CN217659883U - 足部跖趾关节力量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种足部跖趾关节力量测量装置，包括壳体、支撑结构、连接结构和检测元件，连接结构和检测元件容置在壳体内，壳体表面放置待测量足部，支撑结构限制待测量足部的移动，待测量足部跖趾关节对连接结构的一端施加拉力，连接结构的另一端和检测元件相抵，以使检测元件检测足部跖趾关节力量。本实用新型提供的足部跖趾关节力量测量装置，通过设置不同的弯钩和卡钩对不同跖趾关节进行分开测量，利用杠杆原理对足部跖趾关节屈曲力量进行精准测量。

Description

足部跖趾关节力量测量装置

技术领域

本实用新型属于体育训练器材的技术领域，尤其涉及一种足部跖趾关节力量测量装置。

背景技术

足部作为人体最重要的部位之一，是人体中唯一和地面接触的组织，由26块骨骼、若干软骨、关节、韧带、肌肉等部分组成。跖趾关节作为足部弯曲的必要关节，在跑步、跳远等运动中发挥着重要的作用，其屈伸特征能够对人体跑、跳动作，特别支撑后期的蹬离效果产生重要影响。在跑步过程中，提高和保持跑速多半取决于踝关节、跖趾关节伸展幅度的大小，用力程度及其动作的完整性。要提高跳远运动员起跳蹬地的力量，加强踝关节、足趾力量也是非常必要的。

虽然近年来，体育研究者们开始重视跖趾关节的肌肉力量，但对于对跖趾关节屈曲力量研究较少。跖趾关节屈曲力量在跑步、跳高等运动过程中发挥着重要的作用，所以对足趾屈曲力量进行研究是非常重要的。

现有技术中测量跖趾关节屈曲力量的测量装置较少，而且结构复杂，不易携带，测量步骤、操作过程较为复杂，测量数据精确度不高，无法实现精准测量不同部位跖趾关节的屈曲力量。

实用新型内容

为解决背景技术中提及的足部跖趾关节力量测量装置结构复杂、测量不准确的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种足部跖趾关节力量测量装置，以提高足部跖趾关节力量测量装置的测量准确度。

为实现上述目的，本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置的具体技术方案如下：

一种足部跖趾关节力量测量装置，包括壳体、支撑结构、连接结构和检测元件，连接结构和检测元件容置在壳体内，壳体表面放置待测量足部，支撑结构限制待测量足部的移动，待测量足部跖趾关节对连接结构的一端施加拉力，连接结构的另一端和检测元件相抵，以使检测元件检测足部跖趾关节力量。

进一步，壳体上设置有安装部，连接结构包括连杆和转动件，转动件和连杆相连，转动件固定在安装部内，连杆延伸至检测元件，待测量足部跖趾关节对连杆的一端施加拉力，转动件驱动连杆转动，以使连杆的另一端和检测元件相抵。

