一種適用于足部的扭轉力矩測量裝置

本發明涉及扭轉力矩測量儀器的，具體而言，涉及一種適用于足部的扭轉力矩測量裝置。

背景技術：

1、在運動醫學和生物力學領域，足部的扭轉力矩測量是一項關鍵技術，它可以幫助研究人員和醫療人員深入理解人體運動過程中足部的生物力學特征，目前，常用的測量方法主要依靠光學運動捕捉系統以及基于應變計的扭轉剛度測量裝置，這些技術雖然在一定程度上能夠提供足部扭轉力矩的測量數據，但往往因為設備成本高昂、操作過程復雜、對操作人員的技術要求較高，限制了其在臨床和研究中的廣泛應用，此外，這些方法在實際應用中可能會受到環境因素的干擾，影響測量結果的準確性和可靠性。

2、現有測量技術的局限性主要在于其操作的復雜性、測量精度的不足以及難以測量真實運動場景下的足扭轉力矩，例如，光學運動捕捉系統需要在受試者身上布置多個標記點，并通過于多個高速攝像機捕捉這些點的運動來計算足部運動的動力學數據，這不僅增過程復雜，并且成本高昂，普通的壓力傳感器和應變計雖然能夠提供一定的測量數據，但其測量范圍和精度往往難以滿足高精度要求，并且無法模擬在真實運動場景下的足部運動變化，尤其是在動態條件下，此外，現有技術在數據處理和分析上也存在一定的局限性，需要專業人員進行復雜的數據處理，這無疑增加了研究和臨床應用的難度。

3、鑒于現有技術的局限性，市場和學術界急需一種新型的足部扭轉力矩測量裝置，它應具備結構簡單、操作便捷、多功能性且測量精度高的特點，這種儀器應能夠適應不同的測量環境和條件，都能夠提供穩定可靠的數據，同時，它還應該易于攜帶和操作，使得研究人員和醫療專業人員能夠在各種場合下快速進行測量。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是提供結構簡單、操作便捷、多功能性且測量精度高的扭轉力矩測量裝置，為克服以上現有技術（或相關技術）的缺陷，本發明提供一種適用于足部的扭轉力矩測量裝置。

2、本發明提供一種適用于足部的扭轉力矩測量裝置，包括：

3、一底座，所述底座沿自身長度方向的一端設有一第一固定板，且所述第一固定板頂端的水平高度大于所述底座頂端的水平高度；

4、一角度調節裝置，設于所述第一固定板朝向所述底座的一端且位于所述底座的上方，所述角度調節裝置背向所述第一固定板的一端為可旋轉托盤；

5、一旋轉軸，所述旋轉軸的一端與所述可旋轉托盤旋轉連接，所述旋轉軸的另一端設有一力矩傳感器，所述力矩傳感器用于實時檢測所述旋轉軸的角度變化值和扭轉力矩并輸出；

6、一支撐板，設于所述力矩傳感器背向所述第一固定板的一端，所述支撐板上設有一綁帶以供固定用戶足部前端；

7、一升降平臺，設于所述底座頂端且位于所述底座沿自身長度方向的另一端，以供支撐用戶足部后端；

8、一儀表顯示器，設于所述第一固定板的頂端且所述儀表顯示器的顯示端朝向所述升降平臺；

9、一控制模塊，分別連接所述力矩傳感器和所述儀表顯示器，用于實時接收所述力矩傳感器輸出的所述角度變化值和所述扭轉力矩并根據所述角度變化值和所述扭轉力矩處理得到時間-角度-扭轉力矩變化曲線傳輸至所述儀表顯示器內進行可視化顯示。

10、本發明一種適用于足部的扭轉力矩測量裝置與現有技術相比，具有以下優點：

11、（1）?測量精度高：本技術中通過將精密的力矩傳感器設置在旋轉軸和支撐板之間，在旋轉軸隨著用戶足部轉動實時測得高精度的足部扭轉力矩測量數據，確保測量結果的可靠性；

12、（2）?多功能性：本技術中通過角度調節裝置和升降平臺的配合，可以實現不同足部姿態下的足部扭矩測量，更好的模擬真實的運動場景，調節范圍能夠覆蓋跑步過程中可能出現的所有足部姿態；

