CN202342024U - 脉搏复现装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉搏复现装置，该装置包括液压回路和控制电路，液压回路包括依次相连的机电一体泵、电液伺服阀、分流阀、仿生手腕和油箱，仿生手腕内在与仿生手腕上的寸、关、尺三个部位对应的位置上分别安装有一个压力传感器，当有外力作用于仿生手腕上部的与寸、关、尺三个部位对应的位置之一时，对应的压力传感器输出模拟压力信号，而控制电路在压力传感器输出的输出模拟压力信号的触发下调取待复现的脉搏信号，在对该脉搏信号进行数模转换和放大处理后作为电液伺服阀的驱动信号以驱动液压回路产生对应的液压波形，从而实现脉搏真实复现。

Description

脉搏复现装置

技术领域

本实用新型涉及一种中医脉诊设备，尤其涉及一种脉搏复现装置。

背景技术

通过脉象判断人体健康状况是中医的一项重要诊断手段。中医诊脉是通过手指触摸患者手腕部桡动脉寸、关、尺三个部位的脉搏跳动来对患者的健康状态进行分析判断的方法。中医诊脉主要是依靠中医师的主观感觉进行的。随着科技的不断进步，能够采集患者脉象并显示脉压随时间变化曲线的脉象仪被研制且在实际工作生活中得以应用，因而通过通讯网络传输将得到脉压相关数据利用复现装置实时模拟出对应的脉象，再由中医则根据复现装置模拟的脉压变化情况远程判断患者的脉象已成一种可能。而脉象复现结果的准确性与脉搏复现装置的性能直接相关。因此，研发能够真实再现患者脉象的脉搏复现装置成为当前实现中医远程脉诊所亟需解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够真实再现患者脉象的脉搏复现装置。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种脉搏复现装置，所述液压回路包括依次相连的机电一体泵、电液伺服阀、分流阀、仿生手腕和油箱，所述仿生手腕内在与所述仿生手腕上的寸、关、尺三个部位对应的位置上分别安装有一个压力传感器，当有外力作用于所述仿生手腕上部的与所述寸、关、尺三个部位对应的位置之一时，对应的压力传感器输出模拟压力信号；

所述控制电路包括：第一A/D模块，用于将所述压力传感器输出的模拟压力信号转换成数字压力信号输出；上位机，用于接收所述第一A/D模块发送的数字压力信号，根据所述数字压力信号对应调取待复现的脉搏信号输出；D/A转换模块，用于获取所述上位机发送的脉搏信号，将其转换成模拟脉搏信号输出；放大电路，用于获取所述D/A转换模块发送的模拟脉搏信号，将其放大后输出作为所述电液伺服阀的驱动信号以驱动所述液压回路产生对应的液压波形。

本实用新型的脉搏复现装置，所述仿生手腕包括具有弹性的外形层，所述外形层底部设有模拟血管，所述模拟血管底部设有仿生肌腱层，所述仿生肌腱层底部设有仿生骨骼层，所述仿生骨骼层内安装有三个与所述仿生手腕的寸、关、尺三个部位位置对应的竖直升降装置，每个所述竖直升降装置顶部安装有一个所述压力传感器，每个所述压力传感器的顶部与所述仿生肌腱层的底部相接触，所述竖直升降装置用于调整所述仿生手腕的寸、关、尺三个部位的高度，使之与待复现的脉搏信号对应的人体的寸、关、尺三个部位的高度匹配。

本实用新型的脉搏复现装置，每个所述竖直升降装置包括一个嵌入固定于所述仿生骨骼层底部的电机，所述电机转轴的上端固定有丝杠，所述丝杠上部螺纹连接有套筒，所述套筒上套有配合的套筒固定架，所述套筒固定架固定在所述仿生骨骼层内，所述套筒仅能相对于所述套筒固定架上下滑动。

