[发明专利]基于多方向扰动力矩的精确抓握功能定量评估装置及方法

权利要求书

1.一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估装置，其特征是：包括底座， 所述底座上的质心位置上垂直设置有一支架，所述支架上设置有沿其对称分布的传感器， 所述传感器外侧设置有用于向传感器施加力的抓捏接触片，所述支架上端设置有水平位置 矫正器和空中姿态记录仪；

所述底座的中心与端部均设置有固定机构，将重物固定在固定机构上，产生围绕冠状 轴和矢状轴的正反方向作用且幅度随时间周期性变化的扰动力矩，采集分析装置的在三维 空间中运动过程中的空中姿态、距离坐标原点的距离和角度信息，计算得到三维空间力、力 矩和压力中心点向量的近似熵值与互近似熵指数，感知被测试者的手部运动控制能力。

2.如权利要求1所述的一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估装置， 其特征是：所述支架沿其轴线对称设置有两个空心金属框，所述空心金属框中各设置有传 感器，所述传感器的外侧与空心金属框的内边沿紧密连接，所述空心金属框的外侧覆盖有 抓捏接触片。

3.如权利要求1所述的一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估装置， 其特征是：所述底座为十字型，其中心位置和四个端部的底部各设置有一个固定机构，且端 部设置的固定机构与中心位置的距离相等。

4.如权利要求1所述的一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估装置， 其特征是：所述传感器为六维力/力矩传感器。

5.如权利要求1所述的一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估装置， 其特征是：所述底座的端部设置有滑轮座，且滑轮座包括两个，分别设置位于同一轴向方向 的底座两侧。

6.一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估方法，其特征是：包括以下 步骤：

(1)判断是否为首次测试，如果是则在底座中心上固定重物，测试无偏转力矩状态的信 号，否则进入步骤(2)；

(2)将重物随机放置于底座一侧端部的底部上，测试单摆情况下的产生分别绕冠状轴 和矢状轴的正反方向的偏转力矩状态的信号；

(3)将重物固定在底座的两个端部处，产生绕测试仪垂直轴的正反方向偏转力矩状态 的信号；

(4)测试者抓握住抓捏接触片，将测试装置悬空保持稳定达到设定时间，传感器记录抓 握过程中的力、力矩信号，形成信号集合；

(5)根据测量的拇指、食指侧三维力、力矩信号，计算得到压力中心点信号，对力、力矩 和压力中心点信号进行重构，获得各信号的近似熵值和互近似熵指数。

7.如权利要求6所述的一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估方法， 其特征是：所述步骤(2)中，当重物随机放置于底座一侧端部的底部时，其重物质量与放置 于底座中心时重物的质量一致，当在底座两端端部的滑轮座上设置重物时，其重物质量为 放置于底座中心的底端时重物质量的一半。

8.如权利要求6所述的一种基于多方向的扰动偏转力矩精确抓握功能定量评估方法， 其特征是：所述步骤(3)中，具体方法为：记录抓握过程中拇指和食指的力、力矩信号，去除 设定时间的前Ns秒及最后Ns秒的记录值，形成成对信号。