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1、 分类号： 密级： U D C ： 编号： 工学硕士学位论文 基于 LabVIEW 的人体重心测试平台研究硕士研究生 ：魏浩 指导教师：王 岚 教授学科、专业 ：机械电子工程论文主审人 ：张立勋 教授哈尔滨工程大学 2011 年 3 月 分类号： 密级： U D C ： 编号： 工学硕士学位论文基于 LabVIEW 的人体重心测试平台研究硕士研究生硕士研究生：魏浩 指导教师指导教师：王 岚 教授学位级别学位级别：工学硕士学科、专业学科、专业：机械电子工程所在单位所在单位：机电工程学院论文提交日期论文提交日期 ：2010 年 12 月 27 日论文答辩日期论文答辩日期 ：2011 年 3 月 6
2、 日学位授予单位学位授予单位 ：哈尔滨工程大学 Classified Index: U.D.C:A Dissertation for the Degree of M. EngResearch of Platform for Testing The Gravity Center of Mass Which Based on LabVIEWCandidate:Hao Wei Supervisor:Prof. Lan WangAcademic Degree Applied for:Master of EngineeringSpecialty:Mechanical and Electronic Eng
3、ineeringDate of Submission:Dec. 27, 2010Date of Oral Examination:Mar. 6, 2011University:Harbin Engineering University哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字
4、）： 日期： 年 月 日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（在授予学位后即可 在授予学位 12 个月后 解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作
5、者（签字）： 导师（签字）：日期： 年 月 日 年 月 日 基于 LabVIEW 的人体重心测试平台研究摘 要人体重心是运动生物力学研究中的重要参数之一，重心位置能够充分反映人体的形态结构和质量分布特征。在医疗康复领域，人体的平衡功能检测可作为辅助诊断和康复疗效评定的定量指标，同时人体重心位置的检测，对于康复机器人运动轨迹的标定、假肢的配重等，都有潜在的应用前景；在体育运动领域，人体重心位置的检测可以为运动员的选拔和运动训练提供科学依据；同时，人体重心也是生物学研究的重点。在查阅相关文献的基础上，对目前人体重心位置检测的方法和测力平台的国内外发展情况进行了综述，确定了人体重心测试平台的总体方案
6、。本课题采用平衡台法测量人体重心，测试平台设计中采用悬吊式结构，该结构降低了因侧向力影响对传感器性能上的要求，重心测试平台能够满足人体在站立、躺卧、步态等姿势下的重心测试。重心测试系统硬件由传感器信号处理电路、数据采集卡和计算机构成，主要实现传感器信号的放大、滤波和 A/D 转换；软件部分采用 LabVIEW软件编写了多个功能模块，能够实现信号采集、数据处理、数据计算、粗大误差判断、曲线拟合、重心坐标显示等功能。通过标准重量砝码重心位置的测量完成了对测试平台的标定，并完成了人体站立下的重心测试实验和步态下的重心测试实验，通过实验及实验结果验证了测试平台的功能性、可靠性和准确性。实验结果表明重心
7、测试平台的误差很小，能够完成人体多种姿态下的重心测试。最后，根据人体步态下的重心测试结果，采用回归分析法提出了人体重心位置的变化规律。关键词：人体重心；平衡台法；测试平台；LabVIEW；重心测试哈尔滨工程大学硕士学位论文基于 LabVIEW 的人体重心测试平台研究AbstractHuman gravity center is one of the important paramenters in sports biomechanics research. The position of human gravity center can fully reflect the morphologi
8、cal structure of human body and the characteristics of quality distribution. In medical rehabilitation field, the testing of human balance function can be used as indices of auxiliary diagnosis and rehabilitation curative effect evaluation; besides, the position testing of human gravity center have
9、porential application prospect in rehabilitative robot locus calibration and balancing weight of artificial limb, etc. In sports field, the testing of human gravity center can be used as scientific basis of athletes selection and training; meanwhile, human gravity center is the key point of biology
10、research.After reading scientific literatures, the paper summarized the methods of testing human gravity center and the development of testing platform here and abroad. Finally, we determined the scheme of human gravity center testing platform.The subject adopts the balance platform testing method,
11、and adopts hanging type in the design of testing platforms structure. Because of the infuence of lateral force, we usually seclect the sensor that have proper performance, but is not too much matter by using this structure. The testing platform can satisfy the demands of testing human gravity center
12、 of different postures. The hardware of testing platform consists by sensors signal processing circuit, the card of data acquisiton and computer, its function is the signal amplifier, filter and A/D conversion. We select the LabVIEW software as the main software of the testing system, and write many
13、 programs which can realize function such as signal calculation, data processing, data calculation, bulky error judgement, the curve fitting and the display of gravity centers coordinates, etc.Through position measurements of standard weight farmars gravity center, we calibrated the testing platform
14、. We completed the human gravity center measurment of standing and walking. We verify the function, reliability and accuracy of the testing platform. The results of experiment show that the error of testing platform is very little. So it can perform gravity center measuring of various posture. Final
15、ly, according to the results of 哈尔滨工程大学硕士学位论文gravity center measuring of walking, we proposed the variation rules of gravity centers position based on regression analysis method.Key words:human gravity center; balance platform testing method; testing platform; LabVIEW; test of the gravity center基于 LabVIEW 的人体重心测试平台研究目 录第 1 章 绪论
