CN111387988A - 一种关节角度测量仪 - Google Patents

Abstract

一种关节角度测量仪，该测量仪包括两根测量臂、下测量板和带有刻度盘的上测量板；上测量板与下测量板活动连接，形成能够相对转动的结构，两根测量臂中的第一测量臂与上测量板连接，两根测量臂中的第二测量臂与下测量板连接。上测量板与下测量板的中心通过螺栓连接，使得上测量板与下测量板能够以螺栓为轴相对转动。本发明与现有的技术相比，其效果是积极明显的，其结构相对较为简洁，操作容易，重量和体积相对较为小，方便携带，而且不需要任何电力或其他能源，适用于任何场合，并且如果需要测试大量人员，读取数据更为直接，测试效果更为显著，效率更高。

Description

一种关节角度测量仪

技术领域

本发明涉及一种关节方面的测量仪器，在多种关节的柔韧性和灵活度方面具有特殊的测量方法。

背景技术

发展全民体育势在必行，了解自身的柔韧性素质的好坏，取决于关节的解剖结构和关节周围软组织的体积大小及韧带、肌腱、肌肉及皮肤的伸展性。一个人的柔韧性程度越好，表示其关节的活动幅度越大，关节灵活性越强。柔韧素质与健康的关系极为密切，柔韧性的提高，对增强身体的协调能力，更好地发挥力量、速度等素质，提高技能和技术，防止运动创伤等都有积极的作用。

而目前，不论国际上还是每个国家都在积极发展体育，培养多方面的人才，在体育方面需要尽量准确的了解运动员的各项身体数据，了解运动员的身体优势和不足，逐项排查，保持和突破优势方面，补充和增强弱势方面，而这些项目中对运动员的上肢和下肢柔韧性和灵活度方面进行测量尤为普遍和重要，尤其是短道速滑、花样滑冰、自由式空中滑雪技巧、单板U型槽等这类项目，对运动员的下肢的灵活性要求尤为重要，但目前还没有一种有效且方便易行的设备。

发明内容

发明目的：

本发明提供一种关节角度测量仪，其目的是解决以往所存在的问题。

技术方案：

一种关节角度测量仪，该测量仪包括两根测量臂、下测量板和带有刻度盘的上测量板；

上测量板与下测量板活动连接，形成能够相对转动的结构，两根测量臂中的第一测量臂与上测量板连接，两根测量臂中的第二测量臂与下测量板连接。

上测量板与下测量板的中心通过螺栓连接，使得上测量板与下测量板能够以螺栓为轴相对转动。

两根测量臂上均设置有用于将两根测量臂临时固定在肢体上的尼龙绑带。

两根测量臂均为伸缩杆结构。

所述第一测量臂和第二测量臂的伸缩杆结构均包括前杆和后杆；

第一测量臂的后杆与上测量板连接，第二测量臂的后杆与下测量板连接；

前杆包括上前杆和下前杆，上前杆和下前杆的前端通过前立杆活动连接，下前杆的前端与前立杆固定，上前杆的前端能沿着前立杆的轴向做上下移动；

上前杆和下前杆的后端伸入后杆内，在后杆内腔设置有后竖杆，后竖杆的上端伸入后杆内的上滑道内，后竖杆的下端伸入后杆内的下滑道内，后竖杆为能沿着上滑道和下滑道前后移动的结构；下前杆的后端与后竖杆固定，上前杆的后端设置在后竖杆上且能沿着后竖杆的轴向做上下移动；

上前杆穿过后杆的口为上宽口，上宽口的高度大于上前杆的厚度H；

下前杆穿过后杆的口为下口，下口的高度与下前杆厚度H相适应。

上前杆的底部设置有能够卡住上宽口底沿B的下豁口。

前杆还设置有用于卡固的卡紧装置，该卡紧装置包括与上前杆连接的上卡座、与下前杆连接的下卡座以及侧竖杆；

侧竖杆的下端与下卡座固定连接，侧竖杆的上端穿过上卡座侧面固定的上滑片和下滑片，使得上卡座能沿着侧竖杆的轴向做上下移动；

在上滑片和下滑片之间设置有旋拧螺母；

侧竖杆为下部带有外螺纹的结构，侧竖杆的顶端设置有上固定横杆；

上滑片上设置有固定套，固定套的顶端设置有能相对于固定套转动的转盘，转盘上设置有使用时能勾住上固定横杆的挂钩。

侧竖杆的下部套有拉紧弹簧，拉紧弹簧的上端与下滑片的底部固定，拉紧弹簧的下端与侧竖杆的底部固定或者与下卡座固定。

上卡座的底部和下卡座的顶部均设置有弧形弹性垫，两个弧形弹性垫的弧形开口相对。

挂钩包括立杆及设置在立杆顶部并与立杆垂直的横杆。

优点效果：

针对目前体育的多方面形势、运动员的主要需求的数据测量方式以及术后病人的恢复程度，设计和发明了本产品，主要针对测量髋、膝、肘、踝关节的柔韧性测试,其目的是解决以往所存在的问题。

