一種生物體骨骼接觸式測距裝置制造方法
【專利摘要】一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其特征在于，包括固定觸頭（2）和可在滑軌上移動的測試觸頭（13），測試觸頭（13）直接或者通過連接裝置在絲杠的驅動下在滑軌上移動，絲杠和滑軌裝配在固定架（7）的上，絲杠的一端通過電磁離合器（9）和驅動裝置的驅動軸軸向連接，測試觸頭（13）直接或通過連接裝置和測距裝置相連。本發(fā)明通過監(jiān)測、控制電磁離合器的電流值，使得測試觸頭與皮膚接觸壓力可控，達到皮膚壓縮量恒定，實現(xiàn)了不同測量人次結果的可比性。并且可保證根骨部位不受過大壓力。
【專利說明】一種生物體骨骼接觸式測距裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種長度測量裝置，尤其是應用于人體跟骨厚度測量領域。
技術背景
[0002]目前，常用的長度測量裝置，例如游標卡尺，螺旋測微器等，將常用的長度測量工具用于生物組織領域的測量時，測距儀器是由操作人員根據(jù)感覺交互調節(jié)測試觸頭，然后進行人工讀數(shù)，例如透過人體皮膚測量骨骼厚度，這種測量方式具有如下的缺點:
[0003](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)，使每次的測量結果難以達到較高的一致性。
[0004](2)由于操作人員讀數(shù)習慣的差別，無法保證不同人員多次測量的一致性。
[0005](3)由于柔軟物體能承受的最大壓力不同，使得這種測量儀器無法滿足需要在相同壓力條件下進行軟組織精確測量的要求。
[0006](4)如用于人體體表等易損傷部位，容易壓力過大引起傷害事故。
[0007](5)測距完成后，難以保持測量觸頭的位置固定，以便進行下一步其它生物物理量的測試。
[0008]鑒于上述原因，必須要設計一種能夠實現(xiàn)高精度的高可靠性的自動測距裝置，且測試觸頭和人體體表接觸的壓力必須可控，不會對人體體表產生壓力過大的傷害。測距完成后，保持測量觸頭位置不變，以便進行下一步其它生物物理量的測試。`
【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明針對以上不足，設計一種能夠實現(xiàn)高精度的高可靠性的人體跟骨接觸式自動測距裝置，該裝置測試觸頭和人體體表接觸的壓力必須根據(jù)需要可調節(jié)，不會對人體體表產生壓力過大的傷害。對同一腳跟重復測量的精度要高，對不同個體腳跟測量時的壓力相同，以便獲得的測量數(shù)據(jù)是在相同的測試條件下獲得，并且可以對不同個體的測量數(shù)據(jù)進行比較。測距完成后，保持測量觸頭位置不變，以便進行下一步其它生物物理量的測試。
[0010]本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案如下:
[0011]一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其中，包括固定觸頭和可在滑軌上移動的測試觸頭，測試觸頭直接或者通過連接裝置在絲杠的驅動下在滑軌上移動，絲杠和滑軌裝配在固定架的上，絲杠的一端通過電磁離合器和驅動裝置的驅動軸軸向連接，測試觸頭直接或通過連接裝置和測距裝置相連。
[0012]本發(fā)明一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其中，絲杠為梯形絲杠。
[0013]本發(fā)明一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其中，驅動裝置為機械手柄或電動驅動
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[0014]本發(fā)明一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其中，與測試觸頭連接的連接裝置為連接支架和測試觸頭臂，測試觸頭固定在測試觸頭臂的一端，測試觸頭臂的另一端和連接支架的頂端相連，連接支架設有絲杠螺母，絲杠螺母和梯形絲杠相互咬合，連接支架的中部設有滑塊，梯形絲杠驅動絲杠螺母帶動滑塊、測試觸頭、連接支架和測試觸頭臂可以在直線導軌組件上滑動，連接支架的尾端連接有的測距裝置相連。
[0015]本發(fā)明一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其中，的測距裝置為光柵尺。
[0016]本發(fā)明一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其中，的光柵尺包括標尺光柵、指示光柵，標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。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點為:
[0018]本發(fā)明提供了測量生物體骨骼的裝夾方法，主要用于人體根骨厚度測量。本發(fā)明通過監(jiān)測、控制電磁離合器的電流值，使得測試觸頭與皮膚接觸壓力可控，達到皮膚壓縮量恒定，實現(xiàn)了不同測量人次結果的可比性。并且可保證根骨部位不受過大壓力。
[0019]測量精度比常用的游標卡尺、螺旋測微儀大幅提高，一般可達I μ m,絲杠的一端通過電磁離合器和驅動裝置的驅動軸軸向連接，本發(fā)明可以通過調節(jié)、限定電磁離合器的電流值，實現(xiàn)保護人體測量部位不受到過大的壓力的同時還可以實現(xiàn)不同時間檢測的數(shù)據(jù)的可比性。如果有更高精度要求，可以通過選擇更高精度的光柵尺來滿足。
[0020]比較常規(guī)測量器具，如游標卡尺、螺旋測微儀等，本發(fā)明實現(xiàn)了與人體根骨兩側緊密接觸的裝夾功能。
[0021]能夠進行自動測量、實時顯示；避免了操作者的讀數(shù)誤差，同一被測者重復測量一致性高，不同被測者跟骨測試條件一致，觸頭對跟骨的接觸壓力相同，便于對不同個體的測量結果進行分析比較。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明 結構示意圖
[0023]圖2為本發(fā)明測距系統(tǒng)控制框圖
