一种关节力量测试与抗阻训练一体仪制造技术

一种关节力量测试与抗阻训练一体仪，包括：升降旋转座椅，其包含下底座、通过升降动力臂与下底座连接的上底座、设置于上底座表面的折叠座椅以及座椅旋转控制盘；三维移动对焦底座，其分布于升降旋转座椅一侧；其技术要点为，通过捕捉关节处开合不同角度的力量变化，从而精确的测试出主动肌力与对抗肌力的比率，能够分析出与此关节相关动作的协调程度；通过测试左右关节的力量可以精确评估出身体左右力量的均衡度；通过对捕捉到各关节开合角度的大小，可以模拟出不同角度对应的力量强度等级30％‑100％函数曲线，并根据次函数曲线为关节提供所需任意强度的力量训练实施，能够实现对运动干预方案实施过程的精确控制。

【技术实现步骤摘要】
一种关节力量测试与抗阻训练一体仪
本专利技术属于健康训练设备领域，具体是一种关节力量测试与抗阻训练一体仪。
技术介绍
为了响应和进一步实现国家2030健康中国计划和体医融合的大目标，那么精准的对不同人群(一般人群，病人，运动员)施行运动干预，通过科学化运动来预防和调控疾病是实现体医融合核心关键之中的一小步。实施运动干预时，通过频率，强度，时间，运动方式进行精细控制，通过有无氧运动的控制(VO2max％与HRmax％)，肌肉力量训练的阻力控制(1RM％)以及对柔韧性的控制三个方面进行运动干预实施，而在精准的测量身体关节力量的大小，从而精准控制关节训练阻力的大小，是实现肌肉阻力训练的关键所在。一般我们用1RM代表身体某一关节的最大力量，那么在运动训练和运动干预时，需要准确的测量和捕捉到关节的最大力量1RM，进而用1RMx％，即：最大力量的40％，50％，60％-100％(x为适合的百分比数)进行精准的控制关节力量抗阻训练的强度。在确定出运动干预时，更适合特定人群或个人抗阻训练的强度从而实施干预性锻炼，然而现在没有一个固定的标尺来衡量阻抗训练的负荷到用多大的数值才算合适，据众多研究表明，锻炼时所用的肌肉力量训练强度会直接影响人体的生理代谢方式，进而会间接改变人体生理状态，不同阻力强度的肌力训练所带给机体的收益和效果是不同的。在现阶段的训练中大部分人群以为缺乏相关训练学知识，忽略了对运动强度的控制这一环节，导致肌肉抗阻训练中出现很多负面效果；强度过大导致的肌肉损伤，强度过小导致效果不佳甚至没有效果，实施患者运动干预时，强度控制就更加重要，尤其是针对于心血管患者的肌肉抗阻训练，强度过大会导致危险系数增。对于运动者来说，肌肉不同强度的阻力训练，所形成的肌肉的肌纤维类型的比例是不同的，不同运动项目所拥有的肌纤维比例也是不同的，因此，在肌力训练时，科学合理控制训练阻力的负荷大小是非常重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种关节力量测试与抗阻训练一体仪。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种关节力量测试与抗阻训练一体仪，包括：升降旋转座椅，其包含下底座、通过升降动力臂与下底座连接的上底座、设置于上底座表面的折叠座椅以及座椅旋转控制盘；三维移动对焦底座，其分布于升降旋转座椅一侧，包含二维自动移动底座，所述二维自动移动底座上安装有壳体组件，所述二维自动移动底座可带动壳体组件在X、Y轴上移动；主机，其安装于壳体组件上方，所述主机包含主机外壳、设置于主机外壳表面的变速箱、安装于变速箱一侧的磁粉制动器和扭矩传感器以及安装于变速箱另一侧的角度传感器，所述磁粉制动器与变速箱输入端相连，所述变速箱的输出轴一端与角度传感器相连，另一端与扭矩传感器相连；虚拟关节轴对焦器，其一端套装于与主机配套的主机轴上，另一端通过安装于其内部中心的激光灯发射红点光线，可照射在人体关节虚拟轴位置；力臂，其安装于壳体组件一侧，所述力臂包含相邻式连接的手腕固定机构、上肢固定机构、下肢脚趾固定机构以及上身固定机构，用于对肢体关节与主机轴之间力进行转化和传导；以及主控板，可采集角度传感器和扭矩传感器的数据，并将该数据通过算法发送给磁粉制动器合成力量参数。