本发明主要是通过360°的刻度盘读取数据，在刻度盘的周围伸出两个分别与关节两侧固定的杆件与身体的各个关节位置固定。

为了针对身体各个躯干长度不同，我们将固定的杆件即测量臂设置为可伸缩的。运用尼龙扣或卡紧装置的固定方式与身体部位进行绑定。

本发明的工作过程：例如，我们要测试膝关节，我们需要将两端的伸缩臂拉到与大腿上半部和小腿下半部的位置进行固定，通过进行膝盖的不停弯曲来达到极限位置，进行读数。

本发明与现有的技术相比，其效果是积极明显的，其结构相对较为简洁，操作容易，重量和体积相对较为小，方便携带，而且不需要任何电力或其他能源，适用于任何场合，并且如果需要测试大量人员(如中小学生的体测)，读取数据更为直接，测试效果更为显著，效率更高。

且本申请还提供了卡紧装置的选择方式，该方式可以使得固定更加牢固，相较于尼龙绑带，其误差更小。

附图说明

图1是关节角度测量仪的结构示意图正面；

图2是关节角度测量仪的结构示意图反面；

图3是测量臂的伸缩杆结构的一种形式示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是图4的俯视图；

图6是转盘的结构立体图；

图7是转盘的结构俯视图；

图8为显示指针的示意图；

图9为使用状态图；

图1中各个部分名称

1尼龙绑带 2测量臂 3伸缩卡环 4刻度盘 5固定螺母 6固定螺栓 7上测量板 8下测量板。

具体实施方式

一种关节角度测量仪，该测量仪包括两根测量臂、下测量板8和带有刻度盘4的上测量板7；

上测量板7与下测量板8活动连接，形成能够相对转动的结构，两根测量臂中的第一测量臂2-1与上测量板7连接(连接在上测量板7外圆侧壁如图1所示)，两根测量臂中的第二测量臂2-2与下测量板8连接(连接在下测量板8外圆侧壁如图1所示)。

第一测量臂2-1上设置有一个能与上测量板7上的刻度盘4的刻度对应的指示标识(例如：如图8所示，设置在第一测量臂2-1上的指针C)，第二测量臂2-2上也设置一个与刻度盘4的刻度对应的指示标识(例如：如图8所示，设置在第二测量臂2-2上的指针C)，第一测量臂2-1上指示标识与刻度盘4的刻度对应的位置是不变的，然后通过第二测量臂2-2上的指示标识的位置变化，在刻度盘4上读出两个指示标识对应的刻度变化。通过调整伸缩测量臂的长短，使其达到合适位置，再通过尼龙绑带1固定于要测量的部位，使圆盘中心于关节旋转中心重合，通过上测量板7上的刻度盘与下测量板8相连接的测量臂(2)处的指针，读出正常状态下关节角度α，再活动到极限位移并保持，读出极限状态下关节角度β，α－β便为此关节灵活度参数。

第一次刻度与第二次刻度的差值就是关节运动的度数。

上测量板7与下测量板8的中心通过螺栓6连接，使得上测量板7与下测量板8能够以螺栓6为轴相对转动。

两根测量臂上均设置有用于将两根测量臂临时固定在肢体上的尼龙绑带1。

两根测量臂均为伸缩杆结构。测量臂包括前杆和后杆，前杆伸进后杆内形成伸缩杆结构，前杆和后杆之间通过伸缩卡环(3)临时固定(现有结构，有可以采用其他的现有的伸缩杆结构)。

所述第一测量臂2-1和第二测量臂2-2的伸缩杆结构均包括前杆9和后杆10；

第一测量臂2-1的后杆10与上测量板7连接，第二测量臂2-2的后杆10与下测量板8连接；

前杆9包括上前杆9-1和下前杆9-2，上前杆9-1和下前杆9-2的前端通过前立杆9-3活动连接，下前杆9-2的前端与前立杆9-3固定，上前杆9-1的前端能沿着前立杆9-3的轴向做上下移动；