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其中，包括固定觸頭2和可在滑軌上移動的測試觸頭13，測試觸頭13通過連接裝置在絲杠的驅動下在滑軌上移動，梯形絲杠3和滑軌裝配在固定架7的上，梯形絲杠3的一端通過電磁離合器9和機械手柄8的驅動軸軸向連接，測試觸頭13通過連接裝置和測距裝置相連；與測試觸頭13連接的連接裝置為連接支架10和測試觸頭臂12，測試觸頭13固定在測試觸頭臂12的一端，測試觸頭臂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的中部設有滑塊，梯形絲杠3驅動絲杠螺母11帶動滑塊、測試觸頭13、連接支架10和測試觸頭臂12可以在直線導軌組件4上滑動，連接支架10的尾端連接有的測距裝置相連；其中，的測距裝置為光柵尺，光柵尺包括標尺光柵5、指示光柵6，標尺光柵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。
[0026]本發(fā)明的工作原理，機械手柄8、電磁離合器9、梯形絲杠3及螺母11和連接支架10按順序連接傳遞運動，帶動光柵尺和測試觸頭13做直線移動，光柵尺通過移動過程中的脈沖信號實現(xiàn)對移動距離的自動計數(shù)測距，如圖2所示光柵尺發(fā)出的脈沖數(shù)值即光柵尺信號發(fā)送給控制單元中的微處理器，微處理器將光柵尺的移動距離與經標定的測試觸頭13和固定觸頭2之間的距離進行對比計算，得出當前測試觸頭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)字顯示模塊實時顯示；利用電流傳感器監(jiān)測采集電壓電流調節(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轉換器，AD轉換器將轉換后的數(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系將電流數(shù)值信號換算為測試觸頭與人體腳跟骨之間的壓力數(shù)值信號。
[0027]使用時，被測試人員取坐姿，確保被測試人員的腳跟緊貼固定觸頭，操作人員首先對測試觸頭和固定觸頭之間的距離進行標定，之后通過手動或者電動的方式驅動機械手柄轉動，帶動相關部件移動；當測試觸頭接觸到腳跟骨并達到電流限定值時，此時數(shù)字顯示模塊顯示的數(shù)值即為人體腳跟骨的骨寬度；如果再加大驅動力，因離合器電流已經限定，則出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。不會進一步對根骨加大壓力。
[0028]實施例中直線導軌的長度為IlOmm~120mm。
[0029]控制單元主要由微處理器、可調電流驅動器、電流傳感器、AD轉換器、數(shù)字顯示模塊組成，微處理器接收來自光柵尺的測距脈沖信號即光柵尺信號和來自電流傳感器的電流數(shù)值信號，經過分析計算之后得到腳跟骨測距的測試觸頭與固定觸頭之間的距離數(shù)值信號，以及測試觸頭和腳跟骨之間的壓力數(shù)值信號；微處理器將自動測距的距離數(shù)值信號傳送至數(shù)字顯示模塊進行實時顯示。
[0030]可調電流驅動器主要由運算放大器和晶體管電路組成，實現(xiàn)了電流的閉環(huán)調節(jié)，能夠將電流控制在O~3A范圍內。
[0031]電流傳感器選用精度較高的霍爾電流傳感器，該傳感器內部采用閉環(huán)隔離設計，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轉換器。
[0032]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尺光柵在直線移動過程中的位移，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)碼管來顯示光柵尺測量出的位移信號，顯示范圍為O~99999 μ m。
[0033]以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權利要求，在不違背本發(fā)明的精神的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。
【權利要求】
1.一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其特征在于，包括固定觸頭(2)和可在滑軌上移動的測試觸頭(13)，測試觸頭(13)直接或者通過連接裝置在絲杠的驅動下在滑軌上移動，絲杠和滑軌裝配在固定架(7)的上，絲杠的一端通過電磁離合器(9)和驅動裝置的驅動軸軸向連接，測試觸頭(13)直接或通過連接裝置和測距裝置相連。
2.按照權利要求1所述一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其特征在于，所述絲杠為梯形絲杠(3)。
3.按照權利要求2所述一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其特征在于，所述驅動裝置為機械手柄(8 )或電動驅動裝置。
4.按照權利要求3所述一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其特征在于，所述與測試觸頭(13)連接的連接裝置為連接支架(10)和測試觸頭臂(12)，測試觸頭(13)固定在測試觸頭臂(12)的一端，測試觸頭臂(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)的中部設有滑塊，梯形絲杠(3)驅動絲杠螺母(11)帶動滑塊、動測試觸頭(13)、連接支架(10)和測試觸頭臂(12)在直線導軌組件(4)上滑動，連接支架(10)的尾端連接有所述的測距裝置。
5.按照權利要求4所述一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其特征在于，所述的測距裝置為光柵尺。
6.按照權利要求5所述一種生物體骨骼接觸式測距裝置，其特征在于，所述的光柵尺包括標尺光柵(5)、指示光柵(6)，標尺光柵(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】A61B5/107GK103598887SQ201310631840
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權日:2013年11月30日
【發(fā)明者】程瑋, 徐文, 高祥, 葛友華, 崔治 申請人:北京華健恒創(chuàng)技術有限公司, 程瑋