专利名称：落地式肌力测量装置的制作方法
专利说明本实用新型涉及一种康复医疗器械，尤其涉及一种落地式肌力测量装置。
背景技术：
肌力测量是对运动器官功能检查的基本内容之一，用以评定神经和肌肉系统功能 损伤的范围和程度，应用于各种运动创伤的运动员和患者肌肉功能评定和康复治疗，为运 动员的运动能力和运动员出现的多种运动系统伤病情况提供客观的评价指标。肌力测定对 于增强运动员的肌肉力量、提高运动成绩，以及运动刨伤后的肌肉功能的康复，是一种较为 理想的训练方法。通过肌力测量可获得较为准确的肌肉功能评价的定量指标，同时通过力 矩曲线的分析，有助于判断肌肉关节病变的可能部位，对设计合理的、有针对性的康复训练 方案有指导意义，所以肌力测量在体育运动、运动医学和康复医学领域中得到了良好的发 展和应用。肌力测量又分为等长肌力、等速肌力测量，等长肌力是在肌肉收缩时肌肉长度保 持不变、肌张力增加、关节角度不发生变化时的肌力，此时肌肉收缩力与阻力相等。等长肌 力训练是早期康复，特别是骨科术后的早期康复重要的手段。等速肌力测量在运动员肌肉 力量和耐力评价、运动系统伤病中、预防运动刨伤中、提高运动员肌力的作用等上面有着广 泛的应用，特别适用于康复治疗的初期阶段以及在负重运动感到困难时训练。目前，市场上的肌力测量技术在理论和实践方面还不够成熟，从国内外研究的文 献报道看，研究最多的是膝关节以及腰背部的各种伤病，等速仪器的设计还不能完全适合 于运动员的功能评价。经常见到的测力计等测力装置其结构一般为机械式或电阻应变测力 装置，用于运动员的某些肌群在精力条件下的最大力量和力量耐力的一般性测量，但是测 量指标单一，不能测量多关节运动时的肌群力量，且在动力性状态下所测的关节角度范围 较小。而现有的大多数等动(等速运动)肌力测量系统在于除静力测量外，运动员是在等 速状态下进行测量，也就是说不管何种速度，受测肌群均是以恒定的速度进行最大收缩。而 除游泳、赛艇等项目外，绝大部分项目的运动员在专项运动中的肌肉收缩速度是变化的。此 夕卜，许多项目的运动员是以拉长-缩短周期(超等长收缩)的肌肉收缩形式来完成专项动 作的，因此无法测量出大部分项目运动员的实际F-t曲线，难以对大部分项目运动员的起 动力量、爆发力量、快速力量、反应力量等进行符合实际的测定。不能对参与动作的几个主 要肌群进行分离测量(单肌群)。如何开发更便利、更实用、价格较低的等速仪器，推广于体 育运动场和临床实践中，以尽可能地提高运动员的运动能力和加快伤后的康复成为亟待解 决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的，就是为了解决上述问题，提供一种落地式肌力测量装置。为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种落地式肌力测量装置， 包括座架、传感器定位机构和肌力测量传感器；传感器定位机构活动安装在座架的一侧并可沿座架滑动，肌力测量传感器安装在传感器定位机构上，通过调节传感器定位机构可实 现肌力测量传感器空间方位的三维调节。所述的座架包括一个高度可调的矩形框架，矩形框架内设有座椅，该座椅包括一 个高度可调的椅座和一个与椅座相连并且俯仰角度可调的靠背。所述的矩形框架包括底座、连接在底座四角的四根高度可调的立柱、连接在立柱 上端的两根纵梁和连接在两根纵梁之间的横梁组件；所述的传感器定位机构活动安装在其 中的一根纵梁上并可沿该纵梁滑动；所述的座椅安装在底座上。所述的传感器定位机构包括固定连接件、角度定位盘、转臂、角度定位销、伸出臂 和传感器座；固定连接件与矩形框架的一根纵梁滑动相连并可通过一个定位旋钮固定；角 度定位盘固定在固定连接件上，在角度定位盘的同一个圆周上设有多个角度定位孔；转臂 通过转轴与角度定位盘相连并可绕转轴转动，角度定位销设置在转臂的相应位置，该角度 定位销可插入角度定位盘的任意一个角度定位孔内实现转臂的角度变化；伸出臂与转臂滑 动相连；传感器座与伸出臂活动相连；所述的肌力测量传感器安装在传感器座上。