优选的，所述升降动力臂用于带动上底座和折叠座椅进行上下移动，且上底座与座椅旋转控制盘进行电性连接。优选的，所述二维自动移动底座由螺旋杆x、y轴和控速电机组组成，所述控速电机组包含两组电机，两组所述电机分别与螺旋杆x、y轴连接。优选的，所述壳体组件包含下壳体和上壳体，且上下壳体之间通过设置升降臂连接。优选的，所述磁粉制动器为变阻制动装置，通过调整控制磁粉制动器的电流，可使变速箱输出0-1200NM范围内任意扭矩的阻力。优选的，所述上肢固定机构、下肢脚趾固定机构以及上身固定机构的组成结构相同。优选的，所述上身固定机构包含旋钮、滑槽件、装配于滑槽件内预设滑槽的滑块、设置于滑块顶端的臂端以及粘合在臂端上的海绵，将所述旋钮旋转固定，所述旋钮上设置的轴垫可使臂端进行360°自由旋转。与现有技术相比，本专利技术提供了一种关节力量测试与抗阻训练一体仪，具有如下有益效果：本专利技术主要通过捕捉关节处开合不同角度的力量变化，从而精确的测试出主动肌力与对抗肌力的比率，能够分析出与此关节相关动作的协调程度；通过测试左右关节的力量可以精确评估出身体左右力量的均衡度；通过对捕捉到各关节开合角度的大小，可以模拟出不同角度对应的力量强度等级30％-100％函数曲线，并根据次函数曲线为关节提供所需任意强度的力量训练实施，能够实现对运动干预方案实施过程的精确控制。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的升降旋转座椅结构示意图；图3是本专利技术的三维移动对焦底座结构示意图；图4是本专利技术的主机结构示意图；图5是本专利技术的虚拟关节轴对焦器结构示意图；图6是本专利技术的力臂结构示意图；图7是本专利技术的主控板结构示意图；图8是本专利技术的电控流程框图；图9是本专利技术中关节训练角度与相对应强度训练曲线图。附图标记：1、升降旋转座椅；101、下底座；102、上底座；103、折叠座椅；104、座椅旋转控制盘；2、三维移动对焦底座；201、二维自动移动底座；202、下壳体；203、上壳体；3、主机；301、磁粉制动器；302、变速箱；303、角度传感器；304、扭矩传感器；305、主机外壳；4、虚拟关节轴对焦器；41、激光灯；5、力臂；51、手腕固定机构；52、上肢固定机构；53、下肢脚趾固定机构；54、上身固定机构；541、旋钮；542、滑槽件；543、滑块；544、臂端；545、海绵；6、主控板。具体实施方式以下结合附图1，进一步说明本专利技术一种关节力量测试与抗阻训练一体仪的具体实施方式。本专利技术一种关节力量测试与抗阻训练一体仪不限于以下实施例的描述。本实施例给出一种关节力量测试与抗阻训练一体仪的具体结构，如图1-6所示，一种关节力量测试与抗阻训练一体仪，包括：升降旋转座椅1，其包含下底座101、通过升降动力臂与下底座101连接的上底座102、设置于上底座102表面的折叠座椅103以及座椅旋转控制盘104；三维移动对焦底座2，其分布于升降旋转座椅1一侧，包含二维自动移动底座201，二维自动移动底座201上安装有壳体组件，二维自动移动底座201可带动壳体组件在X、Y轴上移动；主机3，其安装于壳体组件上方，主机3包含主机外壳305、设置于主机外壳305表面的变速箱302、安装于变速箱302一侧的磁粉制动器301和扭矩传感器304以及安装于变速箱302另一侧的角度传感器303，磁粉制动器301与变速箱302输入端相连