本实用新型的脉搏复现装置，所述分流阀具有一个阀体，所述阀体上开有贯穿其左右两侧的进油孔，所述进油孔右端开口依次通过第一油路接头和一硬质管路与所述模拟血管的一端密封连接，所述阀体顶部竖向开有与所述进油孔贯通的安装孔，所述安装孔内螺纹连接有阀芯，所述安装孔位于所述阀芯上方的部分内安装有螺纹连接的上盖，所述阀体底部与所述安装孔对应的位置上开有与所述安装孔和所述进油孔贯通的分流孔，所述分流孔下端开口密封连接有第三油路接头，所述阀体上还开有回油孔，所述回油孔贯穿所述阀体的底部和右侧，所述回油孔的右侧开口依次通过第二油路接头和另一硬质管路与所述模拟血管的另一端密封连接，所述回油孔的底部开口密封连接有第四油路接头。

本实用新型的脉搏复现装置，所述仿生骨骼层底部嵌入固定有电机固定架，所述电机安装于所述电机固定架上。

本实用新型的脉搏复现装置，所述外形层为软质聚氨酯弹性体，其厚度约为10mm；所述仿生肌腱层为软质聚氨酯泡沫塑料，其厚度约为5mm；所述仿生骨骼层为硬质聚氨酯泡沫塑料，其厚度约为34～44mm；所述模拟血管是内径约为2mm的硅胶管，所述套筒的升降范围为±5mm。

本实用新型的脉搏复现装置，所述D/A转换模块包括：

单片机，用于接收所述上位机的发送的脉搏信号并将其发送给数模转换器；

数模转换器，用于将所述脉搏信号转换成模拟脉搏信号输出；

通讯接口，用于实现所述单片机与所述上位机之间的通讯。

本实用新型的脉搏复现装置，所述控制电路还包括：

安装在用于连接所述仿生手腕与所述油箱的管路上的压力变送器，用于将流过所述仿生手腕的液压波形转变成对应的模拟复现脉搏信号；

第二A/D模块，用于将所述模拟复现脉搏信号转变成数字复现脉搏信号发送至所述上位机，供所述上位机对比分析。

本实用新型的脉搏复现装置，所述液压回路还包括：

安装在用于连接所述机电一体泵与所述油箱的管路上的滤油器，用于滤除所述液压回路的液压油内的杂质。

实用新型本实用新型的脉搏复现装置包括液压回路和控制电路，其中，液压回路包括依次相连的机电一体泵、电液伺服阀、分流阀、仿生手腕和油箱，仿生手腕内在与仿生手腕上的寸、关、尺三个部位对应的位置上分别安装有一个压力传感器，当有外力作用于仿生手腕上部的与寸、关、尺三个部位对应的位置之一时，对应的压力传感器输出模拟压力信号。控制电路包括：第一A/D模块，用于将压力传感器输出的模拟压力信号转换成数字压力信号输出；上位机，用于接收第一A/D模块发送的数字压力信号，根据数字压力信号对应调取待复现的脉搏信号输出；D/A转换模块，用于获取上位机发送的脉搏信号，将其转换成模拟脉搏信号输出；放大电路，用于获取D/A转换模块发送的模拟脉搏信号，将其放大后输出作为电液伺服阀的驱动信号以驱动液压回路产生对应的液压波形。从而实现脉搏的真实复现。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的脉搏复现装置中的液压回路的液压回路示意图；

