专利名称：肌肉等长最大主动收缩力测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型设备是涉及一种测试肌肉等长最大主动收縮力的测试仪，属于运 动生物力学、生物电控制技术和计算机数据采集与处理领域。 背景授术
在体育运动中，人体的任何运动都是在神经系统控制下肌肉收縮力驱动完成 的，肌肉收縮力中包含主动收縮力和被动弹性力。如何测试人体活体(在体) 肌肉最大主动收縮力是一个重要课题。目前国内市场尚未有专门的测试仪器， 而国外的检测设备只采用了应变式传感器将肌肉收縮力转换为电信号，再通过 放大器和模/数转换器来测得肌肉最大收縮力值。研究得知，肌肉主动收縮力值 达到最大值之前肌肉要先达到最大兴奋值，同时活体肌肉在收縮时要受到对抗 肌、协作肌等其他肌肉的影响。因此测试活体肌肉时，根据肌肉最大兴奋情况 去确定肌肉最大收縮力值并同步监测、判定拮抗肌、协同肌的副作用也是非常 重要的。国外仪器没有考虑到这种人体活体肌肉测试与离体肌纤维测试的差别， 只搬用离体肌纤维的研究成果去测试活体肌肉，因而只能检测出活体肌肉大概 的最大收縮力值，不是很精确且缺乏重要的肌肉活动信息。 发明内容
发明目的本实用新型的目的就是提供一种通过同步测定被测活体肌的最 大兴奋值并同步监测拮抗肌、协同肌的兴奋影响来精确测定被测活体肌等长最 大主动收縮力的测试仪。
技术方案 一种肌肉等长最大主动收縮力测试仪，它包括基座、测试装置
和信息采集转换装置，基座上设有测试装置，测试装置与信息采集转换装置连 接；所述的信息采集转换装置包括拉力传感器、 一号通道电压放大器、二号微 电极、三号微电极、四号微电极、二号通道电压放大器、三号通道电压放大器、 四号通道电压放大器、模拟多路开关、同步采集保持器、A/D转换器和计算机， 拉力传感器的输出端与一号通道电压放大器的输入端连接；二号微电极的输出 端和二号通道电压放大器的输入端连接；三号微电极的输出端和三号通道电压 放大器的输入端连接；四号微电极的输出端和四号通道电压放大器的输入端连 接； 一号通道电压放大器、二号通道电压放大器、三号通道电压放大器和四号通道电压放大器的输出端均与模拟多路开关输入端连接，模拟多路开关输出端 与同步采集保持器输入端连接，同步采集保持器的输出端与A/D转换器的输入 端连接，A/D转换器的输出端与计算机连接。 所述的拉力传感器是应变式传感器。
所述的测试装置包括作业板、挡板、凸块、调节碗、手臂固定板、连杆柄 和关节角度调节板，基座上设有作业板，作业板左侧安装有防止人体前倾的挡 板，作业板上挡板的前方设有带有滑动槽的凸块，调节碗安装在凸块的滑动槽 内；调节碗前方设有手臂固定板，手臂固定板上设有固定手臂的扣环和皮带； 手臂固定板的上端有一个固定腕前臂的套环，套环连接拉力传感器，拉力传感 器与连杆柄连接，连杆柄的一侧设有关节角度调节板，关节角度调节板上有螺 栓孔，连杆柄通过螺栓插入螺栓孔与关节角度调节板相连。
所述的关节角度调节板上的螺栓孔设有两排，每排设有八个，右边第一个 螺栓孔与水平线呈30°夹角，左边第一个螺栓孔与水平线呈90°夹角。
本实用新型的硬件主要完成对各种非生物电信号即肌张力、生物电信号即 肌电的调理、放大，进而同步采集这些信号对这些信号进行模/数(A/D)转换， 使之进入电脑。软件主要是安装在电脑内的MedLab生物信号采集处理系统通用 软件，该缺件是由南京美易科技有限公司研制。软件部分主要完成对系统各部 分进行控制和对已经数字化了的生物信号进行处理、显示、记录、存储及打印 输出。为了和离体肌纤维的研究成果进行对比研究，本实用新型在通用软件里 还增加了根据肌肉张力一长度的性质和人体被测部位的解剖学结构所编制的将 测试时关节角度转换成被测活体肌肉实际长度的程序。
本实用新型的应变式测力仪是通过拉力传感器，将肌肉收縮力值的大小转 变为电压信号传输给放大电路，再通过同步采集保持器经A/D转换器传到电脑， 通过电脑内部的软件处理后，在电脑显示装置上显示出肌肉收缩力值的大小。 而肌肉表面的微电极则根据人体肌肉兴奋时会产生生物电电流，在皮肤的表面 用微电极片可以测到它们的变化，然后通过导线传输到放大电路、通过同步采 集保持器经A/D转换器传到电脑，经过电脑内安装的软件来显示出肌肉兴奋的情 况，从而可以根据电脑显示装置上的肌电图看出肌肉的兴奋值，它包括被测肌 和拮抗肌、协同肌的肌肉兴奋值的大小。
