CN108309255A - 脉象数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉象数据采集装置，包括并列设置的三个压力传感器，每个压力传感器固定连接传感器支架，传感器支架通过螺纹连接升降驱动丝杆的一端，升降驱动丝杆的另一端固定连接转向机构的从动齿轮，转向机构的主动齿轮连接升降驱动电机的输出轴；所述转向机构设置于由齿轮箱下盖和齿轮箱上盖所组成的齿轮箱内腔中；齿轮箱上盖与连接块固定连接，连接块通过螺纹连接周向驱动丝杆，周向驱动丝杆的一端连接周向驱动电机；所述升降驱动电机和周向驱动电机为直流电机。本发明利用三个压力传感器代替把脉用的三指，从而能够准确地采集脉搏的速率、强度、节律和形态，医生根据所采集脉象数据，就能够进行病情的诊断。
Description
技术领域
本发明涉及一种中医临床检测设备，具体涉及一种脉象数据采集装置。
背景技术
中医诊断方法中，脉诊是通过按触人体的脉搏，以体察脉象变化的切诊方法，又称把脉、切脉，是传统中医最重要的诊断方法，是“中医四诊”望、闻、问、切之一。脉象是中医辨证的一个重要依据，对分辨疾病的原因，推断疾病的变化，识别病情的真假，判断疾病的预后等，都具有重要的临床意义
把脉的部位一般是位于手腕的寸口脉，寸口脉分为寸、关、尺三部，每部都有浮、中、沉三候，称谓三部九候。把手平伸出来，自然的放在桌子上，手腕的地方会看到一个突起的骨头，在大拇指的一侧，另一只手的手指放在这个突起上，在突起的内侧边缘上，能感觉的到动脉波动，这个部位就是“关”，指尖方向的关上就是寸，关下就是尺。对成人把脉用三指定位，先用中指按在关脉部位，接着用食指按寸脉部位，无名指按尺脉部位，三个手指呈弓形，指头平齐，手指指腹按触在三个部位上进行感知。
但是，在临床实践中，由于不同医生的指法和指力轻重会存在差异，而不同医生对脉象的变化可能有不同判断结果，因此诊断结果就有可能不同。而最为关键的一点，这种诊断方法仅能获得定性数据，无法得到定量数据，以此来判断被诊断者的身体状况，其准确性势必会受到质疑。
中医理论形成于春秋战国时期，应用至今已有两千多年。但是自西医进入中国以后，人们开始用西方医学体系的思维模式对中医进行质疑，甚至使中医学陷入存与废的争论之中。其中一个根本原因在于，中医的诊断结果和有效性，很大程度上依赖于医生的主观判断。如何使中医的诊断指标更为客观并具备诊断参考价值，是现代中医发展的突破口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种脉象数据采集装置，它可以精确地采集到寸口脉三部的脉象，为医生提供定量的原始数据，从而提高医生诊断的准确度。
为解决上述技术问题，本发明脉象数据采集装置的技术解决方案为：
包括并列设置的三个压力传感器1，三个压力传感器1的间距固定不变，并且与人体的寸、关、尺三部的间距相吻合；每个压力传感器1固定连接传感器支架2，传感器支架2通过螺纹连接升降驱动丝杆3的一端，升降驱动丝杆3的另一端固定连接转向机构的从动齿轮4-3，转向机构的主动齿轮4-1连接升降驱动电机5的输出轴；升降驱动电机5驱动其输出轴旋转，并通过转向机构带动升降驱动丝杆3旋转，升降驱动丝杆3在旋转过程中带动传感器支架2沿升降驱动丝杆3的轴向平移，从而带动压力传感器1作升降运动，使压力传感器1接触或远离被测者的手腕；所述转向机构设置于由齿轮箱下盖6-1和齿轮箱上盖6-2所组成的齿轮箱内腔中；齿轮箱固定连接升降驱动电机5；齿轮箱上盖6-2与连接块6-3固定连接，连接块6-3通过螺纹连接周向驱动丝杆7，周向驱动丝杆7的一端连接周向驱动电机8；周向驱动电机8的旋转带动周向驱动丝杆7旋转，周向驱动丝杆7在旋转过程中带动传感器支架2沿周向驱动丝杆7的轴向平移，从而带动压力传感器1沿手腕的周向运动，使压力传感器1到达手腕的寸口脉；所述升降驱动电机5和周向驱动电机8为直流电机。
本发明脉象数据采集装置的技术效果在于：
本发明用于对人体手腕的寸口脉的数据采集，三个压力传感器的间距应当与寸、关、尺三部相对应，而寸、关、尺三部的间距较小，因此压力传感器的体积不能过大，而驱动压力传感器的电机体积也不能过大。常用的步进电机无法应用于此场合中，为此，本发明选用体积较小的直流电机驱动压力传感器，能够实现体积的最小化。
