CN108992301A - 一种用于骨质疏松治疗的装置及其传动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于骨质疏松治疗的装置及其传动方法,包括振动台和底板,底板上设有电机固定部件和若干连杆支架,电机固定部件上设有电机活动部件,振动台底部设有与连杆支架相对应的振动台支架,振动台底部安装有振动传感器,电机活动部件上方设有固定板,固定板底部连接有主连杆和若干副连杆,主连杆和副连杆分别穿过连杆支架与振动台支架相连接,电机固定部件底部安装有电机驱动模块。本发明有益效果:简化传动装置的结构,提高传动性能、降低能量损耗和成本;提高振动幅值等参数的调控精度;抑制传动部件产生共振和噪音;提高带载时驱动器的启动性能,在驱动器的承载范围内,不会因负载的大范围变化而引起振动效果的差异。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,具体来说,涉及一种用于骨质疏松治疗的装置及其传动方法。
背景技术
目前通过振动作用原理实现的骨质疏松治疗仪的工作原理是:采用电磁式或电机式驱动方式,通过中间传动机械装置,使得振动台面产生垂直方向上的低频微振动,这些振动能量最终传递给振动台面上的人体,从而产生治疗作用。
现有的实现方法中所采用的中间传动装置的结构一般较为复杂,导致驱动器的能量传递效率不高,存在较大的中间损耗,且使得振动精度调控不稳定,容易因中间某部件产生共振等因素导致不稳定或噪音,影响治疗效果;当负载过大时,还容易出现难以起振的现象,即现有的振动式骨质疏松治疗仪的实现方法及其装置主要存在以下不足:
(1)振动传动装置结构复杂,导致振动传递效率不高,能量损耗大,振动精度调控不稳定;
(2)振动过程中,振动传动装置中的部件易产生共振,从而增强噪音、影响治疗效果;
(3)负载过大时,容易出现起振失败。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题,本发明提出一种用于骨质疏松治疗的装置及其传动方法,能够解决振动传递过程中存在的效率不高的问题,并可有效避免共振,提高振动调控精度。
为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种用于骨质疏松治疗的装置,包括振动台和底板,所述底板上设有电机固定部件和若干连杆支架,所述电机固定部件上设有电机活动部件,所述振动台底部设有与连杆支架相对应的振动台支架,所述振动台底部安装有振动传感器,所述电机活动部件上方设有固定板,所述固定板底部连接有主连杆和若干副连杆,所述主连杆和副连杆分别穿过连杆支架与振动台支架相连接,所述电机固定部件底部安装有电机驱动模块。
进一步地,所述主连杆与固定板之间通过主连杆固定销相连接,所述副连杆与固定板之间通过副连杆传动销相连接。
进一步地,所述主连杆与连杆支架之间以及副连杆与连杆支架之间分别连接有连杆支点。
进一步地,所述主连杆与振动台支架之间以及副连杆与振动台支架之间分别通过支架传动销相连接。
进一步地,所述连杆支架与振动台支架的数量分别为4个。
本发明另一方面,提供了用于运行骨质疏松治疗装置的传动方法,具体步骤如下:
S1:振动台加载后,电机驱动模块检测到振动传感器信号突变;
S2:在施加负载的初始状态,驱动和传动装置不承受负载的压力;
S3:启动电机活动部件,带动固定板产生垂直运动,固定板分别传动到主连杆和副连杆一端,形成杠杆联动;
S4:所述副连杆和主连杆的一端分别受力后,通过连杆支点形成杠杆原理:一方面利用杠杆对力的放大作用,实现小功率电机带动大负载,另一方面,利用杠杆对位移的放大作用,对于负载的微米级位移,可在电机上进行毫米级的控制,从而提高调控精度;
S5:通过支架传动销分别对主连杆和副连杆限位,抑制主连杆和副连杆产生共振和噪音;
S6:实时检测振动传感器信号,自适应不同的负载;
进一步地,所述步骤2中,所述驱动装置为电机固定部件15和电机活动部件,所述传动装置分别为主连杆和副连杆。
进一步地,所述步骤S6中检测振动传感器信号具体步骤如下:当振动传感器的值偏离预设值而增大时,电机驱动模块自动减小电机活动部件的运动加速度;当振动传感器的值偏离预设值而减小时,电机驱动模块自动增大电机活动部件的运动加速度。
