CN109875742B - 用于智能矫正支具中的压力采集装置及其安装方法 - Google Patents
用于智能矫正支具中的压力采集装置及其安装方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于智能矫正支具中的压力采集装置及其安装方法，该装置包括测压软垫、调整软垫、液压传感器与柔性屏蔽导线，测压软垫中包括用于填充液体的硅胶导管，调整软垫包括用于调整装置厚度的注水口；安装方法为先安装调整软垫，将测压软垫安装在调整软垫上方，两者叠合并将调整软垫的一面粘合于矫正支具上，最后覆盖一层保护皮套于压力采集装置之上。本发明通过液压传感器采集硅胶导管中液体压力的方式来间接测量矫正支具与人体之间的压力，有效避免了支具佩戴者在不同情况下所造成的压力数值的异常测量，大大提高了智能矫正支具中对佩戴者所施加矫正压力监测的准确性以及具体应用过程中的可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及压力采集装置，尤其是一种用于智能矫正支具中的压力采集装置及其安装方法。
背景技术
脊柱侧弯病因隐蔽，不易被自己或他人发现。目前，中小学的脊柱发病率正在急速上升，成为危害我国青少年成长的重大问题。同时，我国儿童发展中心统计：我国儿童脊柱侧弯症发病率高达20％。脊柱侧弯对未成年人的身心发育影响严重，不但影响了形体美，还会对其生命造成威胁：脊柱侧弯严重的会压迫心脏内部器官，对血液循环、呼吸等造成严重影响，如果不及时采取治疗将会导致患者残疾和截瘫。据调查，在治疗脊柱侧弯过程中，都是需要使用矫正支具来辅助术后患者以及侧弯角度较小患者的身形康复矫正。然而，患者需要在2-4年间每天有效佩戴一定时长的矫正支具，才能达到预期的治疗效果。为了对患者的佩戴时间及治疗效果进行及时有效的跟踪监测，就需要对矫正支具对患者脊柱侧弯处施加的矫正力进行实时监测，以确保患者在佩戴矫正支具期间获得最佳矫正力以及最佳矫正效果。
现有技术中，目前通常采用如下两种压力采集方案：
1.采用柔性薄膜式压力传感器，贴附在矫正支具需要监测压力处的内表面(泡沫软垫表面)。随着患者佩戴的矫正支具时间增加，支具与人体之间的压力监测处的压力数值会变小，从而不能满足矫正效果。医生往往需要根据复诊情况，更换或调整泡沫软垫厚度，因此需要重新安装传感器，使制作矫正支具过程变得繁琐；
2.采用在支具上添加凹槽，在凹槽内放置称重压力传感器。首先，由于传感器的桥臂比较坚硬，这种压力采集装置与人体接触时会让人产生不舒适感；其次，因为患者需要反复穿脱矫正支具，并且矫正分为不同阶段，这些都会造成传感器的桥臂与人体的接触支点发生偏移，使监测的压力数值偏差很大，失去压力监测的意义。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种用于智能矫正支具中的压力采集装置及其安装方法，该装置能够提高智能矫正支具中压力监测的准确性及具体应用过程中的可操作性，有效避免支具佩戴者在不同情况下造成的压力数值的异常测量。
技术方案：为实现以上目的，本发明所述的用于智能矫正支具中的压力采集装置包括测压软垫、调整软垫、液压传感器、柔性屏蔽导线，测压软垫包括硅胶导管，硅胶导管的出口与连通接口的一端相连；液压传感器的压力采集端与连通接口的另一端相连，液压传感器的电源端子与信号输出端子由柔性屏蔽导线引出。
进一步地，调整软垫设置在测压软垫的下方，其一端设有注水口；调整软垫能够被注入液体，使其发生形变，从而调整整个装置的厚度。
进一步地，硅胶导管中填充流动液体，用于将测压软垫的面上受到的压力转化为硅胶导管中液体的压强。