所述的转臂上设有滑轨，所述的伸出臂嵌装在该滑轨上可沿该滑轨移动。所述的四根高度可调的立柱各包括基座、第一步进电机、第一丝杆和升降杆，第一 步进电机安装在基座内，第一丝杆的下端与第一步进电机传动相连，第一丝杆的上部与升 降杆传动相连可带动升降杆上升或下降，在升降杆的上端设有用于安装纵梁的开口槽。所述的高度可调的矩形框架还包括两个加强套柱，该两个加强套柱分别套装在两 根高度可调的立柱上，该两根高度可调的立柱位于靠近横梁组件的一端。所述的座架还包括一个靠背角度调节机构，该靠背角度调节机构包括调节盘、踩 板座、踩板、两根连接线、两个销钉和两个弹簧；调节盘共两个对称固定在座椅的椅座上，调 节盘上设有多个调节定位孔；踩板座放置在地面上，或者安装在矩形框架的底座上，或者安 装在座椅的靠背上；踩板安装在踩板座上，并与两根连接线分别相连；两个销钉分别连接 在两根连接线的端部；两个弹簧分别套装在两根连接线上并位于销钉内侧；所述的靠背后 部设有靠背架，该靠背架的下部活动连接在两个调节盘之间，靠背架的下部设有用于插入 两个销钉的两个销钉孔；两个销钉分别从内往外插入两个销钉孔内；踩下踩板可使两个销 钉脱离调节盘而实现靠背的俯仰角度可调。所述的横梁组件包括横梁、支撑梁和两个支撑螺栓，横梁的两端通过两滑动连接 头分别与两根纵梁滑动相连；支撑梁的两端通过两支撑头分别与两根立柱的升降杆嵌套相 连，支撑梁的中部通过两个支撑螺栓与横梁抵触相连。所述的高度可调的椅座包括升降台基座、第二步进电机、第二丝杆、升降台、座架 和座椅面，升降台基座安装在矩形框架的底座上，第二步进电机安装在升降台基座内，第二 丝杆的下端与第二步进电机传动相连，第二丝杆的上部与升降台传动相连可带动升降台上 升或下降，座架连接在升降台的上端，座椅面连接在座架的上端；靠背角度调节机构中的调 节盘安装在座架上。本实用新型的落地式肌力测量装置配合配有专用处理软件的计算机使用，在使用 时，被测量者坐在高度可调的椅座上，背部依靠靠背，活动关节放置在传感器定位机构的转 动中心并让肌力测量部位与肌力测量传感器接触，从而实现任意角度的肢体、任意长度的 肌肉的肌力功能测量与评定。以便更进一步深入了解运动员各有关肌群的实际训练水平、潜力、不足，从而确定某一时期的训练重点，进行针对性力量训练。
图1是本实用新型落地式肌力测量装置的正视结构示意图；图2是本实用新型落地式肌力测量装置的俯视结构示意图； 图3是本实用新型落地式肌力测量装置的立体结构示意图；图4是本实用新型中的立柱的立体结构示意图；图5是本实用新型中的纵梁的立体结构示意图；图6是本实用新型中的横梁组件的分解结构示意图；图7是本实用新型中的传感器定位机构的立体结构示意；图8是本实用新型中的传感器定位机构的分解结构示意图；图9是本实用新型中的椅座的立体结构示意图；图10是本实用新型中的椅座的靠背的立体结构示意图；图11是本实用新型中的靠背角度调节机构的立体结构示意图。
具体实施方式
参见图1、配合参见图2、图3，本实用新型的落地式肌力测量装置，包括座架1、传 感器定位机构2和肌力测量传感器3。传感器定位机构2活动安装在座架1的一侧并可沿 座架滑动，肌力测量传感器3安装在传感器定位机构2上，通过调节传感器定位机构2可实 现肌力测量传感器空间方位的三维调节。配合参见图3，本实用新型中的座架1包括一个高度可调的矩形框架11，矩形框架 11内设有座椅12，该座椅12包括一个高度可调的椅座121和一个与椅座相连并且俯仰角 度可调的靠背122。