踝关节仿生肌力测试架及测试方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及踝关节仿生肌力测试架及测试方法。

背景技术

踝关节肌肉力量测试主要包括胫骨前肌力量测试和胫骨后肌力量测试，胫骨前肌是踝关节背屈的原动肌，胫骨后肌则是踝关节跖屈的原动肌，对二者进行力量测试有助于发现和评估踝关节背屈和跖屈方面的问题；

现有针对踝关节肌力测试训练的方式包括等长测试训练、等张测试训练、等速测试训练，由于等速测试训练可以提供恒定的速度和顺应性阻力，并且可测试关节运动中任何一点的肌肉输出的最大力矩值，同时等速肌力测试还可获得肌肉做功能力、爆发力、及耐力等数据，故，现有多采用等速肌力测试训练方式对患者进行测试；

患者在进行等速肌力测试训练时，需要将其脚部固定于踏板上且踏板经等速肌力测试训练仪驱动，在固定时通常采用约束带的方式将患者待测试的脚部固定于踏板上，随后患者按设定角度做相应的背屈、跖屈动作，在做背屈动作时，患者的脚部向内侧收缩（此时通过脚部施加作用力并且作用于约束带上进而带动踏板完成背屈过程），在做跖屈动作时，患者的脚部向外侧扩展（此时通过脚部施加作用力于踏板上进而带动踏板完成跖屈过程），整个过程中为了防止患者的脚与踏板之间产生相对位移（若患者脚踝部位与踏板的转动中心产生偏移，则导致所测得的数据产生偏差），通常通过约束带施加较大的约束力而实现将脚紧紧定位于踏板上，导致约束带与患者脚部接触位置对脚部施加较大的约束力（通常情况下，伴随着肌力的测试还往往会对踝关节进行肌力恢复训练），在长时间的训练情况下，使得患者脚部与约束带接触位置受到较大约束力而产生不适（严重的导致血液流通不畅）；

而且当患者在做背屈动作时，患者肌肉施加的作用力于约束带上并且通过约束带同步带动踏板产生转动，此时踏板完全依靠约束带与患者脚部之间的作用力而实现同步随着患者脚部的运动，此时患者脚部与约束带接触位置承受较大的作用力，在长时间的训练过程中，极易导致该部位产生勒痕（严重的产生淤青等现象），加重了患者脚部与约束带接触位置因此而受到侵害的情况；

鉴于此，我们提供踝关节仿生肌力测试架及测试方法用于解决以上问题。

发明内容

本发明提供的踝关节仿生肌力测试架及测试方法，从而实现患者在进行肌力测试以及训练过程中，不再仅仅依靠约束带而实现将患者的脚部定位于踏板上，根据人体脚部的生理学结构特点，有针对性在患者做背屈、跖屈动作过程中对其脚部提供一定程度的限位、约束，在减少约束带与患者脚部接触之间作用力的情况下，和约束带相配合共同实现对患者脚部较好的定位效果。

踝关节仿生肌力测试架，包括踏板且踏板上设有约束带，其特征在于，所述踏板前端设有与外界连通的凹槽且凹槽开口处设有橡胶垫，所述凹槽、橡胶垫构成密封腔且密封腔底部连通有设于踏板后方的顶撑气囊；

所述凹槽内竖向滑动安装有若干与之弹性连接的支撑板且支撑板上端面与橡胶垫下端面固定连接，位于相邻两支撑板之间的橡胶垫上间隔设有若干负压罩且负压罩连通有置于踏板外的负压机构，所述负压机构连接有设于踏板内的气压控制系统；

所述踏板连接有等速肌力测试仪。

上述技术方案有益效果在于：

（1）本方案实现患者在进行肌力测试以及训练过程中，不再仅仅依靠约束带而实现将患者的脚部定位于踏板上，根据人体脚部的生理学结构特点，有针对性在患者做背屈、跖屈动作过程中对其脚部提供一定程度的限位、约束，在减少约束带与患者脚部接触之间作用力的情况下，和约束带相配合共同实现对患者脚部较好的定位效果；

