[发明专利]踝关节评估装置、设备、系统、方法及存储介质

权利要求书

1.一种踝关节评估装置，包括：

脚部适配器，所述脚部适配器用于固定受试者的脚部；

驱动装置，所述驱动装置具有输出轴，所述脚部适配器与所述输出轴连接，并且所述驱动装置能够通过驱动所述输出轴转动来带动所述脚部适配器转动，其中，当所述受试者的脚部固定在所述脚部适配器上时，所述受试者的外踝骨与所述输出轴的轴线对齐；

信号采集模块，所述信号采集模块包括位置传感器和力矩传感器，所述位置传感器固定在所述脚部适配器上，用于检测所述受试者的脚部的角度位置以获得位置信息，所述力矩传感器与所述输出轴同心地设置在所述输出轴上，用于检测所述受试者的脚部运动对所述输出轴产生的力矩以获得力矩信息；

处理装置，所述处理装置与所述信号采集模块可通信地连接，所述处理装置用于接收所述信号采集模块发送的所述位置信息以及所述力矩信息，并基于所述受试者的脚部转动到预设角度范围内时的所述位置信息和所述力矩信息计算所述受试者的踝关节刚度。

2.根据权利要求1所述的踝关节评估装置，其中，所述位置信息包括与在第二数目的第二测试周期内分别采集到的第二数目的角度位置集合相关的信息，所述力矩信息包括与在所述第二数目的第二测试周期内分别采集到的第二数目的力矩集合相关的信息，所述第二数目的角度位置集合中的任意两个角度位置集合的角度位置一致，其中，

所述驱动装置具体用于：

在所述第二数目的第二测试周期中的任一第二测试周期内，驱动所述输出轴转动以带动所述受试者的脚部从第一角度位置转动到第二角度位置；所述处理装置具体用于：

对于所述第二数目的第二测试周期中的任一第二测试周期，

从对应的力矩集合中选取与至少一个预设角度范围分别对应的至少一组力矩，其中，所述至少一个预设角度范围落入与该第二测试周期相对应的角度位置集合所覆盖的角度范围内；

对于所述至少一个预设角度范围内的每个预设角度范围，基于该预设角度范围以及对应的一组力矩计算力矩与角度之间的斜率关系，以获得该预设角度范围内的踝关节刚度；

对于所述至少一个预设角度范围内的每个预设角度范围，基于针对所述第二数目的第二测试周期分别计算获得的该预设角度范围内的踝关节刚度，计算该预设角度范围内的平均踝关节刚度。

3.根据权利要求2所述的踝关节评估装置，其中，所述第一角度位置和所述第二角度位置之一是所述受试者的跖屈末端位置，另一个是所述受试者的背伸末端位置。

4.根据权利要求3所述的踝关节评估装置，其中，所述至少一个预设角度范围包括跖屈末端范围、背伸末端范围和跖屈20°范围中的一个或多个，所述跖屈末端范围包含所述跖屈末端位置，所述背伸末端范围包含所述背伸末端位置，所述跖屈20°范围包含跖屈20°位置，所述跖屈末端范围、所述背伸末端范围和所述跖屈20°范围中的一个或多个各自所覆盖的角度范围的大小等于预设角度。

5.根据权利要求4所述的踝关节评估装置，其中，所述预设角度为5°。

6.根据权利要求1所述的踝关节评估装置，其中，所述力矩传感器包括应变体和与所述应变体连接的信号处理模块，所述信号处理模块包括电路板和位于所述电路板上的预处理电路，其中，

所述应变体能够发生形变以传递力矩；

所述预处理电路用于对所述应变体上的力矩进行采集和预处理，以获得所述力矩信息；

所述位置传感器集成在所述电路板上；

所述电路板与所述处理装置可通信地连接，用于将所述预处理电路输出的所述力矩信息以及所述位置传感器输出的所述位置信息传输至所述处理装置。

7.一种踝关节评估系统，包括：

带滑轨的滑动底座；

高度调节机构，所述高度调节机构安装在所述滑动底座上；

如权利要求1-6中任一项所述的踝关节评估装置，所述踝关节评估装置安装在所述高度调节机构上；以及

旋转式训练座椅，设置在所述滑轨上相对所述踝关节评估装置位置可调节。