足部跖趾关节力量测试装置

1.本发明涉及体育训练器材技术领域。具体地说是一种足部跖趾关节力量测试装置。


背景技术：

2.鉴于跑跳等急速蹬离地面的足屈运动的动作最终发生在跖趾关节，由踝关节趾屈肌配合足趾屈肌在远固定条件下收缩完成直直管件的伸屈运动，因而跖趾关节对于足部运动的作用不容忽视，其屈伸特征能够对人体跑、跳动作，特别是支撑后期的蹬离效果产生重要影响。而且，在较为光滑的物体表面上行走时，除了要求鞋底具有防滑作用外，跖趾关节收缩力也会对防滑效果产生一定的影响。而在对跖趾关节力量进行测试，不仅需要对脚后跟进行限位，以免脚部移动对跖趾关节力量测试产生影响，同时还需要对脚前掌进行限位，以免脚前掌的活动对跖趾关节力量测试的影响。


技术实现要素：

3.为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种足部跖趾关节力量测试装置，利用双滑台安装不同的限位机构对脚跟和脚前掌进行限位，同时使跖趾关节处于悬空，不仅可以避免脚前掌的活动对跖趾关节力量测试的影响，还可以减少测试过程中脚前掌受跖趾关节屈伸动作的影响产生较大幅度的运动，从而进一步减少脚前掌运动对跖趾关节力量测试的影响。
4.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
5.足部跖趾关节力量测试装置，包括底板、脚部支撑结构和跖趾关节力量测试结构，所述脚部支撑结构包括安装在第一滑台上的脚跟限位机构、安装在第二滑台上的脚前掌限位机构和用于安装所述第一滑台与所述第二滑台的支撑台，所述第一滑台下台面和所述第二滑台下台面分别安装有一个安装座且两个所述安装座通过丝杠连接，所述第一滑台和所述第二滑台在所述丝杠驱动下在所述支撑台上自由滑动；所述支撑台和所述跖趾关节力量测试结构分别安装在所述底板上板面上且所述跖趾关节力量测试结构与所述第二滑台相邻。
6.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述跖趾关节力量测试结构包括拉力测试机构，所述拉力测试机构包括趾套、牵拉绳、定滑轮、固定板、拉力传感器和数字采集仪，所述趾套通过所述牵拉绳与所述拉力传感器可拆卸连接，所述拉力传感器安装在远离所述第二滑台的所述固定板板面上且与所述数字采集仪通信连接，所述固定板竖直安装在所述底板上板面上；所述定滑轮安装在所述固定板顶端；进行跖趾关节力量测试时，所述牵拉绳中段设置在所述定滑轮轮槽内。
7.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述趾套包括松紧带和袋状构件，所述松紧带设置在所述袋状构件袋口处且与所述袋状构件固定连接。
8.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述跖趾关节力量测试结构还包括设置在所述
第二滑台与所述固定板之间的按压力测试机构，所述按压力测试机构包括硬质壳体、柔性非弹性材料制气囊、按压用球珠和气体压力传感器，所述柔性非弹性材料制气囊设置在所述硬质壳体内且所述柔性非弹性材料制气囊外壁与所述硬质壳体内壁紧密接触，所述按压用球珠安装在所述硬质壳体顶部且在按压力作用下不受限制地挤压所述柔性非弹性材料制气囊，所述柔性非弹性材料制气囊通过导气管与设置在所述硬质壳体外侧的所述气体压力传感器流体导通连接，所述气体压力传感器与所述数字采集仪通信连接。
9.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述硬质壳体通过可伸缩杆与所述固定板可拆卸连接。
10.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述硬质壳体包括长方体部和半筒形部，所述半筒形部设置在所述长方体部正上方，所述按压用球珠安装在所述半筒形部上。
11.上述足部跖趾关节力量测试装置，一个所述按压用球珠设置在所述硬质壳体外侧的体积为该按压用球珠体积的25％～40％。
12.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述柔性非弹性材料制气囊内气压为1.01～1.1bar；所述按压用球珠直径为1.3～2.2cm。
13.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述第一滑台下台面上和所述第二滑台下台面上设有反j形导轨，所述支撑台上台面上设有倒j形构件，当所述第一滑台和所述第二滑台安装在所述支撑台上时，所述倒j形构件和所述反j形导轨滑动连接。
