[发明专利]一种便携式人体负荷生理和生物力学监测装置

摘要

本发明涉及一种便携式人体负荷生理和生物力学监测装置，其特征在于：它包括一生理疲劳状态检测单元、一生物力学信号检测单元和一数据采集与分析单元。采用本发明可以开展野外负荷行走试验，获取到真实负荷行走状态下人体的生理和生物力学数据；且实时检测和显示背包的肩、胸、腰带的松紧程度和平衡状态，确保背包被正确使用，避免由于背包使用不当导致的负荷疲劳，排除干扰因素，因此可以真实、客观的监测背包重量、行走时间、背包设计等因素对人体负荷疲劳的影响。本发明可以广泛用于人体测量学、生物力学和工效学等研究领域。

主权项

一种便携式人体负荷生理和生物力学监测装置，其特征在于：它包括一生理疲劳状态检测单元、一生物力学信号检测单元和一数据采集与分析单元；所述生理疲劳状态检测单元包括一心电传感器、一呼吸传感器、一人体运动传感器和一生理疲劳信号检测与处理模块；所述生理疲劳信号检测与处理模块包括一生理信号调理电路和一第一微处理器；所述心电传感器、呼吸传感器和人体运动传感器分别通过有线方式连接所述生理疲劳信号检测与处理模块；所述生物力学信号检测单元包括一背包运动传感器、一左肩带拉力传感器、一右肩带拉力传感器、一胸部束带拉力传感器、一腰部束带拉力传感器和一生物力学信号检测与处理模块；所述生物力学信号检测与处理模块采用一生物力学信号调理电路与一第二微处理器；所述背包运动传感器、左肩带拉力传感器、右肩带拉力传感器、胸部束带拉力传感器和腰部束带拉力传感器分别通过有线方式连接所述生物力学信号检测与处理模块；所述数据采集与分析单元包括一第三微处理器和一显示屏；所述生理疲劳状态检测单元与所述生物力学信号检测单元分别通过无线和有线的方式之一连接所述数据采集与分析单元；所述心电传感器、呼吸传感器和人体运动传感器将采集的心电、呼吸和加速度信号传送给所述生理疲劳信号检测与处理模块；经所述生理疲劳信号检测与处理模块处理后得到心率、心率变异性、呼吸率、人体运动能耗和身体姿态指标，并传送给所述数据采集与分析单元；所述背包运动传感器、左肩带拉力传感器、右肩带拉力传感器、胸部束带拉力传感器和腰部束带拉力传感器将采集的左右背包肩带拉力、胸部束带拉力和腰部束带拉力信号传送给所述生物力学信号检测与处理模块；经所述生物力学信号检测与处理模块处理后得到背包运动状态和拉力指标，并传送给所述数据采集与分析单元；所述数据采集与分析单元的所述第三微处理器将接收的人体运动状态信息与背包运动状态信息后，计算人体和背包的相对运动信息，并通过所述显示屏实时显示人体负荷生理和生物力学信号。