（2）在本方案中，通过约束带、足弓气囊、顶撑气囊以及若干负压罩的共同配合作用下，实现对患者脚部与踏板之间较好的约束、限位效果，即减轻了患者脚部与约束带接触位置因受较大约束力而产生的损害，也确保了测试过程中精准度。

附图说明

图1为本发明与等速肌力测试仪配合使用时示意图；

图2为本发明约束带处于敞开状态时示意图；

图3为本发明弧形腔、踏板分离后仰视示意图；

图4为本发明踏板剖视后内部结构示意图；

图5为本发明传输筒、过渡筒配合关系示意图；

图6为本发明踏板跖屈极限位置状态处于示意图；

图7为本发明踏板在转动过程中某一状态示意图；

图8为本发明踏板处于背屈极限位置状态示意图；

图9 为本发明液体介质、足弓气囊、传输通、顶撑气囊配合示意图；

图10为本发明人体足部结构示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图10实施例的详细说明中，可清楚的呈现，以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

实施例1，本实施例提供的踝关节仿生肌力测试架，如附图2所示，包括踏板1且踏板1包括水平部28和竖直部29，在水平部28且远离竖直部29一端设有约束带2（约束带2用于实现将患者的脚部定位于踏板1上），上述为现有技术中肌力测试架的结构，本方案的改进之处在于：

如附图5所示，在水平部28的前端设有与外界连通的凹槽3且凹槽3开口处设有橡胶垫4（橡胶垫4与凹槽3开口侧壁之间采用高强度胶水粘接在一起），凹槽3与橡胶垫4构成密封腔，密封腔底部连通有设于竖直部29上的顶撑气囊5（如附图6中左侧视图所示，顶撑气囊5的设置位置满足：当患者脚部放置于踏板1上时，顶撑气囊5刚好与人体脚后跟上方且位于脚踝后方位置的内凹点位置相对应），如附图4所示，在凹槽3侧壁内竖向滑动安装有若干等距间隔设置的支撑板6（支撑板6与凹槽3侧壁之间连接有弹簧且支撑板6上端面与橡胶垫4底壁固定安装），如附图1所示，在位于相邻两支撑板6之间的橡胶垫4上等距间隔设有若干负压孔18且位于密封腔内设有与负压孔18相对应且固定安装在橡胶垫4底壁的负压罩7（如附图4所示），若干负压罩7连通有设于踏板1外的负压机构，负压机构连接有设于踏板1内的气压控制系统，气压控制系统可控制负压机构内的气压参数变化；

本实施例在具体使用时，如附图6所示，患者将其带测试的脚放入至踏板1上并且通过约束带2将其脚约束在踏板1上，此时位于脚后跟上方位置的内凹点刚好与顶撑气囊5相对应，如附图1所示，在竖直部29一侧壁上设有转轴且该转轴与等速肌力测试仪8连接，工作人员根据患者的情况，提前给等速肌力测试仪8设定相应速度参数（即，根据所设定的速度参数，使得当患者运动速度较快时，增大阻尼，当患者运动速度较小时，减小阻尼），使得患者在做背屈、跖屈动作过程中，始终能够以恒定的速度运动，当患者完成穿戴后，需要确保患者的脚踝（H点）、踏板1转轴、等速肌力测试仪8的转动轴线相重合，因为患者脚部在做背屈、跖屈动作过程中，患者的脚部会相对于其脚踝（H点）位置进行转动，如附图10所示，向上转动为背屈，向下转动为跖屈，当患者脚部做背屈、跖屈动作过程中会同步带动踏板1进行转动并且实现将患者脚部肌肉施加的作用力传递至等速肌力测试仪8上（等速肌力测试仪8根据检测的力矩大小而相应的调整其施加的阻尼值，以使得患者的运动速度维持在设定的范围区间），患者脚踝、转轴、等速肌力测试仪8的转轴线重合（使得患者脚部肌肉施加的力矩值能够精准的传递至等速肌力测试仪8），可使得测试数据（患者脚部肌力大小情况）精准度更高，从而能够更加准确的反应出患者脚部肌肉组织的恢复情况；

