[实用新型]动态关节角度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种角度测量装置，具体涉及一种能够实现活体动态姿势测量的动态关节角度测量装置。

背景技术

无论是临床医学还是运动分析，关节角度的测量都很重要，传统的测量方法包括用量角规，量角尺，由于使用中靠肉眼来进行估读，精确度很难保证，误差很大。

为了方便测量并提高测量精度，出现了电子关节角度测量装置，通过传感器获得角度并显示读数。例如，中国发明专利申请CN 102133102 A公开了一种测量活体关节角度的电子测量器，包括固定臂和转动臂，固定臂和转动臂的一端通过转轴相连接，在固定臂上还固定设置有一个以转轴为圆心的圆环形滑槽，所述的滑槽内设置有一个滚轮，所述的滚轮和所述的转动臂固定连接，在滑槽内设置有位置传感器，位置传感器与一个控制器相连，固定臂上还设置有数字显示屏，所述数字显示屏与控制器相连接。

该电子测量器测量时要求将固定臂固定在关节一侧肢体上，移动关节另一侧肢体，用转动臂匹配后读数。但是，由于人体关节的特性，并不像理想中的机械铰链一样，具有固定的转轴，而是随着关节运动发生变化的，参见附图3所示，为关节运动的简化状态示意图，运动时，关节运动中心会出现偏移，此时，有效测量臂L1、L2长度出现变化。因此，当试图将上述电子测量器用于动态检测时，如果将固定臂和转动臂分别固定于关节两侧肢体，由于测量装置转轴与关节运动中心无法吻合，运动时，测量臂在肢体上将产生偏移或扭转，增加测量误差甚至是错误测量；同时让被测量者对运动产生很强的约束感，影响关节自由运动。

因此，这类测量器通常用于固定姿势下（卧姿，坐姿等）某个关节角度的检测，不方便测量动态姿势如行走、坐起、上楼等动作下的关节角度变化。

如何提供一种能够测量动态姿势下关节角度且能够避免关节中心在关节运动中的偏移对测量精度的影响的关节角度测量装置是本实用新型所要解决的问题。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种能够测量动态姿势下关节角度且能够避免关节中心在关节运动中的偏移对测量精度的影响的关节角度测量装置。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种动态关节角度测量装置，包括两个测量臂、转动连接模块、角度测量模块，其中一个测量臂由第一固定测量臂和第一自由测量臂构成，另一个测量臂由第二固定测量臂和第二自由测量臂构成，每一自由测量臂与相应的固定测量臂间经滑动连接结构连接，使自由测量臂具有沿测量臂长度方向滑动的自由度，第一自由测量臂和第二自由测量臂间经转动连接模块构成转动连接，所述角度测量模块具有测量第一自由测量臂和第二自由测量臂间的夹角的角度传感器。

上述技术方案中，由于设置了相互滑动的固定测量臂和自由测量臂，当肢体运动时，随着关节运动中心的偏移，有效测量臂长度变化时，自由测量臂会相对固定测量臂滑动，使得测量臂的总长同步变化。从而，不会导致测量臂的偏移或扭转，保证了测量准确度。

进一步的技术方案，每一自由测量臂与相应的固定测量臂间的滑动连接结构为，固定测量臂一端设有作为滑道的孔，自由测量臂对应端内嵌与该孔内并与孔壁滑动连接，自由测量臂该端的端部与该孔底之间设有复位弹簧。该滑动连接结构实现方便，复位弹簧能够保证自由测量臂的准确复位，进一步避免在运动过程中测量臂的扭曲，保证测量精度。

上述技术方案中，所述复位弹簧的弹性系数为20牛每米（N/m）。

进一步的技术方案，所述角度测量模块中设有与角度传感器的输出端连接的数据采集与发射模块，与该数据采集与发射模块配合，设有具有无线接收装置的角度显示模块。该方案使得测量结果显示与测量装置分离，利用无线传输（例如蓝牙或其它无线传输技术）将角度传感器的结果显示到分离的角度显示模块上，便于测量和读数。特别是在进行连续动态测量时，可以保证读数的准确性和实时性。

上述技术方案中，所述第一固定测量臂和第二固定测量臂上分别设有固定孔。可用橡皮带等固定于肢体上。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1．本实用新型将两个自由测量臂通过弹簧内嵌于两个固定测量臂中，在关节运动中，当关节中心发生偏移引起测量臂有效长度变化时，通过两个固定测量臂与自由测量臂之间的自由滑动，使之自适应关节中心的移动，避免了关节中心在关节运动中的偏移对测量结果的影响。

2．本实用新型通过设置数据采集与发射模块，将读数显示与测量部分分离，方便了测量，保证了读数的准确性，特别适合于动态测量作业。

附图说明

图1是实施例中本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型固定测量臂与自由测量臂连接局部放大图。