一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置制造方法
【專利摘要】一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其特征在于，包括固定觸頭（2）和可在滑軌上移動(dòng)的測(cè)試觸頭（13），測(cè)試觸頭（13）直接或者通過(guò)連接裝置在絲杠的驅(qū)動(dòng)下在滑軌上移動(dòng)，絲杠和滑軌裝配在固定架（7）的上，絲杠的一端通過(guò)電磁離合器（9）和驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸軸向連接，測(cè)試觸頭（13）直接或通過(guò)連接裝置和測(cè)距裝置相連。本實(shí)用新型通過(guò)監(jiān)測(cè)、控制電磁離合器的電流值，使得測(cè)試觸頭與皮膚接觸壓力可控，達(dá)到皮膚壓縮量恒定，實(shí)現(xiàn)了不同測(cè)量人次結(jié)果的可比性。并且可保證根骨部位不受過(guò)大壓力。
【專利說(shuō)明】一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種長(zhǎng)度測(cè)量裝置，尤其是應(yīng)用于人體跟骨厚度測(cè)量領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]目前，常用的長(zhǎng)度測(cè)量裝置，例如游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器等，將常用的長(zhǎng)度測(cè)量工具用于生物組織領(lǐng)域的測(cè)量時(shí)，測(cè)距儀器是由操作人員根據(jù)感覺(jué)交互調(diào)節(jié)測(cè)試觸頭，然后進(jìn)行人工讀數(shù)，例如透過(guò)人體皮膚測(cè)量骨骼厚度，這種測(cè)量方式具有如下的缺點(diǎn):
[0004](I)由于柔軟物體在不同壓力下軟組織被壓縮量也不一樣(由物體的剛度決定)，使每次的測(cè)量結(jié)果難以達(dá)到較高的一致性。
[0005](2)由于操作人員讀數(shù)習(xí)慣的差別，無(wú)法保證不同人員多次測(cè)量的一致性。
[0006](3)由于柔軟物體能承受的最大壓力不同，使得這種測(cè)量?jī)x器無(wú)法滿足需要在相同壓力條件下進(jìn)行軟組織精確測(cè)量的要求。
[0007](4)如用于人體體表等易損傷部位，容易壓力過(guò)大引起傷害事故。
[0008](5)測(cè)距完成后，難以保持測(cè)量觸頭的位置固定，以便進(jìn)行下一步其它生物物理量的測(cè)試。
[0009]鑒于上述原因，必須要設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的高可靠性的自動(dòng)測(cè)距裝置，且測(cè)試觸頭和人體體表接觸的壓力必須可控，不會(huì)對(duì)人體體表產(chǎn)生壓力過(guò)大的傷害。測(cè)距完成后，保持測(cè)量觸頭位置不變，以便進(jìn)行下一步其它生物物理量的測(cè)試。
[0010]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實(shí)用新型針對(duì)以上不足，設(shè)計(jì)一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的高可靠性的人體跟骨接觸式自動(dòng)測(cè)距裝置，該裝置測(cè)試觸頭和人體體表接觸的壓力必須根據(jù)需要可調(diào)節(jié)，不會(huì)對(duì)人體體表產(chǎn)生壓力過(guò)大的傷害。對(duì)同一腳跟重復(fù)測(cè)量的精度要高，對(duì)不同個(gè)體腳跟測(cè)量時(shí)的壓力相同，以便獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)是在相同的測(cè)試條件下獲得，并且可以對(duì)不同個(gè)體的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。測(cè)距完成后，保持測(cè)量觸頭位置不變，以便進(jìn)行下一步其它生物物理量的測(cè)試。
[0012]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案如下:
[0013]一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其中，包括固定觸頭和可在滑軌上移動(dòng)的測(cè)試觸頭，測(cè)試觸頭直接或者通過(guò)連接裝置在絲杠的驅(qū)動(dòng)下在滑軌上移動(dòng)，絲杠和滑軌裝配在固定架上，絲杠的一端通過(guò)電磁離合器和驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸軸向連接，測(cè)試觸頭直接或通過(guò)連接裝置和測(cè)距裝置相連。
[0014]本實(shí)用新型一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其中，絲杠為梯形絲杠。
[0015]本實(shí)用新型一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其中，驅(qū)動(dòng)裝置為機(jī)械手柄或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0016]本實(shí)用新型一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其中，與測(cè)試觸頭連接的連接裝置為連接支架和測(cè)試觸頭臂，測(cè)試觸頭固定在測(cè)試觸頭臂的一端，測(cè)試觸頭臂的另一端和連接支架的頂端相連，連接支架設(shè)有絲杠螺母，絲杠螺母和梯形絲杠相互咬合，連接支架的中部設(shè)有滑塊，梯形絲杠驅(qū)動(dòng)絲杠螺母帶動(dòng)滑塊、測(cè)試觸頭、連接支架和測(cè)試觸頭臂可以在直線導(dǎo)軌組件上滑動(dòng)，連接支架的尾端連接有的測(cè)距裝置相連。