有益效果(1)本实用新型设备的肌电仪可以了解肌肉的兴奋情况，根据肌肉最大兴奋值去寻找肌肉等长最大主动收縮力，二者同步显示，大大提高了 肌肉等长最大主动收縮力的测量准确度。(2)肌电仪设置了多个通道，可以检 测多块肌肉的兴奋情况，从而能同步客观检测拮抗肌、协同肌的副作用，定性 判定其对肌肉等长最大主动收縮力的影响程度。(3)在测试仪上设置了挡板， 可以防止人体前倾影响被测肌肉收縮力的发挥。(4)设置了可以滑动的调节碗， 用以调节手臂肘关节的位置，使肘关节可以根据不同人自身的情况合适摆放， 从而不影响正常的用力。(5)与国外同类产品相比，通过同步测定被测活体肌 的最大兴奋找出被测活体肌等长最大主动收縮力，并同步监测拮抗肌、协同肌 的兴奋影响这种接近人体活体肌肉本身原有生理状态的测试是本实用新型的显 著优点。
图1为本实用新型信息采集转换装置的结构示意图。 图2为本实用新型测试装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1、 2所示，本实用新型的肌肉等长最大主动收縮力测试仪，包括基座、 测试装置和信息采集转换装置，'基座上设有测试装置，测试装置与信息采集转 换装置连接。
测试装置包括作业板13、挡板14、凸块15、调节碗16、手臂固定板17、 连杆柄18和关节角度调机板19。基座上设有作业板13，作业板13左侧安装有 防止人体前倾的挡板14，作业板13上的挡板14前方设有带滑动槽的凸块15，
调节碗16安装在凸块15的滑动槽内。调节碗16用以放置肘关节，调节碗16
可以带动手臂沿着凸块15的滑动槽移动，从而调节肘关节的位置。调节碗16 的中心点作为肘关节的转动中心。调节碗16前方设有手臂固定板17，手臂固定
板17上设有固定手臂的扣环和皮带。测试时，前臂放置在手臂固定板17内， 并用扣环、皮带固定手臂，因此手臂与手臂固定板17可同时转动。手臂固定板
17的上端有一个固定腕前臂的套环，套环连接拉力传感器，拉力传感器l与连 杆柄18连接。手臂的用力通过套环传递给拉力传感器1，拉力传感器1将力转
换为电压输出。连杆柄18的一侧设有关节角度调节板19，关节角度调节板19 上设有螺栓孔。所述的关节角度调节板19上的螺栓孔设有两排，每排设有八个，右边第一个螺栓孔与水平线呈30°夹角，左边第一个螺栓孔与水平线呈90°夹 角。连杆柄18通过螺栓插入螺栓孔与关节角度调节板19相连。可以通过调整 螺栓的安插位置，来调节连杆柄18的角度，进而调整固定在手臂固定板17内 的前臂与上臂的夹角，使肘关节处于给定角度，保证能够在等长的条件下测试 到肌肉最大力值。
所述的信息采集转换装置包括拉力传感器l、 一号通道电压放大器2、 二号 微电极3、三号微电极4、四号微电极5、 二号通道电压放大器6、三号通道电 压放大器7、四号通道电压放大器8、模拟多路开关9、同步采集保持器IO、 A/D 转换器11和计算机12。
拉力传感器1安装在测试装置上，拉力传感器1的输出端与一号通道电压 放大器2的输入端连接，拉力传感器1将力转换为电压输出给一号通道电压放 大器2。所述的拉力传感器1是应变式传感器。二号微电极3的输出端和二号通 道电压放大器6的输入端连接；三号微电极4的输出端和三号通道电压放大器7 的输入端连接；四号微电极5的输出端和四号通道电压放大器8的输入端连接； 为了同步， 一号通道电压放大器2、 二号通道电压放大器6、三号通道电压放大 器7和四号通道电压放大器8的输出端均与模拟多路开关9输入端连接，模拟 多路开关9输出端与同步采集保持器10输入端连接，同步采集保持器10的输 出端与A/D转换器11的输入端连接，A/D转换器11的输出端与计算机12连接。 所述的同步采集保持器10也可称为同步采样保持器。
二号微电极3、三号微电极4和四号微电极5的电极片分别粘贴在被测肌、 拮抗肌、和协同肌上，电极夹夹在电极片上，二号微电极3、三号微电极4和四 号微电极5的电极夹通过导线分别与二号通道电压放大器6、三号通道电压放大 器7和四号通道电压放大器8连接。微电极将肌肉兴奋时产生的生物电电流输 入到电压放大器进行放大。 一号通道电压放大器2、 二号通道电压放大器6、三 号通道电压放大器7和四号通道电压放大器8输出的经过放大的电压信号经过 模拟多路开关9、同步采集保持器10、 A/D转换器11后同步输出到计算机12， 经过计算机12内的MedLab生物信号采集处理系统通用软件处理后，在显示屏 上同步显示出肌电图和肌肉收縮值。