14.上述足部跖趾关节力量测试装置，所述倒j形构件平台段上设有支撑条，所述支撑条分别与所述第一滑台下台面和所述第二滑台下台面滑动接触。
15.本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
16.1.本发明通过双滑台安装用于对脚跟和脚前掌进行限位的机构，不仅可以使本发明适用于对大小不同的脚进行跖趾关节力量测试，同时使跖趾关节悬空，便于跖趾关节进行不受或受限制较小的屈伸运动，使得对跖趾关节力量测试更为准确，并且跖趾关节悬空可以使脚前掌对每个跖趾关节力量测试的影响减至最小。
17.2.本发明通过定滑轮的限位作用减少牵拉绳在跖趾关节力量测试过程中的摆动及关节在收缩时的振动对跖趾关节力量测试结果的影响，提高跖趾关节力量测试结果的准确性，有利于对跖趾关节力量训练提供较为科学的指导性意见。
18.3.本发明利用对跖趾关节的牵拉力和按压力进行测试以对跖趾关节力量进行较为全面且准确的评测，有利于对跖趾关节力量训练提供较为科学的指导性意见，尤其是对偏瘫患者患侧脚跖趾关节康复训练进行较为科学的指导。
附图说明
19.图1为本发明足部跖趾关节力量测试装置的结构示意图；
20.图2为本发明足部跖趾关节力量测试装置的第一滑台、第二滑台和支撑台的装配结构示意图；
21.图3为图2另一视向下的结构示意图；
22.图4为本发明足部跖趾关节力量测试装置的趾套的结构示意图；
23.图5为本发明足部跖趾关节力量测试装置的按压力测试机构的结构示意图；
24.图6为图5另一视向下的结构示意图。
25.图中，1
‑
底板；2
‑
支撑台；3
‑
第一滑台；4
‑
第二滑台；5
‑
脚跟限位机构；6
‑
脚前掌限位机构；7
‑
固定板；8
‑
定滑轮；9
‑
趾套，9
‑1‑
松紧带，9
‑2‑
袋状构件；10
‑
拉力传感器；11
‑
牵拉绳；12
‑
按压力测试机构，12
‑1‑
硬质壳体，12
‑2‑
柔性非弹性材料制气囊，12
‑3‑
按压用球珠，12
‑4‑
导气管；13
‑
伸缩杆；14
‑
丝杠；15
‑
安装座；16
‑
反j形导轨；17
‑
倒j形构件；18
‑
支撑条。
具体实施方式
26.如图1～3所示，本发明足部跖趾关节力量测试装置，包括底板1、脚部支撑结构和跖趾关节力量测试结构，所述脚部支撑结构包括安装在第一滑台3上的脚跟限位机构5、安装在第二滑台4上的脚前掌限位机构6和用于安装所述第一滑台3与所述第二滑台4的支撑台2，所述第一滑台3下台面和所述第二滑台4下台面分别安装有一个安装座15且两个所述安装座15通过丝杠14连接，所述第一滑台3和所述第二滑台4在所述丝杠14驱动下在所述支撑台2上自由滑动；所述支撑台2和所述跖趾关节力量测试结构分别安装在所述底板1上板面上且所述跖趾关节力量测试结构与所述第二滑台4相邻。
27.将所述脚跟限位机构5安装在所述第一滑台3上，将脚前掌限位机构6安装在所述第二滑台4上，然后通过所述丝杠14和所述安装座15调整所述第一滑台3和所述第二滑台4之间的距离，从而使所述足部跖趾关节力量测试装置适用于大小不同的脚的跖趾关节力量测试。
28.本实施例中，所述跖趾关节力量测试结构包括拉力测试机构，如图1所示，所述拉力测试机构包括趾套9、牵拉绳11、定滑轮8、固定板7、拉力传感器10和数字采集仪，所述趾套9通过所述牵拉绳11与所述拉力传感器10可拆卸连接，所述拉力传感器10安装在远离所述第二滑台4的所述固定板7板面上且与所述数字采集仪通信连接，所述固定板7竖直安装在所述底板1上板面上；所述定滑轮8安装在所述固定板7顶端；进行跖趾关节力量测试时，所述牵拉绳11中段设置在所述定滑轮8轮槽内。其中，所述趾套9包括松紧带9
‑
1和袋装构件9
‑
2，如图4所示，所述松紧带9
‑
1设置在所述袋装构件9
‑
2袋口处且与所述袋装构件9
‑
2固定连接。在接近极限时，肌肉群的张紧度会在极限张紧度附近波动，即肌肉群张紧度会向极限张紧度频繁试探，这就会使肌肉群张紧(包括伸展和收缩两种状态)所产生的动作出现在肌肉群张紧总方向上发生径向摆动和轴向振动，这会使与力量有关的测试值出现波动，而利用所述定滑轮8对所述牵拉绳11进行导向和限制可以减少跖趾关节力量测试过程中跖趾关节径向摆动(相对于所述牵拉绳11而言)和关节屈伸过程中肌肉高频张弛引发的轴向振动(相对于所述牵拉绳11而言)对跖趾关节力量测试的影响，提高跖趾关节力量测试的准确性。
29.所述跖趾关节力量测试结构还包括设置在所述第二滑台4与所述固定板7之间的按压力测试机构12，所述按压力测试机构12包括硬质壳体12