其中的矩形框架11包括底座111、连接在底座四角的四根高度可调的 立柱112、连接在立柱上端的两根纵梁113和连接在两根纵梁之间的横梁组件114 ；传感器 定位机构2活动安装在其中的一根纵梁113上并可沿该纵梁滑动；座椅12安装在底座111 上。配合参见图4，本实用新型中的四根高度可调的立柱112各包括基座1121、第一步 进电机1122、第一丝杆1123和升降杆1124，第一步进电机1122安装在基座1121内，第一 丝杆1123的下端与第一步进电机1122传动相连，第一丝杆1123的上部与升降杆1124传 动相连可带动升降杆上升或下降，在升降杆1124的上端设有用于安装纵梁的开口槽1125。配合参见图9，本实用新型中的高度可调的椅座121包括升降台基座1211、第二步 进电机1212、第二丝杆1213、升降台1214、座架1215和座椅面1216，升降台基座1211安装 在矩形框架的底座111上，第二步进电机1212安装在升降台基座1211内，第二丝杆1213 的下端与第二步进电机1212传动相连，第二丝杆的上部与升降台1214传动相连可带动升 降台上升或下降，座架1215连接在升降1214台的上端，座椅面1216连接在座架的上端；靠 背角度调节机构中的调节盘131安装在座架1215上。配合参见图4，本实用新型中的高度可调的矩形框架11还包括两个加强套柱115， 该两个加强套柱115分别套装在两根高度可调的立柱112上，该两根高度可调的立柱112 位于靠近横梁组件114的一端。[0033]配合参见图5，本实用新型中的纵梁113为两个，纵梁113的厚度与升降杆1124的上端的开口槽1125的槽宽相同，纵梁113的两端1131呈圆弧形，其中部开有孔1132，用于 将纵梁113安装到升降杆1124上并用销钉固定。当被测量者需要进入到两纵梁之间进行 测量时，可以抽调一端的销钉后将纵梁转动90°，以方便被测量者的出入。配合参见图6，本实用新型中的横梁组件114包括横梁1141、支撑梁1142和两个 支撑螺栓1143，横梁1141的两端通过两滑动连接头1144分别与两根纵梁113滑动相连； 支撑梁1142的两端通过两支撑头1145分别与两根立柱112的升降杆1124嵌套相连，支撑 梁1142的中部通过两个支撑螺栓1143与横梁1141抵触相连。配合参见图7、图8，本实用新型中的传感器定位机构2包括固定连接件21、角度 定位盘22、转臂23、角度定位销24、伸出臂25和传感器座26。固定连接件21与矩形框架 的一根纵梁滑动相连并可通过一个定位旋钮27固定；角度定位盘22固定在固定连接件21 上，在角度定位盘22的同一个圆周上设有多个角度定位孔221 ；转臂23通过转轴222与角 度定位盘22相连并可绕转轴转动，角度定位销24设置在转臂23的相应位置，该角度定位 销24可插入角度定位盘22的任意一个角度定位孔221内实现转臂的角度变化；伸出臂25 与转臂23滑动相连；传感器座26与伸出臂25活动相连并可沿伸出臂作90度转动安装；肌 力测量传感器3通过螺钉28安装在传感器座26上。在转臂23上设有滑轨231，伸出臂25 嵌装在该滑轨231上可沿该滑轨移动。配合参见图10、图11，本实用新型中的座架1还包括一个靠背角度调节机构13，该 靠背角度调节机构13包括调节盘131 (配合参见图9)、踩板座132、踩板133、两根连接线 134、两个销钉135和两个弹簧136 ；调节盘131共两个对称固定在座椅的椅座121上，调节 盘上设有多个调节定位孔1311 ；踩板座132放置在地面上，或者安装在矩形框架的底座111 上，或者安装在座椅的靠背122上；踩板133安装在踩板座132上，并与两根连接线134分 别相连；两个销钉135分别连接在两根连接线134的端部；两个弹簧136分别套装在两根连 接线134上并位于销钉内侧；在靠背122的后部设有靠背架123，该靠背架的下部活动连接 在两个调节盘131之间，靠背架123的下部设有用于插入两个销钉的两个销钉孔1231 ；两 个销钉135分别从内往外插入两个销钉孔1231内；踩下踩板133可使两个销钉135脱离调 节盘131而实现靠背122的俯仰角度可调。