[实用新型]一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置

说明书

本实用新型提供了一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置，属于踝足矫形器力学检测领域。该测量装置包括机械框架，设置于机械框架内部的直连式转矩变送器、重力承载轴承、单片机、变送器、扭矩传感器、蜗轮蜗杆减速器、传动同轴器、电源、电机驱动器、伺服电机、行星减速器、法兰，以及设置于机械框架外部的显示屏幕、可调节压力装置和踏板。本实用新型结构设计简单、检测速度快、可靠性较高、实用性较大，有较大的应用前景。

技术领域

本实用新型属于踝足矫形器力学检测领域，一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置。

背景技术

矫形器作为矫形外科治疗的手段，早已应用于临床当中。近年来矫形器由于新的制作材料不断问世及制作水平的不断提高，已在脑卒中、截瘫、偏瘫、脑瘫等治疗中逐渐被人们所应用。通过适当的踝足矫形器,能够预防及矫正足踝部变形,在一定程度上还可以辅助补偿部分缺失的功能，限制足下垂，稳定距上关节，矫正足内外翻，稳定距下关节。

2016年世界卫生组织报告称我国脑卒中发病率世界第一。在存活的脑血管病患者中，约有四分之三不同程度地丧失劳动能力，其中重度致残者约占40％。脑血管病导致的运动等功能的损害需要长期的康复治疗。哥本哈根研究报告指出只有10％的脑卒中患者最终实现功能性的行走。在康复临床实践中，踝足矫形器被广泛的应用于脑卒中病患中，临床效果显著，尤其是有效地提高病患的步速和平衡。

目前，踝足矫形器的制作和临床应用仅凭临床经验和医护人员的粗放测量和感觉进行制作，由于患者体重等个体差异，在使用前需要经过长时间的试戴、调整和修正才能满足患者的需要，在对踝足矫形器测试过程中缺乏可量化的指标。为了提高踝足矫形器的设计准确性及实用性，减少制作时间，更好、更高效地为患者服务，利用计算机控制的电机和力学测量系统装置进行踝足矫形器的力学特性评测，并在过程中通过施加力传感器6模拟人体体重，可较大程度地节省踝足矫形器的制作时间并解放人力，降低了成本和病患不必要的开销花费等。对于有效提高医疗服务的效率，对医疗服务水平的提高具有积极意义。

实用新型内容

本实用新型针对目前医疗行业评测踝足矫形器力学性能技术不足，拟开展踝足矫形器的定量力学特性评测，后期可针对脑卒中患者人体步态进行评测的应用，在此基础上结合踝足矫形器力学特性和人体运动学参数建立人体和踝足矫形器模型并对踝足矫形器主要力学参数刚度进行优化设计。

本实用新型技术方案：

一种可模拟体重加载的踝足矫形器力学特性测量装置，该测量装置包括机械框架1，设置于机械框架1内部的直连式转矩变送器21、重力承载轴承8、单片机10、变送器12、扭矩传感器13、蜗轮蜗杆减速器14、传动同轴器15、电源16、电机驱动器17、伺服电机18、行星减速器19、法兰20，以及设置于机械框架1外部的显示屏幕2、可调节压力装置和踏板9；

所述的机械框架1用于承载整个装置的重量，并降低装置的震动；所述的显示屏幕2设置于机械框架1表面，用于输入跖屈背屈角度数据以及活动次数，同时显示测试时的扭矩数据和重力数据；

所述的电源16为整个装置供电，与电机驱动器17相连；电机驱动器17与伺服电机18相连，电机驱动器17负责控制伺服电机18的转速和扭矩，伺服电机18提供踝足矫形器运动的动力和运动速率；伺服电机18的输出轴与行星减速器19相连，行星减速器19的输出轴与蜗轮蜗杆减速器14相连，且二者之间通过法兰20固定，伺服电机18的动力依次传递给行星减速器19和蜗轮蜗杆减速器14，并通过行星减速器19和蜗轮蜗杆减速器14依次对伺服电机18的转速进行降速并提高扭矩；蜗轮蜗杆减速器14通过传动同轴器15与扭矩传感器13相连；传动同轴器15的末端延伸至机械框架1，并通过重力承载轴承8实现与机械框架1外部踏板9的连接；蜗轮蜗杆减速器14内部蜗轮的转动，带动传动同轴器15转动，进而通过重力承载轴承8带动踏板9的运转；所述的扭矩传感器13依次与直连式转矩变送器21、单片机10相连，扭矩传感器13负责检测伺服电机18传递给踝足矫形器的扭矩数据，并将扭矩数据传送给单片机10；