三维关节角度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维关节角度测量装置，包括：上固定臂，下固定臂，三维测量架，三维测量架由X向角度传感器，Y向角度传感器，Z向角度传感器，弧形滑轨，弧形滑块，滚轮，支架组成，所述弧形滑块与所述弧形滑轨相连，X向角度传感器，所述X向角度传感器固定在所述支架上；Y向角度传感器，所述Y向角度传感器固定在所述支架上并与所述弧形滑轨连接；Z向角度传感器，所述Z向角度传感器固定在所述弧形滑块上并与所述滚轮连接。根据本发明专利技术实施例的三维关节角度测量装置可以实现三个方向的关节角度测量，使得测量结果相对真实关节运动状态更为准确。

Three dimensional joint angle measuring device

The invention discloses a three-dimensional joint angle measuring device, including: fixed arm, fixed arm, three-dimensional measurement, 3D measurement frame from X to Y to the angle sensor, angle sensor, Z angle sensor, arc slide, arc slider, roller bracket, the arc slider and the arc slide X connected to the X to the angle sensor, angle sensor fixed on the bracket; Y angle sensor, the Y angle sensor is fixed on the bracket and connected with the arc-shaped slide; Z angle sensor, the Z angle sensor is fixed on the arc slider and the roller is connected. According to the embodiment of the invention, the three-dimension joint angle measuring device can realize the joint angle measurement in three directions, so that the measurement result is more accurate than the real joint movement state.

