一种肘关节力矩测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种肘关节力矩测量装置，包括小臂连接板、垂直拉动部件、动作执行部件、肘部支撑部件、三维姿态调节部件、底座。所述小臂连接板与所述垂直拉动部件铰接相连，所述垂直拉动部件与所述动作执行部件滑动相连，所述动作执行部件与所述肘部支撑部件铰接相连，所述三维姿态调节部件分别与所述底座和所述肘部支撑部件固定连接。本发明专利技术能够便捷测量肘关节力矩，具有自适应肘关节旋转中心的特点，测量过程舒适、安全、方便，且满足不同臂长用户的测量需要。需要。需要。

【技术实现步骤摘要】
一种肘关节力矩测量装置


[0001]本专利技术涉及智能化医疗康复装置
，具体涉及一种肘关节力矩测量装置。

技术介绍

[0002]肘关节运动功能障碍是中风、帕金森患者的典型症状，主要表现为肌肉张力异常，为了客观量化肘关节的运动功能，需要对其的力矩进行评估。目前在临床环境中，多依靠手动牵伸肢体感知关节运动产生的力矩，并依靠一些医学量表进行打分，比如改良的Ashworth量表（MAS）、Fugl
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Meyer量表等，但是这些方式往往是主观的，过分依赖医师的经验水平，医师之间和医师内部的信度也不一致，结果往往并不准确。
[0003]客观定量评估就需要使用机械化评估器械，传统的评估器械是具有扭矩测量功能的单自由度旋转运动的机械化器械，使用时需要将肘关节与器械旋转中心手动对准。但是人体肘关节在解剖学上可以近似看成具有一个旋转自由度的铰链结构，为了使传统的评估器械正常工作，需要将评估器械的旋转轴与人体肘关节的旋转轴紧密对齐，这样才能减少因评估过程中器械与肢体之间的错位、牵扯导致的扭矩测量精度、安全性降低的风险，但是即使耗费大量时间，对齐结果也并不理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种肘关节力矩测量装置，以解决现有肘关节力矩评估器械测量时肘关节旋转中心与设备旋转中心对齐困难，以及测量前的准备时间长，设备佩戴舒适性差、肌力测量准确性低、测量过程安全性低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种肘关节力矩测量装置，包括小臂连接板、垂直拉动部件、动作执行部件、肘部支撑部件、三维姿态调节部件、底座，所述小臂连接板与所述垂直拉动部件铰接相连，所述垂直拉动部件与所述动作执行部件滑动相连，所述动作执行部件与所述肘部支撑部件铰接相连，所述三维姿态调节部件分别与所述底座和所述肘部支撑部件固定连接；所述垂直拉动部件包括与小臂连接板铰接相连的第一连接板、与小臂连接板铰接轴同轴安装的第一编码器、两端分别与第一连接板及第二连接板固定连接的力传感器、与第二连接板铰接连接的滑块连接板、与所述滑块连接板固定连接的滑块、与滑块连接板铰接轴同轴安装的第二编码器；所述动作执行部件包括固定连接在摇杆上并与所述滑块滑动配合连接的导轨、与摇杆固定连接的小带轮支撑轴，与小带轮支撑轴同轴配合的小带轮、与摇杆固定连接的大带轮、与摇杆同轴配合的第一惰轮及第二惰轮、与所述小带轮及所述第一惰轮传动连接的传送带；所述肘部支撑部件包括第一支撑板和第二支撑板、与所述第一支撑板和所述第二支撑板固定连接的定位板、与所述第一支撑板和所述第二支撑板固定连接的支撑箱体、与所述支撑箱体固定连接的肘部支撑板、与所述第一支撑板固定连接的第一驱动电机、与所
述第二支撑板固定连接的第二驱动电机、与所述第一驱动电机固定连接的第一驱动轮、与所述第二驱动电机固定连接的第二驱动轮、与所述第一驱动轮及所述大带轮传动连接的第一传动带、与所述第二驱动轮及所述第一惰轮传动连接的第二传动带；所述三维姿态调节部件包括一级固定板、与所述一级固定板固定连接的一级转轴、与所述一级转轴同轴配合的一级活动套、与所述一级活动套同轴配合的一级卡箍、与所述一级活动套固定连接的二级固定板、与所述二级固定板固定连接的二级转轴、与所述二级转轴同轴配合的二级活动套、与所述二级活动套同轴配合的二级卡箍、与所述二级活动套固定连接的旋转固定轴、与所述旋转固定轴同轴配合的旋转固定套、与所述旋转固定套同轴配合的旋转卡箍。
[0006]进一步的，所述小臂连接板上固定连接有柔性绑带。
[0007]进一步的，所述滑块与所述传送带固定连接，所述滑块连接板与所述滑块固定连接，所述第一惰轮与所述第二惰轮固定连接。
[0008]进一步的，所述第一支撑板和所述第二支撑板与所述摇杆同轴铰接连接。
[0009]进一步的，所述一级固定板与所述定位板固定连接。
[0010]进一步的，所述旋转固定轴固定连接在底盘上。
[0011]进一步的，所述滑块可在所述滑轨上自由滑动。
