[实用新型]空间可达域测量装置及其测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种便携式高精度的空间可达域测量装置及其测量系统。

背景技术

随着我国科学技术的不断进步，在一些领域里对人体四肢在三维空间的活动范围提出较高的要求。例如在运动医学领域，精确测量人体四肢在空间的活动范围可以准确地反应出伤员尤其是运动员的受伤后恢复情况；在国防工业中，尤其是在对驾驶空间要求比较严格的领域，对飞行员，宇航员，坦克装甲车驾驶员四肢的活动范围测量可以为驾驶舱的空间设计，控制仪表，操纵杆的位置分布等提供科学依据；在现代工业设计中，四肢活动范围的测量作为人测量数据的一部分，对完善人体测量数据库的建立，设计高品质、高标准的宜人化产品起着不可替代的重要作用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式的高精度空间可达域测量系统。该系统具有实时显示运动轨迹、实时保存测试数据并打印、拆装简单和便于携带等特点。

本实用新型利用的基本原理是采用高精度角度传感器测量转轴的角度变化量，通过计算间接得到物体轨迹曲线。数据传输系统将数据实时传送到上位机软件，由软件进行数据处理。

本实用新型的空间可达域测量装置包括底座、塑料水箱、立柱、机械后臂、机械前臂、测量杆和手柄；所述塑料水箱放置于所述底座上，在进行测量时将所述塑料水箱装满水，以增加装置的稳固性和安全性；所述立柱的下端以可拆装的方式固定在所述底座上，其上端借助后部转动轴与所述机械后臂的后端相连，所述机械后臂的前端借助前部转动轴与所述机械前臂的后端相连，所述测量杆的上端通过调节螺栓安装于所述机械前臂的前端，所述测量杆的下端安装有手柄。

优选所述立柱通过两根长度为1m的铝合金方管以可拆装的方式连接而成。

优选所述机械后臂和所述机械前臂均采用由防锈铝板焊接而成的工字梁。

本实用新型的空间可达域测量系统包括权利要求1、2或3中的任一项所述空间可达域测量装置、信号采集传输系统和上位机。所述信号采集传输系统包括后部角度传感器、前部角度传感器和信号采集器。所述信号采集器安装在所述空间可达域测量装置的所述立柱的靠近上端的部位，用于自动采集所述后部角度传感器和所述前部角度传感器的信号，并通过RS232串口将数据传送到上位机。

优选所述后部角度传感器是无触点角度传感器，安装在后部转动轴的顶端。

优选所述前部角度传感器是无触点角度传感器，安装在所述前部转动轴的顶端。

优选所述信号采集器采用单片机来采集所述后部角度传感器和所述前部角度传感器的信号。

优选所述上位机与所述信号采集器相连，用于实时显示测试轨迹和保存测试数据，并能够进行打印。

实用新型效果

(1)本实用新型采用高精度360°角度传感器作为核心测试元件，安装在悬臂的两个转动轴上，监测两节臂的转动状态。具有精度高，响应快的优点。

(2)本实用新型机械结构拆装简单，变形小、稳固、和轻便的特点。配重物采用两个塑料水箱，用时灌满水压住底座，不用时将水倒掉，方便携带，便于外出测试。

(3)采用单片机采集和传输数据，上位机软件进行数据处理功能强大，实时显示运动轨迹直观形象，实时保存数据便于随时调取使用。

附图说明

图1为空间可达域测量装置示意图。

图2为上位机软件的操作界面。

图3为操作流程图。

符号说明

1  底座

2  调节螺栓

3  塑料水箱

4  立柱

5  信号采集器

6  后部角度传感器

7  后部转动轴

8  机械后臂

9  前部角度传感器

10 前部转动轴

11 机械前臂

12 测量杆调节螺栓

13 测量杆

14 手柄

具体实施方式

以下，参照附图，对本实用新型实施方式进行说明。在下面的叙述中，附图中X方向为前，Y方向为上。

如图1所示，空间可达域测量装置包括：底座1、调节螺栓2、塑料水箱3、立柱4、信号采集器5、后部角度传感器6、后部转动轴7、机械后臂8、前部角度传感器9、前部转动轴10、机械前臂11、测量杆调节螺栓12、测量杆13和手柄14。