基于三维测力台可调式台阶系统的制作方法

本发明涉及一种用于运动生物力学、体育工程学、运动损伤等领域进行人体步态测试用的可以调节台层之间的距离与各台层高度的台阶，特别是一种基于三维测力台可调式台阶。

背景技术：

目前在运动生物力学领域，对不同环境下行走的研究已经有了许多积累，而其中最常见的就是台阶上的步态分析，在国内外专家针对台阶行走进行了一系列的研究的同时，也设计并制造了一系列的台阶用来研究人体步态特征。他们这些研究，为相关装备的设计制造、下肢损伤后的康复、机器人设计提供了必不可少的依据。

然而与此同时，在对台阶行走的研究上仍受制于台阶的设计制造方法。最早用于研究步态的台阶因未内嵌有测力台，因此只能够协助测量少量的人体运动学数据，动力学数据获得比较困难。其后出现的台阶开始内嵌有测力台，但是这些台阶普遍含有两个缺点：一种是台阶结构固定，因此任何研究前需要对台阶进行重新设计制造，除非台阶台层高度与台层间距离一样；另一种是台阶中含有的测力台数目较少，测力台基本位于设计台阶中第三阶或者第四阶，这样的设计缩小了台阶步态的研究范围。在台阶研究不断深入的时候，这两种缺点影响了已知测试的可重复性。

根据专利查新，可拆卸的阶梯式三维测力装置，申请号是：201110418775.7，公开号是：102494822A，同样是作为三维力测试台阶使用。其优点是：便于安装和拆卸，成本低廉。本发明与其发明不同之处在于，其设计虽为可拆卸结构，但依旧为固定台层高与固定台层间间距，且只容纳有两块块测力台。

技术实现要素：

为了未来对相关领域进行深入的探究，特别是人体上下行走台阶步态研究这一块。本发明的目的在于提供一种含有数块测力台的可调台层之间距离与各台层高度的台阶系统，不仅能够根据需求调整台层间距离与台层间高度，并且因为从第一级台阶开始即包含测力台， 故能提供从平地上台阶开始包含步态转换的完整台阶行走的动力学数据。

本发明的技术方案是：由6mm厚的钢板拼接而成的五部互相分离可单独调节高度的剪式平台构成所述的基于三维测力台可调式台阶系统，所述的台阶系统第一级至第四级含有测力台槽用以镶嵌并固定测力台，每级台阶都通过调整铰点固定螺栓的松紧来改变与固定高度，同时在每级台阶的底部后侧配有升降调节顶丝用于高度微调及固定。

所述的可调高度的剪式平台第一级与第二级分别只有一级剪式结构，第三级、第四级、第五级各有两级剪式结构，这样的设计可以确保第三级、第四级、第五级平台相对第一级、第二级剪式平台来说，仅使用较小的占地面积即可调整至较高的高度。

所述的剪式平台含有可调加强筋，用以增加各级台阶系统的稳定性。

所述的剪式平台各级可调节高度分别为：第一级剪式平台14至30cm，第二级剪式平台28至60cm，第三级剪式平台42至90cm，第四级剪式平台56至120cm，第五级剪式平台70至150cm。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

其一，目前国内未见含有测力台的可调节台阶系统，特别是可调节各台层之间距离与各台层之间高度且含有测力台的台阶系统，不同的台层高度与台层之间距离可调的设计极大的丰富了测试方法与手段。

其二，所述的可调式台阶系统在第一级至第四级剪式平台上都安装有测力台，至多四块测力台的搭配使得对台阶上行走的步态研究可以从第一级台阶开始，也就是运动学与动力学研究可以从平地行走到台阶行走这一步态转换开始。

其三，五部互相分离可单独调节高度的剪式平台设计相较前人一体化固定台阶设计，除了丰富测试方法与手段外，减少了整套系统的贮存空间，不用的时候可以堆叠存放，增大空间利用率。