进一步地，柔性屏蔽导线将液压传感器的电源端子与信号输出端子引出，并与安装在矫正支具外侧的电源和微控制器相连。
进一步地，压力采集装置还包括保护皮套，保护皮套安装在测压软垫上方，将测压软垫和调整软垫固定在矫正支具监测矫正力的位置。
本发明基于上述用于智能矫正支具中的压力采集装置的安装方法，包括如下步骤：
a、将调整软垫贴合于矫正支具需要监测矫正力的位置，其注水口由矫正支具内侧穿插到矫正支具的外侧；
b、将测压软垫平铺在调整软垫的上方，向测压软垫中的硅胶导管中填充液体；
c、将液压传感器的压力采集端口与连通接口一端连接，连通接口的另一端与硅胶导管连接，保持气密性良好；
d、通过柔性屏蔽导线将液压传感器的电源端子与信号输出端子引出至矫正支具的外侧；
e、将保护皮套安装于测压软垫上方，在保护皮套内侧边缘处施加特制胶水，将测压软垫和调整软垫固定在矫正支具监测矫正力的位置。
进一步地，向硅胶导管中填充液体时，使用医用注射器将液体通过连通接口填充到硅胶导管中，直至硅胶导管中无空气残留。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明通过液压传感器采集液压的方式来间接测量矫正支具与人体之间的压力，采集液压时，受力发生形变的硅胶导管内的液体压强变化明显，并且液体压强的变化仅与整个接触面上的受力总和有关，不会随着受力支点的偏移而产生很大的偏差，有效避免了支具佩戴者在不同情况下造成的压力数值的异常测量，大大提高了智能矫正支具中压力监测的准确性以及具体应用过程中的实用性，保证了智能矫正支具对佩戴者所施加矫正压力的监测具有实际意义。
附图说明
图1为本发明压力采集装置的正面结构示意图；
图2为本发明压力采集装置的背面结构示意图；
图3为本发明压力采集装置的安装位置示意图；
图4为本发明压力采集装置的安装剖面示意图；
图5为本发明压力采集装置的安装细节示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1-2所示，智能矫正支具中的压力采集装置包括保护皮套1、测压软垫2、硅胶导管3、连通接口4、液压传感器5、柔性屏蔽导线6、调整软垫7、注水口8。
测压软垫2包括多根硅胶导管3，多根硅胶导管3的首、末端依次相连通，组成填充液体流动通道。硅胶导管3的出口与连通接口4一端相连；通过连通接口4向硅胶导管3中填充流动液体，所填充的流动液体可以为甘油或水，用于将测压部位与测压软垫2接触面上受到的总压力转化为多根硅胶导管3中液体内部的压强。连通接口4的另一端与液压传感器5的压力采集端口相连，液压传感器5用于测量硅胶导管3中填充液体的压强，将压力信号转化为电压信号；液压传感器5的电源端子与信号输出端子由柔性屏蔽导线6引出至矫正支具外侧，用以与支具外侧的电源和信号采集端连接。
该压力采集装置通过液压传感器采集液压的方式来间接测量矫正支具与人体之间的压力，对于采集液压而言，受力发生形变的硅胶导管内的液体压强变化明显，并且液体压强的变化仅与整个接触面上的受力总和有关，不会随着受力支点的偏移而产生很大的偏差，因此大大提高了压力检测的准确性。
调整软垫7设置在测压软垫2的下方，其一端设有注水口8，注水口8由矫正支具内侧穿插到矫正支具外侧；调整软垫7中能够被注入液体，使其发生形变，从而调节整个压力采集装置的厚度，使该装置与支具及人体更加贴合，提高用户舒适度。保护皮套1设置在测压软垫2上方，将测压软垫2和调整软垫7包裹在内；保护皮套1内侧边缘处施加胶水，将测压软垫2和调整软垫7固定在矫正支具9需要监测矫正力的位置。