患者在使用该测试架时，需呈坐位姿态（需要借助床体等辅具），将腿部平放于床体上并且对腿部进行一定程度的约束、定位（椅面患者在座脚部运动时，其腿部也产生位移），等速肌力测试仪8摆放于床体的末端，患者的脚部突出床体并且放置于踏板1上并且通过约束带2（柔性）进行约束，注：约束带2所提供的约束力满足使得约束带2下端面刚好贴合于患者脚部皮肤即可（无需对患者的脚部施加过紧的勒力），随后患者开始做相应的动作，如附图7所示，设定初始时踏板1处于竖直状态，此时患者脚部前端位置压在橡胶垫4上，患者位于脚后跟上方的内凹垫刚好与顶撑气囊5相对应（如附图7中右侧视图所示），如附图6、7、8中所示，其中A1、A2、A3为患者脚部做背屈动作时整个过程状态示意图，B3、B2、B1为患者脚部做跖屈动作时整个过程状态示意图；

本实施例首先以患者脚部做背屈动作为例进行说明，其具体过程如下：

伴随着患者脚的逆时针转动进而同步带动踏板1转动，此时患者脚部肌肉施加的力主要通过其脚部前端且与橡胶垫4接触部位传递至踏板1上（以实现带动踏板1转动），如附图8中B3视图所示，伴随着脚部肌肉施加力的同时，由于需要克服来自等速肌力测试仪8施加的阻尼，故，当脚部肌肉施加的作用力通过其与橡胶垫4接触位置传递至踏板1上时，会使得脚部相对于踏板1有着围绕其脚踝（H点）位置转动的趋势（迫使踏板1转动需要克服来自等速肌力测试仪8施加的阻尼，故，当脚部肌肉施加的作用力于橡胶垫4上时，使得脚部有着相对于踏板1沿逆时针转动的趋势），即，脚部前端的转动方向为V头，脚部后端的转动方向为V跟，患者脚部前端抵触于踏板1上并且持续施加作用力时，其脚后跟部位会因脚的前端受到踏板1的阻挡而不自主的沿V跟方向产生位移，即，患者的脚后跟有着沿V跟方向挤压顶撑气囊5，而此时顶撑气囊5刚好实现抑制该部位相对于踏板1产生位移，加之，患者脚部前端施加在橡胶垫4上较大的作用力，进而使得橡胶垫4受压产生形变（使得密封腔内的部分气体被挤入至顶撑气囊5中），使得顶撑气囊5得以进一步膨胀并且抵触于患者脚后跟位置，从而进一步提高了顶撑气囊5对患者脚后沿V跟方向产生位移趋势的抑制效果（使得患者脚部能够稳定的定位于踏板1上），确保脚部不会相对于踏板1产生位移（若脚部相对于踏板1产生位移，则患者脚踝位置与踏板1转动轴线产生偏移，从而使得最终传递至等速肌力测试仪8上的力矩的数值产生偏差，进而影响测试的精准度）；

随后踏板1由B3图中所示位置转动至B2图中所示位置，最终转动至B1图中所示位置（患者做背屈、跖屈动作的极限角度可提前通过等速肌力测试仪8进行设定，待达到相应角度位置时，则代表完成既定动作要求并且开始沿反方向做跖屈运动）；

如附图6中B1视图所示，当患者脚部施加作用力于橡胶垫4上并且迫使橡胶垫4产生下凹时，此时患者的脚面、负压罩7之间可构成相对密封的空间，此时通过气压控制系统控制负压机构进而使得相应负压罩7与患者脚面之间所围成的空间内产生一定程度的负压（在外界大气压的作用下实现将脚吸附于橡胶垫4上），从而实现对患者脚部一定程度的约束（在约束带2、负压吸附、顶撑气囊5的配合作用下共同实现对脚部的约束效果），注：只有与患者脚面接触的负压罩7并且满足构成相对密封的空间方可实现上述利用负压吸附而实现对患者脚部约束的效果（未与患者脚面接触的负压罩7内，则不会出现负压并且与外界大气压连通）；