图2为图1中脉搏复现装置的结构示意图；

图3为图1中脉搏复现装置的仿生手腕和分流阀的立体结构示意图；

图4为图3中脉搏复现装置的仿生手腕和分流阀的仰视结构示意图(省略外形层、仿真肌腱层和仿生骨骼层)；

图5为图4中脉搏复现装置的仿生手腕和分流阀的A-A向剖视结构示意图；

图6为图4中脉搏复现装置的仿生手腕和分流阀的B-B向剖视结构示意图；

图7为图4中脉搏复现装置的仿生手腕和分流阀的C-C向剖视结构示意图；

图8为图3中脉搏复现装置的仿生手腕的主视剖视结构放大示意图(省略分流阀)；

图9为图8中脉搏复现装置的仿生手腕的E-E断面结构放大示意图；

图10为图8中脉搏复现装置的仿生手腕的F-F断面结构放大示意图；

图11为图1中脉搏复现装置的D/A转换模块和放大电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述：

本实施例的脉搏复现装置包括液压回路和控制电路，参考图1所示，其中，液压回路主要包括依次相连的机电一体泵9、电液伺服阀6、分流阀3、仿生手腕1和油箱8等构成的液压回路。其中，油箱8的出油口通过管路与机电一体泵9的进油口相连，机电一体泵9的出油口通过管路与电液伺服阀6的进油口相连，电液伺服阀6的出油口通过管路与分流阀3的进油口相连，分流阀3的溢流口通过管路与油箱8的一个回油口相连，分流阀3的出油口通过管路与仿生手腕1的一端相连，仿生手腕1的另一端通过管路与油箱8的另一个回油口相连。结合图2所示，连接分流阀3与电液伺服阀6的管路上安装有一个压力表7，用于方便查看液压回路的实时压力，连接机电一体泵9与油箱8的管路上安装有一个滤油器10，通常液压油中往往含有颗粒状杂质，如果不加装滤油器10容易造成液压回路各相对运动元件表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，使系统工作可靠性大为降低。油箱8用于储油、散热，机电一体泵9作为动力部件在则启动后一直工作以形成液压回路，分流阀3用于调节液压回路压力，保证系统安全。

继续参考图1，控制电路包括：连接仿生手腕1与油箱8的管路上通过一个三通管安装的一个压力变送器11(例如型号为CGYL-202的压力变送器)，用于将流过仿生手腕1的液压波形转变成对应的模拟复现脉搏信号。安装在仿生手腕1的下部上的三个集成化脉搏传感器12(例如型号为HK2000G的集成化脉搏传感器)，这三个集成化脉搏传感器12的相互间距与仿生手腕1上的寸、关、尺三个部位位置对应，当有外力作用于仿生手腕1上的寸、关、尺三个部位之一时，其对应集成化脉搏传感器12输出模拟压力信号，为保证这三个集成化脉搏传感器12同时只能有一个处于工作状态，要求与仿生手腕1上的寸部位对应的集成化脉搏传感器12的优先级最高，与仿生手腕1上的关部位对应的集成化脉搏传感器12的优先级次之，而与仿生手腕1上的尺部位对应的集成化脉搏传感器12的优先级最低。三个第一A/D模块，每个第一A/D模块用于将对应的集成化脉搏传感器12输出的模拟压力信号转换成数字压力信号输出。上位机，用于接收第一A/D模块发送的数字压力信号，根据数字压力信号对应调取待复现的脉搏信号输出。D/A转换模块，用于获取上位机发送的脉搏信号，将其转换成模拟脉搏信号输出。放大电路，用于获取D/A转换模块发送的模拟脉搏信号，将其放大后输出作为电液伺服阀6的驱动信号以驱动液压回路产生对应的液压波形。第二A/D模块，用于将模拟复现脉搏信号转变成数字复现脉搏信号发送至上位机，供上位机对比分析，以检验复现效果。

结合图3以及图8至图10所示，仿生手腕1包括具有弹性的外形层101，该外形层101为软质聚氨酯弹性体，其平均厚度约为10mm。外形层101底部设有模拟血管102，该模拟血管102是内径约为2mm的硅胶管。模拟血管102底部设有仿生肌腱层103，该仿生肌腱层103为软质聚氨酯泡沫塑料，其厚度约为5mm。仿生肌腱层103底部设有仿生骨骼层104，该仿生骨骼层104为硬质聚氨酯泡沫塑料，其厚度约为34～44mm。仿生骨骼层104内安装有三个其相互间距与仿生手腕1的寸、关、尺三个部位(即图3中三个圆圈所在位置)的相对位置对应的竖直升降装置2，竖直升降装置2用于调整仿生手腕1的寸、关、尺三个部位的高度，使之与待复现的脉搏信号对应的人体的寸、关、尺三个部位的高度匹配，以便于能够更准确更真实的复现脉搏。每个竖直升降装置2顶部粘贴有一个集成化脉搏传感器12，每个集成化脉搏传感器12的顶部与仿生肌腱层103的底部相接触。每个竖直升降装置2包括一个嵌入固定于仿生骨骼层104底部的电机201，电机201安装于电机固定架5上，电机固定架5嵌入固定于仿生骨骼层104底部，电机201转轴的上端固定有丝杠202，丝杠202上部螺纹连接有外形为八棱柱形的套筒203，套筒203上套有配合的套筒固定架204，套筒固定架204固定在仿生骨骼层104内，套筒203仅能相对于套筒固定架204上下滑动，套筒203的升降范围可达±5mm。