‑
1、柔性非弹性材料制气囊12
‑
2、按压用球珠12
‑
3和气体压力传感器，如图5和图6所示，所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2设置在所述硬质壳体12
‑
1内且所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2外壁与所述硬质壳体12
‑
1内壁紧密接触，所述按压用球珠12
‑
3安装在所述硬质壳体12
‑
1顶部且在按压力作用下不受限制地挤压所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2，所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2通过导气管12
‑
4与设置在所述硬质壳体12
‑
1外侧的所述气体压力传感器流体导通连接，所述气体压力传感器与所述数字采集仪通信连接。其中，所述硬质壳体12
‑
1通过可伸缩杆13与所述固定
板7可拆卸连接；所述硬质壳体12
‑
1包括长方体部和半筒形部，所述半筒形部设置在所述长方体部正上方，所述按压用球珠12
‑
3安装在所述半筒形部上；一个所述按压用球珠12
‑
3设置在所述硬质壳体12
‑
1外侧的体积为该按压用球珠12
‑
3体积的40％，所述按压用球珠12
‑
3直径为1.6cm；所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2内气压为1.07bar。所述按压用球珠12
‑
3直径大小以及所述按压用球珠12
‑
3设置在所述硬质壳体12
‑
1外侧的体积大小应满足将所述按压用球珠12
‑
3向所述硬质壳体12
‑
1内按压时可以较为明显地引发所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2内的气压变化，而所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2内气压的大小发生变化时也应满足所述气体压力传感器测量精度，即所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2内气压不宜过大。
30.本实施例中，所述第一滑台3下台面上和所述第二滑台4下台面上设有反j形导轨16，所述支撑台2上台面上设有倒j形构件17，所述倒j形构件17平台段上设有支撑条18，所述支撑条18分别与所述第一滑台3下台面和所述第二滑台4下台面滑动接触；当所述第一滑台3和所述第二滑台4安装在所述支撑台2上时，所述倒j形构件17和所述反j形导轨16滑动连接。
31.在对跖趾关节力量进行测试，单一通过对跖趾关节牵拉力的测试并不能真实反应出跖趾关节力量，就如对手指关节力量的测试不能只用某一个指关节的牵拉力大小来评判该指关节的力量。而由于跖趾关节按压作用并不能完全垂直作用于压力传感器上，这就需要将跖趾关节按压作用进行转换，使之能够被测试。本实施例中，在所述半筒形部上安装所述按压用球珠12
‑
3，当脚趾按压在所述半筒形部上时，脚趾按压着所述按压用球珠12
‑
3向所述硬质壳体12
‑
1内移动，所述按压用球珠12
‑
3挤压着所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2发生变形，从而导致所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2内气压发生变化，通过所述柔性非弹性材料制气囊12
‑
2内气压的变化可以计算出脚趾通过跖趾关节收缩产生的力量。采用多点接触式按压，可以通过所述按压用球珠12
‑
3将跖趾关节产生的按压力转化为气体压力，从而便于较为准确地对跖趾关节按压力进行测试。
32.而通过对跖趾关节收缩弯曲时产生牵拉力和按压力进行测试，可以对跖趾关节力量进行综合性评判，尤其是对不同跖趾关节的力量进行评判，从而可以对跖趾关节力量训练给予较为科学的指导性意见。
33.利用本发明对跖趾关节力量进行测试时，可以单独测量跖趾关节屈伸时产生的牵拉力，也可以单独测量跖趾关节屈伸时产生的按压力(挤压力)，也可以将二者进行联合测试，从而可以对具体的跖趾关节力量进行更具有参考意义的评判，有利于对力量不足的跖趾关节进行较为科学的训练。
34.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。