一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107714059 A(43)申请公布日 2018.02.23

(21)申请号 201710856277.8(22)申请日 2017.09.21

(71)申请人 上海长海医院

地址 200433 上海市杨浦区长海路168号(72)发明人 顾伟　王新　方凡夫　李柏　

鞠泽亚　(74)专利代理机构 上海卓阳知识产权代理事务

所(普通合伙) 31262

代理人 周春洪(51)Int.Cl.

A61B 5/22(2006.01)

权利要求书1页 说明书6页 附图4页

(54)发明名称

一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统(57)摘要

本发明涉及一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统，所述的稳定性功能测试系统包括悬吊设施、位置传感器、压力感应垫、台车工作站系统；所述的悬吊设施包括支架主体、吊环、吊绳、吊板；所述台车站工作系统包括可固定底座、支撑杆、高度调节开关、信号接收器、电脑显示器；所述的台车工作站系统与位置传感器、压力感应垫之间通过无线通信方式连接。其优点表现在：本系统对核心肌稳定性功能进行测试和分析评估，能够给核心肌稳定性功能研究提供一个客观数据分析，可提供给医院康复科、运动员、士兵等场所或人员使用，进行临床、科研、健身等应用。

CN 107714059 ACN 107714059 A

权　利　要　求　书

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1.一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的稳定性功能测试系统包括悬吊设施、位置传感器、压力感应垫、台车工作站系统；所述的悬吊设施包括支架主体、吊环、吊绳、吊板；所述的支架主体包括支撑架底座、支撑架、悬吊架；所述的吊环包括第一吊环、第二吊环、第三吊环；所述的吊绳包括第一吊绳、第二吊绳；所述的第一吊环固定于悬吊架上；所述的第三吊环设于吊板四周位置；所述的第一吊绳一端连接于第一吊环，另一端连接于第二吊环；所述的第二吊绳穿过第二吊环，两端分别与第三吊环连接；所述的位置传感器使用时设于人体四肢的远端位置；所述的压力感应垫设于吊板平面上；

所述台车站工作系统包括可固定底座、支撑杆、高度调节开关、信号接收器、电脑显示器；所述的可固定底座下设有可固定滑轮；所述的高度调节开关设于支撑杆中部位置；所述的电脑显示器设于支撑杆的顶端位置；所述的信号接收器设于电脑显示器左后方位置；所述的台车工作站系统与位置传感器、压力感应垫之间通过无线通信方式连接。

2.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的吊板14长为1.8m，宽为1.5m。

3.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的位置传感器采样频率高于100Hz；所述的压力感应垫数据更新频率大于20Hz，内部采样频率100Hz。

4.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的位置传感器为四个。

5.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的压力感应垫为一个。

6.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的支撑架底座呈V字型。

7.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的吊环、吊绳结构、材质相同，大小、长度不同。

8.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的吊板、压力感应垫均呈长方形结构。

9.根据权利要求1所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的悬吊设施还包括吊绳长度调节装置。

10.根据权利要求9所述的稳定性功能测试系统，其特征在于，所述的吊绳长度调节装置设于第一吊绳的中部位置。

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一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统

技术领域

[0001]本发明涉及稳定性功能测试系统技术领域，具体地说，是一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统。

背景技术

[0002]核心稳定性是指在运动控制中控制骨盆和躯干部位肌肉的稳定状态，为上下肢运动创造支点，并协调上下肢的发力，使力量的产生、传递和控制达到最佳化。核心区肌群稳定性功能是指当身体在完成某些运动或者高负荷活动时，能够很好控制躯干和骨盆，把力量以最优的方式从躯干传递到四肢，使运动表现和姿势维持都达到最佳水平的一种能力。[0003]海军水面舰艇长期处于风浪中的海平面，由于舰艇时刻处于摇晃之中，军事人员在做各种仪器操作及动作训练时都需要身体稳定性能。而由于舰艇运动场地非常狭小，缺乏运动器材，官兵的身体核心稳定性功能亟需加强锻炼，因此了解自身的核心肌功能并进行针对性锻炼，可以有效促进海军官兵身心健康并提高作战能力。[0004]中国专利文献：CN201010177814.4，申请日2010.05.18，专利名称为：一种颈椎屈伸肌群力学性能的测试方法。公开了一种颈椎屈伸肌群力学性能的测试方法，将测试装置固定于受试人员头部，让颈椎在多级恒定角速度状态下进行屈伸抗阻运动，在该运动中，测试装置采集反映颈椎屈伸交互肌群力学特性指标的数据，并将该数据与正常人颈椎屈伸肌群值进行比较，以分析颈椎屈伸肌群受损程度。

