用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，包括：測量基座和肢體固定器。其中，所述肢體固定器為固定肢體的裝置；所述測量基座中的連接托板能快速與所述肢體固定器固定或分離；所述測量基座中的定位器投射的定位光線使受測量或訓練肢體能更準確地固定在適當?shù)臏y量位置。本發(fā)明能夠使現(xiàn)有關(guān)節(jié)測量及訓練系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸與關(guān)節(jié)軸心處于同軸位置并提供迅速分離的功能，提高測量精確度并縮短較對時間以提高實用性和提供額外的安全措施。
【專利說明】用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及測量器材領(lǐng)域，尤其涉及一種用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在運動科學的角度，人體關(guān)節(jié)的柔韌度和肢體的強度對運動表現(xiàn)有密切的關(guān)系。在臨床方面，中風、痙攣和脊髓神經(jīng)損傷等神經(jīng)功能紊亂患者及以長期缺乏運動的傷者往往有肢體攣縮問題而導致癱瘓。在康復過程中，治療師可以通過矯形器、按摩或藥物等不同方法改善關(guān)節(jié)的活動幅度。而伸展運動便是一種常用的方法。這種治療方法可以由治療師人手或者由機械裝置進行，而測量關(guān)節(jié)扭矩便是一種客觀的方式去評估不同治療方法對個別病患者的成效。
[0003]現(xiàn)有測量關(guān)節(jié)扭矩的技術(shù)中，受試者的肢體首先被固定在測量及訓練系統(tǒng)。當受試者放松時，肢體被系統(tǒng)彎曲及延展，系統(tǒng)上的扭矩傳感器和電腦記錄關(guān)節(jié)的扭矩。又或是當受試者主動地彎曲及延展肢體時，系統(tǒng)上的扭矩傳感器測量肢體輸出的扭矩及將數(shù)據(jù)傳送給電腦，并控制驅(qū)動馬達的旋轉(zhuǎn)速度和移動角度作出反饋，向肢體施予援力或阻力，以進行肢體活動或強度訓練。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)在實際應(yīng)用時，要花較長時間去適當固定被測者肢體在裝置上。因為在這預備過程中，肢體關(guān)節(jié)軸心和測量裝置的轉(zhuǎn)軸必須要處于同軸位置，否則測量出來的關(guān)節(jié)扭矩便會不準確，甚至可能對被測關(guān)節(jié)造成損傷。現(xiàn)有系統(tǒng)沒有提供方法確定關(guān)節(jié)軸心是否與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸處于同軸位置。而且在應(yīng)用于痙攣或關(guān)節(jié)炎等行動不便或肢體僵硬的患者時，往往要花更長時間在肢體位置較對這預備過程上，因此悠長的預備時間往往使操作成本上升和減低系統(tǒng)的實用性。
[0005]所以，如何提供一種裝置或設(shè)備來確定肢體關(guān)節(jié)軸心是否與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸處于同軸位置，以及縮短較對時間以提高系統(tǒng)實用性便成為亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，以解決難以確定肢體關(guān)節(jié)軸心是否與現(xiàn)有關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸處于同軸位置的問題，以及縮短校對時間以提高系統(tǒng)實用性。