下面以患者脚部做跖屈动作为例进行说明，其具体过程如下：

即，由A1视图依次向A2视图、A3视图转变，此时患者脚部肌肉施加的作用力作用于约束带2上并且使得踏板1沿顺时针方向转动（此时患者脚部前端沿V头方向产生移动趋势，患者脚后跟位置沿V跟方向产生移动趋势），注：当患者脚部做跖屈动作时，位于脚后跟上方部位的内凹点不再表现为凹陷状态，而是随着其脚部肌肉的发力，如附图A1所示，表现出鼓起的状态（上述现象为人体脚部生理结构所决定的），此时处于鼓起状态的部位对顶撑气囊5挤压并且使得原本位于顶撑气囊5中的气体挤入至凹槽3、橡胶垫4构成的密封腔内，如附图A1中局部放大图所示，进而迫使橡胶垫4向外凸出（使得患者脚面与橡胶垫4之间的接触更为紧密），从而使得患者脚面、负压罩7所围成的密封空间的密封性能得以进一步提高，由于密封腔的密封性能的提高，则使得负压吸附的效果更加稳定且可靠，从而在负压的作用下使得患者脚面紧紧的定位于踏板1（抑制脚部相对于踏板1产生位移），实现对脚部更好的限位、约束效果；

同时由于负压吸附也可实现对患者脚部一定程度的作用力，故，此时患者脚部肌肉所施加的作用力进而带动踏板1随之同步运动，此时患者脚部肌肉施加的作用力一方面通过约束带2而带动踏板1运动，另一方面通过患者脚面与负压罩7之间的负压作用而带动踏板1运动，故，相对于传统的仅仅依靠约束带2而实现带动踏板1随之同步运动的方式，大大减少了约束带2与患者脚背之间的作用力从而减少患者在测试过程中因其脚背与约束带2接触位置长时间受到较大的约束力而产生不适，注：患者在做跖屈动作时，带动踏板1同步转动的力主要由脚部前端与约束带2（负压罩7）之间的作用力（因为该施力点位置距离脚踝H点距离较远，力矩较大），而患者脚跟位置由于距离脚踝位置较近（力矩较小），故，该部位作用于踏板1的作用力（沿V跟方向）对踏板1运动所作出的贡献较小；

如A2图中所示，为患者在做跖屈动作过程中某一状态示意图，直至运动至如A3图中所示位置时（此时患者脚部的跖屈动作达到设定角度），随后可继续进行背屈动作，后续过程同上，在此不做过多描述，注：本方案中，患者在进行肌力测试过程中，需要光脚完成上述测试过程，以确保脚面与橡胶垫4抵触时，能够具有较好的密封效果。

实施例2，在实施例1的基础上，如附图4所示，负压机构包括固定安装于踏板1下端面且与负压罩7连通的负压筒9，负压罩7经管道（管道置于凹槽3内部分为耐压软管，以配合橡胶垫4的形变，管道置于踏板1外一端为硬管）与负压筒9实现连通，在负压筒9内设有负压活塞10（负压活塞10与负压筒9之间连接有弹簧），在负压活塞10下端面设有铁片11并且在负压筒9内且位于负压活塞10下方位置设有第一磁力发生器；

当患者脚面抵触于橡胶垫4上时，工作人员通过控制第一磁力发生器来实现其是否产生磁力，从而使得负压罩7、患者脚面之间是否具有一定程度的负压，当需要产生负压时，工作人员控制第一磁力发生器启动工作并且产生一定大小的磁力，进而通过吸附铁片11而实现带动负压活塞10在负压筒9内下移，从而实现将位于负压罩7、患者脚面之间所构成的密封空间内的气体抽入至负压筒9内，使得上述密封的空间内产生一定程度的负压（使得患者脚面在负压的作用下被吸附且紧紧抵触于橡胶垫4上），一方面实现对患者脚部相对于踏板1之间的限位、约束（避免脚部相对于踏板1产生位移），另一方面通过负压吸附的作用，也减轻了患者在做背屈动作时脚部与约束带2之间的作用力（避免患者脚部与约束带2接触位置因受到较大的作用力而产生勒痕并且使得患者产生不适）；