[0005]上述专利文献的一种颈椎屈伸肌群力学性能的测试方法，涉及的颈椎屈伸肌群肌肉力学性能的测试方法可填补Biodex多关节等速测试训练系统中颈椎屈伸肌群力学性能评定和颈椎屈伸肌群运动康复的空白，既能对治疗前后颈椎病患者的颈椎屈伸肌群力学特性指标，肌肉状况进行功能评定，同时又可对颈椎屈伸肌群进行功能锻炼，在运动中监控受试人员的肌肉状况，提供安全训练的保障。但是关于一种能够对海军舰艇特殊环境的官兵核心区肌群稳定性功能进行测试及分析评估，提供一个客观数据分析，可用于临床、科研、健身等多个领域的仪器测试系统，目前尚没有相关的报道。[0006]综上所述，亟需一种能够对海军舰艇特殊环境的官兵核心区肌群稳定性功能进行测试及分析评估，提供一个客观数据分析，可用于临床、科研、健身等多个领域的一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统。

发明内容

[0007]本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种能够对海军舰艇特殊环境的官兵核心区肌群稳定性功能进行测试及分析评估，提供一个客观数据分析，可用于临床、科研、健身等多个领域的一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统。[0008]为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

[0009]一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统，所述的稳定性功能测试系统包括悬吊设施、位置传感器、压力感应垫、台车工作站系统；所述的悬吊设施包括支架

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主体、吊环、吊绳、吊板；所述的支架主体包括支撑架底座、支撑架、悬吊架；所述的吊环包括第一吊环、第二吊环、第三吊环；所述的吊绳包括第一吊绳、第二吊绳；所述的第一吊环固定于悬吊架上；所述的第三吊环设于吊板四周位置；所述的第一吊绳一端连接于第一吊环，另一端连接于第二吊环；所述的第二吊绳穿过第二吊环，两端分别与第三吊环连接；所述的位置传感器使用时设于人体四肢的远端位置；所述的压力感应垫设于吊板平面上；[0010]所述台车站工作系统包括可固定底座、支撑杆、高度调节开关、信号接收器、电脑显示器；所述的可固定底座下设有可固定滑轮；所述的高度调节开关设于支撑杆中部位置；所述的电脑显示器设于支撑杆的顶端位置；所述的信号接收器设于电脑显示器左后方位置；所述的台车工作站系统与位置传感器、压力感应垫之间通过无线通信方式连接。[0011]作为一种优选的技术方案，所述的吊板14长为1.8m，宽为1.5m。[0012]作为一种优选的技术方案，所述的位置传感器采样频率高于100Hz；所述的压力感应垫数据更新频率大于20Hz，内部采样频率100Hz。[0013]作为一种优选的技术方案，所述的位置传感器为四个。[0014]作为一种优选的技术方案，所述的压力感应垫为一个。[0015]作为一种优选的技术方案，所述的支撑架底座呈V字型。[0016]作为一种优选的技术方案，所述的吊环、吊绳结构、材质相同，大小、长度不同。[0017]作为一种优选的技术方案，所述的吊板、压力感应垫均呈长方形结构。[0018]本发明优点在于：[0019]1、利用悬吊架上设有两个第一吊环，通过两根第一吊绳一端分别连接第一吊环，另一端分别连接第二吊环，再通过两根第二吊绳分别穿过两个第二吊环，两端分别与设于吊板上的第三吊环相连接，便可将吊板悬吊于空中，从而方便测试者进行核心区肌群的稳定性功能测试。[0020]2、设于吊板平面上的压力感应垫，测试者在吊板上进行核心区肌群稳定性测试时，压力感应垫可获取到平面上压力重心的移动轨迹，从而通过台车工作站系统上设有的电脑显示器对压力重心的移动轨迹进行分析与评估。[0021]3、设于人体四肢远端的位置传感器在测试者做核心肌锻炼动作的过程中，通过测试者四肢远端佩戴的位置传感器，可获取到四肢远端在空间的移动轨迹，从而通过台车工作站系统上设有的电脑显示器对空间的移动轨迹进行分析与评估。[0022]4、台车工作站系统，能够检测测试者四肢远端的空间移动轨迹，且能实时查看测试者四肢中任意肢体在X、Y、Z方向上的位置移动曲线，便于更清晰的看出测试者四肢的移动位置。[0023]5、台车工作站系统能实时提供四肢中任意肢体在X、Y、Z方向上移动的幅度大小，便于检测人员分析被测试者在做核心肌锻炼过程中不同位置的四肢摆动幅度的大小。[0024]6、设于台车工作站系统上的电脑显示器上能够提供实时的三维动画，用于展示测试者测试过程中的空间姿态，方便检测人员更加直观的观察被测试者在空间中的位置变化情况。