在落地式肌力测量装置上还安装有控制柜(未图示出来)，当采用有线传输方式 时，控制柜内设有电源模块、电机驱动模块和传感器接口电路；当采用无线传输方式时，控 制柜内设有电源模块和电机驱动模。电源模块分别为传感器接口电路(有线传输方式下) 和电机驱动模块提供电源，电机驱动模块分别与各步进电机电相连，实现驱动各步进电机 的正反转工作。传感器座26用于连接肌力测量传感器3，并且传感器3伸出的方向、伸出的左右长 度、前后长度均可调节。传感器3伸出的方向的调节方法如下伸出臂25为四通底座，其伸 出头为正方形，传感器座26可以在该正方形伸出头上90°旋转转入；传感器3伸出的左右 长度的调节方法如下传感器座26为开口型零件，滑动传感器座26在伸出臂25上的左右 位置，到位后旋紧螺母261、262就可以把传感器座26紧固到伸出臂25上；传感器3伸出的 前后长度的调节方法如下转臂23上安装有滑轨231，通过调整传感器座26在滑轨231上 的位置来调节传感器3伸出的前后长度。[0039]传感器3可采用有线传输方式，也可采用无线传输方式，当采用有线传输方式时， 传感器3与控制柜内的传感器接口电路电信号相连本实用新型配合主控计算机和显示屏使用，通过主控计算机实现控制与数据采集 与处理，并由显示屏进行显示。本实用新型中数据的采集和处理，由肌力传感器组采集肌肉压力数据并经有线或 无线传输方式传输到控制箱内的传感器接口电路，输到主控计算机对信号进行处理，并以 直观的图或数据表格的形式显示出来，以便实时了解到被测量者的肌力情况，被测量者也 可通过显示器直观自己肌力测量情况，有利于激发他们的训练欲望。落地式肌力测量装置的使用方法如下1、被测量者进入到装置内，坐或躺在座椅上，脚踏在底座板上。2、根据被测量者的实际情况由测量人员调节座架的高度，直到与被测量部位同 尚ο3、根据被测量者的肢体测量角度来调整可传感器定位机构的角度，使两者相同。4、调整传感器定位机构伸出的上下长度、左右伸出量和前后高度直到传感器接触 到被测量点为止。5、固定所有旋钮和插销。6、进行测量。
权利要求一种落地式肌力测量装置，其特征在于包括座架、传感器定位机构和肌力测量传感器；传感器定位机构活动安装在座架的一侧并可沿座架滑动，肌力测量传感器安装在传感器定位机构上，通过调节传感器定位机构可实现肌力测量传感器空间方位的三维调节。
2.如权利要求1所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的座架包括一个高度 可调的矩形框架，矩形框架内设有座椅，该座椅包括一个高度可调的椅座和一个与椅座相 连并且俯仰角度可调的靠背。
3.如权利要求2所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的矩形框架包括底座、 连接在底座四角的四根高度可调的立柱、连接在立柱上端的两根纵梁和连接在两根纵梁之 间的横梁组件；所述的传感器定位机构活动安装在其中的一根纵梁上并可沿该纵梁滑动； 所述的座椅安装在底座上。
4.如权利要求1所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的传感器定位机构包 括固定连接件、角度定位盘、转臂、角度定位销、伸出臂和传感器座；固定连接件与矩形框架 的一根纵梁滑动相连并可通过一个定位旋钮固定；角度定位盘固定在固定连接件上，在角 度定位盘的同一个圆周上设有多个角度定位孔；转臂通过转轴与角度定位盘相连并可绕 转轴转动，角度定位销设置在转臂的相应位置，该角度定位销可插入角度定位盘的任意一 个角度定位孔内实现转臂的角度变化；伸出臂与转臂滑动相连；传感器座与伸出臂活动相 连；所述的肌力测量传感器安装在传感器座上。
