>[0030]每根上豎梁2-13沿圓周方向的兩個(gè)側(cè)面上設(shè)置一對(duì)應(yīng)變計(jì)2-2 ；
[0031]彈性體上連接段2-11與器械軸I過盈套接固定，彈性體下連接段2-17與套筒3_1過盈套接固定，球形滾子3-2通過銷軸連接于套筒3-1下端的內(nèi)側(cè)壁上；
[0032]檢測(cè)電路4通過雙絞線連接應(yīng)變計(jì)2-2，應(yīng)變計(jì)2-2的電壓信號(hào)輸出端連接檢測(cè)電路4的電壓信號(hào)輸入端。
[0033]本實(shí)施方式中所述的微創(chuàng)環(huán)境下用于觸摸診斷的三維微型力傳感器制作直徑為10_，沒有超出微創(chuàng)手術(shù)常用鞘套的內(nèi)徑，可以通過鞘套插入患者體內(nèi)。套殼對(duì)應(yīng)變計(jì)起到了很好的保護(hù)作用。本發(fā)明所用材料主要選用不銹鋼，具有很好的生物兼容性，不會(huì)對(duì)患者組織產(chǎn)生侵害。檢測(cè)電路4獨(dú)立于機(jī)械系統(tǒng)之外。
[0034]將球形滾子3-2與套筒3-1連接以后，就完成了三維微型力傳感器與碾壓裝置的集成，可以在微創(chuàng)手術(shù)環(huán)境中有效地開展連續(xù)的組織觸摸操作。球形滾子3-2具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
[0035]【具體實(shí)施方式】二:下面結(jié)合圖5和圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述檢測(cè)電路4包括惠斯通電橋4-1、調(diào)理放大電路4-2、三路模擬復(fù)用器4-3、電壓跟隨器4-4、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4-5和單片機(jī)4-6，
[0036]應(yīng)變計(jì)2-2的電壓信號(hào)輸出端連接惠斯通電橋4-1的信號(hào)輸入端，惠斯通電橋4-1的信號(hào)輸出端連接調(diào)理放大電路4-2的信號(hào)輸入端，調(diào)理放大電路4-2的信號(hào)輸出端連接三路模擬復(fù)用器4-3的信號(hào)輸入端，三路模擬復(fù)用器4-3的信號(hào)輸出端連接電壓跟隨器4-4的信號(hào)輸入端，電壓跟隨器4-4的信號(hào)輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4-5的信號(hào)輸入端；
[0037]單片機(jī)4-6的選通信號(hào)輸出端連接三路模擬復(fù)用器4-3的選通信號(hào)輸入端，單片機(jī)4-6的讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4-5的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4-5的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接單片機(jī)4-6的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端；單片機(jī)4-6通過RS232與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0038]本實(shí)施方式選用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)作為傳感器的主控芯片，選用一枚三路模擬復(fù)用器來選通調(diào)理放大電路，信號(hào)又經(jīng)過電壓跟隨器和限幅電路處理后交給采樣芯片進(jìn)行采樣處理，三路模擬復(fù)用器4-3型號(hào)為AD7503，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4_5選用AD公司的12位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換單片集成電路。檢測(cè)電路在控制過程中，由上位機(jī)PC發(fā)送采集指令給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)指令控制三路模擬復(fù)用器和A/D芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過RS232串口發(fā)送給PC端，由用戶程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析顯示。
[0039]圖6所示放大電路包括三個(gè)低噪聲雙極性運(yùn)算放大器0P07以及相應(yīng)的反饋電阻和補(bǔ)償電容，然后輸出信號(hào)經(jīng)過一個(gè)截止頻率為IkHZ的低通濾波器后輸出。
[0040]【具體實(shí)施方式】三:下面結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一或二作進(jìn)一步說明，套殼2-3由兩片半圓筒扣接而成，套殼2-3與下支撐環(huán)2-16之間具有間隙。