本发明的有益效果:
1、简化传动装置的结构,提高传动性能,降低能量损耗,减少材料和加工成本;
2、提高振动幅值等参数的调控精度;
3、抑制传动部件产生共振和噪音;
4、提高带载时驱动器的启动性能,在驱动器的承载范围内,不会因负载的大范围变化而引起振动效果的差异。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的用于骨质疏松治疗的装置的结构示意图;
图2是根据本发明实施例所述的用于骨质疏松治疗装置实现传动方法的流程图;
图3是根据本发明实施例所述的杠杆传动原理示意图。
图中: 1、副连杆;2、副连杆传动销;3、固定板;4、主连杆固定销;5、振动传感器;6、主连杆;7、振动台;8、振动台支架;9、连杆支点;10、支架传动销;11、连杆支架;12、底板;13、电机驱动模块;14、电机活动部件;15、电机固定部件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示,根据本发明实施例所述的一种用于骨质疏松治疗的装置,包括振动台7和底板12,所述底板12上设有电机固定部件15和若干连杆支架11,所述电机固定部件15上设有电机活动部件14,所述振动台7底部设有与连杆支架11相对应的振动台支架8,所述振动台7底部安装有振动传感器5,所述电机活动部件14上方设有固定板3,所述固定板3底部连接有主连杆6和若干副连杆1,所述主连杆6和副连杆1分别穿过连杆支架11与振动台支架8相连接,所述电机固定部件15底部安装有电机驱动模块13,其中,电机驱动模块13用于检测振动传感器5信号突变。
在本发明的一个具体实施例中,所述主连杆6与固定板3之间通过主连杆固定销4相连接,所述副连杆1与固定板3之间通过副连杆传动销2相连接,通过主连杆固定销4和副连杆传动销2,对主连杆6和副连杆1的一端施加上拉和下压的力,其中主连杆6只有一个,与固定板3是固定连接,其它连杆都是副连杆1,通过副连杆传动销2与固定板3联动。
在本发明的一个具体实施例中,所述主连杆6与连杆支架11之间以及副连杆1与连杆支架11之间分别连接有连杆支点9,其中副连杆1和主连杆6的一端受力后,通过9连杆支点形成杠杆原理,通过10支架传动销带动8振动台支架联动。
在本发明的一个具体实施例中,所述主连杆6与振动台支架8之间以及副连杆1与振动台支架8之间分别通过支架传动销10相连接。
在本发明的一个具体实施例中,所述连杆支架11与振动台支架8的数量分别为4个。
本发明另一方面,提供了用于运行骨质疏松治疗装置的传动方法,具体步骤如下:
S1:当有人站上振动台7后,固定在振动台7下的振动传感器5的信号会产生突变,电机驱动模块13检测到该突变信号后,驱动电机活动部件14作垂直上下运动,其运动加速度和频率等振动参数可通过液晶屏显示,并可通过触摸屏设置,电机的垂直运动位移控制精度为毫米级;
S2:将连杆支架11、电机固定部件15都与底板12固定连接,当振动台7上施加负载时,负载压力通过振动台支架8和连杆支架11,最终施加在底板12上,即在施加负载的初始状态,电机活动部件14、电机固定部件15、主连杆6和副连杆1等驱动和传动装置不承受负载的压力,使得驱动的启动阻力小,在驱动器的承载范围内,不会因负载过大而导致启动失败;
S3:电机活动部件14以固定连接方式带动固定板3作上下垂直运动,固定板3再分别通过副连杆传动销2和主连杆固定销4,对副连杆1和主连杆6的一端施加上拉和下压的力;
S4:如图3所示,副连杆1以及主连杆6的一端受力后,通过连杆支点9形成杠杆原理,通过支架传动销10带动振动台支架8联动,根据杠杆原理,如图1所示,固定板3对主连杆6和副连杆1一端施加力F1,通过连杆支点9在主连杆6和副连杆1另一端产生反方向力F2,由杠杆原理可知:
F2=F1·(L1/L2) 式(1)
当L1大于L2时,F2大于F1,即电机只需较小的驱动力,就可带动较大的负载;
此外,F1使得连杆左端产生的垂直位移H1与F2在连杆右端产生的垂直位移H2存在比例关系为:
L1/L2=H1/H2 式(2)