同时，人体手腕的尺寸较小，如何精确控制直流电机的行程，使压力传感器到达准确的位置是个难以解决的问题。为此，本发明采用光电耦合器与光栅盘的组合作为控制开关，当光电耦合器的光路接通时，电路连通；当光电耦合器的光路被切断时，电路断开。这种开关原理能够使压力传感器的探头能够精准地到达人体的寸、关、尺三部，使装置能够应用于人体手腕的寸口脉的数据采集。
进一步地，所述升降驱动电机5的输出轴连接纵向检测光栅盘11，纵向检测光栅盘11的外圈沿周向均匀开设有多个光栅孔；纵向检测光栅盘11的边缘伸入纵向检测光电耦合器的光路。本发明通过电机的旋转角度控制直线运动行程，对运动行程的控制精度更高、更精准，从而能够使压力传感器1准确地到达采集点。
进一步地，所述升降驱动电机5的输出轴上套设有光栅帽10，光栅帽10能够调节纵向检测光栅盘11在升降驱动电机5的输出轴上的定位，以使纵向检测光栅盘11与纵向检测光电耦合器的位置相对应。
进一步地，所述周向驱动丝杆7的另一端连接周向检测光栅盘15，周向检测光栅盘15的外圈沿周向均匀开设有多个光栅孔；周向检测光栅盘15的边缘伸入周向检测光电耦合器16的光路。
进一步地，所述连接块6-3上形成有周向直线行程限位触发片6-4，周向直线行程限位触发片6-4用于触发左右两排直线行程限位光电耦合器17；左右两排直线行程限位光电耦合器17的间距决定了传感器支架2的左右两端的行程极限位置。本发明利用直线行程限位光电耦合器17设置传感器支架2的行程极限位置，避免连接块6-3脱离周向驱动丝杆7，以保证机构的正常运行。
进一步地，所述转向机构由依次啮合的主动齿轮4-1、过渡齿轮4-2和从动齿轮4-3组成，以使升降驱动电机5的输出轴与升降驱动丝杆3并列设置。本发明通过转向机构实现升降驱动电机5的输出轴与升降驱动丝杆3之间的传动连接，使升降驱动电机5的输出轴与升降驱动丝杆3并列设置。本发明用宽度方向的布局实现高度方向的传动连接，从而能够缩短设备的高度，实现设备体积的最小化。
进一步地，所述传感器支架2固定连接防转挡板13的一端，防转挡板13的另一端接触升降驱动电机5的主体；防转挡板13能够防止传感器支架2与升降驱动丝杆3同步旋转，保证传感器支架2相对于升降驱动丝杆3作直线运动。
进一步地，所述齿轮箱下盖6-1固定连接直线导轨14的一端，传感器支架2的侧部连接直线导轨14；当传感器支架2沿上下方向作直线运动时，直线导轨14能够对传感器支架2进行导向，以保证传感器支架2运动的直线度；同时直线导轨14也能够防止传感器支架2与升降驱动丝杆3同步旋转。
进一步地，所述直线导轨14和升降驱动电机5分别位于传感器支架2的两侧，以提高空间利用率，实现设备体积的最小化。
进一步地，所述齿轮箱上盖6-2的连接块6-3开设有两个导向孔，与周向驱动电机8固定连接的两根导向杆18穿设于导向孔内。当周向驱动电机8驱动齿轮箱上盖6-2沿周向驱动丝杆7的轴向平移的过程中，齿轮箱上盖6-2能够受导向杆的导向而保持平移的直线度，同时防止齿轮箱上盖6-2与周向驱动丝杆7同步旋转。
进一步地，三个所述周向驱动电机8沿前后方向并列固定设置，三个压力传感器1的间距由与内框架19固定连接的三个周向驱动电机8的间距决定。
进一步地，所述内框架19的两侧分别固定连接摄像头支架20，摄像头支架20上固定设置微型摄像头21；两个微型摄像头21的视场正对三个压力传感器1的探头，以实现对压力传感器1探头的观察。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明利用三个压力传感器代替把脉用的三指，从而能够准确地采集脉搏的速率、强度、节律和形态，医生根据所采集脉象数据，就能够进行病情的诊断。
本发明能够精确地采集脉象，为医生提供定量的脉象原始数据，以帮助医生准确地体察脉象变化，从而使医生给出准确的病情判断。本发明彻底解决了不同医生在脉诊过程对同一脉象给出不同判断结果的技术问题，从根源上杜绝了脉诊过程中的主观因素，使脉象能够作为医生诊断的一顶客观指标，从而大大提高了脉诊的准确性，使中医能够更好地为人类发挥作用。