13、（3）?操作便捷：本技術中用戶只需將足部固定在支撐板上即可開始測量，并且測量數據會實時展示在儀表顯示器上，使得用戶可以根據測量數據自適應調整足部姿態；

14、（4）?結構簡單：本技術中無需使用到大型的測量儀器或是復雜結構，通過支撐板和綁帶實現足部固定，通過升降平臺實現足部支撐，通過旋轉軸和力矩傳感器實現數據測量，通過儀表顯示器實現數據可視化，十分方便。

15、在一種可能的實施方式中，所述角度調節裝置包括一第二固定板、兩個半圓形板、一u形板和所述可旋轉托盤，所述第二固定板設于所述第一固定板朝向所述底座的一端，兩個所述半圓形板對稱設于所述第二固定板朝向所述升降平臺的一端且與所述第二固定板相垂直，兩個所述半圓形板上均開設有沿半圓形弧邊呈圓周陣列排布的多個第一固定孔且兩個所述半圓形板上的各所述第一固定孔呈對稱設置，所述u形板的兩個側邊上分別開設有至少一個第二固定孔，以通過螺栓和螺母將兩個所述第二固定孔與任意一組所述第一固定孔固定連接，所述可旋轉托盤固定于所述u形板背向所述第一固定板的一端。

16、與現有技術相比，采用上述技術方案能夠便于進行支撐板的角度調節并且具有多種的角度選擇。

17、在一種可能的實施方式中，所述u形板朝向所述第一固定板的一端通過固定桿與所述第二固定板轉動連接，兩個所述半圓形板上分別開設有四個所述第一固定孔且兩兩相鄰的所述第一固定孔之間距離相同。

18、在一種可能的實施方式中，所述u形板朝向所述第一固定板的一端通過固定桿與所述第二固定板轉動連接，兩個所述半圓形板上分別開設有四個所述第一固定孔且兩兩相鄰的所述第一固定孔之間距離不同，以使所述第二固定孔與不同的所述第一固定孔固定連接時所述支撐板與水平面呈0°夾角或30°夾角或45°夾角或60°夾角。

19、與現有技術相比，采用上述技術方案能夠為用戶提供兩種不同的角度調節方案，滿足不同場景的測試需求。

20、在一種可能的實施方式中，所述升降平臺包括：

21、兩個交叉式支撐桿，每個所述交叉式支撐桿均包括四個第一連桿，其中相互交叉的兩組第一連桿之間為旋轉連接，具有端部連接關系的兩組第一連桿之間為鉸鏈連接，位于下方的兩個所述第一連桿的一端與所述底座的頂端固定連接，另一端為鉸接點，兩個所述交叉式支撐桿的對應所述鉸接點之間分別設有一第二連桿且所述第二連桿的兩端均與所述鉸接點鉸鏈連接，每個所述第二連桿的中部沿所述底座的長度方向均開設有一穿孔；

22、一支撐臺，所述支撐臺的底端與位于上方的四個所述第一連桿的頂端固定連接；

23、一旋轉螺桿，依次穿過兩個所述第二連桿上的所述穿孔并與所述穿孔螺紋連接；

24、一旋鈕，設于所述旋轉螺桿的任意一端并與所述旋轉螺桿固定連接，以供用戶通過所述旋鈕旋轉所述旋轉螺桿調整兩個所述第二連桿之間的距離，帶動兩個所述交叉式支撐桿收縮或張開。

25、與現有技術相比，采用上述技術方案能夠通過第一連桿、第二連桿、旋轉螺桿之間的配合關系實現交叉式支撐桿收縮或張開的便捷式調節，并且能夠進行任意高度的調節維持。

26、在一種可能的實施方式中，所述升降平臺還包括兩個第三固定板，設于所述底座的頂端，兩個所述第三固定板上沿所述底座的長度方向分別開設有一第一滑槽，兩個所述交叉式支撐桿中位于下方的其中一個所述第一連桿的一端與位處同側的所述第三固定板固定連接，另一個所述第一連桿的一端與位處同側的所述第三固定板上的所述第一滑槽滑動連接。

27、在一種可能的實施方式中，所述升降平臺還包括兩個第四固定板，設于所述支撐臺的底端，兩個所述第四固定板上沿所述底座的長度方向分別開設有一第二滑槽，兩個所述交叉式支撐桿中位于上方的其中一個所述第一連桿的一端與位處同側的所述第四固定板固定連接，另一個所述第一連桿的一端與位處同側的所述第四固定板上的所述第二滑槽滑動連接。

28、在一種可能的實施方式中，所述底座的頂端開設有一凹槽，所述角度調節裝置和所述升降平臺均位于所述凹槽內。