[0041]套殼2-3的厚度選擇為0.2mm，其頂端可通過粘接的方式與上支撐環(huán)2-12粘接，套殼2-3的底端與下支撐環(huán)2-16預(yù)留了 0.2mm間隙，為彈性體的變形和過載保護(hù)提供了足夠的空間。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微創(chuàng)環(huán)境下用于觸摸診斷的三維微型力傳感器，其特征在于，它包括器械軸(I)、微型傳感器(2)、末端滾動(dòng)裝置(3)和檢測(cè)電路(4)， 微型傳感器(2)由三腳架彈性體(2-1)、三對(duì)應(yīng)變計(jì)(2-2)和套殼(2-3)組成，末端滾動(dòng)裝置(3)由套筒(3-1)和球形滾子(3-2)組成， 三腳架彈性體(2-1)由彈性體上連接段(2-11)、上支撐環(huán)(2-12)、三根上豎梁(2-13)、三根橫梁(2-14)、三根下豎梁(2-15)、下支撐環(huán)(2-16)和彈性體下連接段(2_17)組成， 上支撐環(huán)(2-12)同軸固定于彈性體上連接段(2-11)外圓環(huán)的底端，下支撐環(huán)(2-16)同軸固定于彈性體下連接段(2-17)外圓環(huán)的頂端，三根上豎梁(2-13)沿圓周方向均勻布置在支撐環(huán)(2-12)下表面上，三根下豎梁(2-15)沿圓周方向均勻布置在下支撐環(huán)(2-16)上表面上，并且每根上豎梁(2-13)位于相鄰兩根下豎梁(2-15)中間，每一根上豎梁(2-13)的自由端沿逆時(shí)針方向與相鄰的一根下豎梁(2-15)的自由端通過一根橫梁(2-14)連接，橫梁(2-14)的方位為水平，橫梁(2-14)呈六十度的圓弧狀；套殼(2-3)呈圓筒形，扣接在上支撐環(huán)(2-12)與下支撐環(huán)(2-16)之間，使三根上豎梁(2-13)、三根橫梁(2_14)和三根下豎梁(2-15)形成的三腳架處于其空腔內(nèi)； 每根上豎梁(2-13)沿圓周方向的兩個(gè)側(cè)面上設(shè)置一對(duì)應(yīng)變計(jì)(2-2); 彈性體上連接段(2-11)與器械軸(I)過盈套接固定，彈性體下連接段(2-17)與套筒(3-1)過盈套接固定，球形滾子(3-2)通過銷軸連接于套筒(3-1)下端的內(nèi)側(cè)壁上； 檢測(cè)電路(4)通過雙絞線連接應(yīng)變計(jì)(2-2)，應(yīng)變計(jì)(2-2)的電壓信號(hào)輸出端連接檢測(cè)電路(4)的電壓信號(hào)輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微創(chuàng)環(huán)境下用于觸摸診斷的三維微型力傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)電路(4)包括惠斯通電橋(4-1)、調(diào)理放大電路(4-2)、三路模擬復(fù)用器(4-3)、電壓跟隨器(4-4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(4-5)和單片機(jī)(4-6)， 應(yīng)變計(jì)(2-2)的電壓信號(hào)輸出端連接惠斯通電橋(4-1)的信號(hào)輸入端，惠斯通電橋(4-1)的信號(hào)輸出端連接調(diào)理放大電路(4-2)的信號(hào)輸入端，調(diào)理放大電路(4-2)的信號(hào)輸出端連接三路模擬復(fù)用器(4-3)的信號(hào)輸入端，三路模擬復(fù)用器(4-3)的信號(hào)輸出端連接電壓跟隨器(4-4)的信號(hào)輸入端，電壓跟隨器(4-4)的信號(hào)輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(4-5)的信號(hào)輸入端； 單片機(jī)(4-6)的選通信號(hào)輸出端連接三路模擬復(fù)用器(4-3)的選通信號(hào)輸入端，單片機(jī)(4-6)的讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(4-5)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(4-5)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接單片機(jī)(4-6)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端；單片機(jī)(4-6)通過RS232與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微創(chuàng)環(huán)境下用于觸摸診斷的三維微型力傳感器，其特征在于，套殼(2-3)由兩片半圓筒扣接而成，套殼(2-3)與下支撐環(huán)(2-16)之間具有間隙。
【專利摘要】微創(chuàng)環(huán)境下用于觸摸診斷的三維微型力傳感器，屬于微型力傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)微創(chuàng)手術(shù)中，無法準(zhǔn)確鑒別手術(shù)部位組織屬性，影響手術(shù)的執(zhí)行力的問題。它包括器械軸、微型傳感器、末端滾動(dòng)裝置和檢測(cè)電路，微型傳感器由三腳架彈性體、三對(duì)應(yīng)變計(jì)和套殼組成，末端滾動(dòng)裝置由套筒和球形滾子組成，三腳架彈性體上設(shè)計(jì)了3組正交梁，每組正交梁由1根橫梁和2根豎梁組成，每組梁之間的間隔為120度，每根上豎梁沿圓周方向的兩個(gè)側(cè)面上設(shè)置一對(duì)應(yīng)變計(jì)；彈性體上連接段與器械軸過盈套接固定，彈性體下連接段與套筒過盈套接固定，球形滾子通過銷軸連接于套筒下端的內(nèi)側(cè)壁上；檢測(cè)電路通過雙絞線連接應(yīng)變計(jì)。本發(fā)明用于三維微型力檢測(cè)。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN104932382
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510354485
【發(fā)明人】付宜利, 李坤, 潘博, 張福海, 詹軍成, 王樹國
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日