本实施方式中，对上述智能矫正支具中的压力采集装置进行安装时，需要根据脊柱侧弯者的医学影像学资料，寻找出支具佩戴者现阶段的需要矫正的受力面，在其所佩戴的智能矫正支具与其人体矫正受力面上安装所述的压力采集装置。同时，根据需要可以安装多个压力采集装置，采集支具佩戴者需要监测的身体部位矫正力的大小。
压力采集装置的具体安装方法为：
a、先将调整软垫7粘合于矫正支具需要监测矫正力的位置(如图2所示安装位置)，注水口8通过钻孔的方式由矫正支具内侧穿插到矫正支具的外侧(如图5所示)；
b、将测压软垫2平铺在调整软垫7的上方，并将测压软垫2与调整软垫7进行粘合固定；使用医用注射器通过连通接口4将液体填充到测压软垫2的硅胶导管3中，直至硅胶导管3中无空气残留；
c、将液压传感器5的压力采集端口与连通接口4互联，并且保持气密性良好，不可使填充液体溢出；
d、液压传感器5的电源端子与信号输出端子通过柔性屏蔽导线6引出至矫正支具的外侧(如图5所示)，以备连接到电源和微控制器的A/D转换模块；
e、将保护皮套1安装于测压软垫2上方，在保护皮套1内侧边缘处施加特制胶水，将测压软垫2和调整软垫7固定在矫正支具9监测矫正力的位置(如图4所示)。
Claims (2)
1.一种用于智能矫正支具中的压力采集装置，其特征在于：包括测压软垫(2)、调整软垫(7)、液压传感器(5)、柔性屏蔽导线(6)，测压软垫(2)包括硅胶导管(3)，硅胶导管(3)中填充流动液体，用于将测压部位与测压软垫(2)接触面上受到的总压力转化为硅胶导管(3)中液体内部的压强；硅胶导管(3)的出口与连通接口(4)的一端相连；液压传感器(5)的压力采集端与连通接口(4)的另一端相连，液压传感器(5)的电源端子与信号输出端子由柔性屏蔽导线(6)引出；液压传感器(5)用于测量硅胶导管(3)中填充液体的压强，将压力信号转化为电压信号；
调整软垫(7)设置在测压软垫(2)的下方，其一端设有注水口(8)；所述柔性屏蔽导线(6)将液压传感器(5)的电源端子与信号输出端子引出，并与安装在矫正支具(9)外侧的电源和微控制器相连；
还包括保护皮套(1)，保护皮套(1)安装在测压软垫(2)上方，将测压软垫(2)和调整软垫(7)固定在矫正支具(9)监测矫正力的位置；
安装时，首先将调整软垫(7)贴合于矫正支具(9)需要监测矫正力的位置，其注水口(8)由矫正支具内侧穿插到矫正支具(9)的外侧；其次将测压软垫(2)平铺在调整软垫(7)的上方，向测压软垫(2)中的硅胶导管(3)中填充液体；再将液压传感器(5)的压力采集端口与连通接口(4)一端连接，连通接口(4)的另一端与硅胶导管(3)连接，保持气密性良好；通过柔性屏蔽导线(6)将液压传感器(5)的电源端子与信号输出端子引出至矫正支具(9)的外侧；最后将保护皮套(1)安装于测压软垫(2)上方，在保护皮套(1)内侧边缘处施加特制胶水，将测压软垫(2)和调整软垫(7)固定在矫正支具(9)监测矫正力的位置；所述测压软垫(2)贴合人体设置，所述调整软垫(7)贴合矫正支具(9)设置；
通过液压传感器采集液压的方式来间接测量矫正支具与人体之间的压力，对于采集液压而言，受力发生形变的硅胶导管(3)内的液体压强发生变化，并且液体压强的变化仅与整个接触面上的受力总和有关。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能矫正支具中的压力采集装置，其特征在于：向硅胶导管(3)中填充液体时，使用医用注射器将液体通过连通接口(4)填充到硅胶导管(3)中，直至硅胶导管(3)中无空气残留。
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