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，包括:應(yīng)用于所述關(guān)節(jié)的肢體固定器和測量基座，其中，所述肢體固定器，用于固定被測肢體；所述測量基座包括:支撐座、擺動托架、定位器和驅(qū)動組件，其中，所述擺動托架、定位器和驅(qū)動組件分別固定在所述支撐座上；所述擺動托架包括連接托板和擺動柱，所述連接托板與所述肢體固定器可連接或分離，所述擺動柱連接所述連接托板和所述驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)軸；所述定位器投射的定位光線顯示所述擺動托架的擺動軸心的切面位置，使設(shè)置在所述肢體固定器上的肢體關(guān)節(jié)軸心能與所述擺動托架擺動時的軸心對齊；所述驅(qū)動組件由電腦控制，擺動所述擺動托架和固定在上的所述被測肢體，并獲取肢體關(guān)節(jié)的扭矩數(shù)據(jù)，或根據(jù)所獲取的肢體關(guān)節(jié)的扭矩數(shù)據(jù)作出反饋，改變所述擺動托架的擺動幅度和速度來改變對肢體關(guān)節(jié)的輔力或抗力，以達到訓練目的。
[0008]進一步地，所述肢體固定器，進一步為包括:平板形或配合肢體形狀的承托裝置，以及用于固定所述被測肢體在所述承托裝置的緊固結(jié)構(gòu)。
[0009]進一步地，所述肢體固定器，還包括連接介面，用于連接所述連接托板。
[0010]進一步地，所述擺動托架的所述連接托板與所述肢體固定器可連接或分離，為:所述擺動托架的所述連接托板設(shè)有對應(yīng)所述肢體固定器連接介面的吸附式設(shè)備；當所述肢體固定器和固定在上的被測肢體根據(jù)所述定位器的定位光線定位后，所述吸附式設(shè)備啟動將所述肢體固定器固定在所述擺動托架上；或者，受試者通過控制器自行關(guān)閉所述吸附式設(shè)備，將所述肢體固定器和固定在上的被測肢體與所述測量基座分離。
[0011]進一步地，所述吸附式設(shè)備，進一步為具有快速連接或分離功能的設(shè)備，例如電磁吸附設(shè)備或真空吸附設(shè)備。
[0012]進一步地，所述驅(qū)動組件包括驅(qū)動馬達、齒輪箱和扭矩傳感器，其中，所述驅(qū)動馬達和所述扭矩傳感器經(jīng)由連接的電腦控制；所述齒輪箱，用于降低所述驅(qū)動馬達輸出的轉(zhuǎn)速并增加輸出扭矩，經(jīng)過連接的所述扭矩傳感器傳送動力，并擺動所述擺動托架，并屈曲及伸展被測肢體關(guān)節(jié)；所述扭矩傳感器，用于測量所述齒輪箱和所述擺動托架之間的扭矩數(shù)據(jù)，并將所述扭矩數(shù)據(jù)傳送到所述電腦。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請所述的一種用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，達到了如下效果:
[0014]I)本申請通過可分離的所述肢體固定器和定位器，使肢體關(guān)節(jié)與擺動托架的軸心處于同軸后能快速固定位置，確保在測量或訓練時獲得精確的扭矩數(shù)據(jù)。
[0015]2)本申請通過可分離的所述肢體固定器，使受試者可以先將肢體固定妥當后才連接上所述擺動托架，縮短了肢體位置較對時間。在應(yīng)用于痙攣或關(guān)節(jié)炎等行動不便或肢體僵硬的患者時省時效果更為明顯。當受試者人數(shù)多的時候，可以采用多個所述肢體固定器并預先穿戴，以縮短輪候時間和提高效率。所述肢體固定器配合定位器的應(yīng)用能有效提高校對速度。
[0016]3)現(xiàn)有技術(shù)使用扭矩限制器或通過關(guān)閉驅(qū)動馬達等方法避免被測關(guān)節(jié)承受過度矩限而受傷，但這些安全措施不能讓受試者與裝置分離。本申請通過可分離的所述肢體固定器，使受試者可以通過控制器自行與裝置分離，提供額外的安全措施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1是本申請實施例所述測量基座的示意圖
[0019]圖2是本申請實施例所述擺動托架的示意圖
[0020]圖3是本申請實施例所述驅(qū)動組件的示意圖
[0021]圖4是本申請應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)實施例中所述肢體固定器的示意圖