本发明将现代科技与传统中医有机地结合，能够实现脉象的数据化，将脉象从医生诊病的主观感觉变为一项客观指标，使脉象成为医生诊断的客观依据，从而大大提高了中医诊断的准确性。
本发明将会为中医脉诊方法带来革命性变革，为中医的发展铺平道路，使中医焕发出新的生命力。
附图说明
本领域的技术人员应理解，以下说明仅是示意性地说明本发明的原理，所述原理可按多种方式应用，以实现许多不同的可替代实施方式。这些说明仅用于示出本发明的教导内容的一般原理，不意味着限制在此所公开的发明构思。
结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上文的总体说明和下列附图的详细说明一起用于解释本发明的原理。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明脉象数据采集装置的外形示意图；
图2是本发明的压力传感器组件的示意图；
图3是本发明的压力传感器组件的分解示意图；
图4是本发明的压力传感器组件的剖面示意图；
图5是本发明的分解示意图；
图6是本发明的组装示意图；
图7是本发明的局部组装示意图。
图中附图标记说明：
1为压力传感器， 2为传感器支架，
3为升降驱动丝杆， 4-1为主动齿轮，
4-2为过渡齿轮， 4-3为从动齿轮，
4-4为齿轮轴， 5为升降驱动电机，
6-1为齿轮箱下盖， 6-2为齿轮箱上盖，
6-3为连接块， 6-4为周向直线行程限位触发片，
7为周向驱动丝杆， 8为周向驱动电机，
9为光电耦合器控制板， 10为光栅帽，
11为纵向检测光栅盘， 12为光栅保护罩，
13为防转挡板， 14为直线导轨，
15为周向检测光栅盘， 16为周向检测光电耦合器，
17为直线行程限位光电耦合器， 18为导向杆，
19为内框架， 20为摄像头支架，
21为微型摄像头， 22为下盖，
23为上盖， 24为手托轴，
25为绑带。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1所示，本发明脉象数据采集装置，包括并列设置的三个压力传感器1，压力传感器1的探头面积接近于手指指腹的面积；
三个压力传感器1的间距固定不变，并且与寸、关、尺三部的间距相吻合；
如图2至图4所示，每个压力传感器1固定连接传感器支架2，传感器支架2通过螺纹连接升降驱动丝杆3的一端，升降驱动丝杆3的另一端固定连接转向机构的从动齿轮4-3，转向机构的主动齿轮4-1连接升降驱动电机5的输出轴；
转向机构由依次啮合的主动齿轮4-1、过渡齿轮4-2和从动齿轮4-3组成；
升降驱动电机5驱动其输出轴旋转，并通过转向机构带动升降驱动丝杆3旋转，升降驱动丝杆3在旋转过程中带动传感器支架2沿升降驱动丝杆3的轴向平移，从而带动压力传感器1作升降运动，使压力传感器1接触或远离被测者的手腕；
转向机构设置于由齿轮箱下盖6-1和齿轮箱上盖6-2所组成的齿轮箱内腔中；转向机构的过渡齿轮4-2通过齿轮轴4-4固定连接齿轮箱下盖6，从而实现转向机构在齿轮箱内腔中的定位；
齿轮箱下盖6-1通过螺丝固定连接升降驱动电机5的主体，从而实现升降驱动电机5与齿轮箱之间的固定连接；
齿轮箱上盖6-2上形成有连接块6-3，连接块6-3通过螺纹连接周向驱动丝杆7，周向驱动丝杆7的一端连接周向驱动电机8；周向驱动电机8的旋转带动周向驱动丝杆7旋转，周向驱动丝杆7在旋转过程中带动传感器支架2沿周向驱动丝杆7的轴向平移，从而带动压力传感器1沿手腕的周向(即左右方向)运动，使压力传感器1到达手腕的寸口脉。
本发明用于人体的脉搏的数据采集，由于手腕较细，这就要求采集设备的体积应当与手腕部位的体积接近。本发明通过转向机构实现升降驱动电机5的输出轴与升降驱动丝杆3之间的传动连接，使升降驱动电机5的输出轴与升降驱动丝杆3并列设置，用宽度方向的布局实现高度方向的传动连接，从而能够缩短设备的高度，实现设备体积的最小化。
传感器支架2固定连接防转挡板13的一端，防转挡板13的另一端接触升降驱动电机5的主体；防转挡板13能够防止传感器支架2与升降驱动丝杆3同步旋转，保证传感器支架2相对于升降驱动丝杆3作直线运动；
