1.一種用于跑步機(jī)的步態(tài)測(cè)量平臺(tái),其特征是:所述步態(tài)測(cè)量平臺(tái)(4)固定設(shè)置在支撐平板(5)上,所述支撐平板(5)固定設(shè)置在跑步機(jī)支架(1)上;循環(huán)傳送帶(2)支撐在兩端滾輪(3)上形成包含有上帶和下帶的循環(huán)帶,步態(tài)測(cè)量平臺(tái)(4)和支撐平板(5)位于由上帶和下帶形成的空間中,所述循環(huán)傳送帶(2)中上帶的下表面與所述步態(tài)測(cè)量平臺(tái)(4)的上表面相接觸,所述循環(huán)傳送帶(2)中下帶的上表面與支撐平板(5)的下表面之間保持有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于跑步機(jī)的步態(tài)測(cè)量平臺(tái),其特征是:所述步態(tài)測(cè)量平臺(tái)(4)是由呈陣列排布的多個(gè)設(shè)置有敏感元件的測(cè)量單元(6)組成,根據(jù)各測(cè)量單元(6)上敏感元件輸出的檢測(cè)信號(hào)獲得步態(tài)測(cè)量平臺(tái)(4)的力分布情況,進(jìn)而確定跑步機(jī)上行走的人的腳底壓力分布,實(shí)現(xiàn)步態(tài)測(cè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于跑步機(jī)的步態(tài)測(cè)量平臺(tái),其特征是:所述測(cè)量單元(6)設(shè)置為左右兩列,左右兩列中的各測(cè)量單元一一對(duì)應(yīng)地左右對(duì)稱分布,左右對(duì)稱位置上的測(cè)量單元相互獨(dú)立。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于跑步機(jī)的步態(tài)測(cè)量平臺(tái),其特征是:所述測(cè)量單元(6)是由平板(7)和四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的支撐梁(8)構(gòu)成;所述平板(7)為長(zhǎng)方形板件,在所述測(cè)量單元(6)上建立三維坐標(biāo)系,以平板(7)的底面的中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),沿平板(7)的長(zhǎng)度方向?yàn)閄向,沿平板(7)的寬度方向?yàn)閅向,沿平板(7)的厚度方向?yàn)閆向;支撐梁(8)設(shè)置在平板(7)的底面用于對(duì)平板(7)形成支撐,四個(gè)支撐梁(8)沿X向設(shè)置,且兩兩對(duì)稱分布在平板(7)的兩端,處在同一端的兩個(gè)支撐梁(8)相互之間形成有Y向間隔,并以X軸為對(duì)稱中心相互對(duì)稱;使四個(gè)支撐梁(8)分處在平面坐標(biāo)XOY的四個(gè)象限中,令:處在第一、第二、第三和第四各象限中的支撐梁依次為第一梁(8a)、第二梁(8b),第三梁(8c)和第四梁(8d);各支撐梁(8)的首端與平板(7)固定連接,支撐梁(8)的末端固定在支撐平板(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于跑步機(jī)的步態(tài)測(cè)量平臺(tái),其特征是:在所述支撐梁(8)的中部設(shè)置雙通孔(9),所述雙通孔(9)是兩只不同X向位置上的單孔相并列且相連通,令:兩只單孔中處在支撐梁首端一側(cè)的單孔為首端孔,處在支撐梁末端一側(cè)的單孔為末端孔,所述雙通孔(9)在支撐梁(8)上為Y向貫通孔;
以坐標(biāo)原點(diǎn)為對(duì)稱中心,形成如下各對(duì)稱結(jié)構(gòu):
第一梁與第二梁中首端孔X向?qū)ΨQ,第一梁與第二梁中末端孔X向?qū)ΨQ,第三梁與第四梁中首端孔X向?qū)ΨQ,第三梁與第四梁中末端孔X向?qū)ΨQ;
第一梁與第四梁中首端孔Y向?qū)ΨQ,第一梁與第四梁中末端孔Y向?qū)ΨQ,第二梁與第三梁中首端孔Y向?qū)ΨQ,第二梁與第三梁中末端孔Y向?qū)ΨQ。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于跑步機(jī)的步態(tài)測(cè)量平臺(tái),其特征是:對(duì)應(yīng)于雙通孔(9)中兩只單孔的中心位置,在各支撐梁(8)的上表面和下表面分別貼有應(yīng)變片;分別為:
對(duì)應(yīng)于第一梁(8a)上首端孔的中心位置,在第一梁(8a)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R31和R32;對(duì)應(yīng)于第一梁(8a)上末端孔的中心位置,在第一梁(8a)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R33和R34;
