CN211187298U

CN211187298U - 一种踝关节力矩测量装置

Info

Publication number: CN211187298U
Application number: CN201921735108.XU
Authority: CN
Inventors: 王勇; 韩李伟; 李春风; 陈宝亮; 吕仲明; 刘正士
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2029-10-16

Abstract

本实用新型公开一种踝关节力矩测量装置。所述踝关节力矩测量装置包括：脚踏单元、感应单元、控制单元、显示单元，所述脚踏单元的底部设置有感应单元；所述感应单元安装于底板上；所述控制单元的一端与所述感应单元连接；所述显示单元的一端与所述控制单元的另一端连接。本实用新型的踝关节力矩测量装置可以测量评估人体踝关节力矩大小。

Description

一种踝关节力矩测量装置

技术领域

本实用新型涉及医疗康复装置技术领域，特别是涉及一种踝关节力矩测量装置。

背景技术

脚踝是身体的重要组成部分，在身体运动中踝关节作用于脚部各关节的协调，是下肢运动的重要关节。踝关节损伤在体育运动中很常见。在所有体育运动相关的损伤中，踝关节损伤约占25％。踝关节损伤以韧带损伤为主，体育运动中踝关节韧带损伤率约占踝关节总体损伤率的80％。踝关节的损伤不仅会影响运动员的正常比赛及训练，如处理不当还会产生踝关节不稳以及退变性骨关节炎等慢性损伤。

现有技术的力矩测量的硬件装置在康复治疗中，需要依赖医生经验对踝关节的康复效果做出的评价，客观性小，随意性大，评价结果也不够明确和直观，患者不能直观得到康复效果的评估结论。另外，脚在跖屈、背伸时踝关节处的力矩值可以简单测得，但脚在内翻、外翻时踝关节处的力矩值难以准确获取。因此，迫切需要提供一种力矩测量的硬件装置。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种踝关节力矩测量装置，用于解决现有技术中的力矩测量的硬件装置需要依赖医生经验对踝关节的康复效果做出的评价，客观性小，随意性大，评价结果也不够明确和直观，患者不能直观得到康复效果的评估结论，以及脚在内翻、外翻时踝关节处的力矩值难以准确获取的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种踝关节力矩测量装置，所述踝关节力矩测量装置包括：

至少一脚踏单元，所述脚踏单元的底部设置有感应单元；

至少一感应单元，所述感应单元安装于底板上；

控制单元，其一端与所述感应单元连接；

显示单元，其一端与所述控制单元的另一端连接。

在本实用新型的一实施例中，所述脚踏单元包括：

脚跟区支撑板，其通过所述感应单元与所述底板连接；

第一脚掌区支撑板，其通过所述感应单元与所述底板连接；

第二脚掌区支撑板，其通过所述感应单元与所述底板连接。

在本实用新型的一实施例中，所述感应单元包括：

至少一第一传感器，其设置于所述脚跟区支撑板与所述底板之间；

至少一第二传感器，其设置于所述第一脚掌区支撑板与所述底板之间；

至少一第三传感器，其设置于所述第二脚掌区支撑板与所述底板之间。

在本实用新型的一实施例中，所述脚跟区支撑板的两端分别安装有第一固定带，两个所述第一固定带用于固定脚跟位置。

在本实用新型的一实施例中，所述第一脚掌区支撑板的一端安装有第二固定带，所述第二脚掌区支撑板的一端安装有第三固定带。

在本实用新型的一实施例中，所述感应单元包括称重传感器、悬臂梁传感器、拉压力传感器、多维力传感器中的一种或几种。

在本实用新型的一实施例中，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器之间不处于同一直线上。

在本实用新型的一实施例中，所述踝关节力矩测量装置还包括支架，所述支架的一端固定于所述底板上，所述支架的另一端安装有所述显示单元。

在本实用新型的一实施例中，所述显示单元包括显示器，所述显示器固定于所述支架上。

在本实用新型的一实施例中，所述控制单元包括控制器，所述控制器与所述感应单元、显示单元相连接。

如上所述，本实用新型的一种踝关节力矩测量装置，具有以下有益效果：

本实用新型的踝关节力矩测量装置包括脚踏单元、感应单元、控制单元以及显示单元，本实用新型在硬件装置上进行了改进，由于硬件上的改进，本实用新型的踝关节力矩测量装置可以测量评估人体踝关节力矩大小，并为用户提供主动康复训练的个性化指导，客观性较强，评价结果比较明确和直观，患者能够直观地得到康复效果的评估结论，而且可以准确获取脚在内翻、外翻，背屈、跖屈时踝关节处的力矩值，另外，本实用新型的踝关节力矩测量装置亦可满足针对健康人进行踝关节力矩的测量和评估。

