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一种高处跳下生物力学测试系统及方法


技术摘要:
本发明公开了一种高处跳下生物力学测试系统及方法,该测试系统包括跳台、运动捕捉单元、高度捕捉单元、肌电信号采集单元、信号转换单元和控制处理器,跳台上的人体站立位置设置有第一测力板,人体跳下的落地位置设置有第二测力板;信号转换单元将自第一测力板、第二测  全部
背景技术:
日常生活、户外运动、体育运动等人类活动中,经常存在高处跳下动作。当人类从 高处跳下着陆过程中,人体通过姿态调整、肌肉预张紧等复杂的生物力学过程,来避免人体 着陆过程对身体造成损伤。由于人体在高处跳下存在复杂而多样的生物力学变化,而单一 的传感器无法对其进行全面而精准的检测,目前还没有能够对高处跳下生物力学进行全 面、精准检测的测试系统出现。
技术实现要素:
针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种可准确、全面地检测高处 跳下生物力学数据的测试系统及方法。 为实现上述目的,本发明第一方面,提供一种高处跳下生物力学测试系统,包括跳 台、运动捕捉单元、高度捕捉单元、肌电信号采集单元、信号转换单元和控制处理器,所述跳 台上的人体站立位置设置有第一测力板,人体跳下的落地位置设置有第二测力板; 所述第一测力板,用于获取人体跳下所述跳台之前的第一压力数据; 所述肌电信号采集单元,用于获取人体从跳台上站立、跳下以及落地过程的肌肉 神经数据; 所述第二测力板,用于获取人体从所述跳台跳下落地后的第二压力数据; 所述运动捕捉单元,用于获取人体从跳台上站立、跳下以及落地过程的动态运动 姿态数据; 所述高度捕捉单元,用于获取人体从跳台上跳下过程的下落高度数据; 所述信号转换单元,用于将自所述第一测力板、所述第二测力板、所述肌电信号采 集单元、所述运动捕捉单元和所述高度捕捉单元获取的各项数据转换并发送至所述控制处 理器; 所述控制处理器,用于对所述第一测力板、所述第二测力板、所述肌电信号采集单 元、所述运动捕捉单元和所述高度捕捉单元的数据采集时刻进行控制,并根据获取的所述 各项数据处理得到人体从站立、跳下以及落地过程的最佳姿态。 进一步,所述控制处理器包括: 采集控制单元,用于控制所述第一测力板、所述第二测力板、所述肌电信号采集单 元、所述运动捕捉单元和所述高度捕捉单元的数据采集时刻; 时钟单元,用于同步所述各项数据的记录时间; 处理单元,用于根据所述各项数据处理得到所述人体从站立、跳下以及落地过程 的最佳姿态。 进一步,所述控制处理器还包括: 4 CN 111588392 A 说 明 书 2/5 页 比较单元,用于比较人体从跳台上站立、跳下及落地过程的所述各项数据变化并 形成表单。 进一步,所述跳台的高度可调。 进一步,所述高度捕捉单元为光栅传感器。 进一步,还包括: 提醒单元,用于通过光、声信号提醒跳台上的人是否起跳。 本发明的第二方面,提供一种上述的高处跳下生物力学测试系统的测试方法,包 括如下步骤: 同步采集人体在跳台上站立时段的所述第一测力板、所述肌电信号采集单元、所 述第二测力、所述运动捕捉单元上的各项数据; 同步采集人体在下落时段的所述第一测力板、所述肌电信号采集单元、所述第二 测力、所述运动捕捉单元上的各项数据; 同步采集人体在落地时段的所述第一测力板、所述肌电信号采集单元、所述第二 测力、所述运动捕捉单元上的各项数据; 将所述站立时段、所述下落时段和所述落地时段采集的各项数据转换为生物力学 信息和对应的时间信息; 比较所述站立时段、所述下落时段和所述落地时段采集的各项数据变化并形成表 单; 根据所述各项数据处理得到人体从站立、跳下以及落地过程的最佳姿态。 进一步,所述根据所述各项数据处理得到人体从站立、跳下以及落地过程的最佳 姿态包括: 根据比较所述站立时段、所述下落时段和所述落地时段采集的各项数据变化处理 得到人体从站立、跳下以及落地过程的最佳姿态。 本发明通过第一测力板、第二测力板、运动捕捉单元、高度捕捉单元和肌电信号采 集单元采集人体从跳台上站立、跳落以及落地整个过程的各项数据,并对以上各项数据进 行分析处理得到人体从站立、跳下以及落地过程的最佳姿态,为分析人体高处跳下生物力 学特性提供数据基础,并可避免人体在高处跳下因跳落姿态问题而造成损伤。 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本 发明。 附图说明 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施 例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。 图1是本申请一实施例中提供的高处跳下生物力学测试系统的结构示意图; 图2是本申请一实施例中提供的高处跳下生物力学测试系统中控制处理器的结构 示意图; 图3是本申请一实施例中提供的高处跳下生物力学测试方法的流程示意图。 5 CN 111588392 A 说 明 书 3/5 页
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