上前杆9-1和下前杆9-2的后端伸入后杆10内，在后杆内腔设置有后竖杆10-1，后竖杆10-1的上端伸入后杆10内的上滑道10-2内，后竖杆10-1的下端伸入后杆10内的下滑道10-3内，后竖杆10-1为能沿着上滑道10-2和下滑道10-3前后移动的结构；下前杆9-2的后端与后竖杆10-1固定，上前杆9-1的后端设置在后竖杆10-1上且能沿着后竖杆10-1的轴向做上下移动(上前杆9-1、下前杆9-2、前立杆9-3和后竖杆10-1形成一个矩形结构，)；

上前杆9-1穿过后杆10的口为上宽口10-5，上宽口10-5的高度(即图5中上下方向的距离)大于上前杆9-1的厚度H；(满足上前杆9-1能够沿图3所示的左右方向移动的同时，也能满足上前杆9-1上下移动的要求)

下前杆9-2穿过后杆10的口为下口10-6，下口10-6的高度(即图5中上下方向的距离)与下前杆9-2厚度H相适应(可以是接触配合，只需要满足其能够相对后杆10做如图3所示的左右横向伸缩即可，保证下前杆9-2上下方向不能移动)。

上前杆9-1的底部设置有能够卡住上宽口10-5底沿B的下豁口9-1-1。

前杆9还设置有用于卡固的卡紧装置，该卡紧装置包括与上前杆9-1连接的上卡座11-1、与下前杆9-2连接的下卡座11-2以及侧竖杆12；

侧竖杆12的下端与下卡座11-2固定连接，侧竖杆12的上端穿过上卡座11-1侧面固定的上滑片11-1-1和下滑片11-1-2，使得上卡座11-1能沿着侧竖杆12的轴向做上下移动；

在上滑片11-1-1和下滑片11-1-2之间设置有旋拧螺母13(旋拧螺母13套在侧竖杆12上)；

侧竖杆12为下部带有外螺纹且上部光滑的结构，侧竖杆12的顶端设置有上固定横杆12-1；

上滑片11-1-1上设置有固定套11-1-3，固定套11-1-3的顶端设置有能相对于固定套11-1-3转动的转盘11-1-5，转盘11-1-5上设置有使用时能勾住上固定横杆12-1的“7”字形挂钩11-1-6。

侧竖杆12的下部套有拉紧弹簧15，拉紧弹簧15的上端与下滑片11-1-2的底部固定，拉紧弹簧15的下端与侧竖杆12的底部固定或者与下卡座11-2固定(下卡座11-2侧面设置用于固定侧竖杆12的侧板11-2-1，拉紧弹簧15的下端与侧板11-2-1固定)。

上卡座11-1的底部和下卡座11-2的顶部均设置有弧形弹性垫16，两个弧形弹性垫16的弧形开口相对(如图4所示)。弧形弹性垫16是为了增加与肢体接触的柔韧性，防止给人一种卡手臂或者卡腿的感觉，或者说磨手臂或者磨腿的感觉。

“7”字形挂钩11-1-6包括立杆11-1-7及设置在立杆11-1-7顶部并与立杆11-1-7垂直的横杆11-1-8，横杆11-1-8的长度方向与转盘11-1-5的径向垂直。

下面，对本发明做进一步的详细的说明：

测量臂包括前杆和后杆，前杆伸进后杆内形成伸缩杆结构，前杆和后杆之间通过伸缩卡环(3)临时固定，当然也可以采用其他任何现有的伸缩结构，只要能伸缩即可。

实施例1：

在测试的过程中，我们先分别将两个测量臂用尼龙绑带1固定到关节的两个方向(尽量绑到肢体的靠近末端处)，例如：测量手臂时，将第一测量臂2-1与前臂固定，将第二测量臂2-2与上臂固定，使得刻度盘4的位置尽量与肘关节对应，而测量膝盖时，将第一测量臂2-1与小腿固定，将第二测量臂2-2与大腿固定，使得刻度盘4的位置尽量与膝关节对应，固定完成后关节做圆周运动，来测量关节旋转角度，通过每个人旋转的角度不同，来判断每个人的灵活性和柔韧性。