[0017]本實(shí)用新型一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其中的測(cè)距裝置為光柵尺。
[0018]本實(shí)用新型一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其中的光柵尺包括標(biāo)尺光柵、指示光柵，標(biāo)尺光柵和連接支架的底端相連接，指示光柵和控制單元相連。
[0019]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:
[0020]本實(shí)用新型提供了測(cè)量生物體骨骼的裝夾方法，主要用于人體根骨厚度測(cè)量。本實(shí)用新型通過(guò)監(jiān)測(cè)、控制電磁離合器的電流值，使得測(cè)試觸頭與皮膚接觸壓力可控，達(dá)到皮膚壓縮量恒定，實(shí)現(xiàn)了不同測(cè)量人次結(jié)果的可比性。并且可保證根骨部位不受過(guò)大壓力。
[0021]測(cè)量精度比常用的游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微儀大幅提高，一般可達(dá)I μ m,絲杠的一端通過(guò)電磁離合器和驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸軸向連接，本實(shí)用新型可以通過(guò)調(diào)節(jié)、限定電磁離合器的電流值，實(shí)現(xiàn)保護(hù)人體測(cè)量部位不受到過(guò)大的壓力的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間檢測(cè)的數(shù)據(jù)的可比性。如果有更高精度要求，可以通過(guò)選擇更高精度的光柵尺來(lái)滿足。
[0022]比較常規(guī)測(cè)量器具，如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微儀等，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了與人體根骨兩側(cè)緊密接觸的裝夾功能。
[0023]能夠進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量、實(shí)時(shí)顯示；避免了操作者的讀數(shù)誤差，同一被測(cè)者重復(fù)測(cè)量一致性高，不同被測(cè)者跟骨測(cè)試條件一致，觸頭對(duì)跟骨的接觸壓力相同，便于對(duì)不同個(gè)體的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析比較。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖2為本實(shí)用新型測(cè)距系統(tǒng)控制框圖
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例1
[0027]—種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其中，包括固定觸頭2和可在滑軌上移動(dòng)的測(cè)試觸頭13，測(cè)試觸頭13通過(guò)連接裝置在絲杠的驅(qū)動(dòng)下在滑軌上移動(dòng)，梯形絲杠3和滑軌裝配在固定架7的上，梯形絲杠3的一端通過(guò)電磁離合器9和機(jī)械手柄8的驅(qū)動(dòng)軸軸向連接，測(cè)試觸頭13通過(guò)連接裝置和測(cè)距裝置相連；與測(cè)試觸頭13連接的連接裝置為連接支架10和測(cè)試觸頭臂12，測(cè)試觸頭13固定在測(cè)試觸頭臂12的一端，測(cè)試觸頭臂12的另一端和連接支架10的頂端相連，連接支架10設(shè)有絲杠螺母11，絲杠螺母11和梯形絲杠3相互咬合，連接支架10的中部設(shè)有滑塊，梯形絲杠3驅(qū)動(dòng)絲杠螺母11帶動(dòng)滑塊、測(cè)試觸頭13、連接支架10和測(cè)試觸頭臂12可以在直線導(dǎo)軌組件4上滑動(dòng)，連接支架10的尾端連接有的測(cè)距裝置相連；其中，的測(cè)距裝置為光柵尺，光柵尺包括標(biāo)尺光柵5、指示光柵6，標(biāo)尺光柵5和連接支架10的底端相連接，指示光柵6和控制單元相連。
[0028]本實(shí)用新型的工作原理，機(jī)械手柄8、電磁離合器9、梯形絲杠3及螺母11和連接支架10按順序連接傳遞運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)光柵尺和測(cè)試觸頭13做直線移動(dòng)，光柵尺通過(guò)移動(dòng)過(guò)程中的脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)距離的自動(dòng)計(jì)數(shù)測(cè)距，如圖2所示光柵尺發(fā)出的脈沖數(shù)值即:光柵尺信號(hào)發(fā)送給控制單元中的微處理器，微處理器將光柵尺的移動(dòng)距離與經(jīng)標(biāo)定的測(cè)試觸頭13和固定觸頭2之間的距離進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，得出當(dāng)前測(cè)試觸頭13與固定觸頭2之間的距離，并發(fā)送至控制單元中的數(shù)字顯示模塊實(shí)時(shí)顯示；利用電流傳感器監(jiān)測(cè)采集電壓電流調(diào)節(jié)裝置供給電磁離合器9的電流大小，將電流數(shù)值發(fā)送給控制單元中的AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳送至微處理器，微處理器根據(jù)電流與壓力之間的關(guān)系將電流數(shù)值信號(hào)換算為測(cè)試觸頭與人體腳跟骨之間的壓力數(shù)值信號(hào)。