【技术实现步骤摘要】
三维关节角度测量装置
本专利技术涉及人体运动特征检测，具体涉及一种三维关节角度测量装置。
技术介绍
现有的机械式关节角度测量装置不能实现三个方向角度的同时测量。如中国专利ZL201220705625.4公开了一种动态关节角度测量装置，包括两个测量臂、转动连接模块、角度测量模块，其特征在于：其中一个测量臂由第一固定测量臂和第一自由测量臂构成，另一个测量臂由第二固定测量臂和第二自由测量臂构成，每一自由测量臂与相应的固定测量臂间经滑动连接结构连接，使自由测量臂具有沿测量臂长度方向滑动的自由度，第一自由测量臂和第二自由测量臂间经转动连接模块构成转动连接，所述角度测量模块具有测量第一自由测量臂和第二自由测量臂间的夹角的角度传感器。本技术能够实现动态姿势测量并有效解决关节中心在关节运动中的偏移对角度测量的影响，实现平行测量，降低了测量仪器对被测量者关节运动的约束。很显然该类装置不能实现三个方向角度的同时测量，由于缺少测量自由度，达不到准备测量关节变化的目的。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题。为此，本专利技术的目的在于提出一种三维关节角度测量装置，所述三维关节角度测量装置可以实现关节运动当中的三个方向的角度测量。本专利技术一种三维关节角度测量装置，包括：上固定臂，下固定臂，三维测量架，三维测量架由X向角度传感器，Y向角度传感器，Z向角度传感器，弧形滑轨，弧形滑块，滚轮，支架组成，所述弧形滑块与所述弧形滑轨相连。X向角度传感器，所述X向角度传感器固定在所述支架上；Y向角度传感器，所述Y向角度传感器固定在所述支架上并与所述弧形滑轨连接。Z向角度传感器，所述Z向角度传感器固定在所述弧形滑块上并与所述滚轮连接。所述上固定臂由滑块与滑杆组成，二者滑动连接；所述下固定臂由滑块与滑杆组成，二者滑动连接。所述X向角度传感器与所述上固定臂的滑杆连接；所述下固定臂的滑杆与所述三维测量架的弧形滑块通过六角销连接。所述支架为L形，固定连接了所述X向角度传感器和所述Y向角度传感器,所述X向角度传感器测量的是所述滑杆与所述支架的相对转动角度，所述Y向角度传感器测量的是所述支架和所述弧形滑轨的相对转动角度，所述Z向角度传感器测量的是所述滚轮的转动角度；所述滚轮在所述弧形滑轨的弧形外表面滚动；所述弧形滑块与所述弧形滑轨相连并在所述弧形滑轨的弧形外表面滑动。有益效果：根据本专利技术实施例的三维关节角度测量装置可以实现三个方向的关节角度测量，使得测量结果相对真实关节运动状态更为准确。附图说明图1a、1b、1c是本专利技术实施例的三维关节角度测量装置的三向视图；图2是本专利技术三维关节角度测量装置的结构示意图。图3是本专利技术Z向传感器测量结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考图1和图2描述根据本专利技术实施例的三维关节角度测量装置。如图1和图2所示，根据本专利技术实施例的三维关节角度测量装置包括滑块002、010、滑杆001、011、支架004、弧形滑轨006、弧形滑块007、连接钉012、滑轮008、X向角度传感器003、Y向角度传感器005、Z向角度传感器009。X向角度传感器003固定在支架004上并与滑杆001连接，Y向角度传感器005固定在支架004上并与弧形滑轨006连接，Z向角度传感器009固定在弧形滑块007上并与滚轮008连接，滑杆001，011可以在对应滑块002，010的滑槽中滑动，支架004为L形固定连接了X向角度传感器和Y向角度传感器，滚轮008可以在弧形滑轨006的弧形外表面滚动，弧形滑块007与弧形滑轨006相连并可以在弧形滑轨006的弧形外表面滑动，滑杆011与弧形滑块007通过六角销012连接。下面参考图1和图2描述根据本专利技术实施例的三维关节角度测量装置的工作过程。滑块002和滑块010分别与关节上下两段固定，关节发生三个方向的角度位移时，X向角度传感器003和Y向角度传感器005可以直接测得X方向和Y方向的角度位移，Z向角度传感器随着弧形滑块007在弧形滑轨006上滑动，滚轮008在弧形滑轨上滚动，Z向传感器测量得到滚轮008的滚动角度，计算得到滚轮008滚动位移，结合弧形滑轨006的半径计算得到关节Z向角度位移。如图3，弧形滑轨006半径为R，滑轮008的直径为D，Z向传感器直接测量结果为θZ，Z向旋转角度换算关系为因此，根据本专利技术实施例的三维关节角度测量装置可以实现三个方向的关节角度测量。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维关节角度测量装置，包括：上固定臂，下固定臂，三维测量架，其特征在于：三维测量架由X向角度传感器(003)，Y向角度传感器(005)，Z向角度传感器(009)，弧形滑轨(006)，弧形滑块(007)，滚轮(008)，支架(004)组成，所述弧形滑块(007)与所述弧形滑轨(006)相连，X向角度传感器(003)，所述X向角度传感器(003)固定在所述支架(004)上；Y向角度传感器(005)，所述Y向角度传感器(005)固定在所述支架(004)上并与所述弧形滑轨(006)连接；Z向角度传感器(009)，所述Z向角度传感器(009)固定在所述弧形滑块(007)上并与所述滚轮(008)连接。

【技术特征摘要】
1.一种三维关节角度测量装置，包括：上固定臂，下固定臂，三维测量架，其特征在于：三维测量架由X向角度传感器(003)，Y向角度传感器(005)，Z向角度传感器(009)，弧形滑轨(006)，弧形滑块(007)，滚轮(008)，支架(004)组成，所述弧形滑块(007)与所述弧形滑轨(006)相连，X向角度传感器(003)，所述X向角度传感器(003)固定在所述支架(004)上；Y向角度传感器(005)，所述Y向角度传感器(005)固定在所述支架(004)上并与所述弧形滑轨(006)连接；Z向角度传感器(009)，所述Z向角度传感器(009)固定在所述弧形滑块(007)上并与所述滚轮(008)连接。2.根据权利要求1所述的三维关节角度测量装置，其特征在于：所述上固定臂由滑块(002)与滑杆(001)组成，二者滑动连接；所述下固定臂由滑块(010)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝智秀，肖丽英，任晓雨，朱鑫，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11