一種山羊平衡測試試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種山羊平衡測試試驗臺，本發(fā)明是由箱體、動態(tài)平衡測試裝置、跳躍平衡測試裝置、單肢抬起平衡測試裝置和雙肢抬起平衡測試裝置組成，動態(tài)平衡測試裝置、跳躍平衡測試裝置、單肢抬起平衡測試裝置和雙肢抬起平衡測試裝置位于箱體內(nèi)，單肢抬起平衡測試裝置和雙肢抬起平衡測試裝置設(shè)置在箱體的相鄰的兩個側(cè)壁上，雙肢抬起平衡測試裝置所在的側(cè)壁開設(shè)有入口，動態(tài)平衡測試裝置和跳躍平衡測試裝置設(shè)置在箱體的底面上，動態(tài)平衡測試裝置與入口相鄰；本發(fā)明可以全面考察山羊靜止、動態(tài)、跳躍、單肢抬起和雙肢抬起時四肢維持穩(wěn)定與平衡的過程，能有效提高山羊運動觀測的集成度，節(jié)省大量人力，為山羊運動研究工作的順利進行提供保障。
【專利說明】一種山羊平衡測試試驗臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及四足動物運動平衡測試，特別涉及一種山羊平衡測試試驗臺。 技術(shù)背景
[0002] 生物經(jīng)歷了千百萬年的優(yōu)勝劣汰，形成了各自獨樹一幟的生存特技，借鑒并應(yīng)用 生物特有的性能對機器人進行改進設(shè)計，得到具有高精確度、高靈活性、高智能性、高可靠 性、高魯棒性的仿生機器人，是21世紀(jì)以來機器人發(fā)展的目標(biāo)。
[0003] 仿生學(xué)作為一門交叉學(xué)科，包含結(jié)構(gòu)仿生、材料仿生、控制仿生等諸多方面。在機 器人的仿生改進方面，結(jié)構(gòu)仿生應(yīng)用廣泛，截止目前，結(jié)構(gòu)仿生機器人的研究主要包括仿魚 機器人、仿蛇機器人、仿昆飛行機器人、仿腿式機器人四個方向。本發(fā)明作為仿山羊機器人 設(shè)計的基礎(chǔ)，與已有的仿蟑螂機器人、仿蟹機器人研究同屬仿腿式機器人研究方向。
[0004] 將山羊四肢的維穩(wěn)減振特性應(yīng)用于機器人改進，需要進行山羊四肢結(jié)構(gòu)分析、四 肢動力學(xué)建模及維穩(wěn)特性分析。結(jié)構(gòu)分析相關(guān)信息和動力學(xué)建模相關(guān)參數(shù)需要由山羊靜止 及運動觀測得到。本發(fā)明所述的一種山羊平衡測試試驗臺，能夠全面考察山羊靜止、動態(tài)、 跳躍、單肢抬起和雙肢抬起時四肢維持穩(wěn)定與平衡的過程，與高速攝像頭及紅外線攝像頭 配合使用，能夠高效的得到山羊的運動平衡特性圖像及運動參數(shù)，再與測力板配合使用，能 夠得到山羊靜止和不同運動狀態(tài)下，抗擾動與沖擊過程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式，較大 型動物的試驗研究都面臨試驗對象不易控制的問題，本發(fā)明能夠有效提高山羊運動觀測的 集成度，因此可以節(jié)省大量人力，為山羊運動研究工作的順利進行提供保障，為仿山羊四肢 平衡特性機器人的研制奠定基礎(chǔ)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種山羊平衡測試試驗臺，本發(fā)明能夠全面考察山羊靜止、 動態(tài)、跳躍、單肢抬起和雙肢抬起時四肢維持穩(wěn)定與平衡的過程，與高速攝像頭及紅外線攝 像頭配合使用，能夠高效的得到山羊的運動平衡特性圖像及運動參數(shù)，再與測力板配合使 用，能夠得到山羊靜止和不同運動狀態(tài)下，抗擾動與沖擊過程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式， 有效提高山羊運動觀測的集成度，節(jié)省大量人力，為山羊運動研究工作的順利進行提供保 障。
[0006] 本發(fā)明是由箱體、動態(tài)平衡測試裝置、跳躍平衡測試裝置、單肢抬起平衡測試裝置 和雙肢抬起平衡測試裝置組成，動態(tài)平衡測試裝置、跳躍平衡測試裝置、單肢抬起平衡測試 裝置和雙肢抬起平衡測試裝置位于箱體內(nèi)，單肢抬起平衡測試裝置和雙肢抬起平衡測試裝 置設(shè)置在箱體的相鄰的兩個側(cè)壁上，雙肢抬起平衡測試裝置所在的側(cè)壁開設(shè)有入口，動態(tài) 平衡測試裝置和跳躍平衡測試裝置設(shè)置在箱體的底面上，動態(tài)平衡測試裝置與入口相鄰；
[0007] 所述的動態(tài)平衡測試裝置是由支點和翹板構(gòu)成，與入口相鄰一端的翹板重量大于 另一端，初始狀態(tài)下，翹板靠近入口一端貼地；