本实用新型的踝关节力矩测量装置结构简单，便于测量，而且能够满足大小不同脚用户的测量需求，易于普及推广。

本实用新型的踝关节力矩测量装置的体积小，使用方便，而且能够适用于大小不同脚的用户进行踝关节力矩的测量评估，并为用户提供主动康复训练的个性化指导，帮助用户早日康复。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的结构框图。

图2为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的主视图。

图3为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的俯视图。

图4为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的左视图。

图5为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的隐藏线图。

元件标号说明

1 底板

2 脚跟区支撑板

3 第一脚掌区支撑板

4 第二脚掌区支撑板

51 第一传感器

52 第二传感器

53 第三传感器

61 第一固定带

62 第三固定带

63 第二固定带

7 显示器

8 支架

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的结构框图。一种踝关节力矩测量装置，所述踝关节力矩测量装置包括一底板1，所述底板1上安装有至少一感应单元，至少一所述感应单元设置于脚踏单元的底部，即为所述感应单元设置于所述底板1与所述脚踏单元之间。所述踝关节力矩测量装置还包括控制单元和显示单元，所述控制单元的一端与所述感应单元连接。所述感应单元用于采集人体压力信号、重量信号等，并将采集到的所述人体压力信号、重量信号等发送至所述控制单元，所述控制单元用于对所述人体压力信号、重量信号等进行控制以及分析，以得到分析后的结果，并将所述分析后的结果发送至显示单元，所述显示单元用于显示所述分析后的结果，所述显示单元可以通过支架8固定于底板1上。所述控制单元的一端与所述感应单元通信连接，所述控制单元的另一端与所述显示单元通信连接。具体的，所述控制单元与所述感应单元之间可以通过有线或无线的方式通信连接。所述控制单元的另一端与所述显示单元之间可以通过有线或无线的方式通信连接。本实用新型的踝关节力矩测量装置可以被广泛地应用于康复医疗器械领域中。

具体的，请参阅图2、图3、图4、图5，图2为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的主视图。图3为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的俯视图。图4为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的左视图。所述脚踏单元包括但不限于脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4，且所述脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4可以划分为多个子区域，即为所述脚跟区支撑板2可以划分为多个子脚跟区支撑板区域，所述第一脚掌区支撑板3可以划分为多个子第一脚掌区支撑板区域，所述第二脚掌区支撑板4可以划分为多个子第二脚掌区支撑板区域。当所述脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4被划分为多个子区域后，则每一个所述子脚跟区支撑板区域、子第一脚掌区支撑板区域、子第二脚掌区支撑板区域的底部至少需要设置一个感应单元或传感器，所述感应单元或传感器的个数可以根据需要进行调整。具体的，所述脚跟区支撑板2通过所述感应单元与所述底板1连接。所述第一脚掌区支撑板3设置于所述脚跟区支撑板2的前端，所述第一脚掌区支撑板3通过所述感应单元与所述底板1连接。所述第二脚掌区支撑板4设置于所述脚跟区支撑板2的前端，且所述第二脚掌区支撑板4与所述第一脚掌区支撑板3平行设置，所述第二脚掌区支撑板4通过所述感应单元与所述底板1连接。具体的，所述脚跟区支撑板2用于放置人的脚跟位置，所述第一脚掌区支撑板3和所述第二脚掌区支撑板4均是用于放置人的脚掌位置。所述感应单元包括至少一第一传感器51、至少一第二传感器52以及至少一第三传感器53，所述第一传感器51可以但不限于为称重传感器、悬臂梁传感器、拉压力传感器、多维力传感器、S型拉压力传感器中的一种或几种。所述第二传感器52可以但不限于为称重传感器、悬臂梁传感器、拉压力传感器、多维力传感器、S型拉压力传感器中的一种或几种。所述第三传感器53可以但不限于为称重传感器、悬臂梁传感器、拉压力传感器、多维力传感器、S型拉压力传感器中的一种或几种。所述称重传感器是一种力传感器。所述悬臂梁传感器可以一端固定，一端加载，可以采用钢球传力，上下压头承载或双球头式结构，设有良好的密封结构。受力后自动调心好，安装容易，使用方便，互换性好。所述拉压力传感器又称为电阻应变式传感器，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。所述第一传感器51设置于所述脚跟区支撑板2与所述底板1之间，所述第一传感器51用于感应人体脚跟的压力信号、重量信号等。所述第二传感器52设置于所述第一脚掌区支撑板3与所述底板1之间，所述第二传感器52用于感应人体脚掌的压力信号、重量信号等。所述第三传感器53设置于所述第二脚掌区支撑板4与所述底板1之间，所述第三传感器53用于感应人体脚掌的压力信号、重量信号等。所述脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4的底部分散设置的第一传感器51、第二传感器52、第三传感器53之间不处于同一直线上。