实施例2：

这种方式的固定方式是采用卡紧装置来固定测量臂，这种方式的好处就是，因为卡紧装置本身是直接硬性与测量臂连接，所以在关节活动时，测量臂几乎是与腿或手臂同步动作，使得误差很小，而使用尼龙绑带的方式虽然稍显方便，但是因为尼龙绑带是柔韧性的结构，其与测量臂的连接为软性连接，所以当肢体动作时，并不会完全同步带动测量臂，肢体首先会拉动尼龙绑带，而尼龙绑带被拉至极限时，才会带动测量臂动作，也就是说，肢体的动作与测量臂的动作会有一个时间差，进而导致角度误差的出现，也就是说严格来讲，肢体开始动作的时候，测量臂并未开始动作，而当肢体动作了一个角度之后，测量臂才开始动作，这就是角度差的产生，因此会导致测量的不够准确，而为了尽量解决这样的方式只好使得尼龙绑带绑的更紧，这样会给测量者带来不适，甚至使得血液不畅通，不利于健康，因此，如果对于误差要求较高，可以采用卡紧装置的方式来实现；

使用时，如图4所示，例如：以测量膝关节为例，用手向上拉动转盘11-1-5，拉动时通过旋转转盘11-1-5，使得横杆11-1-8避开上固定横杆12-1，此时，拉紧弹簧15被拉伸，下豁口9-1-1离开上宽口10-5底沿B(自然状态时下豁口9-1-1是卡住底沿B的)，当横杆11-1-8高于上固定横杆12-1时，旋转转盘11-1-5，使得横杆11-1-8位于上固定横杆12-1上方，然后松开转盘11-1-5，在拉紧弹簧15的作用下，横杆11-1-8挂在上固定横杆12-1上，此时因为下豁口9-1-1离开上宽口10-5底沿B，所以，上前杆9-1和下前杆9-2便可以随意拉动，然后脚从上卡座11-1和下卡座11-2之间穿过，然后先调整与大腿对应的测量臂的长度，通过使得上前杆9-1和下前杆9-2整体相对于后杆10移动来实现，当调整好合适的位置后，用一只手扶住下前杆9-2和后杆10，另一只手旋转转盘11-1-5，使得横杆11-1-8离开上固定横杆12-1，此时，在拉紧弹簧15的作用下，上卡座11-1带动上前杆9-1迅速下落，也可以叫做迅速向下前杆9-2移动，夹紧大腿，此时，下豁口9-1-1初步卡住上宽口10-5底沿B(下豁口9-1-1为沿长度方向的多个，调整长度后相应的下豁口9-1-1卡住上宽口10-5底沿B)，此时，上前杆9-1和下前杆9-2相对于后杆10伸出的长度已经固定(因为下豁口9-1-1卡住底沿B)，然后，为了固定的更牢靠，可以转动旋拧螺母13(此时，旋拧螺母13刚好位于侧竖杆12下部的外螺纹的顶部，如果还差点距离，可以稍微向下压一下上卡座11-1，使得旋拧螺母13能与外螺纹配合)，通过旋拧螺母13与侧竖杆12下部的外螺纹的配合，使得上卡座11-1继续压紧，松紧程度可以根据需要通过旋拧螺母13来调节(豁口的深度也保留足够深，也就是说如图3所示，豁口卡住底沿B时，实际上还是有上下的移动空间的，因为豁口并不要求一定要卡到底，其作用仅仅是防止上前杆9-1左右移动的)；之后再用同样的方法调整小腿位置并固定测量臂，应用此种方式，在测量时，因为腿部直接通过上卡座11-1和下卡座11-2(上卡座11-1与上前杆9-1、下卡座11-2与下前杆9-2都是硬性连接)带动测量臂动作，基本不会有太大的时间差，因此也不会出现太大的角度误差的问题，测量臂与腿部的动作几乎是同步的；

在拆卸时，反向转动旋拧螺母13，使得旋拧螺母13离开外螺纹区域，向上提拉旋转转盘11-1-5，再次将横杆11-1-8挂在上固定横杆12-1上，此时，上卡座11-1和下卡座11-2分开，然后将腿抽出即可。

另外，这种方式也会使得固定更加牢靠，不会像尼龙绑带那样，动作几次之后会松动。

综上，本设计产品通过简洁的机械结构进行测量柔韧性。运用刻度盘和测量臂的旋转副对比人身体的各个关节进行测试，用数据角度的方式呈现在人们面前。更好更直观，可以简单易懂的了解人们自身的身体柔韧性。

