跟腱修复后弹力带跖屈训练的“真实张力—行程”夹

1 · 创新命题

中 面向已获治疗师许可、在家用弹力带做跖屈训练的跟腱修复后成年人，一个夹在带端的测力/行程模块记录每次重复的峰值张力、时间张力积分与回程控制，解决“同样一条带因预拉伸、抓握位置和老化而剂量不同”；相对颜色分级弹力带，把训练处方从颜色变成可校验的力学剂量。
EN A clip-on force–excursion logger for therapist-cleared post-Achilles plantarflexion, turning resistance-band colour into measured peak tension, tension–time dose and controlled return.

2 · 背景与空白

TheraBand 等弹力带以颜色区分阻力，厂家有伸长—力参考图；现实使用中初始长度、结扣、温度、疲劳与抓握位置改变实际张力。通用力量传感器和健身重复计数器存在，但本题只服务“跟腱修复后、坐姿跖屈、治疗师给定安全上限”的窄任务。空白在：在家庭速度和固定脚位下，验证低成本夹具能否重建实际力—行程，并把失控回弹与合格重复区分。项目不制定康复阶段、不提供医疗处方；所有阈值由合作治疗师为模拟方案提供或标为需核实。

3 · 可检验假设

H1 在 10–80 N 的预注册台架范围内，夹具对峰值张力的偏差 ≤ 5%，对时间张力积分偏差 ≤ 8%，并在参与者外测试中识别“回程少于目标时长”的召回率/精确率 ≥ 0.90。
H2（机制）同色弹力带由预拉伸与老化造成的实际峰值张力变异系数 ≥ 新夹具测量误差的 3 倍，证明“按颜色计剂量”的误差确实可被装置捕捉。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建管线复现 ≥ 20 个标准砝码/已校准测力计的静态与动态拉力算例，10–80 N 内峰值偏差 ≤ 5%、时序偏差 ≤ 20 ms。此条不过，后续全部结论无效。
2. ≥ 4 种颜色/厚度、每种新旧两状态，完成 ≥ 5 条伸长—力循环；记录温度与循环次数。
3. ≥ 10 名获批健康成人做模拟坐姿动作，每人 ≥ 30 次；模型按参与者划分，分类报 PR-AUC、召回、精确率，不报 accuracy。
4. 与视频测得行程同步；报告传感器滞后、弹力带滞回与夹具附加质量，不把它们藏进平均误差。
5. 致命错误是让夹具成为串联断裂点。 必须做 ≥ 3 倍目标载荷的静态保持测试并加机械安全绳；不过不得人体测试。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
弹力带	TheraBand 或具名同类产品，批号与颜色记录；厂家曲线仅用于校验/对比
测力	S 型拉力传感器 + HX711/更高采样 ADC；具体量程需核实
行程	旋转编码器/ToF 距离传感器；能力边界需实测
基准	标准砝码、经校准手持测力计、手机慢动作视频
安全	机械安全绳、护目镜、固定座；人体模拟须有监督和停止规则

能力边界：低成本 HX711 的高速模式噪声较高，不能假定可捕捉瞬态峰值；采样带宽必须在校验中证明，否则只报告准静态剂量。

6 · 赛季执行路径

第 1–2 周完成测力硬校验和过载安全测试；第 3 周复现具名弹力带参考曲线；第 4–5 周测新旧带、预拉伸与温度效应；第 6 周冻结动作指标；第 7–8 周经审批采集健康成人模拟；第 9 周做参与者外评估和误差预算；第 10 周让物理治疗师审阅用户边界；第 11–12 周完成机械图纸、原始曲线和商业工作流。

证据交付：提供每条弹力带的循环履历、过载测试照片、原始力—行程回线与个体外误差；任何传感器饱和或安全绳受力事件都保留，不能作为“坏数据”删除。第 9 周仍达不到降级阈值即 no-go，不进入付费阶段，并公开停止理由与失败数据供复核。

7 · 新颖性边界

已有工作：TheraBand 公布伸长—力关系；Activ5 等数字测力训练产品和通用拉力计已存在；康复研究使用测力计量化力量。不声称发明弹力带测力、治疗跟腱或自动决定剂量。本项目拟贡献跟腱修复后坐姿跖屈这一窄动作的实际张力—回程质量记录与老化误差数据。护城河是 G 的单动作协议 + C 的弹力带串接；硬件易复制，治疗师定义的动作质量数据较可防御。

8 · go/no-go

第 3 周末：若动态峰值误差 > 10%，具名降级为 准静态时间张力积分记录器，不再报告瞬态峰值。第 8 周末：若参与者外回程分类精确率/召回率任一 < 0.80，则降级为仅显示连续张力曲线与治疗师预设带宽，不做自动合格判定，仍保留“颜色剂量 vs 实测剂量”的主结论。