为了使得患者在测试过程中有更好的体验、感受，本实施例中工作人员可通过气压控制系统控制第一磁力发生器的功率大小，即，根据患者做相应动作的过程而同步对负压罩7与患者脚面所围成空间内负压程度的大小进行调整，负压越大，则对患者脚面的吸力越大，反之，则越小；

当患者做背屈动作时，其动作过程依次为A1、A2、A3，患者在刚开始做背屈动作时，其脚部肌肉所迸发的作用力最大，伴随着动作过程中的持续，则患者脚部肌肉会因发力而产生疲劳，进而导致其迸发出的力逐渐减小，即，在背屈动作过程中，即由A1、A2、A3过程中，患者脚部肌肉迸发的作用力逐渐减小，此时需要控制第一磁力发生器的工作功率并且使得患者刚开始做背屈动作时，其功率最大，伴随着动作的进行逐渐减小其工作功率，在确保能够实现对患者脚面施加一定程度的负压吸附力的作用下（分担患者脚部与约束带2之间的作用力），也同步减少负压罩7与患者脚面之间负压吸附的作用力（以减少因负压的吸附对患者脚面产生的吸力而带来的不适感）；

当患者做跖屈动作时，去动作过程依次为B3、B2、B1，患者在刚开始做跖屈动作时，其脚部肌肉所迸发的作用力最大，伴随着动作过程中的持续，则患者脚部肌肉会因发力而产生疲劳，进而导致其迸发出的力逐渐减小，即，在跖屈动作过程中，即由B3、B2、B1过程中，患者脚部肌肉迸发的作用力逐渐减小，患者开始做跖屈动作时，通过气压控制系统控制第一磁力发生器为一定大小，伴随着动作的进行逐渐减小其工作功率，在确保脚面与负压之间的负压吸附力能够实现对脚面进行较好的限位、约束效果同时（患者脚部迸发的作用力逐渐减小），也同步减少负压吸附力的大小（以减少因负压的吸附对患者脚面产生的吸力而带来的不适感）。

实施例3，在实施例2的基础上，如附图4所示，踏板1底壁间隔设有过渡筒13、传输筒14，过渡筒13一端与凹槽3、橡胶垫4所组成的密封腔连通，另一端与外界连通，过渡筒13内设有过渡活塞15且过渡活塞15驱动有设于传输筒14内的传输活塞16，传输筒14面向过渡筒13一端与外界连通且另一端与顶撑气囊5连通，如附图3所示，共设有两组相配合的传输筒14、过渡筒13；

如附图5所示，当橡胶垫4受到来自患者脚面的挤压并且产生形变时，会迫使其内部的气体进入至过渡筒13内并且迫使过渡活塞15移动，进而同步带动传输活塞16在传输筒14内移动，从而使得原本处于传输筒14内（位于传输活塞16背离过渡筒13一端）的气体挤入至顶撑气囊5中，进而使得顶撑气囊5得以进一步膨胀、鼓起（抵接于脚部内凹点位置），从而实现患者在做背屈动作时，抑制患者的脚后跟部位相对于踏板1产生位移的效果；

当患者做跖屈动作时，患者脚部原本内凹点位置不再内凹并且产生鼓起，从而挤压顶撑气囊5并且使得原本处于顶撑气囊5内的气体挤入至传输筒14中，进而在传输活塞16、过渡活塞15的配合作用下，将位于过渡筒13内的气体挤入至凹槽3、橡胶垫4所组成的密封腔中，使得橡胶垫4产生一定程度的鼓起（进而使得橡胶垫4与患者脚面之间的抵接力进一步增大，进一步提高密封腔的密封性能，使得负压吸力得以稳定且可靠的存在）。

实施例4，在实施例3的基础上，如附图1所示，在水平部28的中部位置设有足弓气囊17，足弓气囊17位置的设置满足：当患者脚放置于踏板1并且穿戴完成时，足弓气囊17刚好能够与脚部的足弓（正常人体从侧面看，其脚部中间位置会有一个向上凸起的形状，称之为足弓）相对应，如附图9所示，足弓气囊17经管道和传输筒14面向过渡筒13一端连通（本实施例中传输筒14面向过渡筒13一侧不再与外界连通），并且在足弓气囊17、传输筒14、顶撑气囊5内均填充有液体介质30；