[0022]圖5a和圖5b是本申請應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)實施例中所述肢體固定器進行高度校對的后視圖[0023]圖5c和圖5d是本申請應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)實施例中所述肢體固定器進行位置校對的俯視圖
[0024]圖6是本申請應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)實施例的示意圖
[0025]圖7a至圖7c是本申請應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)實施例測量扭矩或訓練時的側(cè)視圖
[0026]圖8是本申請應(yīng)用于跖趾關(guān)節(jié)實施例時需要附加部件的示意圖
[0027]圖9是本申請應(yīng)用于跖趾關(guān)節(jié)實施例的所述肢體固定器的俯視圖
[0028]圖10是本申請實施例所述腳趾托板的示意圖
[0029]圖1la和圖1lb是本申請應(yīng)用于跖趾關(guān)節(jié)實施例中所述肢體固定器進行位置校對時的俯視圖
[0030]圖12是本申請應(yīng)用于妬U止關(guān)節(jié)實施例的不意圖
[0031]圖13a和圖13b是本申請應(yīng)用于跖趾關(guān)節(jié)實施例測量扭矩或訓練時的側(cè)視圖【具體實施方式】
[0032]如在說明書及權(quán)利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。說明書后續(xù)描述為實施本申請的較佳實施方式，所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍 。本申請的保護范圍當視所附權(quán)利要求所界定者為準。
[0033]以下結(jié)合附圖對本申請作進一步詳細說明，但不作為對本申請的限定。
[0034]如圖1所示，所述測量基座I主要包括:支撐座101、軸承座102、定位器103、定位器支架104、擺動托架2以及驅(qū)動組件3。其中，所述支撐座101是帶有支撐和固定作用的剛性框架。所述軸承座102、所述定位器支架104和所述驅(qū)動組件3固定在所述支撐座101上。所述軸承座102設(shè)有滾珠軸承或滾子軸承,兩個所述軸承座102的軸承處于同軸位置，并連接所述擺動托架2。所述擺動托架2可以在所述軸承座102之間擺動。所述驅(qū)動組件3的轉(zhuǎn)軸和所述軸承座102的軸承處于同軸位置，并連接及帶動所述擺動托架2。在本專利申請的實施例子中，所述定位器103均為激光投射器，設(shè)置在兩個所述軸承座102上方的所述定位器支架104，并向斜下方投射直線形垂直激光光線，穿過所述擺動托架2擺動時的軸心位置，以顯示所述被測關(guān)節(jié)的橫向平面正確固定位置。所述定位器103可以設(shè)置在其他位置，投射直線形、十字形光線或光點顯示所述擺動托架2擺動時的軸心位置，在此不作出限定。
[0035]如圖1和圖2所示，所述擺動托架2包括連接托板201、擺動柱202、連接軸203和電磁鐵204。本申請實施例中的所述擺動托架2設(shè)有兩個所述擺動柱202，固定于所述連接托板201的左右兩側(cè)中間位置。兩個所述擺動柱202的另一端均設(shè)有所述連接軸203連接兩個所述軸承座102。所述電磁鐵204可以設(shè)置為由一個或多個裝置，或可以是真空吸盤等具有快速吸附及釋放功能的連接裝置代替，在此不作出具體限定。