齿轮箱下盖6-1固定连接直线导轨14的一端，传感器支架2的侧部连接直线导轨14；当传感器支架2沿上下方向作直线运动时，直线导轨14能够对传感器支架2进行导向，以保证传感器支架2运动的直线度；同时直线导轨14也能够防止传感器支架2与升降驱动丝杆3同步旋转；
直线导轨14和升降驱动电机5分别位于传感器支架2的两侧，以提高空间利用率，实现设备体积的最小化。
升降驱动电机5的输出轴连接纵向检测光栅盘11，纵向检测光栅盘11的外圈沿周向均匀开设有多个光栅孔；纵向检测光栅盘11的边缘伸入纵向检测光电耦合器的光路；
在升降驱动电机5通过升降驱动丝杆3的旋转带动压力传感器1作升降运动的过程中，纵向检测光栅盘11随之旋转；纵向检测光栅盘11在旋转过程中，当其光栅孔经过纵向检测光电耦合器的光路时，纵向检测光电耦合器的光路接通，电路连通；当纵向检测光栅盘11的光栅孔之间的部位经过纵向检测光电耦合器的光路时，光栅盘将纵向检测光电耦合器的光路切断，电路断开；通过控制电路连通的次数，即可计算出纵向检测光栅盘11旋转的角度，从而控制压力传感器1的运动行程；本发明通过旋转角度控制直线运动行程，对运动行程的控制精度更高、更精准，从而能够使压力传感器1准确地到达采集点。
纵向检测光电耦合器固定设置于光电耦合器控制板9上，光电耦合器控制板9固定连接齿轮箱下盖6-1；
升降驱动电机5的输出轴上套设有光栅帽10，光栅帽10能够调节纵向检测光栅盘11在升降驱动电机5的输出轴上的定位，以使纵向检测光栅盘11与纵向检测光电耦合器的位置相对应；
光栅保护罩12罩设于纵向检测光栅盘11及纵向检测光电耦合器，以实现对纵向检测光栅盘11和纵向检测光电耦合器的保护。
如图4所示，周向驱动丝杆7的另一端连接周向检测光栅盘15，周向检测光栅盘15的外圈沿周向均匀开设有多个光栅孔；周向检测光栅盘15的边缘伸入周向检测光电耦合器16的光路；
连接块6-3上形成有周向直线行程限位触发片6-4，连接块6-3的上方固定设置有顶部控制板，周向检测光电耦合器16固定设置于顶部控制板上；顶部控制板上还设置有左右两排直线行程限位光电耦合器17；每排三个直线行程限位光电耦合器17，对应于三个传感器支架2上的周向直线行程限位触发片6-4；
当周向驱动电机8通过周向驱动丝杆7的旋转带动传感器支架2沿手腕的周向作直线运动的过程中，周向驱动丝杆7带动连接块6-3作直线运动；当连接块6-3的周向直线行程限位触发片6-4进入左排直线行程限位光电耦合器17的光路时，触发左排直线行程限位光电耦合器17，传感器支架2到达左侧极限位置；当周向直线行程限位触发片6-4进入右排直线行程限位光电耦合器17的光路时，触发右排直线行程限位光电耦合器17，传感器支架2到达右侧极限位置。本发明利用直线行程限位光电耦合器17设置传感器支架2的行程极限位置，避免连接块6-3脱离周向驱动丝杆7，以保证机构的正常运行。
如图5所示，为保证压力传感器1沿手腕的周向运动的直线度，齿轮箱上盖6-2的连接块6-3开设有两个导向孔，与周向驱动电机8固定连接的两根导向杆18穿设于导向孔内；当周向驱动电机8驱动齿轮箱上盖6-2沿周向驱动丝杆7的轴向平移的过程中，齿轮箱上盖6-2能够受导向杆的导向而保持平移的直线度，同时防止齿轮箱上盖6-2与周向驱动丝杆7同步旋转。
如图6所示，三个压力传感器1的周向驱动电机8和升降驱动电机5固定连接内框架19，三个周向驱动电机8沿前后方向并列设置，三个周向驱动电机8的间距决定了三个压力传感器1的间距；
如图7所示，内框架19的两侧分别固定连接摄像头支架20，摄像头支架20上固定设置微型摄像头21；两个微型摄像头21的视场正对三个压力传感器1的探头，以实现对压力传感器1探头的观察。
内框架19固定设置于由下盖22和上盖23所组成的壳体内；
下盖22的左右两侧分别通过手托轴24连接绑带25的一端；绑带25用于设备在手腕上的定位。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (10)
1.一种脉象数据采集装置，其特征在于：包括并列设置的三个压力传感器(1)，三个压力传感器(1)的间距固定不变，并且与人体的寸、关、尺三部的间距相吻合；