进一步，转动件包括连接轴，连接轴的两端设置有轴承，安装部包括第一安装槽，轴承容置在第一安装槽内，以使第一安装槽限制轴承的移动。

进一步，连杆穿设连接轴且延伸至检测元件处，以使连接轴限制连杆沿水平方向移动。

进一步，壳体上扣合有盖板，盖板上设置有安装孔，连杆的一端贯穿安装孔，且延伸出盖板的端面设置。

进一步，连接结构还包括卡钩和/或弯钩，卡钩和/或弯钩与连杆可拆卸的连接，待测量足部脚趾钩住卡钩或弯钩，以使连杆和检测元件相抵，进而测量足部跖趾关节力量。

进一步，连杆的一端设置有固定孔，卡钩或弯钩上设置有连接杆，固定孔和连接杆插接固定。

进一步，壳体上设置有卡槽，弯钩的一端和卡槽相抵。

进一步，检测元件包括应力式传感器，壳体内设置有容置槽，应力式传感器的一端面和容置槽固定，另一端面和连杆相抵或分离。

进一步，还包括控制器和显示元件，控制器分别与应力式传感器和显示元件电连接，以使显示元件实时监测足部跖趾关节力量检测数据。

进一步，支撑结构包括挡板和固定板，挡板和固定板活动连接，调节挡板和固定板的相对位置，以适应不同待测量足部的大小。

进一步，固定板上设置有调节孔，挡板的两端设置有螺钉孔，通过螺钉将调节孔和螺钉孔固定以使挡板和固定板固定连接。

本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置具有以下优点：

(1)本实用新型提供的足部跖趾关节力量测量装置，通过设置不同的弯钩对不同跖趾关节进行分开测量，利用杠杆原理对跖趾关节屈曲力量进行精准测量。

(2)根据不同使用人群设置可替换的弯钩或卡钩，满足不同测试者的足部测量需求。

附图说明

图1为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置的整体结构示意图一；

图2为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置的整体结构示意图二；

图3为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置的***结构示意图；

图4为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置部分结构示意图一；

图5为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置部分结构示意图二；

图6为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置部分结构示意图三；

图7为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置部分结构示意图四；

图8为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置的连接结构的结构示意图；

图9为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置弯钩的结构示意图；

图10为本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置卡钩的结构示意图。

图中标记说明：

1、壳体；11、连接孔；12、把手；13、卡槽；14、安装部；141、第一安装槽；142、第二安装槽；15、容置槽；16、固定槽；17、扣合部；2、盖板；21、固定块；22、安装孔；23、配合部；231、第一凹槽；232、第二凹槽；24、第一安装位；25、第二安装位；26、第三安装位；3、固定板；31、支撑板；32、调节孔；33、挡板；331、凸起；4、弯钩；41、第一本体；42、第一连接杆；43、第一连接板；5、连接结构；51、连接轴；52、连杆；521、固定孔；53、轴承；54、抵接部；6、传感器；7、卡钩；71、第二本体；72、第二连接板；73、固定柱；74、第二连接杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，本实用新型一些实施例提供的足部跖趾关节力量测量装置包括壳体1、支撑结构、连接结构5和检测元件，壳体1上设置有放置待测量足部的平面区域，待测量足部放置在此区域内。待测量足部跖趾关节对连接结构5的一端施加拉力，连接结构5的另一端和检测元件相抵，以使检测元件检测足部跖趾关节力量。本实用新型提供的足部跖趾关节力量测量装置利用杠杆原理将足部跖趾关节的力量通过连接结构5传递至检测元件，对足部跖趾关节力量进行测试，测量方式简单，对足部跖趾关节力量测量装置进行小型化设计，易于携带。

具体的，支撑结构包括第一支撑结构和第二支撑结构，其中，第一支撑结构和待测量足部的足跟部位相抵接。在具体的测量过程中，第二支撑结构可以为置于壳体1外部的固定结构，第二支撑结构和壳体1相抵接，这样可以使被测试者完全发力，实现精准测量。例如，本实用新型提供的实施例中，被测试者可以坐在座椅上，将壳体1和座椅腿部相抵接，被测试者的足部放置在壳体1上，被测试者的足部各个跖趾关节分别对连接结构5施加压力，以此测量不同跖趾关节力量。本实用新型提供的足部跖趾关节力量测量装置操作简单，可以对不同足部跖趾关节分开测量，测量数据准确度高。

进一步，第一支撑结构包括挡板33和固定板3，挡板33和固定板3活动连接，调节挡板33和固定板3的相对位置，以适应不同待测量足部的大小。由于被测试者的足部大小不同，因此，被测试者的足部放置在壳体1上进行测量时，需要调节挡板33的位置，以使挡板33和足部后跟相抵接，从而保证测试过程中足部能够完全发力，以使测试结果准确。

具体的，挡板33和固定板3的连接方式可以设置为多种，挡板33和固定板3可以通过卡扣连接，在固定板3上设置多个卡扣位，通过挡板33上设置的卡扣分别和不同位置的卡扣位卡接固定，以调节挡板33和被测试者足部的距离。作为本实用新型优选的实施例，固定板3包括两个，分别设置在壳体1的两侧，固定板3的长度方向设置调节孔32，挡板33设置在两固定板3之间，挡板33的两端设置有螺钉孔，通过螺钉将螺钉孔和调节孔32固定连接。根据被测试者足部大小不同来调节挡板33和固定板3的位置关系，以使挡板33和被测试者的足部后跟处相抵接。

进一步，挡板33和壳体1相接触的一端设置有多个凸起331，多个凸起331减小挡板33和壳体1的接触面积，更加快速调节挡板33和固定板3之间的位置关系，减小摩擦力。

进一步，固定板3的一端固定设置在壳体1表面的中部位置，固定板3的另一端延伸出壳体1表面设置，固定板3的另一端固定连接有支撑板31，支撑板31和壳体1固定连接，支撑板31以延长壳体1和固定板3的固定位置，进而减小壳体1的体积，使产品小型化，同时减轻测量装置的重量，使得测量装置易于携带，又能增加足部放置区域的面积，以适应不同人群的足部测量大小。当然，可以理解的是，将支撑板31设置为中空结构，可以使测量装置轻量化，由此，进一步减轻测量装置的整体重量。