對(duì)應(yīng)于第二梁(8b)上首端孔的中心位置,在第二梁(8b)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R11和R12;對(duì)應(yīng)于第二梁(8b)上末端孔的中心位置,在第二梁(8b)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R13和R14;
對(duì)應(yīng)于第三梁(8c)上首端孔的中心位置,在第三梁(8c)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R21和R22;對(duì)應(yīng)于第三梁(8c)上末端孔的中心位置,在第三梁(8c)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R23和R24;
對(duì)應(yīng)于第四梁(8d)上首端孔的中心位置,在第四梁(8d)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R41和R42;對(duì)應(yīng)于第四梁(8d)上末端孔的中心位置,在第四梁(8d)的上表面和下表面一一對(duì)應(yīng)貼有應(yīng)變片R43和R44。
7.一種權(quán)利要求6所述的用于跑步機(jī)的步態(tài)測(cè)量平臺(tái)的測(cè)量方法,其特征是:
所述各應(yīng)變片按X向粘貼;
以應(yīng)用片R11和R12構(gòu)成第一惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U11;
以應(yīng)用片R13和R14構(gòu)成第二惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U12;
以應(yīng)用片R21和R22構(gòu)成第三惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U21;
以應(yīng)用片R23和R24構(gòu)成第四惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U22;
以應(yīng)用片R31和R32構(gòu)成第五惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U31;
以應(yīng)用片R33和R34構(gòu)成第六惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U32;
以應(yīng)用片R41和R42構(gòu)成第六惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U41;
以應(yīng)用片R43和R44構(gòu)成第六惠斯通半橋電路,并輸出檢測(cè)信號(hào)U42;
建立所述檢測(cè)信號(hào)與平板表面壓力的數(shù)學(xué)模型為:C·F=M
其中,系數(shù)矩陣C是3×8的常數(shù)矩陣,通過(guò)標(biāo)定獲得,F(xiàn)為等效力向量,并有:
檢測(cè)信號(hào)向量M為檢測(cè)信號(hào)U11、U12、U21、U22、U31、U32、U41和U42中任意三個(gè)信號(hào)組成的向量,每個(gè)支撐梁上最多選取一個(gè)檢測(cè)信號(hào),檢測(cè)信號(hào)向量可以是:
式(1)中,F(xiàn)z1為平板上的等效法向作用力,(x1,y1)是平板上等效法向作用力Fz1在平板XOY坐標(biāo)系上的等效作用坐標(biāo)點(diǎn),利用數(shù)學(xué)模型C·F=M,根據(jù)各檢測(cè)信號(hào),獲得等效于平板(7)上的一個(gè)法向力的大小和位置分別為:Fz1和(x1,y1);
或是:
其中,系數(shù)矩陣C是6×8的常數(shù)矩陣,通過(guò)標(biāo)定獲得,F(xiàn)為等效力向量,并有:
檢測(cè)信號(hào)向量M為檢測(cè)信號(hào)U11、U12、U21、U22、U31、U32、U41和U42中任意六個(gè)組成的向量,每個(gè)支撐梁上最少選取一個(gè)檢測(cè)信號(hào),檢測(cè)信號(hào)向量可以是:
式(2)中,F(xiàn)z1和Fz2分別為平板上的等效法向作用力,(x1,y1)和(x2,y2)分別是Fz1、Fz2在平板XOY坐標(biāo)系上的等效作用坐標(biāo)點(diǎn),利用數(shù)學(xué)模型C·F=M,根據(jù)各檢測(cè)信號(hào),分別獲得等效于平板(7)上兩個(gè)法向力的大小和位置:Fz1、Fz2、(x1,y1)和(x2,y2)。