[发明专利]下肢关节作用力和力矩的穿戴式传感器测量装置及方法

摘要

本发明涉及医疗动力学测量分析技术领域，具体地说是下肢关节作用力和力矩的穿戴式传感器测量装置及方法，装置包括计算机存储器和软件的数据采集器、蓝牙无线通讯模块等，其特征在于盆骨设有第一传感器，左右大腿部设有第二和第三传感器，左右小腿部设有第四和第五传感器，左右脚后跟侧部设有第六和第七传感器，右前脚掌侧部设有第八和第九传感器，左右足底的上下位置设有第十至第十三传感器，传感器数据测试信号输入到计算机信号输入端进行采集和运算，本发明可最大限度减少下肢各部位质量、质心和转动惯量估算误差对关节力和力矩计算精度的影响，而且该方法可以减少计算量，有利于实现在实时测量和控制上的应用。

主权项

下肢关节作用力和力矩的穿戴式传感器测量装置，包括利用计算机存储器和软件的数据采集器、蓝牙无线通讯模块及绑带装置，其特征在于盆骨设有第一传感器，左右大腿部设有第二传感器和第三传感器，左右小腿部设有第四传感器和第五传感器，左右脚后跟侧部设有第六传感器和第七传感器，右前脚掌侧部设有第八传感器和第九传感器，左右足底的上下位置设有第十至第十三传感器，用于测量行走过程中下肢的三维姿态和行走过程中底面的反作用力和力矩，所述的传感器的数据测试信号输入到具有蓝牙无线通讯模块和采集设备的计算机信号输入端或者移动设备连接的数据采集机的信号输入端进行采集和实时运算，所述的第一传感器至第九传感器为三维姿态传感器，该三维姿态传感器的传感单元由三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁强计构成一个九轴运动传感模块，所述的第十至第十三传感器为六轴力传感器，该六轴力传感器的传感单元由三轴力传感器和三轴力矩传感器构成，用以测量地面的三轴反作用力和三轴反作用力矩。