[0025]7、被测试人员在吊板上进行核心肌锻炼时人体与吊板上设有的压力感应垫相互接触，在电脑显示器上，检测人员可以检测测试者与吊板接触面上压力重心的移动轨迹，并且能够以图形的形式显示在显示屏上。

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8、电脑显示器上还可以实时查看测试者与吊板接触面上压力重心在X、Y方向上的

偏移曲线，便于检测人员分析测试者在测试过程中力的分散情况。[0027]9、台车工作站系统进行测试时，位置传感器所采集的数据与压力感应垫采集的数据同步，无延迟，以此保证本次测试的科学与合理性。[0028]10、台车工作站系统能够给核心肌稳定性功能研究提供一个客观数据分析，不但能用于临床、科研、健身等多个领域，而且可提供给医院康复科、运动员、士兵等场所或人员进行使用，进行临床、科研、健身等应用。附图说明

[0029]附图1是本发明一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统悬吊设施的立体结构示意图。

[0030]附图2是本发明一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统台车工作站系统的立体结构示意图。

[0031]附图3是本发明一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统位置传感器位于人体四肢末端的立体结构示意图。

[0032]附图4本发明一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统台车工作站系统的工作原理图。

[0033]附图5是本发明另一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统悬吊设施的立体结构示意图。

具体实施方式

[0034]下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。[0035]附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：[0036]1.悬吊设施                  11.支架主体[0037]111.支撑架底座              112.支撑架[0038]113.悬吊架                  12.吊环[0039]121.第一吊环                122.第二吊环[0040]123.第三吊环                13.吊绳[0041]131.第一吊绳                132.第二吊环[0042]14.吊板                     2.位置传感器[0043]3.压力感应垫                4.台车工作系统[0044]41.可固定底座               410.可固定滑轮[0045]42.支撑杆                   43.高度调节开关[0046]44.信号接收器               45.电脑显示器[0047]5.吊绳长度调节装置[0048]实施例1

[0049]请参看附图1和附图2，图1和图2分别是本发明一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统悬吊设施、台车工作站系统的立体结构示意图。一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统，所述的稳定性功能测试系统包括悬吊设施1、位置传感