[0036]如圖2和圖3所示，所述驅(qū)動組件3包括:驅(qū)動馬達301、齒輪箱302、扭矩限制器303和扭矩傳感器304。所述驅(qū)動馬達301和所述扭矩傳感器304經(jīng)由連接的電腦控制。其中，所述齒輪箱302降低所述驅(qū)動馬達301輸出的轉(zhuǎn)速并增加輸出扭矩，經(jīng)過連接的所述扭矩限制器303和所述扭矩傳感器304傳送動力，擺動連接于所述扭矩傳感器304另一端轉(zhuǎn)軸的所述擺動托架2。因為扭矩過大會損壞所述扭矩傳感器304，所以所述扭矩傳感器304和所述齒輪箱302由所述扭矩限制器303連接。所述扭矩限制器303的扭矩上限值設(shè)于所述扭矩傳感器304可承受的最大扭矩以下。當扭矩過大時，所述扭矩限制器303便中斷所述齒輪箱302和所述扭矩傳感器304的連接，使所述擺動托架2自由擺動，這樣不僅可以保護所述扭矩傳感器304，也保護了受試者的關(guān)節(jié)。所述扭矩傳感器304測量所述扭矩限制器303和所述擺動托架2之間的扭矩，并將數(shù)據(jù)傳送到所述電腦。
[0037]圖4至圖7為本申請所述系統(tǒng)進行踝關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練的具體實施例。
[0038]如圖4所示，在本實施例中用于測量踝關(guān)節(jié)扭矩的肢體固定器4為板型結(jié)構(gòu)。所述肢體固定器4與足部接觸面為踏板401。優(yōu)選地，該踏板401前面邊界呈弧形，與腳掌前端的輪廓線配合，使所述肢體固定器4可以如圖9所示，可以應(yīng)用于測量踝關(guān)節(jié)和跖趾關(guān)節(jié)扭矩及訓練。所述踏板401還可以是其他適合固定足部的幾何形板，在此不作具體限定。所述肢體固定器4的底部為吸附連接托板402。在本實施例中，所述吸附連接托板402是磁化金屬，為對應(yīng)所述電磁鐵204的連接介面。所述吸附連接托板402左右兩側(cè)位置設(shè)有螺栓路軌403，螺栓404頭部設(shè)置在所述螺栓路軌403坑槽中，并可沿所述螺栓路軌403移動。所述螺栓404螺紋部分穿過所述踏板401左右兩側(cè)的長條形通槽。所述踏板401和所述吸附連接托板402之間設(shè)置墊板405，通過使用不同厚度的所述墊板405調(diào)節(jié)所述肢體固定器4的高度。每條所述通槽上設(shè)有兩個固定足部的限位片406，所述限位片406設(shè)有通槽。所述螺栓404穿過所述限位片406的通槽并沿所述螺栓路軌403移動，使所述限位片406能根據(jù)腳形調(diào)整位置并靠向腳掌兩旁。兩個直角片407設(shè)置在后方兩個所述限位片406之上，然后用螺帽套上所述螺栓404固定四個所述限位片406和兩個所述直角片407位置。另外一對所述限位片406連接所述直角片407的垂直部分，靠向踝部表面后，將螺栓穿過所述限位片406和所述直 角片407垂直部分的通槽并使用螺帽固定位置。將左右兩面所述限位片406的綁帶408連接并收緊，使足部能固定在所述肢體固定器4上。所述限位片406、所述直角片407和所述綁帶408的組合固定僅作為本實施例中通常方式，還可以采用氣壓吸附式固定等多種可以固定被測肢體的緊固結(jié)構(gòu)，并不構(gòu)成對本申請的限定。
[0039]圖5a顯示所述肢體固定器4固定足部后在放置在所述擺動托架2的后視圖。如果所述墊板405厚度不合適，擺動托架軸心501便會低于(或高于)踝關(guān)節(jié)軸心502。因為受試者足部大小并不相同，所以需要根據(jù)踝關(guān)節(jié)的高度使用不同厚度的所述墊板405來調(diào)節(jié)所述肢體固定器4的高度，使所述擺動托架軸心501與固定在所述肢體固定器4上的踝關(guān)節(jié)軸心502處于相同高度，實現(xiàn)精確對位測量。如圖5b所示，使用較薄的所述墊板405減低所述肢體固定器4的高度，便可以使所述擺動托架軸心501與踝關(guān)節(jié)軸心502處于相同高度。所述調(diào)校踝關(guān)節(jié)軸心502高度的方法僅作為本實施例中通常方式，還可以改變所述擺動柱202長度等多種方式調(diào)校所述踝關(guān)節(jié)軸心502的高度，并不構(gòu)成對本申請的限定。圖5c顯示所述肢體固定器4固定足部后放置在所述擺動托架2的俯視圖。設(shè)置在左右兩側(cè)的所述定位器103投射的垂直激光光線穿過所述擺動托架軸心501，以顯示踝關(guān)節(jié)的正確固定位置。將所述肢體固定器4連同已經(jīng)固定在上的足部在所述連接托板201上移動，直到如圖5d所示，垂直激光光線投影在踝關(guān)節(jié)左右兩邊的最凸出部位，即踝關(guān)節(jié)軸心縱切面的位置，以確定踝關(guān)節(jié)與所述擺動托架處2于同軸位置。然后啟動所述電磁鐵204，將所述肢體固定器4和足部固定在所述連接托板201上。在圖5a至5d中的所述定位器103和所述定位器支架104均隱藏以清楚顯示所述擺動托架軸心501位置。