进一步，壳体1的相对两侧上设置有把手12，便于被测试者移动足部跖趾关节力量测量装置，可以随意更换测试位置以及适应于不同使用场景。

如图3和图4所示，壳体1为阶梯型，壳体1的台阶处设置盖板2，盖板2扣合在壳体1的台阶处，以使盖板2和壳体1围设形成的容置空间内容纳连接结构5，部分连接结构5延伸出盖板2设置，以使被测试者的足部放置在壳体1的表面上，脚趾可以和部分连接结构5相抵接，从而实现将足部跖趾关节力量传递至检测元件。

具体的，壳体1上设置有固定槽16，盖板2上设置有固定块21，当盖板2扣合在壳体1上时，固定块21和固定槽16插接固定，以使盖板2和壳体1固定连接。作为本实用新型优选实施例，固定块21和固定槽16的形状可以为圆柱形，当然，可以理解的是，固定块21和固定槽16的形状还可以设置为方形或菱形等形状，只要固定块21和固定槽16的形状相适配即可。

进一步，壳体1上设置有安装部14，连接结构5包括连杆52和转动件，转动件和连杆52相连，转动件固定在安装部14内，连杆52延伸至检测元件，待测量足部跖趾关节对连杆52的一端施加拉力，转动件驱动连杆52转动，以使连杆52的另一端和检测元件相抵。转动件置于安装部14内，安装部14限制转动件的自由度，拨动连杆52的一端，以使连杆52相对转动件转动，从而实现将测试者足部跖趾关节力量传递至连杆52的另一端，检测元件对连杆52的另一端的力进行测量。

如图8所示，连杆52穿设连接轴51且延伸至检测元件处，以使连接轴51限制连杆52沿水平方向移动。作为优选的实施例，连接轴51的中心处设置有通孔，连杆52贯穿通孔与连接轴51固定连接，连接轴51的两端设置有轴承53，连杆52和连接轴51的位置关系为垂直关系，以使连杆52一端受力完全传递至连杆52的另一端。

进一步，连杆52的末端设置有抵接部54，抵接部54主要和检测元件相抵接，以将连杆52一端的力传递至检测元件进行测量。抵接部54为圆弧形结构，设置在连杆52的末端。当然，可以理解的是，连杆52和连接轴51以及抵接部54为一体成型。

如图5所示，安装部14设置在壳体1的阶梯处，安装部14包括第一安装槽141和第二安装槽142，第一安装槽141和第二安装槽142相连通，第一安装槽141的两侧设置第二安装槽142。转动件包括连接轴51，连接轴51的两端设置有轴承53，轴承53容置在第一安装槽141内，以使第一安装槽141限制轴承53的移动。连接轴51的两端凸出轴承53的端面设置，安装部14以连杆52为中心，对称设置在连杆52的两端，连接轴51的两端设置轴承53，连接轴51的两端置于第二安装槽142内。转动件设置在安装部14内以限制连杆52沿水平方向移动，将连杆52一端受到的拉力完全传递至另一端，以提高测量足部跖趾关节力量的准确性。

进一步，转动件的个数可以设置为一个、也可以为两个或者多个，当然，根据被测试者不同的使用需求进行设置。作为本实用新型提供的优选实施例，转动件的个数为三个，等间距设置在壳体1内，三个转动件分别测量足部不同的跖趾关节，也可以分左脚和右脚分别进行测量，实现精准测量不同足部跖趾关节的屈曲力量。

如图5至图7所示，盖板2的底面设置有配合部23，配合部23包括第一凹槽231和第二凹槽232，第一凹槽231和部分轴承53相抵接，以使第一凹槽231和第一安装槽141形成的容置空间完全容置轴承53，容置空间限制轴承53的水平方向和竖直方向的移动。第二凹槽232和第二安装槽142形成的容置空间容纳连接轴51。当然，可以理解的是，壳体1上设置第一安装槽141、第二安装槽142的数量分别与第一凹槽231和第二凹槽232相对应，以使盖板2固定在壳体1上时能够适配转动件的结构。

进一步，盖板2上设置有至少一个安装孔22，当然，可以理解的是，安装孔22的数量和连杆52的数量相同，连杆52穿设盖板2的顶面设置，每个连杆52穿过一个安装孔22。作为本实用新型优选实施例，连杆52的数量为三个，安装孔22的数量为三个，每个安装孔22的一侧设置第一安装位24、第二安装位25和第三安装位26。第一安装位24、第二安装位25和第三安装位26实现足部不同跖趾关节力量测试，可以使得足部第一趾和其他四趾分开测量，使得测试结果更加准确。