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器2、压力感应垫3、台车工作站系统4；所述的悬吊设施1包括支架主体11、吊环12、吊绳13、吊板14；所述的支架主体11包括支撑架底座111、支撑架112、悬吊架113；所述的吊环12包括第一吊环121、第二吊环122、第三吊环123；所述的吊绳13包括第一吊绳131、第二吊绳132；所述的第一吊环121固定于悬吊架113上；所述的第三吊环123设于吊板14四周位置；所述的第一吊绳131一端连接于第一吊环121，另一端连接于第二吊环122；所述的第二吊绳132穿过第二吊环122，两端分别与第三吊环123连接；所述的位置传感器2使用时设于人体四肢的远端位置；所述的压力感应垫3设于吊板14平面上；[0050]所述台车站工作系统4包括可固定底座41、支撑杆42、高度调节开关43、信号接收器44、电脑显示器45；所述的可固定底座41下设有可固定滑轮410；所述的高度调节开关43设于支撑杆42中部位置；所述的电脑显示器45设于支撑杆42的顶端位置；所述的信号接收器44设于电脑显示器45左后方位置；所述的台车工作站系统4与位置传感器2、压力感应垫3之间通过无线通信方式连接。[0051]需要说明的是：所述的支撑架底座111呈V字型，可使得悬吊设施1安全可靠；所述的吊板14、压力感应垫均呈长方形结构；所述的吊板14长为1.8m，宽为1.5m；所述的第一吊环121、第二吊环122、第三吊环123大小不同，结构材质相同；所述的第一吊环121、第二吊环122分别有两个；所述的第三吊环123有四个；所述的第一吊绳131、第二吊绳132长度不同，且分别为两根；所述的吊绳13结构材质相同，长度不同；所述的悬吊架113上设有两个第一吊环121，通过两根第一吊绳131一端分别连接第一吊环121，另一端分别连接第二吊环122，再通过两根第二吊绳132分别穿过两个第二吊环122，两端分别与设于吊板14上的第三吊环123相连接，便可将吊板悬吊于空中，从而方便测试者进行核心区肌群稳定性功能测试；所述的设于吊板14平面上的压力感应垫3小于吊板14本体大小；所述的压力感应垫3为一体式感应结构，测试者接触到压力感应垫3时，压力感应垫3便可感应测试者的压力，便于描述测试者整个压力峰值的轨迹；

[0052]所述的高度调节开关43可调节支撑杆42的高度；所述的信号接收器44用于接收位置传感器2和压力感应垫3发出的无线信号，从而传输到电脑显示器45中，对传输的数据进行分析；所述的位置传感器2采样频率大于100Hz；所述的压力感应垫3数据更新频率大于20Hz(内部采样频率100Hz)；所述的设于吊板14平面上的压力感应垫3为一个，测试者在设于吊板14上的感应垫3上进行核心区肌群稳定性测试时，压力感应垫3可获取到平面上压力重心的移动轨迹，从而通过台车工作站系统4上设有的信号接收器44来接收数据，从而可在电脑显示器43对压力重心的移动轨迹进行分析与评估；所述的设于人体四肢远端的位置传感器2在测试者做核心肌锻炼动作的过程中，通过测试者四肢远端佩戴的位置传感器2，可获取到四肢远端在空间的移动轨迹，然后通过台车工作站系统4上设有的信号接收器44来接收数据，从而可在电脑显示器43对空间的移动轨迹进行分析与评估。[0053]请参看附图4，图4是本发明一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统台车工作站系统的工作原理图。所述的通过无线方式连接于压力位置传感器2和压力感应垫3的台车工作站系统4，能够检测测试者四肢远端的空间移动轨迹，且能实时查看测试者四肢中任意肢体在X、Y、Z方向上的位置移动曲线，便于更清晰的看出测试者四肢的移动位置；所述的台车工作站系统4能实时提供四肢中任意肢体在X、Y、Z方向上移动的幅度大小，便于检测人员分析被测试者在做核心肌锻炼过程中不同位置的四肢摆动幅度的大小；

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所述的设于台车工作站系统4上的电脑显示器141上能够提供实时的三维动画，用于展示测试者测试过程中的空间姿态，方便检测人员更加直观的观察被测试者在空间中的位置变化情况；所述的被测试人员在吊板14上进行核心肌锻炼时人体与吊板14上设有的压力感应垫3相互接触，在电脑显示器141上，检测人员可以检测测试者与吊板14接触面上压力重心的移动轨迹，并且能够以图形的形式显示在显示屏上；所述的电脑显示器141上还可以实时查看测试者与吊板接触面上压力重心在X、Y方向上的偏移曲线，便于检测人员分析测试者在测试过程中力的分散情况；所述的台车工作站系统4进行测试时，位置传感器2所采集的数据与压力感应垫3采集的数据同步，无延迟，以此保证本次测试的科学与合理性；所述的台车工作站系统4能够给核心肌稳定性功能研究提供一个客观数据分析，不但能用于临床、科研、健身等多个领域，而且可提供给医院康复科、运动员、士兵等场所或人员使用，以进行临床、科研、健身等应用。

