软组织；另外两部分是根据位于两上肢的仿真骨骼作为内模具，根据标准人体两上肢的外形数据制作外模具，采用硅橡胶整体浇注固化成形的左、右上肢的仿真软组织。

6.如权利要求5所述的一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：所述硅橡胶材料为硅胶和聚氨酯发泡的混合材料，其邵氏硬度为15±2。

7.如权利要求1或2或3或4或6所述的一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：所述运动跟踪模块为一运动跟踪摄像机，将所述运动跟踪摄像机的摄像头设置在所述负荷假人的前方。

8.如权利要求5所述的一种人体负荷模拟运动系统，其特征在于：所述运动跟踪模块为一运动跟踪摄像机，将所述运动跟踪摄像机的摄像头设置在所述负荷假人的前方。