如图9和图10所示，连接结构5还包括卡钩7和/或弯钩4，连杆52分别连接卡钩7和/或弯钩4，卡钩7和弯钩4的结构不同，用于检测不同足部跖趾关节力量，以使足部第一趾和其他四趾分开测量，足部第一趾用卡钩7进行测量，足部其他四趾用弯钩4进行测量。

具体的，连杆52和弯钩4可拆卸的连接，连杆52的一端设置有固定孔521，弯钩4包括第一本体41，第一本体41上设置有第一连接板43，第一本体41的下表面设置有第一连接杆42，第一连接杆42和固定孔521插接固定，以使弯钩4和连杆52固定连接。当然，可以理解的是，第一连接杆42的形状和固定孔521的形状相适配，以使第一连接杆42和固定孔521插接固定。作为优选的实施例，第一连接杆42的形状为方形柱体，固定孔521的形状为方形凹槽，第一连接杆42***固定孔521内防止弯钩4和连杆52发生相对转动，以使弯钩4上受到的力可以全部传递至连杆52的末端。

当然，可以理解的是，弯钩4和连杆52可拆卸的目的是便于更换弯钩4的尺寸大小，弯钩4的尺寸可以分为多种型号，将不同型号的弯钩4和连杆52固定，可以适配不同足部大小，以使测量结构更加准确，满足不同人群的使用需求。弯钩4的弯曲程度也可以设置为多种弯曲程度的弯钩4，根据被测试者的不同使用需求进行更换。

进一步，壳体1上设置有卡槽13，第一连接板43的一端和卡槽13相抵。被测试者的足部第二趾至第四趾钩住第一本体41时，第一连接板43的一端和卡槽13相抵，以将足部第二趾至第四趾的全部力量传递至连杆52的末端进行测量。

进一步，卡钩7相对两侧设置的弯钩4为对称设置，可以同时测量被测试者左足部和右足部的跖趾关节力量，使得测量更加精准，测量出的结果更加具有针对性。

进一步，卡钩7包括第二本体71，第二本体71的两侧设置有第二连接板72，第二连接板72和第二本体71相互垂直，第二本体71的一侧设置固定柱73，固定柱73和第二连接杆74相连。第二连接板72限制足部第一趾放置在第二本体71上的移动，进而使得足部第一趾可以完全发力，更加精准测量足部跖趾关节力量。当然，可以理解的是，卡钩7主要测量足部第一趾跖趾关节力量，弯钩4主要测量足部其他四趾跖趾关节力量。足部第一趾和其他四趾分开测量，左足部和右足部分开和/或同时测量，以提高测量的准确性。

进一步，检测元件为包括传感器6，壳体1内设置有容置槽15，应力式传感器6的一端面和容置槽15固定，另一端面和连杆52相抵或分离。作为本实用新型优选的实施例，每个连杆52的一侧设置检测元件，连杆52的数量和检测元件的数量相同。作为优选的实施例，传感器6为应力式传感器6，当然，传感器6的形式还可以设置为其他传感器6，只要能检测力即可。

进一步，检测元件和控制器电连接，控制器和显示元件电连接，壳体1上开设有开孔，开孔的孔壁边缘设置有扣合部17，扣合部17处设置有盖板2，盖板2扣合在扣合部17处以形成足部放置区域。壳体1为中空结构，壳体1的侧壁上设置有连接孔11，壳体1内放置控制器以及连接导线，连接导线通过连接孔11延伸至壳体1外部和显示元件相连接，以实时检测检测数据。

本实用新型提供的足部跖趾关节力量测量装置的测试步骤包括：

步骤一：让被测试者坐在座椅上，椅子前腿抵住足部跖趾关节力量测量装置，将足部放置在壳体1上，大腿和小腿呈90°设置。

步骤二：测量大拇趾力量时，大拇趾弯曲贴合测量大拇趾力量的卡钩7；测量其余四趾力量时，其余四趾放在测量四趾力量的弯钩4上。

步骤三：根据被测试者足部大小，调节足后跟处的挡板33，足趾弯曲处与壳体1台阶处的边缘平齐，足趾以最大力量发力。

步骤四：开始测量，分别测量被测试者的大拇趾和其余四趾的力量，让被测试者足趾用最大力，保持发力状态数秒后放松，注意后脚跟不要抬起，始终贴合在壳体1的表面上。

步骤五：读取压力传感器在测试过程中的最大值作为大拇趾和其余四趾的足趾力量值，完成测试。

步骤六：测试结束后将测量仪里面的数据传输到电脑端，进行数据处理。

在测试过程中，可以实时监测压力传感器的输出值，判断被测量者是否足代偿或者脱离测量底座情况，若出现被测量者足代偿或者脱离测量底座的情况，则该次测量算作无效数据处理。足趾跖趾关节力量测试共测试三次，分别计算三次测试中大拇趾和其余四趾力量的平均值，根据测试结果提示被测试者足趾力量状况是否正常，是否需要进行额外训练。足部跖趾关节力量测量装置是利用最基本的杠杆原理进行足部力量的测量，利用测力计拟合相应比例，将传感器6受到的力进行换算，使其显示为真正力值，内部***利用树派python编程进行目的实现。