[0054]本台车工作站系统的测试方法：通过悬吊设施1让人体卧在吊板14(采用仰卧位或俯卧位)平面上设有的压力感应垫3上，处于一个相对不稳定平面，让人体在压力感应垫3上做几个核心肌锻炼动作。在做动作的过程中，通过测试者四肢远端佩戴的4个位置传感器2(见图3)，可获取到四肢远端在空间的移动轨迹，同时压力感应垫3可获取到平面上压力重心的移动轨迹，通过四肢远端在空间的移动轨迹和压力重心的移动轨迹，再通过采用无线通信方式连接与位置传感器2与压力感应垫3的台车工作站系统4，则可对核心肌稳定性功能进行测试和分析评估。[0055]实施例2

[0056]请参看附图5，图5是本发明的另一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统悬吊设施的立体结构示意图，本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于本实施例中的两根第一吊绳131中部位置处均设有一个吊绳长度调节装置5，所述的吊绳长度调节装置5可调节第一吊绳131的长度，一方面方便不同测试者的需要，有利于保护测试者的安全，另一方面测试者在吊板14上做动作时，可制造一个更加不稳定的平面，从而获得不一样的测试效果。

[0057]本发明的一种模拟舰艇不稳定环境的核心肌稳定性功能测试系统，利用悬吊架上设有两个第一吊环，通过两根第一吊绳一端分别连接第一吊环，另一端分别连接第二吊环，再通过两根第二吊绳分别穿过两个第二吊环，两端分别与设于吊板上的第三吊环相连接，便可将吊板悬吊于空中，从而方便测试者进行核心区肌群的稳定性功能测试；设于吊板平面上的压力感应垫，测试者在吊板上进行核心区肌群稳定性测试时，压力感应垫可获取到平面上压力重心的移动轨迹，从而通过台车工作站系统上设有的电脑显示器对压力重心的移动轨迹进行分析与评估；设于人体四肢末端的位置传感器在测试者做核心肌锻炼动作的过程中，通过测试者四肢末端佩戴的位置传感器，可获取到四肢末端在空间的移动轨迹，从而通过台车工作站系统上设有的电脑显示器对空间的移动轨迹进行分析与评估；台车工作站系统，能够检测测试者四肢末端的空间移动轨迹，且能实时查看测试者四肢中任意肢体在X、Y、Z方向上的位置移动曲线，便于更清晰的看出测试者四肢的移动位置；台车工作站系统能实时提供四肢中任意肢体在X、Y、Z方向上移动的幅度大小，便于检测人员分析被测试者在做核心肌锻炼过程中不同位置时四肢摆动幅度的大小；设于台车工作站系统上的电脑显示器上能够提供实时的三维动画，用于展示测试者测试过程中的空间姿态，方便检测人

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员更加直观的观察被测试者在空间中的位置变化情况；被测试人员在吊板上进行核心肌锻炼时人体与吊板上设有的压力感应垫相互接触，在电脑显示器上，检测人员可以检测测试者与吊板接触面上压力重心的移动轨迹，并且能够以图形的形式显示在显示屏上；电脑显示器上还可以实时查看测试者与吊板接触面上压力重心在X、Y方向上的偏移曲线，便于检测人员分析测试者在测试过程中力的分散情况；台车工作站系统进行测试时，位置传感器所采集的数据与压力感应垫采集的数据同步，无延迟，以此保证本次测试的科学与合理性；台车工作站系统能够给核心肌稳定性功能研究提供一个客观数据分析，不但能用于临床、科研、健身等多个领域，而且可提供给医院康复科、运动员、士兵等场所或人员进行使用。

[0058]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

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