[0040]作為一種優(yōu)選方式，本實施例中的所述關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)在應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)時可以為圖1和圖6所示的結(jié)構(gòu)，即附加兩件H形的定位架601，連接于左右兩側(cè)的所述定位器支架104上。該所述定位架601的橫梁上設(shè)有軟墊602，能將受試者的小腿固定，減少測量時因為小腿左右擺動導致的差誤。在測量時可以放置高度合適的墊塊于另一足部下，使兩側(cè)足部處于同一水平。
[0041]圖7a至圖7c顯示所述系統(tǒng)在測量踝關(guān)節(jié)扭矩或踝關(guān)節(jié)訓練時的側(cè)視圖。如圖2、圖3和圖4所示，所述驅(qū)動組件3帶動所述擺動托架2上下重復擺動并屈曲及伸展踝關(guān)節(jié)，同時測量扭矩T1并將數(shù)據(jù)貯存于電腦內(nèi)。T1包括踝關(guān)節(jié)、所述擺動托架2與所述肢體固定器4上下重復擺動時的扭矩。因為所述墊板405的厚度和所述肢體固定器4在所述連接托板201的固定位置是根據(jù)受試者踝關(guān)節(jié)的高度和軸心左右斜度決定，所以所述肢體固定器4在每次測量時產(chǎn)生的扭矩并不相同。所以求得T1之后，保持電磁鐵204啟動使所述肢體固定器4保持在相同位置，放松所述綁帶408并將足部從所述肢體固定器4退出。然后所述驅(qū)動組件3再次帶動所述擺動托架2上下重復擺動，同時測量扭矩T2并將數(shù)據(jù)貯存于電腦內(nèi)。T2包括所述擺動托架2與所述肢體固定器4的扭矩。所以踝關(guān)節(jié)Ttl的扭矩為T1減去丁2 的值，SP T0 = T1-T20
[0042]在進行踝關(guān)節(jié)活動訓練時，受試者主動屈曲或伸展受訓練踝關(guān)節(jié)，使足部壓向或拖拉所述擺動托架2。所述扭矩傳感器304測量踝關(guān)節(jié)產(chǎn)生的扭矩，將數(shù)據(jù)傳送到所述電腦。所述電腦進行實時分析后即時通過所述驅(qū)動馬達301控制所述擺動托架2的擺動幅度和速度，給予踝關(guān)節(jié)適當?shù)闹蜃枇?，以提供訓練?br> [0043]當受試者感覺所述擺動托架2施予的扭矩過大時，受試者不但可以通過控制器關(guān)閉所述驅(qū)動組件3并停止所述擺動托架2擺動，還可以關(guān)閉電磁鐵204自行將所述肢體固定器4與固定在上的足部從測量基座分離，提供額外的安全措施。
[0044]圖8至圖13為本申請所述系統(tǒng)進行跖趾關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練的具體實施例。
[0045]如圖4、圖8和圖9所示，本實施例中的肢體固定器9與上述實施例的所述肢體固定器4結(jié)構(gòu)完全相同。將足部放置在所述踏板401的較前位置，使腳趾受力部位越過所述踏板401前方弧形邊沿外，而腳掌側(cè)踏在所述踏板401上，然后使用所述限位片406和所述綁帶408固定足部位置。使用適當厚度的所述墊板405，使所述肢體固定器9和固定在上的足部擺放在電磁鐵802時，跖趾關(guān)節(jié)軸心與所述擺動托架2的轉(zhuǎn)軸處于相同高度。
[0046]如圖2、圖4和10所示，本實施例中的腳趾托板10包括腳趾托踏板1001、腳趾托墊板1002和腳趾托連接托板1003。所述腳趾托踏板1001的形狀與所述踏板401前方的弧形形狀相配，使所述腳趾托踏板1001能連接所述托踏板401并承載腳趾。使用不同厚度的所述腳趾托墊板1002，使所述腳趾托踏板1001與所述踏板401處于同一水平面。所述腳趾托連接托板1003是磁化金屬，為對應(yīng)所述電磁鐵204的連接介面。當合適厚度的所述腳趾托墊板1002設(shè)置于所述腳趾托踏板1001和所述腳趾托連接托板1003中間后，使用螺帽等工具連接所述腳趾托連接托板1003上的螺絲桿，以固定所述腳趾托踏板1001和所述腳趾托墊板1002的位置。