附图说明

图1是该发明的整体主视图。

图2是该发明的整体俯视图。

图3是该发明的整体左视图。

图4是该发明的整体后视图。

图5是该发明的第三级剪式平台的立体分解示意图。

图6是该发明的第一级剪式平台立体示意图。

图7是该发明的第二级剪式平台立体示意图。

图8是该发明的第三级剪式平台立体示意图。

图9是该发明的第四级剪式平台立体示意图。

图10是该发明的第五级剪式平台立体示意图。

图11是该发明的整体立体图。

具体实施方式

实施例：

下面配合附图详细说明本发明之较佳实施例的结构、功效。另外，本说明书中对于各级剪式平台其部位在位置描述上采用“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等，对应于使用者在操作本较佳实施例时的空间关系。

如图1至图4所示，本发明所述的基于三维测力台可调式台阶系统，由第一级剪式平台100、第二级剪式平台200、第三级剪式平台300、第四级剪式平台400、第五级剪式平台500共同组合而成。所述的第一级剪式平台100由升降台底座116、升降臂119、加强筋110、升降调节顶丝115、平台表面111、测力台112、侧滑槽114、滑槽120组成。所述的第二级剪式平台200由升降台底座216、升降臂219、加强筋210、升降调节顶丝215、平台表面211、测力台212、侧滑槽214、滑槽220组成。所述的第三级剪式平台300由升降台底座316、升降臂319、加强筋310、升降调节顶丝315、平台表面311、测力台312、侧滑槽314、滑槽 320组成。所述的第四级剪式平台400由升降台底座416、升降臂419、加强筋410、升降调节顶丝415、平台表面411、测力台412、侧滑槽414、滑槽420组成。所述的第五级剪式平台500由升降台底座516、升降臂519、加强筋510、升降调节顶丝515、平台表面511、侧滑槽514、滑槽520组成。

如图4所示在第一级剪式平台100后，有滑槽120，滑槽120的作用是在第一级剪式平台100高度变化的时候，相应的辅助加强筋110的位置调整，帮助第一级剪式平台100的稳固。类似的，第二级剪式平台200后，有滑槽220。第三级剪式平台300后，有滑槽320。第四级剪式平台400后，有滑槽420。第五级剪式平台后，有滑槽520。他们所起的作用都是辅助各对应剪式平台的稳固。

如图5所示(相对于图6至图10，为较清楚显示出各级剪式平台组合构造，通过第三级剪式平台爆炸图进行说明)，第三级剪式平台300由升降台底座316、升降臂319、加强筋310、升降调节顶丝315、平台表面311、测力台312、侧滑槽314、滑槽320组成。各组件之间(除升降台底座316与升降调节顶丝315之间、测力台312与平台表面311之间)都通过铰点旋转矩317与铰点固定螺栓318进行连接。平台表面311中，还含有空槽313，空槽313的作用是便于测力台312的连接。因此，显而易见的，在其他各级剪式平台中，组件之间连接除说明外都采用铰点选转矩317与铰点固定螺栓318进行连接，第一级剪式平台100、第二级剪式平台200、第三级剪式平台300、第四级剪式平台400都含有空槽313以便各级剪式平台对应的测力台(测力台112、测力台212、测力台312、测力台412)的连接。

实际操作时，根据具体科研要求首先确定台层间的高度也就是各级剪式平台的高度，接着先调节第一级剪式平台100，通过调节第一级剪式平台100中各组件间的连接件(铰点选转矩317与铰点固定螺栓318，升降臂119后侧在侧滑槽114的位置、加强筋110上端在滑槽120的位置)来使第一级剪式平台固定于预先选定高度，接着向升降台底座116中拧进升降调节顶丝115，使其与升降臂119后侧接触。其作用是，通过升降调节顶丝115使第一级 剪式平台100更加稳固，若有特殊情况发生时，第一级剪式平台100高度也不会突然下降。然后进一步固定测力台112至平台表面111上，至此，第一级剪式平台调节完毕。同理，第二级剪式平台200至第五级剪式平台500也通过上述手法调整完毕。

最终组合各级剪式平台，前后调整各级剪式平台之间的距离，效果图如图11所示。