结合图3以及图4至图7所示，分流阀3具有一个阀体301，阀体301上开有贯穿其左右两侧的进油孔302，进油孔302右端开口依次通过第一油路接头401和一硬质管路与模拟血管的一端密封连接，阀体301顶部竖向开有与进油孔302贯通的安装孔303，安装孔303内螺纹连接有阀芯304，阀芯304的顶部设有一字形或十字形开口槽，安装孔303位于阀芯304上方的部分内安装有螺纹连接的上盖305，上盖305顶部设有一字形或十字形开口槽，当需要调整分流阀3流量时，首先用螺丝刀插入上盖305的开口槽内旋出上盖305后，再用螺丝刀插入阀芯304的开口槽旋拧阀芯304，使阀芯304在安装孔303向上或向下运动，从而调整分流量，调整完毕后再装上盖305。阀体301底部与安装孔303对应的位置上开有与安装孔303和进油孔302贯通的分流孔306，分流孔306下端开口密封连接有第三油路接头403，阀体301上还开有回油孔307，回油孔307贯穿阀体301的底部和右侧，回油孔307的右侧开口依次通过第二油路接头402和另一硬质管路与模拟血管的另一端密封连接，回油孔307的底部开口密封连接有第四油路接头404。

结合图11所示，其中，D/A转换模块包括型号为DAC1208的数模转换器及其外围电路、型号为ATmega128L-8AC的单片机及其外围电路和型号为CP2012的USB转串口芯片及其外围电路构成的通讯接口。其中，单片机用于接收上位机的发送的脉搏信号并将其发送给数模转换器；数模转换器用于将脉搏信号转换成模拟脉搏信号输出；通讯接口用于实现单片机与上位机之间的通讯，单片机的第2、第3管脚分别对应与USB转串口芯片的第26、第25管脚相连。单片机的第44～第51管脚分别对应与数模转换器的第19、第20、第4、第5、第6、第7、第8、第9管脚相连，单片机的第35～第41管脚分别对应与数模转换器的第18、第17、第16、第15、第23、第2、第1管脚相连。

