[发明专利]用于测量反作用力的方法和装置

权利要求书

1.一种用于监测、测量和/或估计施加在脊椎哺乳动物的身体或身体部位上的力的装置，所述装置包括：

惯性传感器，其用于测量所述身体或身体部位相对于基准惯性系的加速度，并且用于提供表示所述加速度的数据，其中所述惯性传感器包括至少一个加速度传感器；

存储装置，其用于存储所述数据；和

处理器，其适于处理所述数据，以估计与所述数据相关联的反作用力，

其中，所述处理器配置为根据所述数据与所述反作用力之间的非线性关系函数来处理所述数据，其中所述处理器配置为执行用于评估所述反作用力的算法，并且

其中，所述算法适于促使所述处理器基于一个或多个相关分量来评估所述反作用力，所述相关分量包括与所述身体或身体部位相关联的质量、速度和/或速率。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述关系函数呈对数，并且包括一个或多个校准系数。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述处理器适于通过均衡所述一个或多个校准系数来处理所述数据。

4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述处理器适于根据以下等式来提供与反作用力的相关性GRF_Peak(acc,m)：

GRF_Peak(acc,m)＝a(m)*[log₂(acc+b)]+c(m)

其中：

m表示哺乳动物受试者的质量；

acc表示由所述加速度传感器所测量的加速度数据；

“a”表示对数函数的斜率；

“b”为固定系数，用以补偿低于0g的加速度；和

“c”表示与所述对数函数相关联的偏移量。

5.根据权利要求4所述的装置，其中：

a(m)＝4.66*m-76.60；并且

c(m)＝24.98*m-566.83。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述对数函数的斜率包括受试者身体质量的线性函数。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述对数函数的斜率包括受试者身体质量的线性函数。

8.根据权利要求4所述的装置，其中，所述系数b设为1。

9.根据权利要求5所述的装置，其中，所述系数b设为1。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，由所述处理器提供的所述反作用力相当于由AMTI测力板测得的地面反作用力。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述加速度计适于沿着一个或多个正交的轴来测量加速度。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述哺乳动物的身体或身体部位包括腿部，并且所述装置适于监测与施加到所述腿部上的力相关联的加速度分量。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，各个加速度传感器均施加到所述哺乳动物的腿部上。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，每个惯性传感器包括用于将模拟数据转换成数字域的模数转换器。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述模数转换器配置为将来自所述加速度传感器的模拟输出转换成数据，之后存储所述数据。

16.一种用于监测、测量和/或估计施加在脊椎哺乳动物的身体或身体部位上的力的方法，所述方法包括：

使用至少一个惯性传感器来测量所述身体或身体部位相对于基准惯性系的加速度，并提供表示所述加速度的数据；

将所述数据存储在存储装置中；以及

由处理器处理所述数据，以估计与所述数据相关联的反作用力，

其中，所述处理器配置为能根据所述数据与所述反作用力之间的非线性关系函数来处理所述数据，其中所述处理器配置为能执行用于评估所述反作用力的算法，并且

其中，所述算法促使所述处理器基于一个或多个相关分量来评估所述反作用力，所述相关分量包括与所述身体或身体部位相关联的质量、速度和/或速率。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述关系函数呈对数，并且包括一个或多个校准系数。