[0047]本實施例中的所述測量基座I與上述實施例圖1相同。因為當腳趾被所述擺動托架2帶動并作出屈曲動作時，腳掌需要靜止。所以如圖2、圖8、圖9和圖10所示，需要把附加連接托板801固定在所述支撐座101上，所述附加連接托板801上設(shè)有所述電磁鐵802，固定擺放在上的所述肢體固定器9，使所述肢體固定器9與固定在上的腳掌不跟隨所述擺動托架2擺動。優(yōu)選地，所述電磁鐵802與所述擺動托架2上的所述電磁鐵204相同。所述電磁鐵802可以設(shè)置為由一個或多個裝置，或可以是真空吸盤等具有快速吸附及釋放功能的連接裝置代替，在此不作出具體限定。而所述腳趾托板10側(cè)固定在所述擺動托架2上，所述擺動托架2承載所述腳趾托板10并使所述腳趾托板10跟隨所述擺動托架2擺動，從而屈曲腳趾以測量扭矩。
[0048]如圖1、圖2、圖8、圖9、圖10、圖1la和圖1lb所示，將已固定足部的所述肢體固定器9和所述腳趾托板10分別放置在所述附加連接托板801和所述連接托板201上。本實施例使用的所述定位器103與上述實施例一樣為激光定位器，固定在所述定位器支架104上，投射的垂直激光光線穿過所述擺動托架2的擺動軸心，以顯示跖趾關(guān)節(jié)正確的固定位置。將所述肢體固定器9連同已經(jīng)固定在上的足部在所述附加連接托板801上移動，使垂直激光光線投影在第一跖趾關(guān)節(jié)與第五跖趾關(guān)節(jié)左右兩邊的最凸出部位，即跖趾關(guān)節(jié)軸心縱切面的位置，以確定跖趾關(guān)節(jié)與所述擺動托架2處于同軸位置。然后移動所述腳趾托板10，使所述托踏板401和所述腳趾托踏板1001的弧形邊框連接，以承載腳趾。啟動所述連接托板201上的所述電磁鐵204和所述附加連接托板801上的所述電磁鐵802，分別將所述腳趾托板10和所述肢體固定器9固定。
[0049]如圖12所示，在測量時可以放置高度合適的墊塊于另一足部下，使兩側(cè)足部處于同一水平。
[0050]圖13a和圖13b顯示所述系統(tǒng)在測量跖趾關(guān)節(jié)扭矩或跖趾關(guān)節(jié)訓練時的側(cè)視圖。如圖2、圖3、圖9、圖10、圖13a和圖13b所示，所述驅(qū)動組件3帶動所述擺動托架2上下重復擺動并屈曲跖趾關(guān)節(jié)， 同時測量扭矩h并將數(shù)據(jù)貯存于電腦內(nèi)。因為所述腳趾托墊板1002的厚度和所述腳趾托板10在所述擺動托架2的擺放位置是根據(jù)受試者跖趾關(guān)節(jié)的高度和軸心左右斜度決定，所以所述腳趾托板10在每次測量時產(chǎn)生的扭矩并不相同。因此求得之后，保持所述電磁鐵204啟動使所述腳趾托板10保持在相同位置，放松所述綁帶408并將足部從所述肢體固定器9退出。然后所述驅(qū)動組件3再次帶動所述擺動托架2上下重復擺動，同時測量扭矩t2并將數(shù)據(jù)貯存于電腦內(nèi)。t2包括所述擺動托架2與所述腳趾托板10上下重復擺動時的扭矩。所以跖趾關(guān)節(jié)的扭矩h為減去t2的值，即h = trt20
[0051]在進行跖趾關(guān)節(jié)活動或強度訓練時，受試者主動伸展受訓練跖趾關(guān)節(jié)，使腳趾壓向所述擺動托架2。所述扭矩傳感器304測量跖趾關(guān)節(jié)產(chǎn)生的扭矩，并將數(shù)據(jù)傳送到所述電腦。所述電腦進行實時分析后即時通過所述驅(qū)動馬達301控制所述擺動托架2的擺動幅度和速度，給予受腳趾適當?shù)闹蜃枇Γ蕴峁┯柧殹?br> [0052]當受試者感覺所述擺動托架2施予的扭矩過大時，受試者不但可以通過控制器關(guān)閉所述驅(qū)動組件3并停止所述擺動托架2擺動，還可以關(guān)閉電磁鐵802自行將所述肢體固定器9與固定在上的足部從測量基座分離，提供額外的安全措施。