[0008] 如圖所示，所述跳躍平衡測試裝置是由四個相同的圓臺等間距排布構(gòu)成，圓臺直 徑滿足山羊四肢同時直立于圓臺上，圓臺邊緣間距小于山羊前后肢間距。
[0009] 所述雙肢抬起平衡測試裝置具有三級臺階，分別為第一臺階、第二臺階和第三臺 階，第三臺階的高度為一羊高減20cm，第二臺階的高度為一羊高，第一臺階的高度為一羊高 加 20cm。
[0010] 所述山羊平衡測試試驗臺與高速攝像頭或紅外線攝像頭配合使用，可以進行山羊 運動平衡特性圖像采集及運動參數(shù)采集。
[0011] 所述山羊平衡測試試驗臺與高速攝像頭或紅外線攝像頭及測力板配合使用，能夠 得到山羊靜止和不同運動狀態(tài)下，抗擾動與沖擊過程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式。
[0012] 本發(fā)明的工作過程和原理：
[0013] 本發(fā)明包括動態(tài)平衡測試裝置、跳躍平衡測試裝置、單肢抬起平衡測試裝置和雙 肢抬起平衡測試裝置共四個測試環(huán)節(jié)。山羊由入口進入箱體內(nèi)首先來到由支點和翹板構(gòu)成 的動態(tài)平衡測試裝置，山羊由翹板貼地一端蹬上翹板并向前行進，過程中，翹板受力繞支點 轉(zhuǎn)動，貼地一端逐漸抬起至另一端貼地為止，山羊在此過程中依靠四肢的平衡調(diào)節(jié)穩(wěn)步行 進，山羊的動態(tài)平衡能力可以由此動態(tài)平衡測試裝置考察得到；然后，山羊來到由四塊圓臺 構(gòu)成的跳躍平衡測試裝置，每塊圓臺的尺寸相同，都足夠山羊四肢同時立于圓臺上，圓臺邊 緣間距略小于山羊前后肢間距，使得山羊在圓臺間的移動需要以跳躍方式實現(xiàn)；最后，山羊 來到由一級半羊高的臺階構(gòu)成的單肢抬起平衡測試裝置，和由高度依次遞增的三級臺階構(gòu) 成的雙肢抬起平衡測試裝置，兩個測試裝置彼此相鄰，單肢抬起平衡測試裝置可以考察山 羊左前肢或右前肢單獨抬起時，山羊其余四肢平衡調(diào)節(jié)的能力，雙肢抬起平衡測試裝置的 二級臺階商度依次為一羊商減20cm、一羊商、一羊商加20cm，此處可以考察山羊兩如肢同 時抬起時，山羊兩后肢平衡調(diào)節(jié)的能力。
[0014] 本發(fā)明與高速攝像頭及紅外線攝像頭配合使用時，攝像頭根據(jù)測試內(nèi)容調(diào)節(jié)位 置，分布于箱體外側(cè)；在此基礎(chǔ)上與測力板配合使用時，測力板根據(jù)測試內(nèi)容布置于相應(yīng)測 試裝置，外部沖擊與擾動通過位于箱體外側(cè)的實驗員借助長桿或吊錘實現(xiàn)，為考察山羊四 肢擾動下的平衡調(diào)節(jié)能力，沖擊與擾動可分別作用于山羊四肢的不同部位，亦可同時作用 于山羊兩肢、三肢和四肢的不同部位。
[0015] 本發(fā)明所述的一羊高是指指山羊自然狀態(tài)下羊頭最高點至羊蹄接地點之間的垂 直距離。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] 本發(fā)明可以全面考察山羊靜止、動態(tài)、跳躍、單肢抬起和雙肢抬起時四肢維持穩(wěn)定 與平衡的過程，與高速攝像頭及紅外線攝像頭配合使用，能夠高效的得到山羊的運動平衡 特性圖像及運動參數(shù)，再與測力板配合使用，能夠得到山羊靜止和不同運動狀態(tài)下，抗擾動 與沖擊過程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式，針對大型動物在試驗中不易控制的問題，本發(fā)明 通過有效提高山羊運動觀測的集成度的方式，簡化了觀測過程，節(jié)省了大量人力，為山羊運 動研究工作的順利進行提供保障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的俯瞰立體示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明的動態(tài)平衡測試裝置立體示意圖。
[0021] 圖4為本發(fā)明的跳躍平衡測試裝置立體示意圖。

【具體實施方式】
[0022] 請參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明是由箱體1、動態(tài)平衡測試裝置3、跳躍 平衡測試裝置4、單肢抬起平衡測試裝置5和雙肢抬起平衡測試裝置6組成，動態(tài)平衡測試 裝置3、跳躍平衡測試裝置4、單肢抬起平衡測試裝置5和雙肢抬起平衡測試裝置6位于箱 體1內(nèi)，單肢抬起平衡測試裝置5和雙肢抬起平衡測試裝置6設(shè)置在箱體1的相鄰的兩個 側(cè)壁上，雙肢抬起平衡測試裝置6所在的側(cè)壁開設(shè)有入口 2,動態(tài)平衡測試裝置3和跳躍平 衡測試裝置4設(shè)置在箱體1的底面上，動態(tài)平衡測試裝置3與入口 2相鄰；