[0029]使用時(shí)，被測(cè)試人員取坐姿，確保被測(cè)試人員的腳跟緊貼固定觸頭，操作人員首先對(duì)測(cè)試觸頭和固定觸頭之間的距離進(jìn)行標(biāo)定，之后通過(guò)手動(dòng)或者電動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)機(jī)械手柄轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)相關(guān)部件移動(dòng)；當(dāng)測(cè)試觸頭接觸到腳跟骨并達(dá)到電流限定值時(shí)，此時(shí)數(shù)字顯示模塊顯示的數(shù)值即為人體腳跟骨的骨寬度；如果再加大驅(qū)動(dòng)力，因離合器電流已經(jīng)限定，則出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。不會(huì)進(jìn)一步對(duì)根骨加大壓力。
[0030]實(shí)施例中直線導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為IlOmm?120mm。
[0031]控制單元主要由微處理器、可調(diào)電流驅(qū)動(dòng)器、電流傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示模塊組成，微處理器接收來(lái)自光柵尺的測(cè)距脈沖信號(hào)即光柵尺信號(hào)和來(lái)自電流傳感器的電流數(shù)值信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算之后得到腳跟骨測(cè)距的測(cè)試觸頭與固定觸頭之間的距離數(shù)值信號(hào)，以及測(cè)試觸頭和腳跟骨之間的壓力數(shù)值信號(hào)；微處理器將自動(dòng)測(cè)距的距離數(shù)值信號(hào)傳送至數(shù)字顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0032]可調(diào)電流驅(qū)動(dòng)器主要由運(yùn)算放大器和晶體管電路組成，實(shí)現(xiàn)了電流的閉環(huán)調(diào)節(jié)，能夠?qū)㈦娏骺刂圃贠?3A范圍內(nèi)。
[0033]電流傳感器選用精度較高的霍爾電流傳感器，該傳感器內(nèi)部采用閉環(huán)隔離設(shè)計(jì)，能夠有效的濾除電路回路中的高頻尖峰電壓脈沖和低頻紋波電流的干擾，以穩(wěn)定的電流值輸出傳送至控制單元中的AD轉(zhuǎn)換器。
[0034]數(shù)字顯示模塊是采用共陰極連接方法的七段數(shù)碼管，用于顯示光柵尺的標(biāo)尺光柵在直線移動(dòng)過(guò)程中的位移，由于該裝置的光柵尺精度較高，能夠精確到I μ m,因此選用5位七段數(shù)碼管來(lái)顯示光柵尺測(cè)量出的位移信號(hào)，顯示范圍為O?99999 μ m。
[0035]以上描述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，不是對(duì)實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在不違背本實(shí)用新型的精神的情況下，本實(shí)用新型可以作任何形式的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其特征在于，包括固定觸頭(2)和可在滑軌上移動(dòng)的測(cè)試觸頭(13)，測(cè)試觸頭(13)直接或者通過(guò)連接裝置在絲杠的驅(qū)動(dòng)下在滑軌上移動(dòng)，絲杠和滑軌裝配在固定架(7)上，絲杠的一端通過(guò)電磁離合器(9)和驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸軸向連接，測(cè)試觸頭(13)直接或通過(guò)連接裝置和測(cè)距裝置相連。
2.按照權(quán)利要求1所述一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其特征在于，所述絲杠為梯形絲杠(3)。
3.按照權(quán)利要求2所述一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為機(jī)械手柄(8)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
4.按照權(quán)利要求3所述一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其特征在于，所述與測(cè)試觸頭(13)連接的連接裝置為連接支架(10)和測(cè)試觸頭臂(12)，測(cè)試觸頭(13)固定在測(cè)試觸頭臂(12)的一端，測(cè)試觸頭臂(12)的另一端和連接支架(10)的頂端相連，連接支架(10)設(shè)有絲杠螺母(11)，絲杠螺母(11)和梯形絲杠(3)相互咬合，連接支架(10)的中部設(shè)有滑塊，梯形絲杠(3)驅(qū)動(dòng)絲杠螺母(11)帶動(dòng)滑塊、動(dòng)測(cè)試觸頭(13)、連接支架(10)和測(cè)試觸頭臂(12)在直線導(dǎo)軌組件(14)上滑動(dòng)，連接支架(10)的尾端連接有所述的測(cè)距裝置。
5.按照權(quán)利要求4所述一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其特征在于，所述的測(cè)距裝置為光柵尺。
6.按照權(quán)利要求5所述一種生物體骨骼接觸式測(cè)距裝置，其特征在于，所述的光柵尺包括標(biāo)尺光柵(5)、指示光柵(6)，標(biāo)尺光柵(5)和連接支架(10)的底端相連接，指示光柵(6)和控制單元相連。
【文檔編號(hào)】A61B5/107GK203677091SQ201320775313
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】程瑋, 徐文, 高祥, 葛友華, 崔治 申請(qǐng)人:北京華健恒創(chuàng)技術(shù)有限公司, 程瑋