每个压力传感器(1)固定连接传感器支架(2)，传感器支架(2)通过螺纹连接升降驱动丝杆(3)的一端，升降驱动丝杆(3)的另一端固定连接转向机构的从动齿轮(4-3)，转向机构的主动齿轮(4-1)连接升降驱动电机(5)的输出轴；升降驱动电机(5)驱动其输出轴旋转，并通过转向机构带动升降驱动丝杆(3)旋转，升降驱动丝杆(3)在旋转过程中带动传感器支架(2)沿升降驱动丝杆(3)的轴向平移，从而带动压力传感器(1)作升降运动，使压力传感器(1)接触或远离被测者的手腕；
所述转向机构设置于由齿轮箱下盖(6-1)和齿轮箱上盖(6-2)所组成的齿轮箱内腔中；齿轮箱上盖(6-2)与连接块(6-3)固定连接，连接块(6-3)通过螺纹连接周向驱动丝杆(7)，周向驱动丝杆(7)的一端连接周向驱动电机(8)；周向驱动电机(8)的旋转带动周向驱动丝杆(7)旋转，周向驱动丝杆(7)在旋转过程中带动传感器支架(2)沿周向驱动丝杆(7)的轴向平移，从而带动压力传感器(1)沿手腕的周向运动，使压力传感器(1)到达手腕的寸口脉；
所述升降驱动电机(5)和周向驱动电机(8)为直流电机；
所述升降驱动电机(5)的输出轴连接纵向检测光栅盘(11)，纵向检测光栅盘(11)的外圈沿周向均匀开设有多个光栅孔；纵向检测光栅盘(11)的边缘伸入纵向检测光电耦合器的光路；
所述周向驱动丝杆(7)的另一端连接周向检测光栅盘(15)，周向检测光栅盘(15)的外圈沿周向均匀开设有多个光栅孔；周向检测光栅盘(15)的边缘伸入周向检测光电耦合器(16)的光路。
2.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述升降驱动电机(5)的输出轴上套设有光栅帽(10)。
3.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述连接块(6-3)上形成有周向直线行程限位触发片(6-4)，周向直线行程限位触发片(6-4)用于触发左右两排直线行程限位光电耦合器(17)；左右两排直线行程限位光电耦合器(17)的间距决定了传感器支架(2)的左右两端的行程极限位置。
4.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述转向机构由依次啮合的主动齿轮(4-1)、过渡齿轮(4-2)和从动齿轮(4-3)组成，以使升降驱动电机(5)的输出轴与升降驱动丝杆(3)并列设置。本发明通过转向机构实现升降驱动电机(5)的输出轴与升降驱动丝杆(3)之间的传动连接，使升降驱动电机(5)的输出轴与升降驱动丝杆(3)并列设置。
5.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述传感器支架(2)固定连接防转挡板(13)的一端，防转挡板(13)的另一端接触升降驱动电机(5)的主体。
6.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述齿轮箱下盖(6-1)固定连接直线导轨(14)的一端，传感器支架(2)的侧部连接直线导轨(14)。
7.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述直线导轨(14)和升降驱动电机(5)分别位于传感器支架(2)的两侧。
8.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述齿轮箱上盖(6-2)的连接块(6-3)开设有两个导向孔，与周向驱动电机(8)固定连接的两根导向杆(18)穿设于导向孔内。
9.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：三个所述周向驱动电机(8)沿前后方向并列固定设置，三个压力传感器(1)的间距由与内框架(19)固定连接的三个周向驱动电机(8)的间距决定。
10.根据权利要求1所述的脉象数据采集装置，其特征在于：所述内框架(19)的两侧分别固定连接摄像头支架(20)，摄像头支架(20)上固定设置微型摄像头(21)；两个微型摄像头(21)的视场正对三个压力传感器(1)的探头。
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