[0053]在圖8、圖11a、圖lib、圖13a和圖13b中的所述定位器103和所述定位器支架104均隱藏以清楚顯示所述擺動托架軸心501位置。
[0054]上述說明示出并描述了本申請的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當理解本申請并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本申請的精神和范圍，則都應(yīng)在本申請所附權(quán)利要 求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，其特征在于，包括:應(yīng)用于所述關(guān)節(jié)的肢體固定器和測量基座，其中， 所述肢體固定器，用于固定被測肢體； 所述測量基座包括:支撐座、擺動托架、定位器和驅(qū)動組件，其中， 所述擺動托架、定位器和驅(qū)動組件分別固定在所述支撐座上； 所述擺動托架包括連接托板和擺動柱，所述連接托板與所述肢體固定器可連接或分離，所述擺動柱連接所述連接托板和所述驅(qū)動組件的轉(zhuǎn)軸； 所述定位器投射的定位光線顯示所述擺動托架的擺動軸心的切面位置，使設(shè)置在所述肢體固定器上的肢 體關(guān)節(jié)軸心能與所述擺動托架擺動時的軸心對齊； 所述驅(qū)動組件由電腦控制，擺動所述擺動托架和固定在上的所述被測肢體，并獲取肢體關(guān)節(jié)的扭矩數(shù)據(jù)，或根據(jù)所獲取的肢體關(guān)節(jié)的扭矩數(shù)據(jù)作出反饋，改變所述擺動托架的擺動幅度和速度來改變對肢體關(guān)節(jié)的輔力或抗力。
2.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述肢體固定器，進一步包括:平板形或配合肢體形狀的承托裝置，以及用于固定所述被測肢體在所述承托裝置的緊固結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述肢體固定器，還包括連接介面，用于連接所述連接托板。
4.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述擺動托架的所述連接托板與所述肢體固定器可連接或分離，進一步為: 所述擺動托架的所述連接托板設(shè)有對應(yīng)所述肢體固定器連接介面的吸附式設(shè)備； 當所述肢體固定器和固定在上的被測肢體根據(jù)所述定位器的定位光線定位后，所述吸附式設(shè)備啟動將所述肢體固定器固定在所述擺動托架上；或者，受試者通過控制器自行關(guān)閉所述吸附式設(shè)備，將所述肢體固定器和固定在上的被測肢體與所述測量基座分離。
5.如權(quán)利要求4所述的關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述吸附式設(shè)備，進一步為具有快速連接或分離功能的設(shè)備，包括:電磁吸附設(shè)備或真空吸附設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)扭矩測量及訓練系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括驅(qū)動馬達、齒輪箱和扭矩傳感器，其中， 所述驅(qū)動馬達和所述扭矩傳感器經(jīng)由連接的電腦控制； 所述齒輪箱，用于降低所述驅(qū)動馬達輸出的轉(zhuǎn)速并增加輸出扭矩，經(jīng)過連接的所述扭矩傳感器傳送動力，并擺動所述擺動托架，并屈曲及伸展被測肢體關(guān)節(jié)； 所述扭矩傳感器，用于測量所述齒輪箱和所述擺動托架之間的扭矩數(shù)據(jù)，并將所述扭矩數(shù)據(jù)傳送到所述電腦。
【文檔編號】A63B23/08GK104013408SQ201410299533
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】文學森, 梁錦倫, 張德文, 托斯滕·斯特辛 申請人:李寧體育(上海)有限公司