当L1大于L2时,H2大于H1,即通过主连杆6和副连杆1对F2端较小的垂直位移在F1端产生较大的垂直位移,通过该放大作用,可提高F2端垂直位移的控制精度:即电机活动部件14的毫米级运动控制精度,可在F2端实现微米级的运动控制精度,根据式(2),可对F2端的垂直位移实现微米级的调控;
S5:F2通过支架传动销10和振动台支架8,带动振动台7产生垂直运动,支架传动销10对主连杆6和副连杆1具备限位与施加力的作用,有效抑制连杆产生共振;
S6:在振动过程中,实时检测振动传感器5信号,当振动传感器5的值偏离预设值而增大时,电机驱动模块13自动减小电机活动部件14的运动加速度,当振动传感器5的值偏离预设值而减小时,电机驱动模块13自动增大电机活动部件14的运动加速度,从而可在承载范围内,可自适应不同的负载实现预设的振动参数;
S7:振动过程完成后,振动的加速度、频率等振动参数以及受振人员的编号、使用次数等信息自动以文件形式保存,保存方式可以是但不限于SD卡。
综上所述,借助于本发明的上述技术方案,能够简化传动结构,减少传动装置的能量耗损,提高驱动器的驱动效率,并能有效抑制传动部件产生共振和噪音,还能在驱动器的承载范围内增强驱动器的启动性能,不会因负载的大范围变化引起振动效果的差异;此外,不仅使其结构简单,而且降低了加工和材料成本,同时有利于市场的推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于骨质疏松治疗的装置,包括振动台(7)和底板(12),其特征在于,所述底板(12)上设有电机固定部件(15)和若干连杆支架(11),所述电机固定部件(15)上设有电机活动部件(14),所述振动台(7)底部设有与连杆支架(11)相对应的振动台支架(8),所述振动台(7)底部安装有振动传感器(5),所述电机活动部件(14)上方设有固定板(3),所述固定板(3)底部连接有主连杆(6)和若干副连杆(1),所述主连杆(6)和副连杆(1)分别穿过连杆支架(11)与振动台支架(8)相连接,所述电机固定部件(15)底部安装有电机驱动模块(13)。
2.根据权利要求1所述的用于骨质疏松治疗的装置,其特征在于,所述主连杆(6)与固定板(3)之间通过主连杆固定销(4)相连接,所述副连杆(1)与固定板(3)之间通过副连杆传动销(2)相连接。
3.根据权利要求1所述的用于骨质疏松治疗的装置,其特征在于,所述主连杆(6)与连杆支架(11)之间以及副连杆(1)与连杆支架(11)之间分别连接有连杆支点(9)。
4.根据权利要求1所述的用于骨质疏松治疗的装置,其特征在于,所述主连杆(6)与振动台支架(8)之间以及副连杆(1)与振动台支架(8)之间分别通过支架传动销(10)相连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于骨质疏松治疗的装置,其特征在于,所述连杆支架(11)与振动台支架(8)的数量分别为4个。
6.一种用于运行权利要求1-5任一项所述骨质疏松治疗装置的传动方法,其特征在于,具体步骤如下:
S1:振动台(7)加载后,电机驱动模块(13)检测到振动传感器(5)信号突变;
S2:在施加负载的初始状态,驱动和传动装置不承受负载的压力;
S3:启动电机活动部件(14),带动固定板(3)产生垂直运动,固定板(3)分别传动到主连杆(6)和副连杆(1)一端,形成杠杆联动;
S4:所述副连杆(1)和主连杆(6)的一端分别受力后,通过连杆支点(9)形成杠杆原理;
S5:通过支架传动销(10)分别对主连杆(6)和副连杆(1)限位;
S6:实时检测振动传感器(5)信号,自适应不同的负载;
根据权利要求6所述的传动方法,其特征在于,所述步骤2中,所述驱动装置为电机驱动模块(13)、电机固定部件(15)和电机活动部件(14),所述传动装置分别为主连杆(6)和副连杆(1)。
7.根据权利要求6所述的传动方法,其特征在于,所述步骤S6中检测振动传感器信号具体步骤如下:当振动传感器(5)的值偏离预设值而增大时,电机驱动模块(13)自动减小电机活动部件(14)的运动加速度;当振动传感器(5)的值偏离预设值而减小时,电机驱动模块(13)自动增大电机活动部件(14)的运动加速度。
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