5.如权利要求4所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的转臂上设有滑轨，所 述的伸出臂嵌装在该滑轨上可沿该滑轨移动。
6.如权利要求3所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的四根高度可调的立 柱各包括基座、第一步进电机、第一丝杆和升降杆，第一步进电机安装在基座内，第一丝杆 的下端与第一步进电机传动相连，第一丝杆的上部与升降杆传动相连可带动升降杆上升或 下降，在升降杆的上端设有用于安装纵梁的开口槽。
7.如权利要求2所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的高度可调的矩形框 架还包括两个加强套柱，该两个加强套柱分别套装在两根高度可调的立柱上，该两根高度 可调的立柱位于靠近横梁组件的一端。
8.如权利要求2所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的座架还包括一个靠 背角度调节机构，该靠背角度调节机构包括调节盘、踩板座、踩板、两根连接线、两个销钉和 两个弹簧；调节盘共两个对称固定在座椅的椅座上，调节盘上设有多个调节定位孔；踩板 座放置在地面上，或者安装在矩形框架的底座上，或者安装在座椅的靠背上；踩板安装在踩 板座上，并与两根连接线分别相连；两个销钉分别连接在两根连接线的端部；两个弹簧分 别套装在两根连接线上并位于销钉内侧；所述的靠背后部设有靠背架，该靠背架的下部活 动连接在两个调节盘之间，靠背架的下部设有用于插入两个销钉的两个销钉孔；两个销钉 分别从内往外插入两个销钉孔内；踩下踩板可使两个销钉脱离调节盘而实现靠背的俯仰角 度可调。
9.如权利要求3所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的横梁组件包括横梁、 支撑梁和两个支撑螺栓，横梁的两端通过两滑动连接头分别与两根纵梁滑动相连；支撑梁 的两端通过两支撑头分别与两根立柱的升降杆嵌套相连，支撑梁的中部通过两个支撑螺栓 与横梁抵触相连。
10.如权利要求2所述的落地式肌力测量装置，其特征在于所述的高度可调的椅座包 括升降台基座、第二步进电机、第二丝杆、升降台、座架和座椅面，升降台基座安装在矩形框 架的底座上，第二步进电机安装在升降台基座内，第二丝杆的下端与第二步进电机传动相 连，第二丝杆的上部与升降台传动相连可带动升降台上升或下降，座架连接在升降台的上 端，座椅面连接在座架的上端；靠背角度调节机构中的调节盘安装在座架上。
专利摘要本实用新型提供了一种落地式肌力测量装置，它包括座架、传感器定位机构和肌力测量传感器；传感器定位机构活动安装在座架的一侧并可沿座架滑动，肌力测量传感器安装在传感器定位机构上，通过调节传感器定位机构可实现肌力测量传感器空间方位的三维调节。本实用新型集成了高度、角度、长度和位置调节功能，可实现人体13个部位的内外侧共计130个测量点的肌力测量的固定与角度定位，通过无线或有线传输与配有处理软件的计算机通信可以实现人体肌力的测量与评估，且被测肢体角度定位准确、测点位置不易晃动、机构在测量过程中即使受到很大的肌力也不易变形，并且该装置操作简便、安全可靠。
文档编号A61B5/22GK201727524SQ20102026323
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者崔海坡, 徐秀林, 赵宏垚, 赵展, 郭旭东 申请人:上海理工大学