CN104622484B - 一种上肢肌张力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种上肢肌张力测量装置属于康复辅具领域，涉及一种针对偏瘫患者上肢肘关节康复训练及上肢肌张力检测的装置。测量装置采用了传感器、编码器、步进电机、离合器和特制的传动机构；特制的传动机构包括电动推杆、转动板、拨叉套筒和拨叉、摆动杆、齿轮传动副；测量装置由箱体组件、驱动组件、运动组件和检测组件组成。检测组件中，两个行程开关分别固定转动板上，底板的底面上固定有编码器，编码器与编码器连接轴的左端依靠键连接，编码器连接轴右端与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮固定在转动板上。该装置可以对病人进行检测，并记录肘关节肌张力，对病人上肢肌力进行康复训练，测量准确、安全。
Description
技术领域
本发明属于康复辅具领域，涉及一种针对偏瘫患者上肢肌张力检测的装置。
背景技术
肌肉痉挛是病人脑卒中后常见的后遗症。其表现主要包括肌张力升高、抽搐性痉挛等症状。肌肉痉挛造成的肌张力升高和僵硬制约了病人肢体活动范围，影响病人自主运动。肌肉痉挛的康复治疗离不开对病人患病程度的准确诊断，只有准确的诊断才能使医生“对症下药”，制定合适的治疗方案。传统的测量方法主要依靠医生手动牵伸病人的病肢，通过观察病人关节的活动范围和感受病人肌肉的阻抗力达到评定的目的，如利用Ashworth量表评定法。但是这种方法是一种主观的测量方法，不同的医生会得出不同的结论，影响获得准确、客观的结论。并且对病人关节的牵伸增加了医生的工作强度，尤其是对女医生。目前还未见专门的肌张力测量装置，有报道研究人员采用等速肌力测试仪来测量肌张力，但等速仪的主要功能是肌肉锻炼，而利用其对病人做肌张力测量，既不准确，也不安全。除了机械式测量方法外，也有人尝试采用非机械测量的方法，如肌电信号测量法，其方法在检测肌张力的理论依据上存在缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，发明一种上肢肌张力测量装置，为偏瘫病人提供上肢关节肌张力的定量评定。该装置采用传感器、编码器和特制的传动机构，对病人进行检测并记录上肢肌群的肌张力，达到测量准确、安全的目的。
本发明采用的技术方案是一种上肢肌张力测量装置，其特征是，测量装置采用了传感器、编码器、步进电机、离合器和特制的传动机构；特制的传动机构包括电动推杆、转动板、拨叉套筒和拨叉、摆动杆、齿轮传动副；测量装置由箱体组件、驱动组件、运动组件和检测组件组成；
所述的箱体组件中，支撑板2固定在箱体1内部，支撑板左端上部装有导柱3，导柱3通过直线轴承与底板4连接，带电机的电动推杆5上端与底板底部铰接，可推动底板上下移动，电动推杆5下端固定在箱体底部；
所述的驱动组件安装在底板4上，驱动组件中，电机及减速器6的输出端与扭矩传感器7的左端连接，扭矩传感器7的另一端与主轴箱8内的主轴16左端连接，主轴右端与离合器9连接，离合器9的输出端连接摆动杆17；
所述的运动组件中，转动板10通过轴承安装于主轴16的右端，可绕主轴旋转，转动板10上端左侧固定有拨叉套筒11，拨叉套筒11内的拨叉12在拨叉套筒内做左右移动，步进电机13固定于拨叉套筒的上端，丝杠螺母15与步进电机相连，丝杠螺母15左端通过连接板14与拨叉12左端连接；
所述的运动组件和驱动组建之间，依靠摆动杆17和弹簧18进行传动。其中，两个弹簧18的一端分别与摆动杆17连接，另一端分别固定安装在转动板10的两面侧壁上；当离合器结合时，摆动杆17随主轴一起运动，在摆动杆17随离合器9的输出一起摆动过程中，摆动杆压缩弹簧，靠弹簧压力推动转动板10的侧壁，带动转动板转动；
所述检测组件中，两个行程开关19分别固定在转动板10上，当摆动杆与转动板间的转角超过预设值时，摆动杆会触碰到行程开关，进入保护状态，底板4的底面上固定有编码器23，编码器23与编码器连接轴22的左端依靠键连接，编码器连接轴22右端与小齿轮21连接，小齿轮21与大齿轮20啮合，大齿轮20固定在转动板10上，随转动板的转动而转动，当转动板转动时，通过大、小齿轮、编码器连接轴间的传动，带动编码器转动，达到测量转动板转动角度的目的。
本发明的有益效果是本装置以病人上肢关节的阻抗力，关节转动角度、转动速度做输出量，可以为医生准确客观的测量病人肌张力提供参考。本装置既可以测量病人的病肢一侧，也可以测量病人的健肢一侧，医生通过比较同一病人的双侧上肢数据做出评测，排除了一些外接因素干扰，如病人的体重，体形等。测量装置占地面积小、安全可靠。
附图说明
图1-测量装置主视图，图2摆杆与转动板A向视图，图3-图1的局部放大图。其中：1.箱体，2.箱体支撑板3.导柱4.底板5.电动推杆6.电机及减速器7.扭矩传感器8.主轴箱9.离合器10.转动板11.拨叉套筒12.拨叉13.步进电机14.连接板15.丝杠螺母，16主轴，17.摆动杆18.弹簧19.行程开关20.大齿轮21.小齿轮22.编码器连接轴23.编码器24.编码器套筒。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图详细说明本发明的具体实施。
