CN104856706B - 膝关节力学特征测试仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种膝关节力学特征测试仪器，包括护膝套，护膝套设置有三层，分别为内壁、硅胶基质层、与外壁，在护膝套内壁表面设置有肌电感应器，在硅胶基质层内设置有压力传感器，在护膝套对应膝关节外侧位置设置有控制发射模块。本发明的有益效果是，采用柔性物质包裹膝关节，并在柔性物质中安放压力感应器和肌电感应器，能够对膝关节运动的肌力和肌电变化值，以及膝关节的屈、收、展、旋等动作的角速度和线速度进行测量。能够在实际运动中对对象进行测试，且测试仪能够对膝关节有一定的保护作用。采用蓝牙技术进行数据传输，改变了以往台式测试仪仅能在固定体位或简单运动情境中的进行测试的状况，设备小巧、便携、易于使用。

Description

膝关节力学特征测试仪器
技术领域
本发明属于人体力学测试技术领域，涉及膝关节力学特征测试仪器。
背景技术
肌力特征测试是对某块肌肉或某肌群进行牵力绝对值和相对值测试，测试时仪器测试端分别固定在所需测试肌肉的起止点的外侧。位移特征是对骨杠杆运动的线速度和角速度的绝对值和相对值进行测试。测试时，仪器测试端分别固定于股骨上部或臀部、下部固定脚踝或足部。肌电特征是测试肌肉收缩时皮肤电位变化的相对值。测试时将电极布置在所需测定的体表特征点。
现有关于膝关节力学特征测试的仪器都是测试台式、非包裹的，其功能单一地侧重于肌力特征、位移特征或肌电特征，还具有固定测试、体积较大的缺点。专门针对膝关节力学表现特征的护膝形式的测量仪还没有出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种膝关节力学特征测试仪器，解决了现有技术中存在的问题，体积小能够便携运用于室内外的测试，实现组合功能，同时测试膝关节运动的动力学和肌电特征，佩戴舒适，设备由柔性物质包裹关节。
本发明所采用的技术方案是，一种膝关节力学特征测试仪器，包括护膝套，护膝套设置有三层，分别为内壁、硅胶基质层、与外壁，在护膝套内壁表面设置有肌电感应器，在硅胶基质层内设置有压力传感器，在护膝套对应膝关节外侧位置设置有控制发射模块。
本发明的特征还在于，控制发射模块包括相互连接的处理芯片、蓝牙发射器与电池，压力传感器、肌电感应器分别与处理芯片连接。
肌电感应器设置8个，8个肌电感应器3具体设置为：在膝前上股外侧肌对应位置设置1个、膝前上股内侧肌对应位置设置1个、膝前上股直肌对应位置设置1个、膝前下胫肌对应位置设置1个、膝后上腘绳肌左右对应位置各设置1个、膝后腓肠肌左右对应位置各设置1个。
压力传感器设置有多个，在护膝套内交替设置。
本发明的有益效果是，采用柔性物质包裹膝关节，并在柔性物质中安放压力感应器和肌电感应器，能够对膝关节运动的肌力和肌电变化值，以及膝关节的屈、收、展、旋等动作的角速度和线速度进行测量。能够在实际运动中对对象进行测试，且测试仪能够对膝关节有一定的保护作用。采用蓝牙技术进行数据传输，改变了以往台式测试仪仅能在固定体位或简单运动情境中的进行测试的状况，设备小巧、便携、易于使用，有良好的数据传输协议，能够在ios、linux、andrio和windows操作系统进行相应的测试软件开发。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的电路框图。
图中，1.护膝套，2.控制发射模块，3.肌电感应器，4.压力传感器，6.处理芯片，7.蓝牙发射器，8.电池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明膝关节力学特征测试仪器的结构如图1所示，包括护膝套1，护膝套1设置有三层，包括内壁、硅胶基质层、与外壁。在护膝套1内壁表面设置有肌电感应器3，在硅胶基质层内设置有压力传感器4，在护膝套1对应膝关节外侧位置设置有控制发射模块2。
其中，肌电感应器3设置有8个，8个肌电感应器3具体设置为：在膝前上股外侧肌对应位置设置1个、膝前上股内侧肌对应位置设置1个、膝前上股直肌对应位置设置1个、膝前下胫肌对应位置设置1个、膝后上腘绳肌左右对应位置各设置1个、膝后腓肠肌左右对应位置各设置1个。
压力传感器4设置有多个，在护膝套1内交替设置。
如图2所示，控制发射模块2包括相互连接的处理芯片6、蓝牙发射器7与电池8，压力传感器4、肌电感应器3分别与处理芯片6连接。
本发明膝关节力学特征测试仪器的测试方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，
将穿戴测量仪，使得测试仪的8个肌电感应器对应具体测量位置；
步骤2，
打开测试仪开关，测试仪的控制发射模块接收到蓝牙传来的信息；
步骤3，
被试处于立正安静状态1分钟，接收处理设备持续记录2秒钟的各压力传感器和各肌电感应器信号，将两种信号的平均值作为两种测试的基准值(即0值)。
步骤4，
测试者完成所规定的动作。
步骤5，
处理芯片接收、记录、处理传入信息，按照测试设计对结果的要求，分别通过蓝牙发射器与外部的电脑连接并输出：曲线图、直方图、饼图或表格。并能实现个体之间比较、个体和总体比较、个体和常模比较以及总体和常模比较。
本发明的发明点：体积小、便携；开源的跨平台，柔性、无线，具有很好的测试运动情境，同时测试动力学特征和肌肉收缩特征
本发明用于膝关节损伤康复的评价(前后比较，与常人数据比较)，用于运动训练效果的评价(前后比较)，用于青少年运动员选材(与常人、运动员比较)。

Claims (1)

1.一种膝关节力学特征测试仪器，其特征在于，包括护膝套(1)，护膝套(1)设置有三层，分别为内壁、硅胶基质层、与外壁，在护膝套(1)内壁表面设置有肌电感应器(3)，在硅胶基质层内设置有压力传感器(4)，在护膝套(1)对应膝关节外侧位置设置有控制发射模块(2)；
所述控制发射模块(2)包括相互连接的处理芯片(6)、蓝牙发射器(7)与电池(8)，压力传感器(4)、肌电感应器(3)分别与处理芯片(6)连接；
所述肌电感应器(3)设置8个，8个肌电感应器（ 3） 具体设置为：在膝前上股外侧肌对应位置设置1个、膝前上股内侧肌对应位置设置1个、膝前上股直肌对应位置设置1个、膝前下胫肌对应位置设置1个、膝后上腘绳肌左右对应位置各设置1个、膝后腓肠肌左右对应位置各设置1个；
所述压力传感器(4)设置有多个，在护膝套(1)内交替设置。
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