具体的，请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种踝关节力矩测量装置的隐藏线图。所述脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4的形状可以但不限于为矩形、圆形的踏板。所述脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4也可以但不限于为底部分成若干区域的鞋型辅具。所述底板1的形状可以但不限于为方形、圆形、椭圆形。具体的，在所述脚跟区支撑板2的两端分别安装有第一固定带61，两个所述第一固定带61用于固定脚跟位置。所述第一脚掌区支撑板3的一端安装有第二固定带63，所述第二脚掌区支撑板4的一端安装有第三固定带62，所述第二固定带63和所述第三固定带62用于固定脚掌位置。设置于所述脚跟区支撑板2上的两个所述第一固定带61的位置可以进行调整，所述第三固定带62和第二固定带63的位置也可以进行调整。当脚置于所述脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4时，两个所述第一固定带61闭合，所述第三固定带62和第二固定带63闭合。当脚离开所述脚跟区支撑板2、第一脚掌区支撑板3、第二脚掌区支撑板4时，两个所述第一固定带61打开，所述第三固定带62和第二固定带63打开。所述显示单元包括显示器7，所述显示器7固定于所述支架8上。具体的，所述显示器7可以但不限于为LCD显示器、LED显示器、显示屏。所述显示器7的形状可以根据需要来设置，所述显示器7的形状可以但不限于为方形、圆形、椭圆形。所述控制单元包括控制器，所述控制器与所述第一传感器51、第二传感器52、第三传感器53以及显示器7相连接。具体的，所述控制器可以但不限于为PLC控制器。所述第一传感器51、第二传感器52、第三传感器53用于测量脚对各区域的作用力，所述第一传感器51、第二传感器52、第三传感器53将采集的作用力信号发送至所述控制器，根据每个力传感器的数值，通过所述控制器可以解算出脚在各区域的作用点及作用力，进而解算出脚在内翻、外翻、跖屈、背伸时踝关节处的力矩值，最终通过所述显示器7显示解算出的脚在内翻、外翻、跖屈、背伸时踝关节处的力矩值。所述支架8是一种类似于手机支架的柔性结构物，可以按照用户需求通过改变其形状，以调整所述显示器7的位置。在测量的之前，将脚通过所述第一固定带61、第二固定带63、第三固定带62固定在脚踏上，并确保脚与各个区域都贴合，以避免测量误差。

综上所述，本实用新型的踝关节力矩测量装置包括脚踏单元、感应单元、控制单元以及显示单元，本实用新型的踝关节力矩测量装置可以测量评估人体踝关节力矩大小，并为用户提供主动康复训练的个性化指导，客观性较强，评价结果比较明确和直观，患者能够直观地得到康复效果的评估结论，而且可以准确获取脚在内翻、外翻，背屈、跖屈时踝关节处的力矩值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种踝关节力矩测量装置，其特征在于，所述踝关节力矩测量装置包括：

至少一脚踏单元，所述脚踏单元的底部设置有感应单元；

至少一感应单元，所述感应单元安装于底板上；

控制单元，其一端与所述感应单元连接；

显示单元，其一端与所述控制单元的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于，所述脚踏单元包括：

脚跟区支撑板，其通过所述感应单元与所述底板连接；

第一脚掌区支撑板，其通过所述感应单元与所述底板连接；

第二脚掌区支撑板，其通过所述感应单元与所述底板连接。

3.根据权利要求2所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于，所述感应单元包括：

4.根据权利要求1所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于：所述脚跟区支撑板的两端分别安装有第一固定带，两个所述第一固定带用于固定脚跟位置。

5.根据权利要求3所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于：所述第一脚掌区支撑板的一端安装有第二固定带，所述第二脚掌区支撑板的一端安装有第三固定带。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于：所述感应单元包括称重传感器、悬臂梁传感器、拉压力传感器、多维力传感器中的一种或几种。

7.根据权利要求3所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于：所述第一传感器、第二传感器、第三传感器之间不处于同一直线上。

8.根据权利要求1所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于：所述踝关节力矩测量装置还包括支架，所述支架的一端固定于所述底板上，所述支架的另一端安装有所述显示单元。

9.根据权利要求8所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于：所述显示单元包括显示器，所述显示器固定于所述支架上。

10.根据权利要求1所述的一种踝关节力矩测量装置，其特征在于：所述控制单元包括控制器，所述控制器与所述感应单元、显示单元相连接。