[0012]进一步的，所述第一编码器用于测量所述小臂连接板与所述第一连接板的角度，所述第二编码器用于测量所述第二连接板与所述滑块连接板的角度，所述第一驱动电机用于测量所述滑块在所述摇杆上的位移，所述第二驱动电机用于测量所述摇杆的旋转角度。
[0013]进一步的，所述垂直拉动部件能够通过第一驱动电机的实时闭环控制，保持与所述小臂连接板的垂直。
[0014]本专利技术具有以下有益效果：1. 本专利技术通过获取第一编码器、第二编码器、第一驱动电机、第二驱动电机的角度数值，能计算得到肘关节旋转中心及其与牵拉点的距离值，结合力传感器测得的拉力数值，进一步可计算得到肘关节力矩。本专利技术特殊的结构保证了肘关节旋转中心与牵拉点距离的自适应测量，并不依赖于肘关节与设备的限定位置要求，从而避免了传统评估器械测量时肘关节旋转中心与设备旋转中心对齐的严苛要求。
[0015]2. 本专利技术能够便捷测量肘关节力矩，具有自适应肘关节旋转中心的特点，测量过程舒适、安全、方便，且满足不同臂长用户的测量需要。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的另一结构示意图；图3为本专利技术的工作状态示意图。
[0017]其中：第一驱动电机1，第一支撑板2，传送带3，滑轨4，摇杆5，滑块连接板6，滑块7，小带轮8，小带轮支撑轴9，第二编码器10，第二连接板11，力传感器12，第一连接板13，小臂连接板14，柔性绑带15，第一编码器16，肘部支撑板17，支撑箱体18，底盘19；旋转固定轴21，二级固定板22，二级转轴23，一级活动套24，定位板25，第二驱动电机26，第一传动带27，第二支撑板28，支撑轴29，大带轮30，第一惰轮31，第二惰轮32，第二传
动带33，第一驱动轮34，第二驱动轮35，一级固定板36，一级转轴37，一级卡箍38，二级活动套39，二级卡箍40，旋转卡箍41，旋转固定套42。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
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2，本专利技术实施例中的一种肘关节力矩测量装置，包括小臂连接板、垂直拉动部件、动作执行部件、肘部支撑部件、三维姿态调节部件、底座。
[0020]具体地说，所述垂直拉动部件包括与小臂连接板14铰接相连的第一连接板13、与小臂连接板14铰接轴同轴安装的第一编码器16、两端分别与第一连接板13及第二连接板11固定连接的力传感器12、与第二连接板11铰接连接的滑块连接板6、与所述滑块连接板6固定连接的滑块7、与滑块连接板6的铰接轴同轴安装的第二编码器10；进一步的，所述动作执行部件包括固定连接在摇杆5上并与所述滑块7滑动配合连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肘关节力矩测量装置，包括小臂连接板、垂直拉动部件、动作执行部件、肘部支撑部件、三维姿态调节部件、底座，其特征在于：所述小臂连接板与所述垂直拉动部件铰接相连，所述垂直拉动部件与所述动作执行部件滑动相连，所述动作执行部件与所述肘部支撑部件铰接相连，所述三维姿态调节部件分别与所述底座和所述肘部支撑部件固定连接；所述垂直拉动部件包括与小臂连接板铰接相连的第一连接板、与小臂连接板铰接轴同轴安装的第一编码器、两端分别与第一连接板及第二连接板固定连接的力传感器、与第二连接板铰接连接的滑块连接板、与所述滑块连接板固定连接的滑块、与滑块连接板铰接轴同轴安装的第二编码器；所述动作执行部件包括固定连接在摇杆上并与所述滑块滑动配合连接的导轨、与摇杆固定连接的小带轮支撑轴，与小带轮支撑轴同轴配合的小带轮、与摇杆固定连接的大带轮、与摇杆同轴配合的第一惰轮及第二惰轮、与所述小带轮及所述第一惰轮传动连接的传送带；所述肘部支撑部件包括第一支撑板和第二支撑板、与所述第一支撑板和所述第二支撑板固定连接的定位板、与所述第一支撑板和所述第二支撑板固定连接的支撑箱体、与所述支撑箱体固定连接的肘部支撑板、与所述第一支撑板固定连接的第一驱动电机、与所述第二支撑板固定连接的第二驱动电机、与所述第一驱动电机固定连接的第一驱动轮、与所述第二驱动电机固定连接的第二驱动轮、与所述第一驱动轮及所述大带轮传动连接的第一传动带、与所述第二驱动轮及所述第一惰轮传动连接的第二传动带；所述三维姿态调节部件包括一级固定板、与所述一级固定板固定连接的一级转轴、与所述一级转轴同轴配合的一级活动套、与所述一级活动套同...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，孙少明，陈竟成，彭伟，占礼葵，王君洪，周旭，孙怡宁，王俊，王红，孙根基，李明鹤，
申请(专利权)人：中科合肥技术创新工程院，
类型：发明
国别省市：