[0023] 如圖3所示，所述的動態(tài)平衡測試裝置3是由支點31和翹板32構(gòu)成，與入口 2相 鄰一端的翹板32重量大于另一端，初始狀態(tài)下，翹板32靠近入口 2 -端貼地；
[0024] 如圖4所示，所述跳躍平衡測試裝置4是由四個相同的圓臺41等間距排布構(gòu)成， 圓臺41直徑滿足山羊四肢同時直立于圓臺41上，圓臺41邊緣間距小于山羊前后肢間距。
[0025] 所述雙肢抬起平衡測試裝置6具有三級臺階，分別為第一臺階61、第二臺階62和 第三臺階63,第三臺階63的高度為一羊高減20cm，第二臺階62的高度為一羊高，第一臺階 61的高度為一羊高加20cm。
[0026] 所述的一羊高是指山羊自然狀態(tài)下羊頭最高點至羊蹄接地點之間的垂直距離。 [0027] 本發(fā)明的工作過程和原理是：
[0028] 如圖1所示，山羊平衡測試過程由山羊從入口 2進入箱體1內(nèi)開始，山羊進入入 口 2后，應(yīng)將入口 2用重物封住，整個測試過程，山羊在試驗臺內(nèi)自由運動，動態(tài)平衡測試、 跳躍平衡測試、單肢抬起平衡測試、雙肢抬起平衡測試依次進行，其中，動態(tài)平衡測試裝置3 利用翹板32受力繞支點31轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象實現(xiàn)山羊四肢動態(tài)平衡能力的考察，跳躍平衡測試 裝置4利用圓臺41的特定間距迫使山羊?qū)崿F(xiàn)跳躍動作，考察其四肢跳躍過程維持平衡與穩(wěn) 定的能力，單肢抬起平衡測試裝置5可以考察山羊左前肢或右前肢單獨抬起時，山羊其余 四肢平衡調(diào)節(jié)的能力，雙肢抬起平衡測試裝置6的三級臺階高度依次為一羊高減20cm、一 羊高、一羊高加20cm，考察山羊兩前肢同時抬起時，山羊兩后肢平衡調(diào)節(jié)的能力。
[0029] 本發(fā)明可以全面考察山羊靜止、動態(tài)、跳躍、單肢抬起和雙肢抬起時四肢維持穩(wěn)定 與平衡的過程，與高速攝像頭及紅外線攝像頭配合使用，能夠高效的得到山羊的運動平衡 特性圖像及運動參數(shù)，與測力板配合使用，能夠得到山羊靜止和不同運動狀態(tài)下，抗擾動與 沖擊過程的受力情況和平衡調(diào)節(jié)方式，有效提高山羊運動觀測的集成度，節(jié)省大量人力，為 山羊運動研究工作的順利進行提供保障，為仿山羊四肢平衡特性機器人的研制奠定基礎(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1. 一種山羊平衡測試試驗臺，其特征在于：是由箱體（1)、動態(tài)平衡測試裝置（3)、跳躍 平衡測試裝置（4)、單肢抬起平衡測試裝置（5)和雙肢抬起平衡測試裝置（6)組成，動態(tài)平 衡測試裝置（3)、跳躍平衡測試裝置（4)、單肢抬起平衡測試裝置（5)和雙肢抬起平衡測試 裝置（6)位于箱體（1)內(nèi)，單肢抬起平衡測試裝置（5)和雙肢抬起平衡測試裝置（6)設(shè)置 在箱體⑴的相鄰的兩個側(cè)壁上，雙肢抬起平衡測試裝置（6)所在的側(cè)壁開設(shè)有入口（2)， 動態(tài)平衡測試裝置（3)和跳躍平衡測試裝置（4)設(shè)置在箱體（1)的底面上，動態(tài)平衡測試 裝置（3)與入口⑵相鄰； 所述的動態(tài)平衡測試裝置（3)是由支點（31)和翹板（32)構(gòu)成，與入口（2)相鄰一端 的翹板（32)重量大于另一端； 所述跳躍平衡測試裝置（4)是由四個相同的圓臺（41)等間距排布構(gòu)成，圓臺（41)直 徑滿足山羊四肢同時直立于圓臺（41)上，圓臺（41)邊緣間距小于山羊前后肢間距； 所述雙肢抬起平衡測試裝置（6)具有三級臺階，分別為第一臺階￠1)、第二臺階（62) 和第三臺階（63)，第三臺階（63)的高度為一羊高減20cm，第二臺階（62)的高度為一羊高， 第一臺階￠1)的高度為一羊高加20cm。
【文檔編號】A61B5/00GK104188658SQ201410446791
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】叢茜, 王驥月, 田為軍, 任雷, 任露泉 申請人:吉林大學(xué)