设置足弓气囊17的目的：一方面使得患者脚部在做背屈动作过程时，如附图8中B3图所示，此时患者脚部施加的作用力迫使踏板1沿逆时针方向转动，由于人体脚部自然的生理结构，只有脚部前端、脚部后端与踏板1接触，导致上述两部位承受较大的抵接力，而处于中间位置的足弓部位因处于悬空状态而无法承力，足弓气囊17设置并且在其内部填充有液体介质30，可实现当脚部放置于踏板1上时，实现与脚部的足弓部位进行较好的贴合并且对其产生一定程度的支撑效果，尽可能的使得患者脚部肌肉迸发的作用力能够均匀的作用于踏板1上，而不是仅仅通过脚部前端、脚后跟部位传递至踏板1上（以减少上述两个部位因受到较大的作用力而产生酸痛），注：由于脚部肌肉迸发的作用力一大部分作用于脚部前端与踏板1接触位置，故，足弓部位与足弓气囊17之间的抵触力相对来说会小很多，当患者脚部前端施加于橡胶垫4上较大作用力时，过渡活塞15会带动传输活塞16同步移动，从而使得部分位于足弓气囊17内的液体介质30抽入至传输筒14内（导致足弓气囊17内的液体介质30有所减少），但仍可实现对患者足弓部位产生一定程度的支撑效果（因为患者在用力踩踏板1时，其足弓部位也会产生一定程度的下移）；

另一方面，当患者在做跖屈动作时，如图6中A1图所示，当患者在做跖屈动作时（此时踏板1沿顺时针方向转动），脚部相对于踏板1围绕其脚踝位置（H点）也会产生沿顺时针方向转动的趋势（脚前端沿V头方向，脚后端沿V跟方向），将V跟速度进行拆分则使得脚部有一个相对于踏板1并且朝着踏板1前端移动的速度分量（即，此时脚部相对于踏板1有着箱踏板1前端滑动的趋势），当然要阻止上述运动趋势（以确保脚部相对于踏板1不会产生位移，使得脚踝位置与踏板1转轴始终保持同轴线），此时患者脚后跟上方原本的内凹点不再内凹并且鼓起（患者脚部做跖屈动作时其自然生理结构所导致的），故，会将顶撑气囊5压缩并且将内部的液体介质30挤入至传输筒14进而通过传输活塞16将原本位于传输活塞16面向过渡筒13一端内的液体介质30挤入至足弓气囊17中（使得足弓气囊17得以进一步膨胀），使得足弓气囊17能够对外界且与之贴合接触的物体（患者足弓部位）能够施加更大的抵接力（如图A1、A2、A3中足弓气囊17靠近踏板1后端的部分能够施加于脚部足弓表面以斜向下的抵接力），而该抵接力刚好能实现抑制患者脚相对于踏板1向踏板1前端滑动的趋势。从而实现了对患者脚部进行较好的限位、约束的效果。

实施例5，在实施例4的基础上，如附图9所示，本实施例中将液体介质30设置为磁流变液，磁流变液属于流动性可控的流体，在外部无磁场时呈现低粘度的牛顿流体特性，在外加磁场时呈现为高粘度、低流动性（粘稠度增加），液体的粘度大小与磁通量存在对应关系（磁场强度越大，其粘度越大，流动性越低），这种转换能耗低、易于控制、响应迅速（在毫秒级）；

如附图4所示，在踏板1下端面设有弧形腔19且弧形腔19内设有第二磁力发生器，第二磁力发生器产生的磁场力能够实现将足弓气囊17、传输筒14、顶撑气囊5内的磁流变液全部覆盖（如附图9中所示），工作人员通过气压控制系统可实现控制第二磁力发生器的功率大小（即，控制第二磁力发生器产生磁场强度的大小）；