本申请主要是在运动员的下肢柔韧性和灵活度方面进行测量，在很多比赛项目中，尤其是短道速滑、花样滑冰、自由式空中滑雪技巧、单板U型槽等这类项目，对运动员的下肢的灵活性要求尤为重要，更需要像我们这样的设备进行测量。本申请还可以在手术之后对病人的康复程度做出评价。

Claims (10)

1.一种关节角度测量仪，其特征在于：该测量仪包括两根测量臂、下测量板(8)和带有刻度盘(4)的上测量板(7)；

上测量板(7)与下测量板(8)活动连接，形成能够相对转动的结构，两根测量臂中的第一测量臂(2-1)与上测量板(7)连接，两根测量臂中的第二测量臂(2-2)与下测量板(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：上测量板(7)与下测量板(8)的中心通过螺栓(6)连接，使得上测量板(7)与下测量板(8)能够以螺栓(6)为轴相对转动。

3.根据权利要求1所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：两根测量臂上均设置有用于将两根测量臂临时固定在肢体上的尼龙绑带(1)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：两根测量臂均为伸缩杆结构。

5.根据权利要求4所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：所述第一测量臂(2-1)和第二测量臂(2-2)的伸缩杆结构均包括前杆(9)和后杆(10)；

第一测量臂(2-1)的后杆(10)与上测量板(7)连接，第二测量臂(2-2)的后杆(10)与下测量板(8)连接；

前杆(9)包括上前杆(9-1)和下前杆(9-2)，上前杆(9-1)和下前杆(9-2)的前端通过前立杆(9-3)活动连接，下前杆(9-2)的前端与前立杆(9-3)固定，上前杆(9-1)的前端能沿着前立杆(9-3)的轴向做上下移动；

上前杆(9-1)和下前杆(9-2)的后端伸入后杆(10)内，在后杆内腔设置有后竖杆(10-1)，后竖杆(10-1)的上端伸入后杆(10)内的上滑道(10-2)内，后竖杆(10-1)的下端伸入后杆(10)内的下滑道(10-3)内，后竖杆(10-1)为能沿着上滑道(10-2)和下滑道(10-3)前后移动的结构；下前杆(9-2)的后端与后竖杆(10-1)固定，上前杆(9-1)的后端设置在后竖杆(10-1)上且能沿着后竖杆(10-1)的轴向做上下移动；

上前杆(9-1)穿过后杆(10)的口为上宽口(10-5)，上宽口(10-5)的高度大于上前杆(9-1)的厚度(H)；

下前杆(9-2)穿过后杆(10)的口为下口(10-6)，下口(10-6)的高度与下前杆(9-2)厚度(H)相适应。

6.根据权利要求5所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：上前杆(9-1)的底部设置有能够卡住上宽口(10-5)底沿(B)的下豁口(9-1-1)。

7.根据权利要求6所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：前杆(9)还设置有用于卡固的卡紧装置，该卡紧装置包括与上前杆(9-1)连接的上卡座(11-1)、与下前杆(9-2)连接的下卡座(11-2)以及侧竖杆(12)；

侧竖杆(12)的下端与下卡座(11-2)固定连接，侧竖杆(12)的上端穿过上卡座(11-1)侧面固定的上滑片(11-1-1)和下滑片(11-1-2)，使得上卡座(11-1)能沿着侧竖杆(12)的轴向做上下移动；

在上滑片(11-1-1)和下滑片(11-1-2)之间设置有旋拧螺母(13)；

侧竖杆(12)为下部带有外螺纹的结构，侧竖杆(12)的顶端设置有上固定横杆(12-1)；

上滑片(11-1-1)上设置有固定套(11-1-3)，固定套(11-1-3)的顶端设置有能相对于固定套(11-1-3)转动的转盘(11-1-5)，转盘(11-1-5)上设置有使用时能勾住上固定横杆(12-1)的挂钩(11-1-6)。

8.根据权利要求7所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：侧竖杆(12)的下部套有拉紧弹簧(15)，拉紧弹簧(15)的上端与下滑片(11-1-2)的底部固定，拉紧弹簧(15)的下端与侧竖杆(12)的底部固定或者与下卡座(11-2)固定。

9.根据权利要求8所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：上卡座(11-1)的底部和下卡座(11-2)的顶部均设置有弧形弹性垫(16)，两个弧形弹性垫(16)的弧形开口相对。

10.根据权利要求9所述的一种关节角度测量仪，其特征在于：挂钩(11-1-6)包括立杆(11-1-7)及设置在立杆(11-1-7)顶部并与立杆(11-1-7)垂直的横杆(11-1-8)。

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