结合图11所示，放大电路包括第一运放A2、第二运放A3、第三运放A4、第四运放A5、第五运放A6、第六运放A7、三极管Q1和三极管Q2，第一运放A2的反向输入端通过电阻R9与数模转换器的输出端相连，第一运放A2的同向输入端通过电阻R6接地，第一运放A2的反向输入端通过电阻R14和电容C9构成的第一RC电路与第一运放A2的输出端相连，第一运放A2的输出端通过电阻R7与第二运放A3的反向输入端相连，第一运放A2的正电源端和负电源端分别对应接+15V和-15V接电源，第二运放A3的同向输入端接地，第二运放A3的反向输入端通过串联的电阻R3和电位器R4与第二运放A3的输出端相连，第二运放A3的输出端通过电阻R10与第三运放A4的反向输入端相连，第三运放A4的同向输入端接地，第三运放A4的反向输入端通过电阻R13与第三运放A4的输出端相连，第三运放A4的输出端依次通过串联的电阻R13、电阻R12与电位器R15的可调端相连，电位器R15的另外两端分别对应接+15V和-15V接电源，第三运放A4的输出端通过依次串联的电阻R8、电阻R25与第五运放A6的反向输入端相连，第四运放A5的反向输入端与其输出端相连，第四运放A5的同向输入端与可调电位器R24的可调端相连，可调电位器R24的另外两端接地，第四运放A5的输出端依次通过反接的二极管D1和电阻R25与第五运放A6的反向输入端相连，第六运放A7的同向输入端通过电阻R23与可调电位器R24的可调端相连，第六运放A7的同向输入端与其输出端之间连接有电阻R20，第六运放A7的反向输入端接地，第六运放A7的正电源端和负电源端分别对应接+15V和-15V接电源，第六运放A7的输出端依次通过二极管D2、电阻R25与第五运放A6的反向输入端相连，第五运放A6的反向输入端依次通过电阻R26和电阻R27接地，第五运放A6的反向输入端和其输出端之间接有由电阻R21和电容C11构成的第二RC电路，第五运放A6的同向输入端接地，第五运放A6的输出端依次通过电阻R17和电容C10接地，第五运放A6的输出端依次通过电阻R17、电阻R18与三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极相连，三极管Q1的基极通过电容C11接地，三极管Q1的集电极通过电阻R16接+15V电源，三极管Q2的基极通过电容C11接地，三极管Q2的集电极通过电阻R22接-15V电源，三极管Q1的发射极和三极管Q2的发射极依次通过电阻R19、电液伺服阀的线圈L2、电阻R5和电阻R27接地。

上述脉搏复现装置的脉搏复现过程如下：

在根据待复现的脉搏信号对应人体的寸、关、尺三个部位的高度并通过竖直升降装置调整好仿生手腕好的寸、关、尺三个部位的高度之后，当医师按压仿生手腕上的寸、关、尺三个部位之一时，手指压力通过仿生手腕传到对应的集成化脉搏传感器上，该集成化脉搏传感器输出模拟压力信号，对应第一A/D模块将集成化脉搏传感器输出的模拟压力信号转换成数字压力信号输出；上位机接收到该第一A/D模块发送的数字压力信号后，触发调取预存的脉搏信号输出；D/A转换模块获取上位机发送的脉搏信号，将其转换成模拟脉搏信号输出；放大电路获取D/A转换模块发送的模拟脉搏信号，将其放大后输出作为电液伺服阀的驱动信号以驱动液压回路产生对应的液压波形供医师诊断，本部位诊断完毕后，再用同样的方式分别按压仿生手腕上的寸、关、尺三个部位中另外两个部位进行诊断，从而达到脉搏的复现目的。如果要复现下一个待复现脉搏信号则重复上述步骤。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种脉搏复现装置，其特征在于，包括液压回路和控制电路；

所述液压回路包括依次相连的机电一体泵(9)、电液伺服阀(6)、分流阀(3)、仿生手腕(1)和油箱(8)，所述仿生手腕(1)内在与所述仿生手腕(1)上的寸、关、尺三个部位对应的位置上分别安装有一个压力传感器(12)，当有外力作用于所述仿生手腕(1)上部的与所述寸、关、尺三个部位对应的位置之一时，对应的压力传感器(12)输出模拟压力信号；

所述控制电路包括：第一A/D模块，用于将所述压力传感器(12)输出的模拟压力信号转换成数字压力信号输出；上位机，用于接收所述第一A/D模块发送的数字压力信号，根据所述数字压力信号对应调取待复现的脉搏信号输出；D/A转换模块，用于获取所述上位机发送的脉搏信号，将其转换成模拟脉搏信号输出；放大电路，用于获取所述D/A转换模块发送的模拟脉搏信号，将其放大后输出作为所述电液伺服阀(6)的驱动信号以驱动所述液压回路产生对应的液压波形。