由于患者在刚开始做背屈动作（跖屈动作）时，其脚部肌肉所能迸发处的力量是最大的，后续随着动作过程的进行，脚部肌肉逐渐产疲劳进而其所迸发出的力量逐渐减小，如附图6中A1视图所示，当患者开始做背屈动作时，需要对其脚部施加较大的约束力、限位力，故，此时第二磁力发生器的工作功率应处于最大状态，此时位于顶撑气囊5、足弓气囊17、传输筒14内的磁流变液的粘度最高且流动性最低，使得当患者脚部做背屈动作时，顶撑气囊5、足弓气囊17均能对与之接触的脚部位置施加足够大的抵触力（由于此时的磁流变液粘度大且不易流动，故，此时脚部若想相对于踏板1产生位移则要克服相比于之前来自顶撑气囊5、足弓气囊17所施加的抵触力更大的作用力方可产生位移（提高了脚部相对于踏板1产生位移的难度），从而能够实现更好的限位、约束效果；

伴随着动作过程的持续，脚部肌肉所迸发出的力量逐渐减小，故，此时相应的减小第二磁力发生器的功率，使得足弓气囊17、顶撑气囊5中磁流变液的粘度适当降低（流动性适当提升），因为磁流变液若始终保持较高粘度状态下，则足弓气囊17、顶撑气囊5对外表现相当于一种|“质地较硬的物体”，患者脚部与之接触位置会产生不适感，在后续动作过程中，由于脚部肌肉迸发的力量是逐渐减小的，故，不再需要像初始时那样对脚施加较大的限位、约束力，在确保满足对脚约束的基础上，适当的减小磁场的强度，有助于提高患者的舒适感；

如附图9所示，由于第二磁力发生器工作时，会产生磁场并且该磁场几乎将患者的脚部大部分位置所覆盖，故，还可实现对患者脚踝部位实现磁疗的效果，磁疗可有效减轻局部的水肿、改善血液循环、促进疼痛的缓解，尤其是对踝关节部位扭伤有着较好的效果。

实施例6，在实施例5的基础上，如附图4所示，气压控制系统包括设于踏板1内的矩形腔21（矩形腔21内壁覆盖一层绝缘材质，矩形腔21设置呈长且窄的尺寸大小）且矩形腔21底部设有导电块22，矩形腔21两侧分别设有电阻板24且矩形腔21内填充有导电液23（导电液23并未将矩形腔21填满，只是填充有一部分），注：电阻板24的阻值远大于导电液23的电阻值，在远离导电块22一端的矩形腔21内设有切换系统，该切换系统可实现控制将其中一个电阻板24和导电块22、导电液23进行电连接并且组成闭合回路（该闭合回路连接有稳压电源，此时另一电阻板24未连接入上述电性回路）；

如附图4所示，第一磁力发生器、第二磁力发生器包括分别设于负压筒9内、弧形腔19内的第一电磁铁12、第二电磁铁20，第一电磁铁12、第二电磁铁20局串联于上述电性回路中（第一电磁铁12、第二电磁铁20分别具有不同的线圈匝数，在通电电流相同情况下，匝数越大，磁力越强），第一电磁铁12、第二电磁铁20的线圈匝数分别根据实际情况进行相应的设置；

如附图6中A1视图所示，当患者开始做背屈动作时（其动作过程由A1、A2、A3依次进行），切换系统启动工作，并且使得a电阻板24与上述电性回路电连接（b电阻板24未连接），此时矩形腔21内的导电液23与a电阻板24接触更多，此时a电阻板24连入电性回路中的阻值较小（a电阻板24与导电液23接触部分相当于被短路），故，此时电性回路中的电流较大，第一电磁铁12、第二电磁铁20所产生的磁场力也就较大，故加之此时脚部肌肉所迸发出的力量也处于最大状态，刚好能够实现对患者脚相对于踏板1之间的进行较好的约束、限位效果；

伴随着动作过程的持续，踏板1的角度也在实时的变化，此时矩形腔21内的磁流变液的液面位置也在不断的变化，由A1至A2时，a电阻板24与导电液23接触的长度有所缩短（此时a电阻板24连入电性回路中的阻值同样减小），由A2至A3时，a电阻板24与导电液23接触的长度进一步缩短（此时a电阻板24连入电性回路中的阻值最小），即，患者在做背屈动作的过程中，a电阻板24连入电性回路中的阻值是逐渐减小的；