具体实施例分析：

被测试者坐在座椅上，大腿和小腿垂直，椅子前腿抵住设备后缘，测试大拇趾力量时，将大拇趾放在大拇趾卡钩7位置，测试右脚四趾力量时，将四趾放在弯钩4位置，调整挡板33，使足趾可以正常发力。点击显示元件上JP.py软件，输入受试者信息，例如：参赛号码、性别、出生日期、身高、体重、鞋号等。测量大拇趾力量时，选择左侧/右侧大拇趾力量测试，测量四趾力量时，选择左侧/右侧四趾力量测试。进行大拇趾/四趾力量测试，每次测试结束都会出现最大力值曲线，为保证数据准确性，每次测试测3次，三次后自动跳转继续选择后续测试。所有测试数据可以从测量仪拷贝到电脑。在电脑端下载vnc viewer软件，利用电脑热点进行连接，输入足趾力量测试仪的用户名和密码，仪器和电脑连接成功，可以在电脑端看到树莓派界面，右键点击树莓派工具条上的vnc server图标，点击“文件传输”选项，树莓派桌面上会弹出一个传输对话框，点击“发送文件”按钮，即可进行数据传输。

本实用新型的足部跖趾关节力量测量装置具有以下优点：

(1)本实用新型提供的足部跖趾关节力量测量装置，通过设置不同的弯钩对不同跖趾关节进行分开测量，利用杠杆原理对跖趾关节屈曲力量进行精准测量。

(2)根据不同使用人群设置可替换的弯钩或卡钩，满足不同测试者的足部测量需求。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (12)

1.一种足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，包括壳体、支撑结构、连接结构和检测元件，连接结构和检测元件容置在壳体内，壳体表面放置待测量足部，支撑结构限制待测量足部的移动，待测量足部跖趾关节对连接结构的一端施加拉力，连接结构的另一端和检测元件相抵，以使检测元件检测足部跖趾关节力量。

2.根据权利要求1所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，壳体上设置有安装部，连接结构包括连杆和转动件，转动件和连杆相连，转动件固定在安装部内，连杆延伸至检测元件，待测量足部跖趾关节对连杆的一端施加拉力，转动件驱动连杆转动，以使连杆的另一端和检测元件相抵。

3.根据权利要求2所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，转动件包括连接轴，连接轴的两端设置有轴承，安装部包括第一安装槽，轴承容置在第一安装槽内，以使第一安装槽限制轴承的移动。

4.根据权利要求3所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，连杆穿设连接轴且延伸至检测元件处，以使连接轴限制连杆沿水平方向移动。

5.根据权利要求2所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，壳体上扣合有盖板，盖板上设置有安装孔，连杆的一端贯穿安装孔，且延伸出盖板的端面设置。

6.根据权利要求2所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，连接结构还包括卡钩和/或弯钩，卡钩和/或弯钩与连杆可拆卸的连接，待测量足部脚趾钩住卡钩或弯钩，以使待测量足部跖趾关节力量通过连杆传递至检测元件。

7.根据权利要求6所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，连杆的一端设置有固定孔，卡钩和/或弯钩上设置有连接杆，固定孔和连接杆插接固定。

8.根据权利要求6所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，壳体上设置有卡槽，弯钩的一端和卡槽相抵以限制弯钩的转动。

9.根据权利要求2所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，检测元件包括应力式传感器，壳体内设置有容置槽，应力式传感器的一端面和容置槽固定，另一端面和连杆相抵或分离。

10.根据权利要求9所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，还包括控制器和显示元件，控制器分别与应力式传感器和显示元件电连接，以使显示元件实时监测足部跖趾关节力量检测数据。

11.根据权利要求1所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，支撑结构包括挡板和固定板，挡板和固定板活动连接，调节挡板和固定板的相对位置，以适应不同待测量足部的大小。

12.根据权利要求11所述的足部跖趾关节力量测量装置，其特征在于，固定板上设置有调节孔，挡板的两端设置有螺钉孔，通过螺钉将调节孔和螺钉孔固定以使挡板和固定板固定连接。

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