2.根据权利要求1所述的脉搏复现装置，其特征在于，所述仿生手腕(1)包括具有弹性的外形层(101)，所述外形层(101)底部设有模拟血管(102)，所述模拟血管(102)底部设有仿生肌腱层(103)，所述仿生肌腱层(103)底部设有仿生骨骼层(104)，所述仿生骨骼层(104)内安装有三个与所述仿生手腕(1)的寸、关、尺三个部位位置对应的竖直升降装置(2)，每个所述竖直升降装置(2)顶部安装有一个所述压力传感器(12)，每个所述压力传感器(12)的顶部与所述仿生肌腱层(103)的底部相接触，所述竖直升降装置(2)用于调整所述仿生手腕(1)的寸、关、尺三个部位的高度，使之与待复现的脉搏信号对应的人体的寸、关、尺三个部位的高度匹配。

3.根据权利要求2所述的脉搏复现装置，其特征在于，每个所述竖直升降装置(2)包括一个嵌入固定于所述仿生骨骼层(104)底部的电机(201)，所述电机(201)转轴的上端固定有丝杠(202)，所述丝杠(202)上部螺纹连接有套筒(203)，所述套筒(203)上套有配合的套筒固定架(204)，所述套筒固定架(204)固定在所述仿生骨骼层(104)内，所述套筒(203)仅能相对于所述套筒固定架(204)上下滑动。

4.根据权利要求3所述的脉搏复现装置，其特征在于，所述分流阀(3)具有一个阀体(301)，所述阀体(301)上开有贯穿其左右两侧的进油孔(302)，所述进油孔(302)右端开口依次通过第一油路接头(401)和一硬质管路与所述模拟血管(102)的一端密封连接，所述阀体(301)顶部竖向开有与所述进油孔(302)贯通的安装孔(303)，所述安装孔(303)内螺纹连接有阀芯(304)，所述安装孔(303)位于所述阀芯(304)上方的部分内安装有螺纹连接的上盖(305)，所述阀体(301)底部与所述安装孔(303)对应的位置上开有与所述安装孔(303)和所述进油孔(302)贯通的分流孔(306)，所述分流孔(306)下端开口密封连接有第三油路接头(403)，所述阀体(301)上还开有回油孔(307)，所述回油孔(307)贯穿所述阀体(301)的底部和右侧，所述回油孔(307)的右侧开口依次通过第二油路接头(402)和另一硬质管路与所述模拟血管(102)的另一端密封连接，所述回油孔(307)的底部开口密封连接有第四油路接头(404)。

5.根据权利要求4所述的脉搏复现装置，其特征在于，所述仿生骨骼层(104)底部嵌入固定有电机固定架(5)，所述电机(201)安装于所述电机固定架(5)上。

6.根据权利要求5所述的脉搏复现装置，其特征在于，所述外形层(101)为软质聚氨酯弹性体，其厚度约为10mm；所述仿生肌腱层(103)为软质聚氨酯泡沫塑料，其厚度约为5mm；所述仿生骨骼层(104)为硬质聚氨酯泡沫塑料，其厚度约为34～44mm；所述模拟血管(102)是内径约为2mm的硅胶管，所述套筒(203)的升降范围为±5mm。

7.根据权利要求6所述的脉搏复现装置，其特征在于，所述D/A转换模块包括：

单片机，用于接收所述上位机的发送的脉搏信号并将其发送给数模转换器；

数模转换器，用于将所述脉搏信号转换成模拟脉搏信号输出；

通讯接口，用于实现所述单片机与所述上位机之间的通讯。

8.根据权利要求7所述的脉搏复现装置，其特征在于，所述控制电路还包括：

安装在用于连接所述仿生手腕(1)与所述油箱(8)的管路上的压力变送器(11)，用于将流过所述仿生手腕(1)的液压波形转变成对应的模拟复现脉搏信号；

第二A/D模块，用于将所述模拟复现脉搏信号转变成数字复现脉搏信号发送至所述上位机，供所述上位机对比分析。

9.根据权利要求8所述的脉搏复现装置，其特征在于，所述液压回路还包括：

安装在用于连接所述机电一体泵(9)与所述油箱(8)的管路上的滤油器(10)，用于滤除所述液压回路的液压油内的杂质。

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