当患者开始做跖屈动作时，（其动作过程由B3、B2、B1依次进行），切换系统启动工作，并且使得b电阻板24与上述电性回路电连接（a电阻板24未连接），此时矩形腔21内的导电液23与b电阻板24接触更多（如B3视图所示），此时b电阻板24连入电性回路中的阻值较小（b电阻板24与导电液23接触部分相当于被短路），故，此时电性回路中的电流较大，第一电磁铁12、第二电磁铁20所产生的磁场力也就较大，故加之此时脚部肌肉所迸发出的力量也处于最大状态，刚好能够实现对患者脚相对于踏板1之间的进行较好的约束、限位效果；

伴随着动作过程的持续，踏板1的角度也在实时的变化，此时矩形腔21内的磁流变液的液面位置也在不断的变化，由B3至B2时，b电阻板24与导电液23接触的长度有所缩短（此时b电阻板24连入电性回路中的阻值同样减小），由B2至B1时，b电阻板24与导电液23接触的长度进一步缩短（此时b电阻板24连入电性回路中的阻值最小），即，患者在做跖屈动作的过程中，b电阻板24连入电性回路中的阻值是逐渐减小的；

注：只有当相应的动作完成并且患者脚部达到设定的转动角度时，切换系统方才启动工作，并且控制相应的电阻板24与电性回路连接或者断开。

实施例7，在实施例6的基础上，本实施例提供一种切换系统的具体结构，如下：

包括转动安装于矩形腔21内且远离导电块22一端的切换杆25（由绝缘材质加工而成），切换杆25头部位置一体设有导电触头26导电触头26和相应的电阻板24接触时，则使得该电阻板24连入电性回路中，切换杆25由设于矩形腔21内的微型马达27驱动（微型马达27的工作由微控制器控制），微控制器与等速肌力测试仪8内的控制模块电性连接，当患者完成既定动作时，等速肌力测试仪8给微控制器发送信号指令并且通过微控制器控制微型马达27启动，即，带动切换杆25转动设定角度（使得导电触头26与其中一电阻板24脱离并且与另一电阻板24接触），进而完成电路连接的切换；

如附图6中B1视图所示，当踏板1转动至设定角度位置（此时患者刚完成跖屈动作并且切换杆25还与b电阻板24连接），随后微控制器控制微型马达27启动并且带动切换杆25转动设定角度，使得导电触头26与a电阻板24接触（完成电路连接的切换，如A1视图所示）；

如附图8中A3视图所示，当踏板1转动至设定角度位置（此时患者刚完成背屈动作并且切换杆25还与a电阻板24连接），随后微控制器控制微型马达27启动并且带动切换杆25转动设定角度，使得导电触头26与b电阻板24接触（完成电路连接的切换，如B3视图所示）。

实施例8，一种踝关节肌力测试方法，采用实施例1-7中任一所述的踝关节仿生肌力测试架，其特征在于，包括以下步骤：

S1：患者穿戴好测试架且随后进行肌力测试（训练），患者做跖屈动作时，密封腔、足弓气囊17受挤压并且使得顶撑气囊5进一步膨胀，以实现抑制脚相对于踏板1产生位移的趋势；

S2：患者做背屈动作时，顶撑气囊5受挤压并且使得足弓气囊17、以及设于凹槽3上的橡胶垫4膨胀，以实现抑制脚相对于踏板1产生位移的趋势。

实施例9，在实施例8的基础上，患者完成由跖屈（背屈）动作到背屈（跖屈）动作转换时，第一、第二磁力发生器磁力最大，随后过程第一、第二磁力发生器产生的磁力逐渐减小，以配合患者脚部肌肉在完成一个完整动作过程中，其肌肉所迸发出的力量逐渐减小，在确保能够满足对脚相对于踏板1实现较好定位、约束的情况下，适当减小对患者脚的约束力，以提升舒适感。

上面只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。