，变速箱302的输出轴一端与角度传感器303相连，另一端与扭矩传感器304相连；上述主控采用STM32F103C8T6，采用ADC采集角度传感器303和扭矩传感器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关节力量测试与抗阻训练一体仪，其特征在于，包括：/n升降旋转座椅(1)，其包含下底座(101)、通过升降动力臂与下底座(101)连接的上底座(102)、设置于上底座(102)表面的折叠座椅(103)以及座椅旋转控制盘(104)；/n三维移动对焦底座(2)，其分布于升降旋转座椅(1)一侧，包含二维自动移动底座(201)，所述二维自动移动底座(201)上安装有壳体组件，所述二维自动移动底座(201)可带动壳体组件在X、Y轴上移动；/n主机(3)，其安装于壳体组件上方，所述主机(3)包含主机外壳(305)、设置于主机外壳(305)表面的变速箱(302)、安装于变速箱(302)一侧的磁粉制动器(301)和扭矩传感器(304)以及安装于变速箱(302)另一侧的角度传感器(303)，所述磁粉制动器(301)与变速箱(302)输入端相连，所述变速箱(302)的输出轴一端与角度传感器(303)相连，另一端与扭矩传感器(304)相连；/n虚拟关节轴对焦器(4)，其一端套装于与主机(3)配套的主机轴上，另一端通过安装于其内部中心的激光灯(41)发射红点光线，可照射在人体关节虚拟轴位置；/n力臂(5)，其安装于壳体组件一侧，所述力臂(5)包含相邻式连接的手腕固定机构(51)、上肢固定机构(52)、下肢脚趾固定机构(53)以及上身固定机构(54)，用于对肢体关节与主机轴之间力进行转化和传导；以及/n主控板(6)，可采集角度传感器(303)和扭矩传感器(304)的数据，并将该数据通过算法发送给磁粉制动器(301)合成力量参数。/n...

【技术特征摘要】
1.一种关节力量测试与抗阻训练一体仪，其特征在于，包括：
升降旋转座椅(1)，其包含下底座(101)、通过升降动力臂与下底座(101)连接的上底座(102)、设置于上底座(102)表面的折叠座椅(103)以及座椅旋转控制盘(104)；
三维移动对焦底座(2)，其分布于升降旋转座椅(1)一侧，包含二维自动移动底座(201)，所述二维自动移动底座(201)上安装有壳体组件，所述二维自动移动底座(201)可带动壳体组件在X、Y轴上移动；
主机(3)，其安装于壳体组件上方，所述主机(3)包含主机外壳(305)、设置于主机外壳(305)表面的变速箱(302)、安装于变速箱(302)一侧的磁粉制动器(301)和扭矩传感器(304)以及安装于变速箱(302)另一侧的角度传感器(303)，所述磁粉制动器(301)与变速箱(302)输入端相连，所述变速箱(302)的输出轴一端与角度传感器(303)相连，另一端与扭矩传感器(304)相连；
虚拟关节轴对焦器(4)，其一端套装于与主机(3)配套的主机轴上，另一端通过安装于其内部中心的激光灯(41)发射红点光线，可照射在人体关节虚拟轴位置；
力臂(5)，其安装于壳体组件一侧，所述力臂(5)包含相邻式连接的手腕固定机构(51)、上肢固定机构(52)、下肢脚趾固定机构(53)以及上身固定机构(54)，用于对肢体关节与主机轴之间力进行转化和传导；以及
主控板(6)，可采集角度传感器(303)和扭矩传感器(304)的数据，并将该数据通过算法发送给磁粉制动器(301)合成力量参数。


2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王加猛，韩瑶，徐百超，赵帅，牟新彦，
申请(专利权)人：王加猛，韩瑶，
类型：发明
国别省市：海南;46