如图1所示，测量装置中采用的传感器、编码器、步进电机、离合器和特制的传动机构都安装在箱体中。在箱体1内，下部有箱体支撑板2，箱体支撑板与箱体焊接在一起不可移动。箱体支撑板上固定有导柱3，导柱3通过直线轴承与底板4连接。所述的底板4下面通过螺栓与电动推杆5铰接，电动推杆5另一端固定在箱体底部，随着电动推杆5的伸缩运动，底板4会沿着导柱做上下的移动。在底板4上，通过螺钉固定有电机及减速器6和主轴箱8。电机及减速器的输出端与扭矩传感器7相连。主轴16装在主轴箱8内，主轴16左端与扭矩传感器连接，右端与离合器9连接。转动板10安装在主轴16右端，转动板10中间有轴孔，轴孔与主轴16通过轴承连接支撑，使转动板可绕主轴做转动。转动板10的上端内侧，焊接有拨叉套筒11，拨叉12装在拨叉套筒11内。步进电机13固定在拨叉套筒11的上端，丝杠螺母15与步进电机13连接，丝杠螺母15左端通过连接板14与拨叉12左端连接；当步进电机带动丝杠螺母做直线运动时，通过连接板14带动拨叉12同步运动。
离合器9的输出轴上固定有摆动杆17。随着离合器的转动，摆动杆17会一起做转动运动。如图2所示，摆动杆17下端两侧带有两个弹簧18，两个弹簧18的另一端分别固定在转动板10的两内壁上。随着摆动杆17的转动，摆动杆两侧的弹簧18会受到压力，并传递到转动板10上，由此带动转动板随摆动杆一起转动。在弹簧18上面有两行程开关19固定在转动板上，当转动板的扭矩超过预先设定的值时，弹簧受到压缩，摆动杆触碰到行程开关，行程开关发出信号给控制装置，使电机停转。
如图3中所示，在底板4右端固定有编码器套筒24，编码器23固定在编码器套筒左侧。编码器套筒内有编码器连接轴22，编码器连接轴22左端与编码器23连接，编码器连接轴22右端与小齿轮21连接。小齿轮21与固定在转动板10上的大齿轮20啮合。当转动板转动时，大齿轮20随其一起转动，并通过小齿轮、编码器连接轴，将转动的角度量传递给编码器，编码器再将测量到的角度量传递给控制装置。
以病人右臂的肌张力测量为例，根据不同病人的情况，调节弹簧的预紧力。病人右侧手臂与测量装置相对，坐在椅子上，大臂自然下垂并贴在椅背上，小臂蜷缩抬起。电动推杆推动底板上的整套装置，并调节高度至拨叉与病人手腕齐平。步进电机调节拨叉伸出长度至刚好卡主病人手腕位置。启动电机，主轴带动离合器以及摆动杆转动，摆动杆压缩弹簧带动转动板以及拨叉转动，病人手臂也会随之转动。在检测过程中，病人手臂对拨叉的阻抗力，会通过弹簧、摆动杆、主轴传递给扭矩传感器，并被记录下来。病人手臂的转动角度会通过大齿轮、小齿轮传递给编码器，并被记录下来。当病人手臂阻抗力升高，达到预先设定的阈值时，弹簧压缩量达到最大，摆动杆触碰到行程开关，电机停止，测量结束。依据测得的数据，并与预先编写的肌张力量化表做比较，即可得出病人肌张力程度。
本发明设计的上肢肌张力测量装置，占地面积小，测量准确、安全，对不同阶段不同需要的病人都有很大帮助。
Claims (1)
1.一种上肢肌张力测量装置，其特征是，测量装置中，采用了传感器、编码器、步进电机、离合器和特制的传动机构；特制的传动机构包括电动推杆、转动板、拨叉套筒和拨叉、摆动杆、齿轮传动副；测量装置由箱体组件、驱动组件、运动组件和检测组件组成；
所述的箱体组件中，支撑板(2)固定在箱体(1)内部，支撑板左端上部装有导柱(3)，导柱(3)通过直线轴承与底板(4)连接，带电机的电动推杆(5)上端与底板底部铰接，并推动底板上下移动，电动推杆(5)下端固定在箱体底部；
所述的驱动组件安装在底板(4)上，驱动组件中，电机及减速器(6)的输出端与扭矩传感器(7)的左端连接，扭矩传感器(7)的另一端与主轴箱(8)内的主轴(16)左端连接，主轴右端与离合器(9)连接，离合器(9)的输出端与摆动杆(17)连接；
所述的运动组件中，转动板(10)通过轴承安装在主轴(16)的右端，拨叉套筒(11)固定在转动板(10)的左侧，拨叉(12)安装在拨叉套筒(11)内，步进电机(13)固定于拨叉套筒的上方，丝杠螺母(15)与步进电机相连，丝杠螺母(15)左端通过连接板(14)与拨叉(12)左端连接；两个弹簧(18)的一端分别与摆动杆(17)连接，另一端分别固定安装在转动板(10)的两面侧壁上；
所述检测组件中，两个行程开关(19)分别固定在转动板(10)上，底板(4)底面上固定有编码器(23)，编码器(23)与编码器连接轴(22)的左端通过键连接，编码器连接轴(22)右端与小齿轮(21)连接，小齿轮(21)与大齿轮(20)啮合，大齿轮(20)固定在转动板(10)上。
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