本实用新型提供了一种肌肉等长最大主动收縮力测试仪的思路及方法，具 体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原 理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新 型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。
权利要求1、一种肌肉等长最大主动收缩力测试仪，其特征在于它包括基座、测试装置和信息采集转换装置，基座上设有测试装置，测试装置与信息采集转换装置连接；所述的信息采集转换装置包括拉力传感器(1)、一号通道电压放大器(2)、二号微电极(3)、三号微电极(4)、四号微电极(5)、二号通道电压放大器(6)、三号通道电压放大器(7)、四号通道电压放大器(8)、模拟多路开关(9)、同步采集保持器(10)、A/D转换器(11)和计算机(12)，拉力传感器(1)的输出端与一号通道电压放大器(2)的输入端连接；二号微电极(3)的输出端和二号通道电压放大器(6)的输入端连接；三号微电极(4)的输出端和三号通道电压放大器(7)的输入端连接；四号微电极(5)的输出端和四号通道电压放大器(8)的输入端连接；一号通道电压放大器(2)、二号通道电压放大器(6)、三号通道电压放大器(7)和四号通道电压放大器(8)的输出端均与模拟多路开关(9)输入端连接，模拟多路开关(9)输出端与同步采集保持器(10)输入端连接，同步采集保持器(10)的输出端与A/D转换器(11)的输入端连接，A/D转换器(11)的输出端与计算机(12)连接。
2、 根据权利要求l所述的肌肉等长最大主动收縮力测试仪，其特征在于 所述的拉力传感器(1)是应变式传感器。
3、 根据权利要求1所述的肌肉等长最大主动收縮力测试仪，其特征在于 所述的测试装置包括作业板(13)、挡板(14)、凸块(15)、调节碗(16)、手 臂固定板(17)、连杆柄(18)和关节角度调节板(19)，基座上设有作业板(13)， 作业板(13)左侧安装有防止人体前倾的挡板(14)，作业板(13)上挡板(14) 的前方设有带有滑动槽的凸块(15)，调节碗(16)安装在凸块(15)的滑动槽 内；调节碗(16)前方设有手臂固定板(17)，手臂固定板(17)上设有固定手 臂的扣环和皮带；手臂固定板(17)的上端有一个固定腕前臂的套环，套环连 接拉力传感器(1),拉力传感器(1)与连杆柄(18)连接，连杆柄(18)的一 侧设有关节角度调节板(19),关节角度调节板(19)上有螺栓孔，连杆柄(18) 通过螺栓插入螺栓孔与关节角度调节板(19)相连。
4、 根据权利要求3所述的肌肉等长最大主动收縮力测试仪，其特征在于 所述的关节角度调节板(19)上的螺栓孔设有两排，每排设有八个，右边第一 个螺栓孔与水平线呈30。夹角，左边第一个螺栓孔与水平线呈90°夹角。
专利摘要本实用新型公开了一种肌肉等长最大主动收缩力测试仪，包括基座、测试装置和信息采集转换装置，基座上设有测试装置，测试装置与信息采集转换装置连接；信息采集转换装置包括拉力传感器、一号通道电压放大器、二号微电极、三号微电极、四号微电极、二号通道电压放大器、三号通道电压放大器、四号通道电压放大器、模拟多路开关、同步采集保持器、A/D转换器和计算机。本实用新型根据肌肉最大兴奋值去寻找肌肉等长最大主动收缩力，二者同步显示，大大提高了肌肉等长最大主动收缩力的测量准确度；肌电仪设置了多个通道可以检测多块肌肉的兴奋情况，从而能同步客观检测拮抗肌、协同肌的副作用，定性判定其对肌肉等长最大主动收缩力的影响程度。
文档编号A61B5/22GK201308498SQ20082023782
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者岳卫亚, 张吉顺 申请人:岳卫亚